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PCB布线抗干扰EMI数字电路设计的抗干扰考虑.doc

PCB布线抗干扰EMI数字电路设计的抗干扰考虑

风的记忆
2018-09-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《PCB布线抗干扰EMI数字电路设计的抗干扰考虑doc》,可适用于工程科技领域

数字电路设计的抗干扰考虑http:wwweebytecom    电子工程师网站在电子系统设计中为了少走弯路和节省时间应充分考虑并满足抗干扰性的要求避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。形成干扰的基本要素有三个:()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:dudtdidt大的地方就是干扰源。如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。()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。()敏感器件指容易被干扰的对象。如:AD、DA变换器单片机数字IC弱信号放大器等。抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源切断干扰传播路径提高敏感器件的抗干扰性能。抑制干扰源抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的dudtdidt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的dudt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的didt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。抑制干扰源的常用措施如下:()继电器线圈增加续流二极管消除断开线圈时产生的反电动势干扰见图。仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。图消除线圈反电势干扰()在继电器接点两端并接火花抑制电路减小电火花影响见图。图减小继电器火花()给电机加滤波电路注意电容、电感引线要尽量短见图。图电机加滤波电路()电路板上每个IC要并接一个μF~μF高频电容以减小IC对电源的影响见图。注意高频电容的布线图a和图b的效果相差很大图c比图b的效果更好。图a的布线增大了电容的等效串联电阻影响了滤波效果。图IC并接高频电容()布线时避免度折线减少高频噪声发射见图。图正确布线()可控硅两端并接RC抑制电路减小可控硅产生的噪声。切断干扰传播路径按干扰传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和有用信号的频带不同可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害最大要特别注意处理。所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离用地线把它们隔离和在敏感器件上加屏蔽罩。切断干扰传播路径的常用措施如下:()充分考虑电源对单片机的影响电源做得好整个电路的抗干扰就解决了一大半见图。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器以减小电源噪声对单片机的干扰。其中L为磁珠也可用Ω电阻代替。图消除电源噪声()如果单片机的IO口用来控制电机等噪声器件在IO口与噪声源之间应加隔离见图。其中L为磁珠也可用Ω电阻代替。图与噪声源隔离()注意晶振布线见图。晶振与单片机引脚尽量靠近用地线把时钟区隔离起来晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。图正确配置晶振()电路板合理分区如强、弱信号数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机继电器)与敏感元件(如单片机)远离见图。图电路板合理分区()用地线把数字区与模拟区隔离数字地与模拟地要分离最后接于电源地见图。AD、DA芯片布线也以此为原则厂家分配AD、DA芯片引脚排列时已考虑此要求。图数字地与模拟地分离()单片机和大功率器件的地线要单独接地以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘见图。图处理好大功率器件地线()在单片机IO口电源线电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器屏蔽罩可显著提高电路的抗干扰性能。提高敏感器件的抗干扰性能提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声的拾取以及从不正常状态尽快恢复的方法。提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下:()布线时尽量减少回路环的面积以降低感应噪声见图。图减少回路环面积()布线时电源线和地线要尽量粗。除减小压降外更重要的是降低耦合噪声。()对于单片机闲置的IO口不要悬空要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。()对单片机使用电源监控及看门狗电路如:IMPIMPIMPXX等可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。()在速度能满足要求的前提下尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。()IC器件尽量直接焊在电路板上少用IC座。

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