天大测控电路讲义 第十章.ppt

2004－05－16 机电产品制造业环境管理体系关键技术研究 测控电路 第十章 抗干扰性设计 第一节 干扰的来源 第二节 噪声的耦合方式 第三节 抗干扰设计的三要素和各种具体措施 第一节 干扰的来源 1、机械干扰 2、热干扰 3、光干扰 4、湿度干扰 5、化学干扰 6、电磁干扰（最常见、最严重的干扰） （1）放电噪声（雷电、电火花、电弧、点火装置、电机和开关设备、荧光灯 ） （2）电气干扰（工频、高频和射频的传输线，脉冲发生器、电子开关的连线） （3）固有噪声源（热噪声、散粒噪声和接触噪声） 第二节 噪声的耦合方式 电场耦合 磁场耦合 电磁耦合 共阻抗耦合 传导耦合 漏电流耦合 第三节 抗干扰设计的三要素和各种具体措施 在微机应用系统或其他电子设备中，一个电路所受干 扰的程度用下式描述： 式中，S ——电子线路受干扰的程度； W——干扰发生源的强度； C ——干扰源通过某途径到达受干扰处的耦合因素； I ——受干扰电路的抗干扰性能。 ——噪声抑制的基本思想 各种抗干扰性措施： 屏蔽技术 电源技术 接地技术 滤波技术 布线技术 隔离技术 屏蔽技术 屏蔽：就是对两个空间区域之间采用屏蔽体进行隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。 即用屏蔽体将元器件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；或用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。 ★电场屏蔽 电场屏蔽：主要用于抑制静电场和恒定磁场的影响，消除两个或几个电路之间由于分布电容耦合而产生的干扰。 电场屏蔽的机理是：将电场感应看成分布电容之间的耦合。 电场屏蔽的设计要点是：屏蔽板以靠近受保护物为好，而且屏蔽板的接地必须良好；屏蔽板的形状对屏蔽效能的高低有明显影响，全封闭的金属盒最好，但工程中很难做到；屏蔽板的材料为良导体，但对厚度无要求，只要有足够的强度即可。 电场屏蔽可以消除或削弱两电路之间由于寄生分布电容耦合而产生的干扰。 ★磁场屏蔽 磁场屏蔽：通常指对静磁场或交变磁场的屏蔽。 磁场屏蔽的原理是：由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路，从而对干扰磁场进行分流，主要用于防止交变电场、交变磁场及交变电磁场的影响。 选择钢、铁、坡莫合金等高磁导率的材料，设计盒、壳等封闭壳体成为磁屏蔽的两个关键因素。 屏蔽体的磁导率越高，厚度越大，磁阻越小，磁场屏蔽的效果越好。 ★磁场屏蔽 采用坡莫合金之类的对低频磁通有高导磁系数的材料。同时要有一定的厚度，以减少磁阻。 ★电磁屏蔽 采用导电性好的金属材料做屏蔽层，利用高频干扰电磁场在屏蔽体内产生涡流，再利用涡流消耗高频干扰磁场的能量，从而削弱高频电磁场的影响。 电磁屏蔽层接地，则同时兼有静电屏蔽的作用。也就是说，用导电良好的金属材料做成的接地电磁屏蔽层，同时起到电磁屏蔽和静电屏蔽两种作用。 电源技术 1)电源中的干扰来源 ①混入电源网络中的干扰。 ②电源变压器的漏磁通干扰。 ③整流电路的干扰。 ④稳压电路的干扰。 2) 抗干扰措施 ①过压保护。 ②电源滤波。 ③浮地技术。 ④变压器的使用和防护。 ⑤采用性能好的稳压电源。 ⑥采用电池供电。 稳压直流电源 简易直流电源 接地技术 数字地 模拟地 信号地 功率地 屏蔽地 交流地 直流地 接地技术 数字地 数字电路零电位的公共基准地线。 数字电路工作在脉冲状态，特别是脉冲的前、后沿较陡或频率较高时，会产生大量的电磁波干扰电路。乳沟接地不合理，会使干扰加剧。 对数字地接地点的选择和接地线的铺设也要充分考虑。 接地技术 模拟地 模拟电路零电位的公共基准地线。 所有接地中要求最高的一种。几乎所有的系统都提出模拟地一点接地，而且接地电阻小于1欧。 电子设备在设计与制造中，在机柜内部都安置了模拟地汇流排或其他设施。用户在接线时将屏蔽线分别接到模拟地汇流排上，在机柜底部，用绝缘的铜辫连到一点，然后将各机柜的汇流点在用绝缘的铜辫或铜条以辐射状连到接地点。 各机柜模拟地对地电阻及各机柜间电阻均小于1欧。 接地技术 信号地 各种电子电路都有一个基准电位点，这个基准电位点就是信号地。 信号地是各种物理量信号源零电位的公共基准地线，它的作用是保证电路有一个统一的基准电位，不至于浮动而引起信号误差。 同一设备的信号输入端地与信号输出端地不能连在一起，而应分开。前级设备的输出地只能与后级的输入地相连。否则，信号可能通过地线形成反馈，引起信号的浮动。 接地技术 功率地 是