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直流电源单片机和数字电路怎么抗干扰?

文章来源:稳压电源公司,时间:2017-09-14 10:11    点击量:

    形成直流电源电路干扰的基本要素有三个:

直流电源单片机和数字电路怎么抗干扰?
    (1)直流电源电路干扰源,指产生直流电源电路干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述如下:du/dt,di/dt大的地方就是直流电源电路干扰源.如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为直流电源电路干扰源.

    (2)传播路径,指直流电源电路干扰从直流电源电路干扰源传播到敏感器件的通路或媒介.典型的直流电源电路干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射.

    (3)敏感器件,指容易被直流电源电路干扰的对象.如:A/D、D/A变换器,单片机,数字IC,弱信号等.

    抗直流电源电路干扰设计的基本原则是:抑制直流电源电路干扰源,切断直流电源电路干扰传播路径,提高敏感器件的抗直流电源电路干扰性能.(类似于传染病的预防)1、抑制直流电源电路干扰源抑制直流电源电路干扰源就是尽可能的减小直流电源电路干扰源的du/dt,di/dt.这是抗直流电源电路干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果.减小直流电源电路干扰源的du/dt主要是通过在直流电源电路干扰源两端并联电容来实现.减小直流电源电路干扰源的di/dt则是在直流电源电路干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现.

    抑制直流电源电路干扰源的常用措施如下:

    (1)继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的直流电源电路干扰.仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数.

    (2)在继电器接点两端并接火花抑制直流电源电路(一般是RC,电阻一般选几K到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响.

    (3)给电机加滤波直流电源电路,注意电容、电感引线要尽量短.

    (4)直流电源电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响.注意高频电容的直流电源电路设计布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果.

    (5)直流电源电路设计布线时避免90度折线,减少高频噪.

    (6)可控硅两端并接RC抑制直流电源电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的).

    按直流电源电路干扰的传播路径可分为传导直流电源电路干扰和辐射直流电源电路干扰两类.

    所谓传导直流电源电路干扰是指通过导线传播到敏感器件的直流电源电路干扰.高频直流电源电路干扰噪声和有用信号的频带不同,可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频直流电源电路干扰噪声的传播,有时也可加隔离光耦来解决.电源噪声的危害最大,要特别注意处理.所谓辐射直流电源电路干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的直流电源电路干扰.一般的解决方法是增加直流电源电路干扰源与敏感器件的距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩.

    2、切断直流电源电路干扰传播路径的常用措施如下(1)充分考虑电源对单片机的影响.电源做得好,整个直流电源电路的抗直流电源电路干扰就解决了一大半.许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波直流电源电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的直流电源电路干扰.比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波直流电源电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠.

    (2)如果单片机的I/O口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(增加π形滤波直流电源电路).控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波直流电源电路).

    (3)注意晶振直流电源电路设计布线.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.此措施可解决许多疑难问题.

    (4)直流电源电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号.尽可能把直流电源电路干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离.

    (5)用地线把数字区与模拟区隔离,与模拟地要分离,最后在一点接于电源地.A/D、D/A芯片直流电源电路设计布线也以此为原则,厂家分配A/D、D/A芯引脚排列时已考虑此要求.

    (6)单片机和大的地线要单独接地,以减小相互直流电源电路干扰.大功率器件尽可能放在直流电源电路板边缘.

    (7)在单片机I/O口,电源线,直流电源电路板连接线等关键地方使用抗直流电源电路干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩,可显着提高直流电源电路的抗直流电源电路干扰性能.

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