浅谈电子电路的抗干扰措施

郭刚花,李莲英（许昌电气职业学院（许昌技师学院）,河南 许昌 461000 ）



浅谈电子电路的抗干扰措施

郭刚花,李莲英
（许昌电气职业学院（许昌技师学院）,河南 许昌 461000 ）

摘 要:电子电路与其他电路一样，容易受到外部和电路内部干扰。在使用时如果装配不当，将会使电路因受干扰而不能正常工作。本文分析了各种干扰的情况及抑制方法。

关键词:电子电路；干扰；抑制

0 引言

电子技术的迅速发展，集成电路的应用越来越广。目前，数字电路中大量采用数字集成 电路。由于数字集成电路具有较高的噪声容限，其抗干扰性能较好，但数字电路与其他电路一样，容易受到外部和数字电路内部干扰，在使用时如果装配不当，将会使数字电路因受干扰而不能正常工作。因此，必须采取相应的抑制干扰措施，将干扰的影响抑制到最小。

1 外部干扰及其抑制

外部干扰分为自然干扰和人为干扰两种 。

1.1 外来干扰及其抑制

自然干扰是由自然现象引起的，例如天空闪电、雷击、地球辐射、宇宙辐射等。这些主要对通讯、广播、导航设备有较的影响，一般设备可以不考虑。人为干扰主要是指周围环境通过辐射或藕合，经过电源线、地线、信号线进人数字电路系统的干扰。以及各类电气设备所引起的电火花，如直流电机整流子碳刷电火花、接触器、断路器、开关等接点电火花等。电气设备启停通过供电系统对电子设备的干扰，高频加热、脉冲电腐蚀、电火花加工、可控硅整流，电气设备所造成的电磁场干扰等。

常见的抑制方法如下。使电路中的逻辑部件远离大功率器件，并把数字电路加金属外壳并屏蔽措施。对 电场干扰采取电屏蔽措施，磁场干扰采用磁屏蔽。屏蔽的原理是利用金属板、金属网、金属盒等金属体，把电磁场限制在一定空间或把电磁场强度削弱到一定数量级。另外也可以采用屏蔽线、同轴电缆、双绞线来屏蔽电场、磁场式电磁场干扰。对电源线引人的干扰采取去稠措施。即用Rc或Lc滤波环节消除抑制直流电源 回路因负载变化而引起的干扰。这种办法在TTL数字电路中经常采用。具体办法是在印制 电路板的电源线输人端与地之间并接两个电容，以减小瞬变过程电流的影响。

1.2 电源干扰及其抑制

电源干扰是指直流电源对数字电路引起的干扰，通常为直流电源滤波不佳、电压不稳定或电源变压器soHZ交流电所引起的。抑制方法需对症下药，采取措施。为了防止产生千扰，通常采用以下措施。电源变压器一次绕组与二次绕组间采用屏蔽层，并可靠接地(屏蔽层切不可短接形成路，以免烧毁变压器线圈)。在电源变压器前加接电源滤波器，以滤去高次谐波干扰。采用高稳定度、低输出阻抗直流电源，以减小电源开启切断时瞬时过电流的冲击，并缩短瞬时过电流冲击时间。尽量采用粗而短和动态电阻小的电源线。

1.3 地线的干扰及其抑制

由于地线布置不合理，沿地线叠加的干扰电流和干扰电压超过电路噪声容限，而使电路的输人端引起干扰。

电子电路的接地形式是十分重要的。若随意接地会引起内部的反馈干扰。接地干扰的产生原因是各级电路的信号电流在接地回路的接触电阻或地线电阻上的压降，以“路”的形式反馈到前级作为输入信号。当反馈电压满足振荡条件时，放大器会形成自激。对于电子设备装置系统的接地，尤其是工业用低频，这种现象常出现在输入设备和检测装置等环节。

为了避免接地干扰，总的要求是，接地回路阻抗要低，接地点的焊接或连接要可靠。每级接地元件都接在一个接地点上，输出的接地点离电源的地端应最近，输人级的接地点距电源的地端应最远，其它则按逆流程依次逐级连接。

电子电路中接地线要求的干线宜粗，大系统电子装置或设备可应用矩形铜条。其截面积要远大于电流的容量要求，且尽可能短。在印刷板上的地线部分尽能扩大面积，且采用边缘接地环抱布局。

2 内部干扰及其抑制

2.1 瞬态电流干扰及其抑制

瞬态电流干扰是由电路的过渡过程引起的，TTL集成电路在状态转换时引起尖峰电流，负载电容充放电时瞬变电流等。干扰随工作速度而增加。瞬态电流比静态电流大得多，不仅增加电流功耗而且给电源带来干扰。抑制方法如下。采用电源去藕措施，即在电源线和地线之间并接两个电容，并且以电源线上干扰尖峰不能使逻辑器件的输出状态发生变化为原则。布线时，连线尽量短，尽量减小不必要的杂散电容。有大电容负载时，串接限流保护电阻，避免关断电源或电源电压下降时，电容上电压高于电源电压情况的出现。

2.2 窜扰及其抑制

窜扰是当几根较长的信号线(长度大于数厘米 )平行布线紧靠在一起，一根信号线的信号通过互感和互容电磁祸合到邻近线上产生的干扰。窜扰大小与信号频率、传输线阻抗及信号线的形式有关。频率越高，阻抗越高窜扰干扰越大。实践和理论证明，双绞线对窜扰抑制能力较强。抑制方法如下。

尽量的减小线路间连线长度。采用双绞线或同轴电缆作信号线。

信号发送线和接受线之间，或相同信号间尽可能避免平行走线，采用分散、交叉形式走 线。在必须走长线且平行的情况下，尽可能靠近地线走线，且尽量减小平行线的长度。

在信号输人处加施密特触发器，利用它具有可变闭值特性来消除窜扰信号，使其不致于被逐级放大 。

3 其它抗干扰措施

（1） 在用微型计算机组成的故障诊断装置中，包括有模拟电路和数字电路两部分，为了使数字信号对模拟信号干扰为最小，要求所有器件的数字地和模拟地分别相连接，在全电路中数字上，在芯片和其它电路中切不可再有公共点。若数字地和模拟地有多个公共 点，数字回路通过模拟电路的地线到数字电路的电源就会形成通路，数字信息将对模拟电路产生干扰。一般A/D转换器 、D/A转换器及采样保持器都提供了独立的数字地和模拟地，它们分别有相应的管脚。

（2）在逻辑电路板上的电源线与地线的布线应合理，做到布线尽可能短，防止布 线回路型和“菊花”链环状型 。

（3）在每一块集成电路芯片的电源与地引人端之间，接一个无感的瓷片电容器，并要求电容器尽量靠近芯片对应的管脚，若采用微型打机时，其电源与地之间也应接一个电容器，否则它有可能不能正常工作。

（4）在印刷电路板布线时，要考虑逻辑输人信号对模拟信号的千扰，使逻辑输人信号的走线尽量远离模拟信号线。

参考文献:

[1]付植桐 .《电子技术》[M]. 高等教育出版社,2004(06).

[2]高泽涵.《电子电路故障诊断技术》[M].西安电子科技大学出版社，2000(11) .

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.128