電子電路的抗干擾設計

摘 要：電子電路的設計中有一個非常重要又難以解決的問題是電子電路中的抗干擾問題，同時也是體現電子電路系統的可靠性的重要因素。任何電子系統，如果抗干擾問題不能很好地解決，都會影響系統的正常工作。本文從分析電子電路系統干擾的分類以及其危害出發，給出了抗電磁干擾的主要方法。

關鍵詞：電子電路系統 電磁干擾 抑制方法

中圖分類號：TP302 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0023-01

1 電子電路系統干擾的分類以及其危害

電子電路中的電磁干擾我們按照其干擾源傳播途徑可以將其分為空間輻射干擾和傳導干擾等等。接下來我們將研究輻射干擾和傳導干擾以及它們的危害。

1.1 空間輻射干擾以及它的危害

電子電路中的電磁干擾最為常見的干擾形式就是通過空間來傳播，我們將這種干擾形式稱之為輻射干擾。空間輻射這種干擾形式還可以進一步分為近耦合干擾和遠輻射干擾兩種形式。近耦合干擾形式是指電子電路系統設備內部各個電路之間互相干擾的情況，那么遠輻射干擾就是指電子電路系統或者各個設備之間相互的干擾。控制電路、電源電路和信號電路等在特定的條件下都有可能成為輻射天線。尤其是在頻率較高的情況下，超高頻和高頻的時候，電磁的能量很容易朝著空間輻射，然后經過導線之間的電磁感應、電容、電感等等而形成干擾。電子電路的輻射干擾會很大程度影響到電子電路系統的正常工作，影響較輕的時候會是系統工作不穩定，影響較嚴重則會導致電子電路系統根本沒有辦法正常工作。比如我們經常用的通信設備，就常常會受到空間輻射的干擾，有的時候會較輕的影響設備的工作，有的時候則會使設備根本無法工作。

1.2 傳導干擾以及它的危害

整流電源是電子電路系統工作時離不開的一個重要設備，電子電路系統中電網之間的干擾會經過電源線傳輸至各個電子設備，與此同時電子電路系統內部的各個單元電路，它們之間也存在著各種接線，比如公共地線、信號線等等，當這些傳輸的線路布置的不夠合理和不夠科學時，就很容易產生電磁干擾了，我們將這類沿著導線進行傳輸的電磁干擾統稱之為傳導干擾。傳導干擾對電子電路系統的干擾也有輕重之分，嚴重的時候會產生低頻的自激振蕩，導致電子電路系統根本無法正常的工作。

2 針對電磁干擾提出的抑制方法

電磁干擾一共存在三個基本要素：干擾源、干擾途徑以及設備的干擾敏感度。因此，我們從以下三個要素方面進行對干擾的抑制。

2.1 抑制電源干擾

（1）抑制電源干擾的各種辦法：如果電網是交流電網，那么對于它產生的干擾我們可以采取以下這兩種方法，一是屏蔽電源變壓器，也就是對電源的變壓器加一個屏蔽層；二是在電源的輸入端放置一個電磁干擾的濾波器，這個方法有一個非常好的效果就是可以消除電網的干擾，它既能不讓那些從電網那邊來的噪聲進入我們的電子電路系統，同時也能阻止我們的電子電路系統自身的噪聲，防止它污染電網。

（2）對整流電源產生的紋波進行抑制干擾的辦法：電子電路系統中的整流電源一般采用的整流方式是全波整流，所以電源濾波產生的文波干擾，它的頻率大概為100 Hz。我們為了達到減少整流電源紋波干擾的目的，首先應該是電源的電壓穩定，但是有的時候，即使電源電壓十分穩定了，但是電子電路系統仍舊不能很好的工作，這其中有一個非常重要的原因就是放大電路的輸入端連接整流電源的輸出端的連接線比較長，當連接線超過20 cm時，電子電路系統中的前置放大器應該加上一個濾波電路。

（3）對電源寄生耦合的干擾的抑制辦法：當多級信號共同使用同一個整流電源時，因為電源的內阻不可能是零，所以各信號電流在通過電源的時候，在內阻上面產生了電壓降，這是一個交流信號電壓降，它會跟隨著直流到其他級，對一些放大級它會形成寄生的正反饋，從而產生低頻率的自激振蕩。因此，我們應該使用去耦濾波電路來抑制多級信號公用一個整流電源產生的干擾。

2.2 對于雜散的電磁場產生的干擾的抑制方法

在電子電路系統的周圍，經常有很多雜散的電磁場，它們很容易對電子設備產生干擾，比如它們可以通過某些電容，其中也有分布電容，還有電感，包括分布電感，以及放大器的輸入級對電子設備形成干擾，我們可以采取如下措施來抑制這種干擾。

（1）通過科學合理的布局來減小干擾：當各個設備的布局不科學不合理的時候，也容易產生干擾，所以我們通過合理并科學的布局去盡量減小干擾。通常，電源的變壓器應該盡量離輸入級遠一些，放大器的交流電壓線、輸入信號線、輸出信號線都應該分開布線，當頻率非常高的時候，應該盡量不采用平行走線的方式，同時應該使輸入信號線盡可能的短。這些方法可以減小或者抑制寄生耦合產生的干擾。

（2）通過電磁的屏蔽技術來抑制干擾：電磁屏蔽分為磁屏蔽和靜電屏蔽這兩種，它們可以使干擾源和被干擾的設備分隔開來。對于靜電屏蔽，我們可以采用一種高導電率的材料，比如鋁或者銅作材料，一定會比鐵的材料效果要好。對于磁屏蔽我們應該使用高導磁的材料，比如可以使用坡莫合金或者鐵氧體等來制作。

①靜電屏蔽。抑制靜電屏蔽，我們可以采取屏蔽罩或者屏蔽板的措施。但是需要注意的是，屏蔽罩和屏蔽板必須要與地面有良好的接觸。

②磁屏蔽。說到磁屏蔽的原理，其實很簡單，就是將被干擾的各個部件放置在屏蔽罩里面，這樣就能阻止干擾的磁力線進入被干擾的各個部件中。

③屏蔽線。有很多信號傳輸線，我們不可能把它們放置在屏蔽罩里面，那么對于這些信號傳輸線，我們可以使用屏蔽線的方法。但是也要注意其兩端要和地面有良好的接觸才可以。

（3）采取光電隔離的方法來抑制干擾：在電子電路系統的設計中，我們常常會將傳感器接收到的電信號傳送到放大器段，我們可以采取光電隔離的技術來抑制信號傳輸過程中產生的干擾。我們可以根據不同信號的情況來選擇合適的光電耦合器。

2.3 抑制接地干擾的方法

防止和抑制干擾的一個重要的措施就是接地。我們可以通過與地面良好的接觸來減小甚至消除電路之間的互相干擾。但是接地要按照以下幾點：數字接地與模擬接地應該分離開，盡可能使地線阻抗要小，接地方式也要合理并且合適等等。

在電子電路系統的設計中，為了保證電子電路系統的可靠性和工作的穩定性，預先考慮到抗干擾的問題是十分重要的。電子電路系統的抗干擾設計，我們應該從抗干擾的三個基本要素出發，通過整個系統全局的設計抗干擾的方案，并且運用到產品的設計、制作和維護中，這樣就能達到理想并且滿意的效果。

參考文獻

[1] 趙異波.電力電子電路的數字化控制技術[J]，2002.

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