干扰的来源有两种情况:内部干扰源,外部干扰源。数字电路与开关电路多容易产生开关噪声,这种噪声就是干扰。
内部干扰源:在电子设备内部,各级之间的布线将会传导噪声,也会辐射噪声;各级电流流经公共地线,在接地母线上产生噪声电压;信号在各导线之间,电感性、电容性元器件间产生各种耦合;电阻器、半导体器件都有一定的热噪声等。
外部干扰源。电子设备总免不了要在电磁场中运行,必然会受到一些干扰。例如:交流供电电源线会传导噪声电流;高压电力网会辐射出强电场和电磁场;无线电及电视广播会发射出各种不同的干扰信号;雷击及强大的发电机、电动机等都能形成外界干扰的来源。
电路系统是最容易被干扰源侵扰的对象,如模拟电路中的高频电路及放大器电路,数字电路中的A/D及D/A转换器、单片机等。
干扰的消除原理与措施:
1、抑制干扰源。在电路的设计中要优先考虑电路的抗干扰性。常用的方法如下:
(1)应用电路负反馈能有效地抑制放大器内部产生的噪声和电源的干扰。
(2)合理选择电路中的元器件。
(3)电路布线时避免90度折线,以减少高频噪声,焊接分立元件注意元件引脚高度,如功放中电压放大部分的反馈电阻和耦合电容的引脚高度离电路板面2—5.5mm最佳。
(4)合理采用接地系统。接地系统有三类:第一类是弱信号地,即把系统中的小信号回路、控制回路、逻辑回路等连在一起接地。第二类是功率地,即把系统中的继电器、驱动电源等连在一起接地,与弱信号地不可混接。第三类是机壳地,即系统中所有机架,箱体等金属构件的接地。对弱电部分而言,尽可能使电路一点接地;对强电部分而言(高频电路除外),应尽可能扩大地线面积(或者说,需要多点接地;但对强电高频部分电路而言,如高频加热设备的振荡槽路部分也要实行一点接地,以保证振荡频率的稳定性)。另外用以防护低电平信号干扰的屏蔽电缆在一端接地。用以防护高频的同轴电缆屏蔽层应两端同时接地。高电平和低电平设备(或部件)之间,应尽量避免采用公共地线。
(5)当低电平信号线和带有噪声的传输导线安装在同一插件上时,要把它们分开,并在它们中间设置地线。许多高电平和低电平信号线安装在同一插件上时,也应把它们分开。
(6)若电感线圈通的是直流电,则在电感线圈两端并接续流二极管或电阻,以消除断开线圈时产生的反电动势干扰。
(7)利用电容、电感等储能元件可以抑制因负载变化而产生的噪声。
(8)绞合低电平信号线,并尽可能靠近机架布线(机架接地)。绞合线一般采用单股塑料线与单股漆包线绞合,每厘米绞合3~5个花。使用漆包线的目的,一是价格低;二是便于多点接地。
(9)绞合并屏蔽信号线,高频信号可用同轴电缆传输。
(10)、接地线应尽可能短一些,粗一些。一般地说,地线的分支线截面积要比信号线大一倍,而地线母线要大更多倍。
(11)对于导电部分的金属表面的防护应用导电性涂料涂覆。
2、减少干扰源传播途径的措施:
(1)采用光电隔离技术,如弱信号线要尽量远离高电平大功率的导线、以减少噪声和电磁场的干扰。利用光电隔离使两个电路相互独立,从而割断噪声从一个电路进入另一个电路的通路。
(2)合理布置元器件的位置,如在功放板上将散热器横置于变压器与线路板之间,减弱功放板电流的哼哼声。用地线把数字区与模拟区分开,在一点接于电源地。
(3)在电路的关键地方使用抗干扰元件,如磁环,陶瓷质电磁波吸收器、电源滤波器,屏蔽罩等,均可显著提高电路的抗干扰性能。
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