工程师在设计电路时需要尽量避免电磁干扰问题,一般是通过干扰源、传播路线和电子器件三方面来抑制其电磁干扰问题,这也是工程师常用的硬件抗干扰技术,今天我们将以传播路线来聊聊,如何通过干扰路径来抑制电磁干扰问题。
一般来说,电磁干扰的传播路径主要分为传导干扰和辐射干扰两类。
传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰,高频干扰噪声和有用信号的频带不同,可通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播,有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害要特别注意处理。
辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰,一般的解决方法是增加干扰源和敏感器件的距离,用地线将其隔离和在敏感器件上加屏蔽罩。
那么我们应如何切断传播路径来抑制干扰问题?
1、充分考虑电源对单片机的影响
电源对整个电子电路来说是非常重要的,毫不夸张地说,电源做得好,电路的抗干扰问题解决一大半。单片机由于其特性对电源噪声是非常敏感,常用的措施是给单片机加滤波电路或稳压器,以减少电源噪声对单片机的干扰。
2、增加π形滤波电路
若单片机的I/O口是用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离,也就是增加π形滤波电路。
3、注意晶振布线
也要注意晶振布线,晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。
4、合理分区
PCB电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电极、继电器)与敏感元件分隔开。
5、数字与模拟分开
同时,也要用地线将数字区域模拟区域分隔开,也要讲数字地和模拟地分离,在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则。
6、接地
单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互感人,大功率器件尽可能放在电路板边缘。
7、抗干扰元件
在单片机I/O口、电源线、电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器、屏蔽罩等,可显著提高电路的抗干扰性能。