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1、电路干扰的预防和排除随着电子技术的高速发展，电子电气设备、系统的应用越来越广泛，其中众多电子设备的一个最大特点就是小型化，集成化，而小型化意味着元器件的密度很大，这使得元器件的相互干扰十分突出。电磁干扰信号如果处理不当，可能造成整个电路系统的无法正常工作。单片机应用系统中干扰的分析系统的干扰源对电子系统的干扰主要是电磁能量干扰。干扰源主要分为内部干扰源和外部干扰源。内部干扰源主要来自印制电路板的布局及布线。高速数字信号在系统内的各电路之间以及各元器件之间形成相互干扰,致使系统不能正常工作。因此,如何抑制、削弱公共
2、阻抗干扰、感应引起的串扰、信号反射干扰以及辐射干扰成为需要克服的一个重点。由于单片机往往处于较为恶劣、复杂的外部电磁环境,较强的外部干扰信号主要通过电源而进入单片机系统内部。因此,供电电源的抗干扰方法是我们进行电磁抗扰设计的又一个研究重点。1.电磁干扰产生的原因1.1 形成干扰的基本要素干扰又叫噪声,是窜入或叠加在系统电源、信号电缆上的与信号无关的电信号,干扰常以电场或磁场的形式出现。（1）干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述如下:du/dt,di/dt大的地方就是干扰源,如:雷电、继电器、可控硅
3、、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。(2)传播路径。指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。(3)敏感器件。指容易被干扰的对象。如:A/D、D/A变换器,单片机,数字IC,弱信号放大器等。干扰会造成测量的误差外部干扰来源凡能在空间产生电磁场的电器设备和输电线路都能成为外部干扰源,即电气干扰。干扰的分类有许多种,通常可以按照噪声产生的原因、传导方式、波形特性等进行不同的分类。按产生的原因可为放电噪声音、高频振荡噪声、浪涌噪声,按传导方式:可分为共模噪声和串模噪声,按
4、波形可分为持续正弦波、脉冲电压、脉冲序列等。主要分为以下几类：a)工频干扰:大功率工频输电线(电缆)或电源变压器、发电机和连接这些设备的电源线等,使低电频的信号受到干扰b)射频干扰:大功率的高频发生装置、晶体管变流装置、直流电机整流子炭刷的滑动、电气装置接点断开时的火花、电焊机的弧光以及通讯用的对讲机等,都将产生强烈的高频电磁波,以空间辐射的形式向四周扩散,从而传播到弱电路中,引起电气干扰。c)感应干扰:在交流强电导线或设备周围存在交变磁场,当弱电信号导线经过上述磁场附近时,将以电磁感应的形式,耦合到有用的信号回
5、路中去。干扰输入方式在现场,各类干扰会通过不同途径与仪表电路耦合。干扰源产生的干扰信号是通过一定的耦合通道才对测控系统产生作用的。因此,我们有必要看看干扰源和被干扰对象之间的传递方式。干扰的耦合方式,是通过导线、空间、公共线等,细分下来,主要有:直接耦合、公共阻抗耦合、电容耦合、电磁感应耦合、漏电耦合等。干扰的耦合方式常有以下几种。a)电容耦合:由两个电路之间的静电效应而引起的干扰。若干扰线与测量线平衡时,相当于两个电路间有一电容器存在,干扰线的干扰电压经过此电容耦合到测量线上产生干扰电压。b)电阻耦合:当测量线
6、和电源线(或其它高电平导线)之间绝缘不良,存在漏电时,将产生漏电流而使测量装置产生很大的干扰。c)电感耦合:两个电路之间存在互感,其中一个电路的电流变化,通过磁交链影响到另一个电路的电流变化,产生干扰电流。d)共阻抗耦合:两个电路间有公共的阻抗,其中一个电路的电流以公共阻抗产生压降,就要在另一个电路中产生干扰电压。如一个电源给几个电路同时供电,由于电源存在内阻,输电线路也有一定的阻抗,所以只要任一电路的电流发生变化,都会影响另一电路的供电电压,造成干扰。e)差模干扰:干扰信号与有用信号叠加在一起,使接收器的1个输
7、入电压相对地另1个输入端电位发生变化,称为差模干扰。f)共模干扰:由于接地不合理引起的干扰。如果信号电缆的两端同时接地,则两点的接地系统可能出现电位差异ΔE,可能会在信号电缆上产生1个很大的环流,叠加在信号电流上,造成模拟量信号波动,形成干扰。以上这几种干扰输入方式,由于现在电路系统设计完善和设备状态的改进,电阻耦合和共阻抗耦合引起的干扰较少出现,而由于接地引起的共模干扰和电感耦合干扰较为常见,也比较难以捉摸,应该给予足够的重视。2.元器件的选用和电磁干扰抑制与排除措施2.1元器件的选用进行电路设计时，应根据噪声
8、的不同特点，正确选用抗扰元器件:用二极管和压敏电阻等吸收电压;用隔离变压器等隔离电源噪声;用线路滤波器等滤除一定频段的干扰信号;用电阻器、电容器、电感器等元件的组合对干扰电压或电流进行吸收、隔离、滤除、去藕等处理。对电容器的选用和安装来说，铝电解电容器在低频段应用效果好，应装在电源人口处;陶瓷电容器在高频段应用效果好，应装在各集成电路的附近。另外，选择器件时应注意挑选热反
