2、切断干扰传播路径
按干扰传播路径可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。高频干扰噪声与有用的信号频带不同,可以通过在导线上加装滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播,有时也可以加光电耦合器隔离来解决。电源噪声的危害最大,要特别注意处理好,一般在电源的转入端跨接去耦电容的方法解决,去耦电容为100 u F左右。如果电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半。
辐射干扰是指通过空间辐射到敏感器件的干扰。一般的解决方法是加大干扰源与敏感器件之间的距离,也可用地线把它们隔离,或在敏感器件上加屏蔽罩等方法解决。
切断干扰传播路径常用的方法如下:
(1)消除电源噪声的方法。在有单片机或其它敏感芯片的电子线路中,要充分考虑电源对单片机或其它敏感芯片的影响。许多单片机或其它敏感芯片对电源噪声很敏感,应在单片机或其它敏感芯片的电源上加滤波器或稳压器,以减小电源对芯片的干扰,见图所示。其中L=3UH左右,为磁珠电感器,也可用100Q左右的电阻代替.C1=C2=100¨F左右,C3=C4=1000pF即可。
(2)与噪声源隔离的方法。如单片机或其它敏感芯片用来控制电机等噪声器件时,应在芯片输出端与噪声源之间应加隔离电路,见图所示。其中L=1.3u H左右,为磁珠电感器,也可用100()左右的电阻代替,C1=C2=1000pF左右。
(3)晶振的正确安装。当电路中有晶振时,要注意晶振的布线,要求晶振与芯片引脚尽量靠近,并用地线将时钟区隔离起来,要保证有足够的隔离区域面积,晶振的外壳要接地。用此方法可解决许多疑难问题,见下图。
(4)电路板的合理分区。设计PCB板时分区要合理,如强、弱信号,数字、模拟信号要分开。尽可能把干扰源(如电机、继电器等)与敏感器件(如单片机等芯片)远离,见图所示。
(5)数字地与模拟地的分离。
用地线把数字区与模拟区隔离,数字地与模拟地分开,最后再分别接入电源地,见图所示。ND、D/A芯片布线也以此为原则。
(6)功率器件的放置与接地。单片机或其它芯片与大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘,见图所示。
(7)关键连接线的处理。在单片机I/O口或其它芯片输入输出端、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,可显着提高电路的抗干扰性。
(8)工作频率与电路接地方式的考虑原则。当电子线路中信号工作频率小于1MHz时,由于布线与元器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流可能形成较大的干扰,应该考虑单点接地。当工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应考虑降低地线阻抗,可采用多点接地。
当工作频率在1~10MHz时,也应尽量考虑多点接地。
在只有数字电路组成的PCB板接地时,要将接地电路做成闭式环路,可明显提高电路的抗干扰能力。