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發(fā)布日期:2022-04-17 點(diǎn)擊率:63
影響單片機(jī)系統(tǒng)可靠安全運(yùn)行的主要因素主要來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾,并受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件選擇、安裝、制造工藝影響。這些都構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)的干擾因素,常會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行失常,輕則影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量,重則會(huì)導(dǎo)致事故,造成重大經(jīng)濟(jì)損失。 形成干擾的基本要素有三個(gè): (1)干擾源。指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號(hào),用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述如下:du/dt, di/dt大的地方就是干擾源。如:雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時(shí)鐘等都可 能成為干擾源。 (2)傳播路徑。指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳 播路徑是通過(guò)導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。 (3)敏感器件。指容易被干擾的對(duì)象。如:A/D、D/A變換器,單片機(jī),數(shù)字IC, 弱信號(hào)放大器等。 1干擾的分類(lèi) 干擾的分類(lèi)有好多種,通常可以按照噪聲產(chǎn)生的原因、傳導(dǎo)方式、波形特性等等進(jìn)行不同的分類(lèi)。按產(chǎn)生的原因分: 可分為放電噪聲音、高頻振蕩噪聲、浪涌噪聲。 按傳導(dǎo)方式分:可分為共模噪聲和串模噪聲。 按波形分:可分為持續(xù)正弦波、脈沖電壓、脈沖序列等等。 2 干擾的耦合方式 干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)是通過(guò)一定的耦合通道才對(duì)測(cè)控系統(tǒng)產(chǎn)生作用的。因此,我有必要看看干擾源和被干擾對(duì)象之間的傳遞方式。干擾的耦合方式,無(wú)非是通過(guò)導(dǎo)線、空間、公共線等等,細(xì)分下來(lái),主要有以下幾種: (1)直接耦合: 這是最直接的方式,也是系統(tǒng)中存在最普遍的一種方式。比如干擾信號(hào)通過(guò)電源線侵入系統(tǒng)。對(duì)于這種形式,最有效的方法就是加入去耦電路。從而很好的抑制。 (2)公共阻抗耦合: 這也是常見(jiàn)的耦合方式,這種形式常常發(fā)生在兩個(gè)電路電流有共同通路的情況。為了防止這種耦合,通常在電路設(shè)計(jì)上就要考慮。使干擾源和被干擾對(duì)象間沒(méi)有公共阻抗。 (3)電容耦合: 又稱電場(chǎng)耦合或靜電耦合 。是由于分布電容的存在而產(chǎn)生的耦合。 (4)電磁感應(yīng)耦合: 又稱磁場(chǎng)耦合。是由于分布電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的耦合。 (5)漏電耦合: 這種耦合是純電阻性的,在絕緣不好時(shí)就會(huì)發(fā)生。 常用硬件抗干擾技術(shù) 針對(duì)形成干擾的三要素,采取的抗干擾主要有以下手段: 1 抑制干擾源 抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的du/dt,di/dt。這是抗干擾設(shè)計(jì)中最優(yōu)先考慮和最重要的原則,常常會(huì)起到事半功倍的效果。 減小干擾源的du/dt主要是通過(guò)在干擾源兩端并聯(lián)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。減小干擾源的di/dt則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。 抑制干擾源的常用措施如下: (1)繼電器線圈增加續(xù)流二極管,消除斷開(kāi)線圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)干擾。僅加 續(xù)流二極管會(huì)使繼電器的斷開(kāi)時(shí)間滯后,增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時(shí)間內(nèi)可 動(dòng)作更多的次數(shù)。 (2)在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路(一般是RC串聯(lián)電路,電阻一般選幾K 到幾十K,電容選0.01uF),減小電火花影響。 (3)給電機(jī)加濾波電路,注意電容、電感引線要盡量短。 (4)電路板上每個(gè)IC要并接一個(gè)0.01μF~0.1μF高頻電容,以減小IC對(duì)電源的 影響。注意高頻電容的布線,連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短,否則,等于增大了電 容的等效串聯(lián)電阻,會(huì)影響濾波效果。 (5)布線時(shí)避免90度折線,減少高頻噪聲發(fā)射。 (6)可控硅兩端并接RC抑制電路,減小可控硅產(chǎn)生的噪聲(這個(gè)噪聲嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)把可控硅擊穿的)。 2 切斷干擾傳播路徑 按干擾的傳播路徑可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩類(lèi)。
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