电路和系统的噪声抑制技术ppt课件.ppt

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1、引言——电路、系统的干扰和抑制目前在工业设备和控制系统中大量应用着模拟电路。减少模拟电路的误动作提高电路抗干扰能力，是电子设备电磁兼容性技术的重要方面。电子装置和设备通常采用模拟和数字电路混合系统——数字电路往往成为微弱模拟信号电路的噪声源；数字电路的工作特点是动作能量小，翻转速度快、信号电平低，所以外部电磁环境变化产生的噪声容易影响到数字电路的正常工作；数字电路设备本身工作时也产生电磁噪声，几乎都与脉冲信号或时钟脉冲的重复频率、跃变上升时间和下降时间有密切关系。本章内容电路与系统中的EMC模拟电路中的EMC问题1数字电路中的EMC问题2PCB板中的EMC问

2、题3嵌入式系统中的EMC问题4华中科技大学电气与电子工程学院(2)模数转换器的噪声抑制(1)模拟电路抑制噪声的一般性措施(3)模拟量多路转换器的噪声抑制1模拟电路中的EMC问题(1)模拟电路抑制噪声的一般性措施电路内部：器件布置不可过密；改善装置的散热条件分散设置稳压电源在配线和安装位置上尽量减少不必要的电磁耦合尽量减少公共阻抗值实行一点接地(1)模拟电路抑制噪声的一般性措施电路外部（针对来自电路外部的噪声源）：中高压电路附近的静电感应噪声——采取：对电子装置和引线加接地的金属屏蔽、远距离传送信号的输入输出线用良好的接地屏蔽，保证柜体电位与传输电缆电位一致、

3、尽可能缩短信号线长度、减少电路阻抗、对整个系统实行全屏蔽等措施强磁场对附近集成电路的影响——采取：信号线远离产生电磁感应的电力线、使二者相互垂直、施加电磁屏蔽等措施高频装置、火花放电等产生的电磁波噪声、汽车点火拴噪声、大功率调频调幅电磁波、雷达波以及晶体管内部产生的高频噪声——采取：隔断噪声传递路径为主的屏蔽、更换产生较大干扰的元器件等措施电网浪涌电压噪声——线路上设置各种滤波器、浪涌抑制器等1324寄生电容(1)模拟电路抑制噪声的一般性措施——抑制地线干扰当门1的输出从高变为低时，会发生以下过程：寄生电容通过门1放电，很大的地电流流过地线阻抗，在门2的地线

4、上形成地线电压，由于门2输出低电平，这个电压直接反应到门2的输出端，成为门4的输入信号。当幅度超过门4的噪声门限时，导致门4误动作。地线上的这些干扰不仅会引起电路的误操作，还会造成传导和辐射发射。为了减小这些干扰，应尽量减小地线的阻抗。注意：对于数字电路，地线阻抗决不是地线电阻。例如，宽0.5mm的印制线，每英寸电阻为12m，电感是15nH，对于160MHz的信号，其阻抗为9.24，远大于直流电阻。因此对于数字电路，减小地线电感是十分重要的。(1)模拟电路抑制噪声的一般性措施——抑制地线干扰总原则：数字电路与模拟电路要分开接地，采用放射形、平面形等接地方

5、式，避免使用单根接地线对微弱模拟量电路实行全面覆盖的电磁屏蔽采用直流隔离措施(2)模数转换器的噪声抑制模数转换器有积分式、逐次比较式，使用最多的为平方积分式，应注意：减小电源电压脉动（影响基准电压）避免噪声侵入输入电路（尤其是高输入阻抗的模数转换器，应在输入端设置箝位二极管，并采用放大器缓冲，抑制共模和差模噪声后再做模数转换）数字和模拟电路的地（公共线）分开(2)模数转换器的噪声抑制积分电容的选择和屏蔽接地——金属聚丙稀电容，铜箔接地。电源频率对模数转换器的影响——日本购置美国测量仪的调试情况：输入为零时输出信号零点摆动达±3mV，为满量程的20％，而在美国

6、是正常的——电源频率差异：美国按照60Hz时具有最佳噪声抑制来设计时钟频率，其中14位模数转换器的时钟频率位983kHz，由1.966MHz的晶振产生；日本电源频率为50Hz，折算后晶振改为1.6384MHz，时钟频率降为819.2kHz，零点漂移降到±0.1mV以下，能正常工作。旁路电容的重要作用——集成电路电源并旁路电容，降低电源的高频阻抗，有效抑制芯片的内部噪声和电源噪声。输入电路的噪声——各级运算放大器前接低通滤波器(3)模拟量多路转换器的噪声抑制多个模拟量做模数转换时采用多路转换器实现对模拟量的切换（只需一个模数转换器）半导体型（隔离式；集成电路式

7、）集成电路式：易受共模噪声影响抑制干扰基本原则——不产生、不传递、不响应采取措施——加入共模扼流圈、变压器双重屏蔽接地、光电隔离、抑制高频噪声（根据采样频率要求，采用电容将前置放大器的频带变窄降低对高频噪声的响应能力；降低变压器带宽及增加采样脉冲宽度）华中科技大学电气与电子工程学院(2)数字电路常见噪声和一般抑制措施(1)数字电路的噪声容限(3)数字电路噪声抑制案例2数字电路中的EMC问题(1)数字电路的噪声容限直流电压噪声容限交流噪声容限能量噪声容限(2)数字电路常见噪声和一般抑制措施电源噪声地线噪声串扰反射公共阻抗噪声静电放电噪声数字电路本身工作时产生的

8、噪声不能悬空输入端尽量缩短电源线、接地线旁路电路靠近