发表于 2007-10-15 21:57:25
系统抗干扰注意处理
1、 产品本身的噪声发射
接地处理、屏蔽、滤波
2、 电源传导干扰滤波
接线处理、干扰吸收、电源滤波、变压器隔离、电压稳定、电源净化、UPS
3 、系统电磁设计
振零干扰：高速脉冲列，400—5000Hz; 峰值超过正常电压的数倍；持续工频半周；
一、印刷电路板设计
解决问题：公共阻抗匹配、串扰、高频载流导线辐射、印刷线对高频辐射的感应；
传输线路阻抗不匹配导致信号反射和畸变；
1、 公共阻抗耦合问题解决：模拟、数字信号公用时易发生
解决方法：模拟和数字各自拥有自己的电源和地线通路；尽量加宽模拟数字电路的电源和地线，减小电源和地线回路的阻抗；
印刷板布局原则：
1、高速、中速、低速电路分开布置；---减短高频电路路径；降低线路板内部串扰、公共阻抗耦合和辐射发射；
2、低电平模拟电路和数字电路尽量分开布局；高速逻辑电路尽可能靠近线路板边缘；
单面板、双面板布线原则
1、 0V, Vcc走线宽度>
2、 电源线、地线尽可能靠近；整板电源和地线井字形分布，使布线电流达到均衡；
3、 模拟电路提供专用地；
4、 增加印刷线间距离，减小平行线干扰；走线之间插入地线，隔离信号线；
5、 连接器尽可能分配多一些地线；
6、 减小导线环路尺寸，降低辐射干扰；
7、 时钟电路布线谨慎布线，减小辐射干扰；
8、 控制线进入印刷板后，加入RC滤波电路，消除长线传输干扰；
9、 线宽不能突变，导线不能突然拐角；
逻辑电路处理原则
1、 减少高速逻辑电路的使用；
干扰形成原因：三极管电路逆转瞬间出现过渡过程，产生短暂的电流尖峰；由于引线分布电感的存在导致地线电压变化；高速电路dI/dt大，电源线干扰较大；
2、 电源和地之间增加去耦电容；
10—100nF独石电容；
安装时尽量减少引线长度；
布线加宽电源与地线宽度；
3、 注意长线传输造成的波形畸变；
干扰形成原因：
l 传输线分布电容放电瞬态电流很大，导致电路地线感应瞬变电压；
l 传输线分布电容和分布电感形成高频串联寄生谐振，引起门电路误动作，甚至电子元件击穿；
解决方法：
l 在后级门输入端对地并联反向二极管，可对负峰削波；
l 带长线的门电路输出脚串联一电阻，限制传输线分布电容的放电电流；降低分布电容和电感的谐振；
l 阻抗匹配设计
始端匹配：输出端通过150欧姆电阻与传输线相连；
终端匹配：传输线终端与300欧姆、390欧姆的分压器相连，分压点再与后级电路的输入端相连；
注意：对高速电路，频谱较宽，传输线到20—
对低速电路，传输线到
插入RC滤波电路，可提高系统的抗干扰水平；
4、 用R-S触发器作为设备控制按钮与设备电子线路之间配合的缓冲；
解决按钮触点干扰；
方法：
l 在整形电路之后串入单稳态触发器，避免触点颤动引起误动作；
l 若触点颤动时间较长，用按钮与 RS触发器配合消除颤动干扰；
5、 印刷电路板互连
干扰形成原因：线间串扰，通过耦合造成邻近线路干扰；分布电容和分布电感引起；
解决方法：
l 使临近线路尽量分开；
l 双绞线或屏蔽线用于传输信号，避免信号传输泄露；
l 同轴屏蔽线进行设备互连时，注意连线的特性阻抗与逻辑电路输出阻抗的匹配；
同轴屏蔽特性阻抗：50—100欧姆；
双绞线（每米扭绞100次）：110欧姆；
l 传输线两端接地，长度限制在
l
优点：闭环方式工作
l 效率高，体积小；
l 无庞大的散热器；
l 工作频率高，小容量电容即可获得低压平滑的滤波效果；
待解决问题：高频辐射和传导骚扰；
干扰形成原因：
1、 电路非线性工作；
2、 功率晶体管外壳与散热器之间的寄生容性（50pF）耦合产生传导的共模噪声源；
（电源线高频导纳）;
传导噪声减小途径（dU/dt）
1、 对开关进行波形吸收：
l 并RCD吸收开关干扰；
l 串电感、电阻、二极管电路吸收开关干扰；
l 采用电感能量释放电路，将晶体管截止瞬间通过二极管将储存的能量返回初级直流高压电源；
2、 在晶体管外壳与散热器之间安装屏蔽层绝缘垫片，并把屏蔽层接到开关回路，克服分布电容的影响；
晶体管开关容性电流引入开关回路，而不是进入外壳或安全接地；
3、 接电源滤波器：抑制共模噪声传导干扰；衰减差模干扰；
开关电源的辐射骚扰与 I*A*f ^2 成正比； A—载流导体包围面积；
公式使用条件：回路尺寸远小于频率分量的波长；
dI/dt形成原因：输入端滤波电容，变压器与晶体管开关形成回路； 整流二极管、低压滤波电容、变压器二次回路；
辐射噪声减小途径
1、 尽量减小环路面积：元件排列紧凑；一次侧输入电容、晶体管和变压器彼此靠近；
二次侧二极管和输出电容靠近；
2、 印刷板布局：正负载流导线分别印在电路板两面，并彼此保持平行，外部磁场相互抵消；
或将正负载流导体布在同一面上，彼此靠近。印刷板反面仅作为地，使地中感应磁场完全抵消；
3、 二极管反向恢复特性出现短暂的反向导通电流，产生反向偏压。快恢复二极管dI/dt很高，电磁辐射很强。
解决方法：在变压器输出线至整流二极管的馈线中使用磁珠，且在二极管两端跨接聚酯薄膜电容器；或使用软恢复二极管；
4、 晶体管开关动作时进行波形整形，抑制 dI/dt;
形成原因：二极管反向恢复过程，接线电感产生感生电动势；二极管结电容在次级形成高频衰减震荡；
开关电源滤波电容的等效串联电感削弱了电容器的高频滤波功能，输出产生 高频尖峰干扰；
连线电感越大，二极管反向电流变化率越大，尖峰越大；
解决方法：加滤波器，L—磁珠上绕几圈小电感； C—低电感小电容；
三、设备内部布线
设备内部布线不当是造成干扰的首要原因；正确的布线是设备可靠运行的基本保证之一；
1、 线间电磁耦合及其抑制：低频磁场耦合；高压时电容耦合；
磁场耦合降低方法：
l 减少干扰源和敏感电路的环路面积：使用双绞线，屏蔽线； 使信号线与接地线之间的距离最近；
l 增大线间距离，使干扰源和受感应的线路之间的互感尽可能小；
l 干扰源与受感应的线路垂直布线，降低相互耦合的程度；
电容耦合降低方法
l 增大线路间距；
l 采用屏蔽层，屏蔽层接地；
l 降低敏感回路的输入阻抗；CMOS电路入端对地并联一个电容或一个低阻，以降低线路的输入阻抗，降低因静电电容引起的干扰；
l 敏感电路采用平衡线路做输入，平衡线路不接地；提高共模噪声抑制能力。
