基于電子線路設計中抗干擾技術的幾點分析

清大智能（北京）科技有限公司 馬艷軍

基于電子線路設計中抗干擾技術的幾點分析

清大智能（北京）科技有限公司 馬艷軍

隨著現代生活水平的提高，電子產品已經成為人們日常生活中的一個重要組成部分，而在實際的設計以及生產制造過程中會由于多方面因素的影響，使得電子產品受到干擾，從而影響到電子產品使用的安全性，因而在實際的設計中需要重視抗干擾技術的應用。本文分析的是基于電子線路設計中抗干擾技術，全文從電子干擾主要來源、常用抗干擾技術以及電子線路設計中的抗干擾技術等方面進行分析。

電子線路設計；抗干擾技術；總結分析

電子線路中存在的干擾會對電子產品的實際使用留下一定的安全隱患，如果想要保證電子線路的正常、穩定、安全運行，就需要在設計階段重視抗干擾技術的應用，從而減少電子產品在使用期間出現的干擾，本文結合筆者工作經驗，就基于電子線路設計中抗干擾技術問題進行如下分析：

一、電子干擾主要來源分析

明確電子干擾的來源，才能夠針對性的采取措施消除電子干擾，現階段，電子干擾來源主要有以下幾點：（1）電子元件本身質量不符合要求、電子元件的參數選擇不當等，這些會造成實際生產制造的電子產品在后期使用過程中，運行的安全性和穩定性難以保證，相應的不僅會影響到電子產品的正常使用，而且嚴重的可在使用過程中引發安全事故。這就要求在實際的電子線路設計中，選擇的電子元件必須要滿足電子線路的實際要求，保證電子元件滿足質量可靠性要求，與此同時，合理選擇相關電子元件參數，進而避免由于電子元件質量不合格或者是參數選擇不當產生的電子干擾；（2）設計的印制板存在著不合理性，該因素屬于電子干擾的主要因素，印制板屬于電子線路存在的重要平臺，在電子產品電氣性能發揮中具有重要作用。電子產品的正常工作性能會直接受到印制板設計合理性和科學性的影響，與此同時，電子產品的使用性能還會受到布線方式以及布局合理性的影響。如果印制板設計存在缺陷，很容易造成電子線路在使用中出現電子干擾。這就要求在實際的電子產品設計中，需要明確不同電子產品的生產工藝、生產要求以及使用條件等相關因素，在綜合多項因素后保證印制板設計的合理性，從而消除電子干擾的產生；（3）電子產品在使用環境中電磁波對電子設備的影響，電子產品在實際使用中，由于環境中存在著較多的電磁波，而這些電磁波會對電子設備的正常工作產生影響，在電磁波較為強烈的情況下，還有可能阻礙電子產品的工作信號[1]。

二、常用抗干擾技術分析

在明確電子干擾來源的基礎上，還需要掌握常用的抗干擾技術，在抗干擾技術中使用較多的就是電磁兼容技術，英文縮寫為EMC，也就是在電磁波運行環境下，通過對電子設備的高標準要求，使得實際電子產品使用不會受到電磁環境影響，具體的抗干擾技術主要有以下幾點：

1電磁兼容性

電子線路中的組成較多，比如：電感器、電阻器、電容器、導線、變壓器等。電子線路中有電壓和電流存在時，帶電元件周邊可產生電場，同時載流體周圍也會產生磁場。這種電磁場將會對電子線路產生電子干擾，此時在消除電磁對電子線路影響方面，可采用以下措施：減少信號傳輸中的畸變、微控制的頻率應較低、接地線的有效處理、電源噪聲的控制、信號線之間交叉干擾的最小化、元器件和印刷線板之間的高頻性等。比如在電源噪聲控制方面，電容、電感、電阻可組成濾波電路。通過濾波器可將電源線中某一確定的頻率或者是某個頻率之外的頻率進行有效濾除，從而最終得到某一特定頻率的電源信號，減少多種頻率對電子線路造成的干擾。圖1所示即為交流電源進線加濾波器的接線示意圖。

圖1 交流電源進線加濾波器

2.復雜的電磁干擾

在接收無用電磁波過程中可產生干擾，同時外部存在的噪聲也會形成干擾，相應的可形成電磁干擾，具體的電磁干擾包括傳導干擾和輻射干擾。所謂的傳導干擾也就是在導電介質作用下使得某一電網絡信號耦合到了另一個電網絡信號上面，從而產生干擾，而輻射干擾則指的是在空間作用下使得某一信號耦合到了另一個電網絡信號中。實際的電磁干擾之間較為復雜，總體而言可分為以下幾個類型：強電和強電之間的干擾、弱電和弱電之間的干擾、自然界電磁現象存在的干擾、強電對弱電產生的干擾、電磁對于生態的影響等。

在實際的處理中，由于電磁干擾較為復雜，在采取措施進行抗干擾前，需要明確電子產品的使用場所，進而確定出電子產品在使用過程中周邊環境中可能存在的干擾源，進而消除干擾源；合適的電子元件器材是保證抗干擾技術發揮作用的基礎，從而能夠提高抗干擾能力；此外就是對于每一款電子產品都需要明確其生產工藝、國內生產標準、國外生產標準等，這樣便于在實際設計中保證布局的合理性，提高抗干擾能力[2]。

三、電子線路設計中抗干擾技術分析

電子線路在抗干擾技術設計中需要從不同的角度入手，提高電子產品的抗干擾能力，在具體的設計中應注意以下幾點：（1）科學的進行PCB（印制電路板）布局，保證布局的合理性，在實際的設計中需要全面的分析PCB的尺寸，同時兼顧設計的合理性、科學性以及經濟性，保證PCB有較強的抗噪能力以及阻抗能力。在PCB尺寸確定后，進一步對相關元件進行細化分析，尤其是一些特殊的電子元件，依靠有效的布局，保證PCB有較好的抗干擾能力；（2）PCB抗干擾設計中需要嚴格遵循基本的設計原則，比如熟練掌握國內相關設計標準中對于抗干擾設計的基礎參數要求等。在具體的PCB設計中，科學的控制電路上下沿跳變速率，巧妙的使用低電阻串聯，在優化時鐘信號電路控制中可將時鐘信號周邊的電勢進行控制，一定程度上能夠將時鐘線縮短。盡可能印制板邊緣和驅動電路靠近。科學布線從而減少高頻信號在在發射過程中可能出現的耦合。保證整個PCB的抗干擾設計；（3）盡可能的將原件引腳縮短，在走線過程中應該和部分干擾敏感性較強的元件保持一定距離，從而減少干擾。

四、實例分析

小型串激電動機在現階段電子線路中應用較為廣泛，在實際應用中具有動力矩較大的優勢，在實際的應用中，小型串激電動機中的電刷屬于一個接點，在工作中通過反復性的接通和斷開實現其功能，由于電機電刷的反復性接通和斷開，所以實際的電流也會呈現出復發性的斷開和接通，在電流反復接通和斷開瞬間，有瞬時的反沖電壓以及沖擊電流的存在，一定程度上可形成干擾源，在具體的干擾過程中，干擾源能夠通過電源線的傳輸對其它電路產生干擾，與此同時，還會因為高頻電流以及電刷火花產生直接的輻射。

根據這一分析，可在電機回路中加入濾波電路，這樣可降低電機在運行期間產生的電磁噪聲。圖2所示即為小型串激電動機抗干擾技術的設計電路圖，其中C1、C2、C3屬于陶瓷電容，C1、C2接電機外殼，其中C1=C2=4700PF，C3=0.01uF，L1=L2=100uH。其中C1、C2應該接地可靠，而且公共接點的阻抗應盡可能的小。C1、C2的接地外殼和電機座之間連接距離應該盡可能的小，C2和C1采用的是穿心電容。為防止出現噪聲耦合，要求輸入和輸出線之間不宜靠近。

圖2 電子線路設計示意圖

五、結束語

電子產品在實際設計中應明確主要的干擾源以及電子產品的使用環境等，同時掌握常見的抗干擾技術，進而在電子線路設計中依據相關標準規范，科學的布局和布線，提高電子線路的抗干擾能力。

[1]高婭.對電子線路設計中抗干擾技術的幾點分析[J].科技展望,2016(36).

[2]唐慧萍.分析EDA技術的特征及其在電子線路設計中的應用[J].電子技術與軟件工程,2015(14).