摘 要:本文分別針對電子電路的外來干擾、內部干擾的儀器其他類型干擾所產生的原因和抑制方法進行逐一的論述。希望憑借此次經驗交流,可以為從事相關行業的技術人員帶來一定有價值的參考。
關鍵詞:電子電路;干擾類型;抗干擾措施
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.098
自我國進入到改革開放之后,各行各業的科學水平得到了迅猛的提升。集成電路在各行各業當中的運用也變得愈發普遍,當前我國的數字電路當中,使用量最為龐大的是數字集成電路。而在該種集成電路進行使用的過程之中,盡管其噪音容限較高,并且抗干擾能力相對較強,但是同其他電子電路相同,數字電路也十分容易受到各方因素所造成的干擾。如果在數字集成電路使用的過程中不能正確針對這些干擾進行處理,便會對其正常使用造成十分嚴重的影響。所以,針對電子電路的抗干擾措施研究,是相關行業技術人員必須要思考的重要問題。
1 電子電路外界干擾和對應處理辦法
(1)外來干擾和處理辦法。因為自然因素所產生的對電子電路的干擾被人們稱之為外來干擾。常見的外來干擾有雷雨天的閃電和雷電現象、太陽對地球所產生的輻射現象等。這一系列的外來干擾往往會對需要使用到電子電路的廣播設備、通信設備和導航設備的正常使用帶來較為嚴重的影響。
而人為干擾通常則是指因為周邊的環境憑借耦合或者輻射所形成的能夠對電子電路設備所產生的干擾。該種類型的干擾主要是憑借電源線路、接地線以及信號線進入到了電子電路系統,其余的有各種電氣設備所造成的電火花、電氣設備打開或者關閉以后對電子電路所引起的干擾。針對以上干擾類型,技術人員需要避免彼此有著較大干擾性的電路使用相同一根地線。簡單地說,就是需要杜絕弱電電路與強電電路、模擬電路和數字電路共同使用一根地線情況的產生。另外,使用到電子電路的器材設施對于環境溫度有一定的適應范圍,在這個范圍當中進行工作同樣十分重要。
(2)電源干擾和處理辦法。綜合來說,電源干擾就是電源針對電力所產生的干擾現象。產生這一現象的原因,一般是因為直流電沒有妥善進行濾波處理、電源電壓不穩或者是在電源變壓器當中所產生的交流電所引起的。技術人員在針對性選擇處理方法是需要根據具體的狀況開展分析,之后使用對應的處理方法。一般情況下,對電源干擾的防治,一般是使用的下列兩種辦法:第一種辦法是在電源的輸入端口安裝一個線路濾波器,由此形成共模電感。具體的操作方式是將兩個線圈按照同一個方向纏繞在相同的一根磁芯之中,讓這兩個電感針對主電流與差模電流所形成的磁通彼此抵消、使得磁芯在設備使用的過程中不會發生飽和現象。第二種辦法是使用帶有屏蔽的變壓器、若在初級和次級之間進行屏蔽層的安裝,同時讓他們有較為良好的接地。就能夠實現降低輸出端干擾電壓的目的,因為屏蔽層不會對變壓器在能量傳送的過程中造成任何的不良影響,但是卻可以對繞組間的耦合電容產生影響。
(3)地線干擾和處理辦法。若地線在安裝的過程當中,沒有進行周密的布置,讓地線疊加的干擾電流與干擾電壓超出了電路的噪音的容量限制,就會對電路的輸入端部分造成嚴重的干擾。所以,針對電子電路來講,接地的方式有著重大的意義,地線所形成的干擾可以分成公共阻抗耦與地環路干擾。去除公共組耦合干擾的辦法是降低公共地線部分的抗阻,憑借這種辦法降低公共地線上的電壓,由此實現對公共阻抗耦合的效果。而減小環路干擾的辦法,可以憑借把一段的設備浮地與使用變壓器完成設備的連接來完成。
2 電路內部干擾和處理辦法
(1)瞬態電力干擾和處理辦法。瞬態電流指的是在電流過渡階段所產生了、TTL集成電路在狀態轉換過程中所產生的尖峰電流、負載電流在充電以及放電過程中所產生的瞬變電流等。通常情況下、瞬態電流所造成干擾與工作速度之間是呈現的正比例關系。瞬態電流在瞬間電流十分強大,在增強電流功耗的過程當中還能夠對電源形成干擾。針對這一問題,技術人員可以使用電源去耦的辦法來對瞬態電流進行控制,具體的操作方式是:首先把兩個電容并聯連接到地線與電源線當中,連接需要遵循電源線上干擾尖峰不會對邏輯原件的輸出狀態產生影響的原則。在布線的過程之中,連接線的長度需要最大程度的減小。在遇見大電容負載時,技術人員需要使用串聯限流的辦法來對電阻進行保護,杜絕在電壓降低或者電源關閉時,產生電容上電壓超過電源電壓的狀況。因為集成電路的不用輸入端會在其中產生類似于天線的效果,所以對于時序電路來說,瞬態電流會讓電路在運轉的過程中發生錯誤動作,因此不用的eIC輸入端一定要進行接地處理或者和信號端進行并聯。
(2)反射和處理辦法。人們可以將數字電路當中的互聯導線當做是傳輸線,所以,在當門電路的信號傳輸線長度超過1米,同時下降與上升時間低于1ns時,技術人員就必須將信號的反射納入到干擾產生的原因范圍、在輸出元件、接受元件、傳輸導線之間抗組不配適時都有可能會出現反射信號。并且因為長度較大的輸入線分布電容電感都相對很大,會導致信號在傳輸過程當中發生震蕩或者延遲現象,致使信號波形出現問題,由此導致電路動作產生錯誤。
對這種問題,可以使用以下的辦法進行處理:首先是最大程度的降低短接線的長度;再有就是所使用的距離較長的傳輸線可以利用阻抗匹配的辦法,就是憑借在輸入端當中串聯入一個電阻,讓它們的阻抗能夠達到相互匹配的狀態。值得注意的是,只要不對系統的特點造成破壞,合理的增加或者降低時間,也可以有效降低干擾。
(3)其他。綜合上文觀點,電子電路的干擾主要是由內部因素和外部因素構成。但是,還有很多造成電子電路干擾的現象,并不能使用內部原因和外部原因進行歸納。針對這一些干擾仍有一些較為常用的使用辦法,例如在每一塊集成電路芯片當中的電源和引入端當中,連接一個無感瓷片電容器等,這一些辦法便能夠有效降低其他方面的外來干擾。
3 結束語
伴隨著電子電路在我國的使用范圍不斷增加,針對電子電路的抗干擾研究便成為了相關科研技術人員需要重點研究的一問題。有效針對不同原因的電子電路干擾現象進行抑制,對于我國各行各業的健康蓬勃發展,有著重大的意義。
參考文獻:
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