孙逸洁 卢伟
摘 要:本文分别针对电子电路的外来干扰、内部干扰的仪器其他类型干扰所产生的原因和抑制方法进行逐一的论述。希望凭借此次经验交流,可以为从事相关行业的技术人员带来一定有价值的参考。
关键词:电子电路;干扰类型;抗干扰措施
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.098
自我国进入到改革开放之后,各行各业的科学水平得到了迅猛的提升。集成电路在各行各业当中的运用也变得愈发普遍,当前我国的数字电路当中,使用量最为庞大的是数字集成电路。而在该种集成电路进行使用的过程之中,尽管其噪音容限较高,并且抗干扰能力相对较强,但是同其他电子电路相同,数字电路也十分容易受到各方因素所造成的干扰。如果在数字集成电路使用的过程中不能正确针对这些干扰进行处理,便会对其正常使用造成十分严重的影响。所以,针对电子电路的抗干扰措施研究,是相关行业技术人员必须要思考的重要问题。
1 电子电路外界干扰和对应处理办法
(1)外来干扰和处理办法。因为自然因素所产生的对电子电路的干扰被人们称之为外来干扰。常见的外来干扰有雷雨天的闪电和雷电现象、太阳对地球所产生的辐射现象等。这一系列的外来干扰往往会对需要使用到电子电路的广播设备、通信设备和导航设备的正常使用带来较为严重的影响。
而人为干扰通常则是指因为周边的环境凭借耦合或者辐射所形成的能够对电子电路设备所产生的干扰。该种类型的干扰主要是凭借电源线路、接地线以及信号线进入到了电子电路系统,其余的有各种电气设备所造成的电火花、电气设备打开或者关闭以后对电子电路所引起的干扰。针对以上干扰类型,技术人员需要避免彼此有着较大干扰性的电路使用相同一根地线。简单地说,就是需要杜绝弱电电路与强电电路、模拟电路和数字电路共同使用一根地线情况的产生。另外,使用到电子电路的器材设施对于环境温度有一定的适应范围,在这个范围当中进行工作同样十分重要。
(2)电源干扰和处理办法。综合来说,电源干扰就是电源针对电力所产生的干扰现象。产生这一现象的原因,一般是因为直流电没有妥善进行滤波处理、电源电压不稳或者是在电源变压器当中所产生的交流电所引起的。技术人员在针对性选择处理方法是需要根据具体的状况开展分析,之后使用对应的处理方法。一般情况下,对电源干扰的防治,一般是使用的下列两种办法:第一种办法是在电源的输入端口安装一个线路滤波器,由此形成共模电感。具体的操作方式是将两个线圈按照同一个方向缠绕在相同的一根磁芯之中,让这两个电感针对主电流与差模电流所形成的磁通彼此抵消、使得磁芯在设备使用的过程中不会发生饱和现象。第二种办法是使用带有屏蔽的变压器、若在初级和次级之间进行屏蔽层的安装,同时让他们有较为良好的接地。就能够实现降低输出端干扰电压的目的,因为屏蔽层不会对变压器在能量传送的过程中造成任何的不良影响,但是却可以对绕组间的耦合电容产生影响。
(3)地线干扰和处理办法。若地线在安装的过程当中,没有进行周密的布置,让地线叠加的干扰电流与干扰电压超出了电路的噪音的容量限制,就会对电路的输入端部分造成严重的干扰。所以,针对电子电路来讲,接地的方式有着重大的意义,地线所形成的干扰可以分成公共阻抗耦与地环路干扰。去除公共组耦合干扰的办法是降低公共地线部分的抗阻,凭借这种办法降低公共地线上的电压,由此实现对公共阻抗耦合的效果。而减小环路干扰的办法,可以凭借把一段的设备浮地与使用变压器完成设备的连接来完成。
2 电路内部干扰和处理办法
(1)瞬态电力干扰和处理办法。瞬态电流指的是在电流过渡阶段所产生了、TTL集成电路在状态转换过程中所产生的尖峰电流、负载电流在充电以及放电过程中所产生的瞬变电流等。通常情况下、瞬态电流所造成干扰与工作速度之间是呈现的正比例关系。瞬态电流在瞬间电流十分强大,在增强电流功耗的过程当中还能够对电源形成干扰。针对这一问题,技术人员可以使用电源去耦的办法来对瞬态电流进行控制,具体的操作方式是:首先把两个电容并联连接到地线与电源线当中,连接需要遵循电源线上干扰尖峰不会对逻辑原件的输出状态产生影响的原则。在布线的过程之中,连接线的长度需要最大程度的减小。在遇见大电容负载时,技术人员需要使用串联限流的办法来对电阻进行保护,杜绝在电压降低或者电源关闭时,产生电容上电压超过电源电压的状况。因为集成电路的不用输入端会在其中产生类似于天线的效果,所以对于时序电路来说,瞬态电流会让电路在运转的过程中发生错误动作,因此不用的eIC输入端一定要进行接地处理或者和信号端进行并联。
(2)反射和处理办法。人们可以将数字电路当中的互联导线当做是传输线,所以,在当门电路的信号传输线长度超过1米,同时下降与上升时间低于1ns时,技术人员就必须将信号的反射纳入到干扰产生的原因范围、在输出元件、接受元件、传输导线之间抗组不配适时都有可能会出现反射信号。并且因为长度较大的输入线分布电容电感都相对很大,会导致信号在传输过程当中发生震荡或者延迟现象,致使信号波形出现问题,由此导致电路动作产生错误。
对这种问题,可以使用以下的办法进行处理:首先是最大程度的降低短接线的长度;再有就是所使用的距离较长的传输线可以利用阻抗匹配的办法,就是凭借在输入端当中串联入一个电阻,让它们的阻抗能够达到相互匹配的状态。值得注意的是,只要不对系统的特点造成破坏,合理的增加或者降低时间,也可以有效降低干扰。
(3)其他。综合上文观点,电子电路的干扰主要是由内部因素和外部因素构成。但是,还有很多造成电子电路干扰的现象,并不能使用内部原因和外部原因进行归纳。针对这一些干扰仍有一些较为常用的使用办法,例如在每一块集成电路芯片当中的电源和引入端当中,连接一个无感瓷片电容器等,这一些办法便能够有效降低其他方面的外来干扰。
3 结束语
伴随着电子电路在我国的使用范围不断增加,针对电子电路的抗干扰研究便成为了相关科研技术人员需要重点研究的一问题。有效针对不同原因的电子电路干扰现象进行抑制,对于我国各行各业的健康蓬勃发展,有着重大的意义。
参考文献:
[1]钟秀伟.电子电路抗干扰措施的研究分析[J].硅谷,2011(13):102.
[2]钦永堂.电子电路抗干扰措施的研究[J].科技创新与应用,2013(19):163.