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电子线路设计中的抗干扰技术研究

2018-06-20黄盛辉

中国科技纵横 2018年8期
关键词:线路设计电子线路抗干扰

黄盛辉

摘 要:电子線路干扰因素比较多,对产品运行效率和质量影响较大,需要针对各影响因素来进行分析,确定其来源后,采取有效措施进行优化,最大程度上来排除干扰。本文主要将电子线路设计中的抗干扰技术作为对象,基于各干扰源分析,确定抗干扰技术实施要点,促使电子产品可以维持在最佳运行状态。

关键词:电子线路;抗干扰;线路设计

中图分类号:TN702 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2018)08-0086-01

日常工作生活应用到的电子产品数量不断增多,且在电子技术水平不断提高的情况下,产品功能在逐渐完善,可以更高程度上来满足实际应用需求。对于电子产品来讲,线路设计时需要应用有效的抗干扰技术,以此来有效抵抗内外因素带来的干扰,维持电子线路正常、稳定以及安全运行,减少运行过程中常见的各类问题,提高产品实际运行综合效率。

1 电子产品运行干扰来源

1.1 元器件性能

电子产品种类不断增多,但是因为成本因素限制,很多电子产品所选元器件性能比较差,自身存在问题,而造成产品抗干扰能力减弱。为提高电子线路设计中抗干扰技术应用的科学性与合理性,需要就元器件因素进行深入分析,确定其自身因素带来的干扰,以及对产品综合性能的影响。例如所选元器件性能比较差,或者制作不符合要求,无法达到电子产品制作标准,投入使用后功能稳定性与可靠性较差,不仅会降低产品使用效率,严重的甚至会发生安全事故[1]。对于此类因素造成的隐患,需要从元器件自身选择方面来着手,综合分析产品应用需求,对各项参数进行对比择优选择,以促进电子抗干扰为基本要求,做好产品线路设计与制作。

1.2 印制板设计

印制板设计不合理,也是造成电子抗干扰能力降低的关键因素之一。总结以往制作与应用经验分析,电子产品投入使用后,印制板作为一个重要平台,其设计合理性与有效性在很大程度上决定着产品工作性能。应重点针对印制板布局方式,以及布线要点进行分析,如果前期设计不合理,在后期出现干扰问题的可能性增大,缩短产品服务寿命。应对电子产品制作工艺标准与规范进行综合分析,合理设计印制板,实现电子产品工作特性的优化,切实满足实际应用需求。

1.3 产品运行环境

电子产品所处环境条件,也会对产品性能带来干扰,降低产品使用效率。现在电子产品种类的增多,相互之间也会产生一定干扰。自然环境下往往会存在较多的电磁波,对设备运行状态干扰较大,阻碍电子产品的工作信号,如果电磁波能量比较强烈,还会对电子产品造成损害[2]。

2 常见电子线路抗干扰技术

2.1 简单抗干扰技术

电子产品线路组成内容比较多,包括电阻器、电感器、导线、电容器以及变压器等,相互之间存在一定关联,同时又保持相对独立,共同协调工作来维持电子产品性能的实现。当电子线路内存在电压与电流时,带电元件周围将会产生电场,以及在载流体周围会形成磁场。如果不采取任何措施来对磁场进行限制,将会对电子线路的正常运行产生干扰,降低产品性能稳定性。一般对于电磁场抗干扰技术,可选择从几个方面来进行分析,即降低为控制频率、减少信号传输畸变、控制电源噪声、有效处理接地线以及信号线固定配置交叉干扰最小化等,可根据实际情况来对比选择,尽量将电磁干扰降到最低。针对电子线路电磁干扰来源进行分析,可确定其主要为电源端电磁干扰,抗电磁干扰控制方向需要从电源噪声控制方面分析,可选择电感、电容、电阻等来组成干扰滤波电路。通过滤波器的应用,来有效滤除电源线内某一确定频率或者某频率之外频率,最后得到某特定频率的电源信号,以免多种频率的存在对电子线路产生干扰[3]。

2.2 复杂抗干扰技术

传导干扰即干扰信号在设备导电介质影响下,通过直接接触的形式从某一导电网络传导到另一个导电网络上,对电子产品性能产生干扰,降低使用效率。最为常见的辐射干扰长存在于设备周围空间环境中,交变电磁信号以电磁场传播方式直接耦合到周围导电网络内,进而对电子线路产生影响。电磁干复杂度比较高,在针对其进行抗干扰分析时,需要从电源形成的耦合干扰、导线之间耦合干扰、内外磁场耦合干扰以及电磁场耦合干扰等方面进行综合分析,争取从不同角度来分析,完成最有效的抗干扰设计。为实现电子线路抗干扰设计,需要基于电磁干扰特点以及来源进行综合研究,并结合电子产品所运行的环境特点,综合以往经验初步判断周围可能存在的干扰源,然后确定有效措施进行消除。另外,还需要选择应用抗干扰性能良好的元器件,以满足产品功能需求为根本,进行优化设计,提高元器件电气规格与电气布局设计的合理性,从整体上来改良电子产品抗干扰能力。

3 电子线路抗干扰设计优化

3.1 电子线路设计优化

(1)印制电路板。要保证印制电路布局的科学性与合理性,根据电子产品设计与制作标准,全面分析印制电路板的尺寸,并兼顾设计合理性、经济性以及科学性进行综合研究,确保印制电路板具有较高的抗噪能力与阻抗能力,提高产品整体抗干扰性能[4]。一般在确定印制电路板尺寸以后,还需要对各元器件进行细化分析,重点针对特殊元器件,进行科学布局,最大程度上来排除各类干扰因素的影响。(2)线路设计原则。电子线路抗干扰设计需要基于专业原则进行,以国内相关设计标准为依据,科学计算和设计各项基础参数。一般在实际设计工作中,需要科学控制电路上下沿跳变速率,灵活应用低电阻串联,不仅可以对时钟信号电路控制进行优化,同时还可以有效控制时钟信号周边电势。另外,设计时还需要尽量缩短印制板边缘与驱动电路间距,通过科学布线,来减少发射过程中高频信号存在的耦合。(3)缩短元件引脚。电子线路抗干扰设计,应尽量缩短元件引脚,并要求走线时与干扰敏感性较强的元件保持较大距离,最大程度上来降低对元器件产生的影响。另外,在产品成形设计阶段,还需要针对内部设置的时钟信号部件等导线布置方式进行科学分析,对走线路径进行优化,以耦合路径走向来具体展开分析,并对前置点采取有效抗干扰措施,提高产品整体看干扰能力。

3.2 线路设计实例

以应用比较广泛的小型串激电动机为例,具有较大动力矩的优势。就其应用特点来看,小型串激电动机间电刷属于一个接点,通过反复性接通与断开来实现其具有的功能。根据其运行模式就决定了,实际电流也会呈现出复发性的断开与接通,尤其是电流反复接通与断开的瞬间,还会产生反冲电压以及冲击电流,在一定程度上也可以将其看作为干扰源,对电子线路会产生不同程度的影响。尤其是高频电流以及电刷火花还会产生直接辐射。根据实际情况进行电子线路抗干扰设计时,便可以向电机回路内设置滤波电路,以此来减弱电机运行期间产生的电磁噪声。

4 结语

电子线路设计中抗干扰技术的应用,排除各项干扰因素的影响,对提高电子产品运行综合效率具有重要意义。通过科学布局与布线,以及择优选择元器件,实现电子产品的高效运行。

参考文献

[1]王沈敏,周琪,王家树,孙承君.电子线路设计中抗干扰技术的分析研究[J].中国高新区,2017,(21):24.

[2]马艳军.基于电子线路设计中抗干扰技术的几点分析[J].电子世界,2017,(09):120.

[3]高娅.对电子线路设计中抗干扰技术的几点分析[J].科技展望,2016,(36):143.

[4]于秀娜.浅谈电子线路设计抗干扰技术[J].黑龙江科技信息,2014,(33):5.

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