电子电路设计中的抗干扰措施探究--p
电子电路设计中的抗干扰措施探究
电子设计大赛论文（最新 10 篇）之第九篇
摘要：电子电路传输信息时不能遭受外界环境的影响, 在实际运用中外界与人为原因带来
的电磁信号较多, 这都会影响电路的正常运转。要使电路具有抗干扰能力, 就必须要采取一定的
抗干扰措施。
关键词：电子设计,干扰,抗干扰措施,滤波,耦合
电子干扰对于电子电路的可靠性是一个极大的威胁, 进而也会对电子电路工作能力产生影响。
干扰一旦存在, 电子电路是不可能安稳工作的, 特别是在工作条件异常艰苦、干扰源既强大又多
样的情况下, 更是如此。故而在设计环节, 干扰和抗干扰是要重点考虑的问题。首先要保证不能
受到别的产品的干扰, 其次也不能扰乱别的产品的工作。不过, 在工作中几乎是不可能完全避免
电气噪声和电磁干扰的出现, 因此即便是再优秀的产品业不能实现这一点。但噪声和干扰是会
影响设备稳定运行的, 故而在设备成型之后依旧需要加装抗干扰装置, 这项工作不但会浪费人力
成本, 也会加大资金成本的投入, 且还可能会影响产品的性能。鉴于此, 在设计之初, 干扰抑制方
案就必须要考虑进去。
1 干扰的定义
干扰就是妨碍系统正常运转的不利因素, 可以来自于外界也可以产生于产品内。在大的层面上
来看, 机电一体化系统中的干扰有很多:电磁干扰、温度干扰和振动干扰等。其中电磁干扰出现
的频率最高, 并且也是控制系统最大的敌人, 至于其他的干扰一般都可以借助一些物理手段来处
理的。
电磁干扰表述的是在工作条件下, 因环境原因而出现的与有用信号没有关联的, 同时又对系统运
转和信息传递有不利影响的电气变化现象。它会使数据出现瞬态突变, 将误差放大, 乃至于产生
假象, 甚至由这些异常信号导致系统故障。
每个干扰都是有源头的, 这些干扰源有的存在于系统之外, 有的也是在系统之内。电子系统的干
扰信号种类很多, 对于内部干扰源而言, 最主要的就是功率级内高频振荡电路和功率级开关电路
产生的噪声。反观外部干扰源, 有的是来自于周边大功率用电设备的启停, 也有自然环境中雷电
带来的干扰。
在实际环境中, 干扰源是无法去除的, 因此, 以彻底清除干扰源的方式确保电路的正常运转是不
可能的。最好的方式就是根据实际环境阻遏干扰, 强化系统对于不良干扰的应对能力, 进而保证
电子电路的运行不受影响。
2 电子电路中常见的抗干扰技术
(1) 来自电网的干扰。在工程上, 发电厂出来的都是交流电, 在电路中使用的直流电源, 基本都是
经过整流、滤波、稳压的处理得到的。因此, 在这个过程中, 很容易掺入干扰信号, 随着干扰信
号的加入系统也就不再稳定了。
(2) 来自信号地之间的干扰。信号地指代信号电路、逻辑电路和控制电路的地。其连接势必会
借助导线来实现, 但是考虑到导线自身肯定会有阻抗, 因此不同导线的电流也是有差异的。故而,
也会带来各个接地点电流的差异, 进一步来看, 各个点电位也是不一样的。一般电路之间是要加
设接地点的, 希望以此来降低电流流经公共阻抗时出现的耦合干扰, 与此同时, 要注意不能产生
地环路电流, 后者一旦出现就会和别的线路出现耦合干扰。
(3) 来自信号通道的干扰。测量、控制和通信如果发生在两点距离较远的情况时, 系统中输入输
出信号线就会变得非常长, 两线之间的间距又会比较近, 信号在线内进行传递时, 周边磁场就会
产生干扰, 即使是相近的两信号线之间也会出现串扰, 甚至于地线都会出现干扰, 如此一来, 传输
的信号就会失真, 进而影响到电路的稳定运行。
(4) 来自杂散电磁场的干扰。当放大电路附近出现杂散电磁场时, 内部的输入电路与某些部件都
将位于不断变化的电磁场中, 就会出现干扰电压。对于一个放大器而言, 特别是在倍率较高时,
如果第一级出现干扰电压, 即便是只有一点点, 但是经过逐级放大, 到最后输出端出现的就是一
个极大的干扰电压。
通过对上述 4种干扰进行分析, 破坏性最大的就是来自电网和信号地之间的干扰, 排在第二级的
则是信号通道产生的干扰。此外, 信号辐射的干扰也是存在的, 但这一般不太重要, 在处理措施
上, 只要能够保证系统和干扰源留有一定的距离, 或者有一定的屏蔽措施, 就能够妥善处理。
3 抗干扰措施
3.1 抗电网干扰的措施
(1) 交流稳压器。该设备主要的作用就是为了确保供电的稳定, 主要是防止电源出现过电压和欠
电压, 进而保证整个系统的稳定运行。市场情况反应, 交流稳压器在价格上并不便宜, 故而对于
小型的电子电路而言, 该设备不具有可选性, 只有在大型电子电路中, 或是明确指出需要严格抗
干扰时, 才会被采用。
(2) 电源滤波器。它在电路中位于变压器之前, 实现的功能就是只放过交流 50 Hz 基波, 其他的高
频干扰信号则会被阻隔下来, 如此一来就可以明显的改良电源波形。
(3) 带有屏蔽层的电源变压器。分布电容一般存在于一次线圈和二次线圈之间, 这是高频干扰信
号最关键的通道, 如果在此间多加一个金属屏蔽层, 然后将其设备接地, 就能够很明显的降低分
布电容值, 由此也能够避免干扰流入二次侧。
(4) 双T滤波器。不可否认, 滤波的存在将有效的阻止干扰的传播。现实情况表明, 来自于干扰
源的电磁干扰的频谱是要明显宽于待接收信号的。即接收器不仅会收到其想收的目标信号, 还
会接收到一些干扰信号。此时滤波的目的就在于此, 有了滤波的存在, 就能够只收到目标信号,
并去除干扰信号了。
(5) (0.01～0.1) μF 的无极性电容。该元件旨在过滤高频干扰。
3.2 信号地之间的抗干扰措施
(1) 单点接地。就是将所有地线接在一个点上, 优势是不会产生环形地回路, 也不会出现地环流,
这就使得某一电路的接地点, 只会与此电路的地电流和地阻抗相关联。假设某些电路电流值十
分小, 地线之间的电压也非常小, 那么这种电路在距离比较近的时候, 就允许采用单点接地, 考虑
到其地线是比较短的, 所以电压也比较小, 使相互之间的干扰也小多了。
(2) 串联接地。串联接地表示的是所有接地点都依次连接在一个地线上, 由于串联的特性, 公用
地线电流也就是所有接入地线电流之和。故而, 各电路电位都受其他电路干扰, 噪声也就借助这
些公共地线进行耦合。在抗干扰的层面上来看, 这种接线方式是不正确的。不过, 这种接法极为
便捷, 因此在工程中也有应用。这一点, 在印制电路板的案例中最为明显。
(3) 多点接地。经过调查发现, 接地母线的制作工艺一般都是宽铜皮镀银, 以此来减小阻抗。具
体做法是将所有电路的地线都接到附近的母线上, 优点是能够有效的减小阻抗。常见于数字电
路中。该电路中主要部件就是印刷板, 其地线一般接在机架的母线上, 然后母线的一侧连接直流
电源地线, 值得一提的是这种模式仅用于高频电路。
(4) 模拟地和数字地。电子电路里的信号是多样的, 不仅含有数字信号还含有模拟信号, 并且数
字电路经常处于启停状态, 电流经常有大幅度的波动, 这种情况下如果还是使用电耦合, 那么地
线之间必然会出现干扰, 进而使得模数转换多样。处理方案是, 备好2套整流电路, 将模拟电路
和数字电路分开, 至于两个信号之间就需要借助光耦合器来耦合了, 如此一来就完成了地线之间
的隔离。
摘要：
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电子电路设计中的抗干扰措施探究 电子设计大赛论文（最新10篇）之第九篇 摘要：电子电路传输信息时不能遭受外界环境的影响,在实际运用中外界与人为原因带来的电磁信号较多,这都会影响电路的正常运转。要使电路具有抗干扰能力,就必须要采取一定的抗干扰措施。 关键词：电子设计,干扰,抗干扰措施,滤波,耦合电子干扰对于电子电路的可靠性是一个极大的威胁,进而也会对电子电路工作能力产生影响。干扰一旦存在,电子电路是不可能安稳工作的,特别是在工作条件异常艰苦、干扰源既强大又多样的情况下,更是如此。故而在设计环节,干扰和抗干扰是要重点考虑的问题。首先要保证不能受到别的产品的干扰,其次也不能扰乱别的产品的工作。...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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时间：2023-04-26
