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  • 电磁干扰的危害以及预防方法,你会吗?

    电磁干扰的危害以及预防方法,你会吗?

    什么是电磁干扰?如何防电磁干扰?防电磁干扰主要有三项措施,即屏蔽、滤波和接地。往往单纯采用屏蔽不能提供完整的电磁干扰防护,因为设备或系统上的电缆是最有效的干扰接收与发射天线。许多设备单台做电磁兼容实验时都没有问题,但当两台设备连接起来以后,就不满足电磁兼容的要求了,这就是电缆起了接收和辐射天线的作用。唯一的措施就是加滤波器,切断电磁干扰沿信号线或电源线传播的路径,与屏蔽共同构成完美的电磁干扰防护,无论是抑制干扰源、消除耦合或提高接收电路的抗能力都可以采用滤波技术。 一、线上干扰的类型 线上的干扰电流按照其流动路径可以分为两类:一类是差模干扰电流,另一类是共模干扰电流。差模干扰电流是在火线和零线之间流动的干扰电流,共模干扰电流是在火线、零线与大地(或其它参考物体)之间流动的干扰电流,由于这两种干扰的抑制方式不同,因此正确辨认干扰的类型是实施正确滤波方法的前提。 共模干扰一般是由来自外界或电路其它部分的干扰电磁波在电缆与“地”的回路中感应产生的,有时由于电缆两端的接“地”电位不同,也会产生共模干扰。它对电磁兼容的危害很大,一方面,共模干扰会使电缆线向外发射出强烈的电磁辐射,干扰电路的其它部分或周边电子设备;另一方面,如果电路不平衡,在电缆中不同导线上的共模干扰电流的幅度、相位发生差异时,共模干扰则会转变成差模干扰,将严重影响正常信号的质量,所以人们都在努力抑制共模干扰。 差模干扰主要是电路中其它部分产生的电磁干扰经过传导或耦合的途径进入信号线回路,如高次谐波、自激振荡、电网干扰等。由于差模干扰电流与正常的信号电流同时、同方向在回路中流动,所以它对信号的干扰是严重的,必须设法抑制。 综上所述可知,为了达到电磁兼容的要求,对共模干扰和差模干扰都应设法抑制。 二、滤波器的分类 滤波器是由集中参数的电阻、电感和电容,或分布参数的电阻、电感和电容构成的一种网络。这种网络允许一些频率通过,而对其它频率成份加以抑制。根据要滤除的干扰信号的频率与工作频率的相对关系,干扰滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等种类。 低通滤波器是最常用的一种,主要用在干扰信号频率比工作信号频率高的场合。如在数字设备中,脉冲信号有丰富的高次谐波,这些高次谐波并不是电路工作所必需的,但它们却是很强的干扰源。因此在数字电路中,常用低通滤波器将脉冲信号中不必要的高次谐波滤除掉,而仅保留能够维持电路正常工作最低频率。电源线滤波器也是低通滤波器,它仅允许50Hz的电流通过,对其它高频干扰信号有很大的衰减。 ●常用的低通滤波器是用电感和电容组合而成的,电容并联在要滤波的信号线与信号地之间(滤除差模干扰电流)或信号线与机壳地或大地之间(滤除共模干扰电流)电感串联在要滤波的信号线上。按照电路结构分,有单电容型(C型),单电感型,L型和反Γ型,T型,π型。 ●高通滤波器用于干扰频率比信号频率低的场合,如在一些靠近电源线的敏感信号线上滤除电源谐波造成的干扰。 ●带通滤波器用于信号频率仅占较窄带宽的场合,如通信接收机的天线端口上要安装带通滤波器,仅允许通信信号通过。 ●带阻滤波器用于干扰频率带宽较窄,而信号频率较宽的场合,如距离大功率电台很近的电缆端口处要安装带阻频率等于电台发射频率的带阻滤波器。 不同结构的滤波电路主要有两点不同: 1.电路中的滤波器件越多,则滤波器阻带的衰减越大,滤波器通带与阻带之间的过渡带越短。 2.不同结构的滤波电路适合于不同的源阻抗和负载阻抗,它们的关系应遵循阻抗失配原则。但要注意的是,实际电路的阻抗很难估算,特别是在高频时(电磁干扰问题往往发生在高频),由于电路寄生参数的影响,电路的阻抗变化很大,而且电路的阻抗往往还与电路的工作状态有关,再加上电路阻抗在不同的频率上也不一样。因此,在实际中,哪一种滤波器有效主要靠试验的结果确定。 三、滤波器的基本原理 滤波器是由电感和电容组成的低通滤波电路所构成,它允许有用信号的电流通过,对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。由于干扰信号有差模和共模两种,因此滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。其基本原理有三种: A)利用电容通高频隔低频的特性,将火线、零线高频干扰电流导入地线(共模),或将火线高频干扰电流导入零线(差模); B)利用电感线圈的阻抗特性,将高频干扰电流反射回干扰源; C)利用干扰抑制铁氧体可将一定频段的干扰信号吸收转化为热量的特性,针对某干扰信号的频段选择合适的干扰抑制铁氧体磁环、磁珠直接套在需要滤波的电缆上即可 5 电源滤波器高频插入损耗的重要性 尽管各种电磁兼容标准中关于传导发射的限制仅到30MHz(旧军标到50MHz,新军标到10MHz),但是对传导发射的抑制绝不能忽略高频的影响。因为,电源线上高频传导电流会导致辐射,使设备的辐射发射超标。另外,瞬态脉冲敏感度试验中的试验波形往往包含了很高的频率成份,如果不滤除这些高频干扰,也会导致设备的敏感度试验失败。 电源线滤波器的高频特性差的主要原因有两个,一个是内部寄生参数造成的空间耦合,另一个是滤波器件的不理想性。因此,改善高频特性的方法也是从这两个方面着手。 内部结构:滤波器的连线要按照电路结构向一个方向布置,在空间允许的条件下,电感与电容之间保持一定的距离,必要时,可设置一些隔离板,减小空间耦合。 电感:按照前面所介绍的方法控制电感的寄生电容。必要时,使用多个电感串联的方式。 差模滤波电容:电容的引线要尽量短。要理解这个要求的含义:电容与需要滤波的导线(火线和零线)之间的连线尽量短。如果滤波器安装在线路板上,线路板上的走线也会等效成电容的引线。这时,要注意保证时机的电容引线最短。 共模电容:电容的引线要尽量短。对这个要求的理解和注意事项同差模电容相同。但是,滤波器的共模高频滤波特性主要靠共模电容保证,并且共模干扰的频率一般较高,因此共模滤波电容的高频特性更加重要。使用三端电容可以明显改善高频滤波效果。但是要注意三端电容的正确使用方法。即,要使接地线尽量短,而其它两根线的长短对效果几乎没有影响。必要时可以使用穿心电容,这时,滤波器本身的性能可以维持到1GHz以上。 特别提示:当设备的辐射发射在某个频率上不满足标准的要求时,不要忘记检查电源线在这个频率上的共模传导发射,辐射发射很可能是由这个共模发射电流引起的。 四、滤波器的选择 根据干扰源的特性、频率范围、电压和阻抗等参数及负载特性的要求,适当选择滤波器,一般考虑:其一,要求电磁干扰滤波器在相应工作频段范围内,能满足负载要求的衰减特性,若一种滤波器衰减量不能满足要求时,则可采用多级联,可以获得比单级更高的衰减,不同的滤波器级联,可以获得在宽频带内良好衰减特性。其二,要满足负载电路工作频率和需抑制频率的要求,如果要抑制的频率和有用信号频率非常接近时,则需要频率特性非常陡峭的滤波器,才能满足把抑制的干扰频率滤掉,只允许通过有用频率信号的要求。其三,在所要求的频率上,滤波器的阻抗必须与它连接干扰源阻抗和负载阻抗相失配,如果负载是高阻抗,则滤波器的输出阻抗应为低阻; 如果电源或干扰源阻抗是低阻抗,则滤波器的输入阻抗应为高阻;如果电源阻抗或干扰源阻抗是未知的或者是在一个很大的范围内变化,很难得到稳定的滤波特性,为了获得滤波器具有良好的比较稳定的滤波特性,可以在滤波器输入和输出端,同时并接一个固定电阻。其四,滤波器必须具有一定耐压能力,要根据电源和干扰源的额定电压来选择滤波器,使它具有足够高的额定电压,以保证在所有预期工作的条件下都能可靠地工作,能够经受输入瞬时高压的冲击。其五,滤波器允许通过应与电路中连续运行的额定电流一致。额定电流高了,会加大滤波器的体积和重量;额定电流低了,又会降低滤波器的可靠性,其六,滤波器应具有足够的机械强度,结构简单、重量轻、体积小、安装方便、安全可靠。 五、滤波器的使用 为了提高电源的品质、电路的线性、减少各种杂波和非线性失真干扰和谐波干扰等均使用滤波器。对武器系统来讲,使用滤波器的场所有:其一,除总配电系统和分配电系统上设置电源滤波器外,进入设备的电源均要安装滤波器,最好使用线至线滤波器,而不使用线至地滤波器。其二,对脉冲干扰和瞬变干扰敏感的设备,使用隔离变压器供电时,应在负端加装滤波器。 其三,对含电爆装置的武器系统供电时,应加滤波器。必要时,电爆装置的引线也要加装滤波器。其四、各分系统或设备之间的接口处,应有滤波器抑制干扰,确保兼容。其五,设备和分系统的控制信号,其输入和输出端均应加滤波器或旁路电容器。以上就是防电磁干扰的一些方法,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-22 关键词: 干扰 电磁 危害

  • EFT测试时干扰施加方式以及相应的工作原理解析

    EFT测试时干扰施加方式以及相应的工作原理解析

    什么是EFT测试?它的工作原理是什么?EFT测试时,有L1、L2、L3、N及PE等端口。PE和大地是两个概念,电快速脉冲干扰是共模性质的,在标准提供的实验设置图中可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线(L1、L2、L3、N及PE)上,信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连,机EFT测试时,有L1、L2、L3、N及PE等端口。PE和大地是两个概念,电快速脉冲干扰是共模性质的,在标准提供的实验设置图中可以看到从试验发生器来的信号电缆芯线通过可供选择的耦合电容加到相应的电源线(L1、L2、L3、N及PE)上,信号电缆的屏蔽层则和耦合/去耦网络的机壳相连,机壳则接到参考接地端子上。 这就表明脉冲群干扰实际上是加在电源线与参考大地之间,因此加在电源线上的干扰是共模干扰而对于采用耦合夹的实验方式来说,电快速脉冲将通过耦合板与受试电缆之间的分布电容进入受试电缆,而受试电缆所接收到的脉冲仍然是相对参考接地板来说的。 因此,通过耦合夹对受试电缆所施加的干扰仍然是共模性质的。确定了干扰的性质,那么我们就可以采取相应的措施使设备顺利通过实验。那么我们不难看出,电源滤波器中所使用的X电容(差模电容)对于EFT干扰是没有抑制作用的。(这段本人不同意作者的提法,eft表面看是共模,实际上有耦合到线上的干扰不平衡,这就是差模。Cx差模电容作用不大,是因为,脉冲群主要是高频,差模电容在高频是已经谐振完了,不再是纯容性器件了--刘渊正注) 如果设备是金属外壳,Y电容(共模电容)会起作用,将高频EFT旁路到外壳上面,然后通过设备外壳和参考地间的分布电容回到信号源,从而不会进入电路。 电快速脉冲干扰导致设备失效的机理根据国外学者对脉冲群干扰造成设备失效的机理的研究,单个脉冲的能量较小,不会对设备造成故障。但脉冲群干扰信号对设备线路结电容充电,当上面的能量积累到一定程度之后,就可能引起线路(乃至系统)的误动作。 因此,线路出错会有个时间过程,而且会有一定偶然性(不能保证间隔多少时间,线路一定出错,特别是当试验电压达到临界点附近时)。而且很难判断究竟是分别施加脉冲,还是一起施加脉冲,设备更容易失效。也很难下结论设备对于正向脉冲和负向脉冲哪个更为敏感。 实践表明,一台设备往往是某一条电缆线,在某一种试验电压,对某个极性特别敏感。实验显示,信号线要比电源线对电快速脉冲干扰敏感得多。 设备通过电快速脉冲测试的有效措施首先我们先分析一下干扰的注入方式:EFT干扰信号是通过耦合去耦网络中的33nF的电容耦合到主电源线上面(而信号或控制电缆是通过电容耦合夹施加干扰,等效电容是100pF)。对于33nF的电容,它的截止频率为100K,也就是100KHZ以上的干扰信号可以通过;而100pF的电容,截止频率为30M,仅允许30MHz频率以上的干扰通过。电快速脉冲的干扰波形为5ns/50ns,重复频率5K,脉冲持续时间15ms,脉冲群重复周期300ms。根据傅立叶变换,它的频谱是从5K--100M的离散谱线,每根谱线的距离是脉冲的重复频率。 知道以上几点,施加干扰的耦合电容扮演了一个高通滤波器的角色,因为电容的阻抗随着频率的升高而下降,那么干扰中的低频成分不会被耦合到EUT,而只有频率较高的干扰信号才会进入EUT。当我们在EUT电路中再加入共模电感(特别要注意的是,这里的共模电感一定要加在主电源线及其回线上,否则会发生饱和从而达不到衰减干扰的目的)就可以衰减掉一些高频干扰成分,因为电感的阻抗随着频率的增加而升高。因此,实际施加到EUT上面的干扰信号只有中间频率部分。以上就是EFT测试的解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-17 关键词: 干扰 测试 eft

  • 抗干扰磁环的原理及一些知识,你知道吗?

    抗干扰磁环的原理及一些知识,你知道吗?

    什么是抗干扰磁环?他有什么作用?本文主题讲了抗干扰磁环的定义、抗干扰磁环的原理与作用以及为什么要设置抗干扰磁环和抗干扰磁环的使用方法。下面随小编来看看吧。 一、抗干扰磁环定义 电磁兼容性(ElectromagneTIc CompaTIbility)缩写EMC,就是指某电子设备既不干扰其它设备,同时也不受其它设备的影响。电磁兼容性和我们所熟悉的安全性一样,是产品质量最重要的指标之一。安全性涉及人身和财产,而电磁兼容性则涉及人身和环境保护。 二、抗干扰磁环的原理与作用 数码设备传输线带有一根圆柱形的东西。这个是什么呢?是磁环,抗干扰磁环,或者说吸 收磁环、铁氧体磁环。 为什么要设置抗干扰磁环?电脑机箱内的主板、CPU、电源、及IDE数据线都工作于很高的频率状态下,所以导致机箱里存在着大量的空间杂散电磁干扰信号,而信号强度也是机箱外的数倍至数十倍!没有磁环的USB线在这个空间内没有采取屏蔽措施,那么这些USB线就成了很好的天线,接收周围环境中各种杂乱的高频信号,而这些信号叠加在本来传输的信号上,甚至会改变原来传输的有用信号,容易出现问题。 为了提高传输速率及稳定性,也为了减小传输线在传送数据时对其他设备,如声卡的干扰,设计了静电屏蔽层。这个屏蔽层是由一个较薄的金属箔片或者是多股细铜丝编织成网状做成,应用的是静电场的表面效应原理。也就是将数据传送线的外表面包上一层金属膜,并将这个屏蔽层与机箱进行接地,就可以很好地将数据线与空间干扰信号隔离! 吸收磁环,又称铁氧体磁环,常用于可拆卸的分离时磁环,它是电子电路中常用的抗干扰元件,对于高频噪声有很好的抑制作用,一般使用铁氧体材料(Mn-Zn)制成。磁环在不同的频率下有不同的阻抗特性,一般在低频时阻抗很小,当信号频率升高磁环表现的阻抗急剧升高。使正常有用的信号很好的通过,又能很好的抑制高频干扰信号的通过,而且成本低廉。 铁氧体抗干扰磁心特性 铁氧体抗干扰磁心是近几年发展起来的新型的价廉物美的干扰抑制器件,其作用相当于低通滤波器,较好地解决了电源线,信号线和连接器的高频干扰抑制问题,而且具有使用简单,方便,有效,占用空间不大等一系列优点,用铁氧体抗干扰磁心来抑制电磁干扰(EMI)是经济简便而有效的方法,已广泛应用于计算机等各种军用或民用电子设备。 铁氧体是一种利用高导磁性材料渗合其他一种或多种镁、锌、镍等金属在2000℃烧聚而成, 在低频段,铁氧体抗干扰磁心呈现出非常低的感性阻抗值,不影响数据线或信号线上有用信号的传输。而在高频段,从10MHz左右开始,阻抗增大,其感抗分量仍保持很小,电阻性分量却迅速增加,当有高频能量穿过磁性材料时,电阻性分量就会把这些能量转化为热能耗散掉。这样就构成一个低通滤波器,使高频噪音信号有大的衰减,而对低频有用信号的阻抗可以忽略,不影响电路的正常工作。 EMI 吸收环 / 珠是一种用铁氧体制成的元件,是一种吸收损耗型元件。其特性表现为:吸收高频信号并将吸收的能量转化成热能耗散掉,从而达到抑制高频干扰信号沿导线传输的目的,其等效阻抗中电阻值分量是频率的函数,随着频率而变化。 EMI 吸收环 / 珠有效频段为 2 1000MHz ,性能最佳频段则为 5 200MHz ,在此频段吸收阻抗维持为一个常数。 EMI 吸收环 / 珠选择时要注意:通过电流大小正比于元件体积,两者失调,易造成饱和,降低元件性能,避免饱和的有效方法是将电源的两根线(正、负或火、地)同时穿过一个磁环。磁环在使用中还有一个较好的方法是让穿过磁环的导线反复串几下,一来可提高穿过环的面积,增加等效吸收长度,二来充分利用磁环具有磁滞特点,改善低端特性。 它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似。其电磁性能与添加金属成分以及烧结过程中的时间,温度与气体成分有关。分装式磁环,要尽可能选用内径较小的,长度较长的磁环,同时,磁环一定要紧紧包住电缆,即磁环的内径尺寸要与电缆的外径尺寸紧密配合。 三、为什么要设置抗干扰磁环? 电脑机箱内的主板、CPU、电源、及IDE数据线都工作于很高的频率状态下,所以导致机箱里存在着大量的空间杂散电磁干扰信号,而信号强度也是机箱外的数倍至数十倍!吸收磁环,又称铁氧体磁环,常用于可拆卸的分离式磁环,它是电子电路中常用的抗干扰元件,对于高频噪声有很好的抑制作用,一般使用铁氧体材料(Mn-Zn)制成。 磁环在不同的频率下有不同的阻抗特性,一般在低频时阻抗很小,当信号频率升高磁环表现的阻抗急剧升高。使正常有用的信号很好的通过,又能很好的抑制高频干扰信号的通过,而且成本低廉。 铁氧体是一种立方晶格结构的亚铁磁性材料。铁氧体材料为铁镁合金或铁镍合金,它的制造工艺和机械性能与陶瓷相似,颜色为灰黑色。电磁干扰滤波器中经常使用的一类磁芯就是铁氧体材料,许多厂商都提供专门用于电磁干扰抑制的铁氧体材料。 这种材料的特点是高频损耗非常大,具有很高的导磁率,他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。对于抑制电磁干扰用的铁氧体,最重要的性能参数为磁导率μ和饱和磁通密度Bs。磁导率μ可以表示为复数,实数部分构成电感,虚数部分代表损耗,随着频率的增加而增加。因此,它的等效电路为由电感L和电阻R组成的串联电路,L和R都是频率的函数。当导线穿过这种铁氧体磁芯时,所构成的电感阻抗在形式上是随着频率的升高而增加,但是在不同频率时其机理是完全不同的。 不同的铁氧体抑制元件,有不同的最佳抑制频率范围。通常磁导率越高,抑制的频率就越低。此外,铁氧体的体积越大,抑制效果越好。在体积一定时,长而细的形状比短而粗的抑制效果好,内径越小抑制效果也越好。但在有直流或交流偏流的情况下,还存在铁氧体饱和的问题,抑制元件横截面越大,越不易饱和,可承受的偏流越大。 EMI吸收磁环/磁珠抑制差模干扰时,通过它的电流值正比于其体积,两者失调造成饱和,降低了元件性能;抑制共模干扰时,将电源的两根线(正负)同时穿过一个磁环,有效信号为差模信号,EMI吸收磁环/磁珠对其没有任何影响,而对于共模信号则会表现出较大的电感量。磁环的使用中还有一个较好的方法是让穿过的磁环的导线反复绕几下,以增加电感量。可以根据它对电磁干扰的抑制原理,合理使用它的抑制作用。 铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方。对于输入/输出电路,应尽量靠近屏蔽壳的进、出口处。对铁氧体磁环和磁珠构成的吸收滤波器,除了应选用高磁导率的有耗材料外,还要注意它的应用场合。它们在线路中对高频成分所呈现的电阻大约是十至几百Ω,因此它在高阻抗电路中的作用并不明显,相反,在低阻抗电路(如功率分配、电源或射频电路)中使用将非常有效。 结论: 由于铁氧体可以衰减较高频同时让较低频几乎无阻碍地通过,故在EMI控制中得到了广泛地应用。用于EMI吸收的磁环/磁珠可制成各种的形状,广泛应用于各种场合。如在PCB板上,可加在DC/DC模块、数据线、电源线等处。它吸收所在线路上高频干扰信号,但却不会在系统中产生新的零极点,不会破坏系统的稳定性。 相关主题:磁环,磁环电感,磁环分选仪,磁环外壳,滤波磁环,磁环作用,双磁环,磁环变压器,铁氧体磁环,磁环绕线机,磁环材质,磁环供应商,电子镇流器磁环,多极磁环,气缸磁环,磁环加工,东莞磁环,小磁环作用,什么是磁环,绕磁环。 四、抗干扰磁环使用方法 EMI吸收磁环 EMI吸收磁环常用于抑制电源线、信号线上的干扰,同时还具有吸收静电脉冲能力。 1、直接套在一根或一束电源、信号线上,为了增加干扰吸收能量,可反复多绕几圈; 2、带有安装夹的EMI磁环,适用于补偿式的抗干扰抑制; 3、可以方便的夹在电源线、信号线上; 4、灵活,可重复使用安装; 5、自带卡式固定,不影响设备的整体形象。以上就是抗干扰磁环的工作原理解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-03 关键词: 干扰 磁环 抗干扰磁环

  • 变频电源工作原理以及抗干扰解析

    变频电源工作原理以及抗干扰解析

    什么是变频电源?它有什么注意事项?本文介绍了变频电源的定义,变频电源工作原理,变频电源分类原理,以及变频电源抗干扰性能指标,例如电源瞬态敏感度、传导干扰、重复脉冲敏感度、电快读瞬变脉冲群敏感度、电涌敏感度。 变频电源 变频电源非常接近理想交流电源,具有频率稳定、电压稳定、内阻等于零、电压波形为纯正弦波(无失真)的突出特点。故众多发达国家将变频电源用作标准供电电源,为用电器提供最优良的供电环境。自改革开放以来,变频电源主要从日本和台湾引入大陆,并迅速进入各个领域,成为一个新兴发展的领域,并对中国工业电气化发展产生重要的影响。 变频电源工作原理 变频电源的整个电路由交流→直流→交流→滤波(即AC→DC→AC→滤波)等部分构成,具体步骤是首先把220v的交流电用整流桥变成直流电,然后再用逆变桥把直流电变成交流电,在逆变过程中逆变出的交流电的频率是可以控制的,因此它输出的电压和电流波形均为纯正的正弦波,非常接近理想的交流供电电源。可以输出世界任何国家的电网电压和频率。有别于变频器。 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。可分为交——交变频器,交——直——交变频器。交——交变频器可直接把交流电变成频率和电压都可变的交流电;交——直——交变频器则是先把交流电经整流器先整流成直流电,再经过逆变器把这个直流电流变成频率和电压都可变的交流电。 变频电源分类原理 变频电源主要有二大种类:电晶体放大型和PWM开关型。DP系列变频电源,以微处理器为核心,以PWM方式制作,正弦脉宽调制等技术,使单机容量可达1000KVA,以隔离变压器输出来增加整机稳定性,具有负载适应性强、输出波形品质好、操作波形好、操作简便、体积小、重量轻等特点,具有短路、过流、过压、过热等保护功能,以保证电源可靠运行。 变频电源抗干扰性能指标 1、电源瞬态敏感度 在测试过程中,将电源电压的额定电压值由原来的高10%瞬变到高30%,然后再由低10%瞬变到低30%,在这整个的瞬变过程中,该电源设备可以允许出现短暂的性能下降,但是测试完成后的30秒内,该电源设备应不在外力的作用下自行恢复到正常工作状态中,如此方可认为性能指标合格。 2、传导干扰 让被测试电源在额定电压状态下工作,然后采用电磁干扰测量仪进行干扰测试,查看电源设备抗干扰性能指标。 3、重复脉冲敏感度 可使用尖峰干扰模拟器来测试电源设备的重复脉冲敏感度。正常情况是用1kw的负载作为测试的条件(如果被测电源功率低于1kw,则取该设备的额定功率作为测试条件),然后用一叠加在输入电源上的电压500-4000V、宽度为10μs的尖峰脉冲对设备进行测试,测试时,观察被测电源输入端的残余脉冲电压,测试结果可以用该脉冲电压相对应的输入尖峰脉冲的开路电压值来进行表示。 4、电快读瞬变脉冲群敏感度 可采用脉冲群干扰模拟器来测试电源设备对电快速脉瞬变脉冲群的敏感度,测试时,要求脉冲群的持续时间能达15ms,并且测试周期时间为300ms。 5、电涌敏感度 运用电泳干扰模拟器测试电源设备的电涌敏感度,测试时,求电涌波形脉宽50μs(上升时间1μs),电流波形脉冲宽度16μs(上升时间6.4μs),脉冲幅度为500~4000v。以上就是变频电源的相关解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-30 关键词: 干扰 电源 变频

  • 电磁干扰EMI的常识,你知道吗?

    电磁干扰EMI的常识,你知道吗?

    什么是电磁干扰?它有什么影响?电磁干扰(Electromagnetic Interference),简称EMI,有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。 为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。电磁兼容性EMC标准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是各国政府或经济组织,保护自己利益经常采取的手段。 干扰源与受干扰源 1)无论何种情况下电磁相容的问题出现总是存在两个互补的方面: 2)一个是干扰发射源和一个为此干扰敏感的受干扰设备。 3)如果一个干扰源与受干扰设备都处在同一设备中称为系统内部的EMC 情况。 4)不同设备间所产生的干扰状况称为系统间的EMC 情况。 5)大多数的设备中都有类似天线的特性的零件如电缆线、PCB 布线、内部配线、机械结构等这些零件透过电路相耦合的电场、磁场或电磁场而将能量转移。 6)实际情况下设备间和设备内部的耦合受到了屏蔽与绝缘材料的限制而绝缘材料的吸收与导体相比的影响是微不足道的。 7)电缆线对电缆线的耦合既可以是电容性也可以是电感性并且取决于方位、长度及接近程度的影响。 公共阻抗的耦合 1)公共阻抗耦合线路是干扰源与受干扰设备共用电路阻抗所引起的。 2)公共导线也因两个电流环之间的互感而引起或因两个电压节点之间的互容耦合而引起。 3)对于传导性的公共阻抗耦合的解决是将连接线分离使系统各自独立避免形成公共阻抗。 发射 1)来自PCB 的发射:在大多数设备中主要的电流源是流入PCB 板上的电路中这些能量借由PCB 板所模拟成的天线而将干扰辐射出去。 2)来自电缆线的辐射:干扰电流以共模形式产生于在PCB 和设备内部其他位置形成的对地噪声并沿着导体或者屏蔽电缆的屏蔽层流动。 3)传导发射:干扰也可能从其他电缆以感性或容性方式偶合到电缆线上。 4)产生的干扰可能以差模(在火线与中线或在信号线之间)或共模(在火线/中线/信号线与接地间)或者以二者的混合形式出现。 5)对于电源部埠需要测量每一个相线/中线与在电源电缆远端地之间的电压。 6)差模发射通常与来自电源的低频开关噪声联系在一起。 7)共模发射则是由于更高频率的开关元件、内部电路源或电缆的内部偶合引起的。 8)电路的分布电容分布广泛。若没有屏蔽物体的话,取决于与其他物体接近的程度。由于周围环境有较高的电容,部分屏蔽的机壳实际上会使耦合更加严重恶化。 分析角度编辑 电磁兼容性包括两方面:EMI(电磁干扰),EMS(电磁敏感性)两方面。 EMI分类 CE(传导干扰),RE(辐射干扰),PT(干扰功率测试)等等。 EMS分类 ESD(静电放电),RS(辐射耐受),EFT/B(快速脉冲耐受),surge(雷击),CS(传导耐受)等等 以上的各种试验都要由专门的实验室进行测试。是电子类商品进入市场前要取得认证的必要条件。中国这样的实验室很多,大部分集中在深圳等地。电磁兼容性试验与检测的试验室有环境可靠性与电磁兼容试验服务中心、航天环境可靠性试验中心等机构。以上就是电磁干扰的一些知识,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-28 关键词: 干扰 电磁 emi

  • EMC设计的电磁干扰分析和抑制措施,你了解吗?

    EMC设计的电磁干扰分析和抑制措施,你了解吗?

    你了解EMC设计的电磁干扰分析和抑制措施吗?本文分析电子产品中的电磁发射和磁场干扰的产生机理,并介绍了有效抑制和防止干扰的各种技术措施。电子电气产品在正常工作时,同时向周围空间辐射电磁骚扰, 在辐射的骚扰场强往往在某些频率段超过限值将会影响周围电子设备和自身的正常工作。因此了解超标的原因和电磁发射和磁场干扰的抑制方法,对产品电磁兼容性(EMC)设计十分重要。 1. 电磁发射和磁场干扰的产生机理 1)电磁发射 各种数字电路芯片和高频模拟电路芯片运行过程中,因PCB走线或产品各部分连线的设计不合理而产生天线效应,发出电磁波引起的射频干扰。当电磁波能量达到一定值时,将会影响周围电子设备和自身的正常工作。 2)磁场干扰 产品内部的电源线和高频工作的电感性元件工作时产生的磁场通过辐射方式干扰产品运行,造成的工作紊乱。 2. 电子产品的电磁发射及其抑制 在电子产品中,数字电路芯片端口信号跳变沿的频率可达数百兆赫兹,有些模拟电路信号频率达到兆赫兹以上,这些数字或模拟信号都可能通过导线传导干扰或向空中辐射干扰,影响电子设备自身并干扰其他电子设备。抑制电磁发射的基本措施有以下方法。 2.1降低干扰信号的能量 1)在不影响产品整体工作性能的前提下,减小数字信号的跳变速率或降低数字信号的传输速度; 2)采用贴片元件,缩短高频工作芯片的外引脚,减小传输高频信号走线的长度,可抑制天线效应,减少高频信号辐射能量。 2.2 隔离干扰信号的传播途径 在电子设备中接地是抑制电磁噪声和防止电磁干扰重要方法之一。最简单有效的隔离方法是屏蔽,也称“屏蔽接地”,指为抑制干扰而采用的屏蔽层(体)的接地,以起到良好的抗干扰作用。常用的屏蔽有3种方法: 1)采用导磁金属材料外壳封装,外壳可靠接地(大地); 2)容易产生高频辐射的局部电路或IC芯片加金属屏蔽罩,屏蔽罩接信号地; 3)电路板中传输高速数字信号或高频模拟信号的走线两侧敷铜并接信号地,实现与其他信号线的隔离。 2.3 滤波 滤波器既可抑制从电子设备引出的传导干扰,又能抑制从电网引入的传导干扰。EMI(电磁干扰)滤波器主要是用于抑制干扰的滤波器。EMI滤波器由线性元件电路组成,安装在电源线与电子设备之间。它可使电源频率通过,而阻止高频噪声通过,对提高设备的可靠性有重要作用。 1)直接在电路芯片电源引脚间接入去耦电容或去耦电阻电容,滤除通过电源走线进入芯片的高频干扰信号; 2)在产品交流220 V电源输入端设置电源滤波器,防止产品工作时产生的高频干扰进入电网。 3. 电磁能量的干扰机理及其抑制干扰来源 当电子产品中的高频导线(或铜排)中流过电流时,在导线 周围产生的磁场;开关电源的高频变压器及一切电感元件在工作时必然产生的漏磁通。上述磁通穿过芯片或敏感电路模块,半导体中的带电粒子(电子和空穴)在磁场中受到洛伦兹力,偏离原来的运动方向,使芯片和模块的工作电流波形受磁场变化的调制而发生畸变,导致这些芯片或电路模块的正常工作受到干扰。信号电流总是在闭合回路中流动。当外部干扰磁通穿越闭合回路包围的面积时,会在闭合回路中感应电流,同样会造成电流波形畸变。抑制电磁能量干扰的基本措施有以下方法。 3.1 屏蔽干扰磁场方法 最常用的抑制磁场辐射干扰的措施是采用导电或导磁材料屏蔽。 1)变化的干扰磁通穿过导电材料(如薄铜皮)时,会在其中产生涡流,并生成方向相反的磁通,可以削弱穿过导电屏蔽层的干扰磁通; 2)高频变压器磁芯外包一层形成短路环的薄铜皮,可有效抑制变压器漏磁通外泄; 3)用导磁材料(铁板或钢板)做设备的机箱,是整机磁屏蔽的常用方法。这种方法不仅可以抵抗外部干扰磁通进入电子设备,而且能避免内部磁通外泄。屏蔽材料导磁性越好,板越厚,机箱不易发生磁饱和,屏蔽效果也越好。 3.2 减小信号电流的回路面积 减小信号电流回路面积的目的是减少穿越其中的干扰磁通。常用措施: 1)采用双绞线,使信号电流的去线和回线紧密绞合,可以缩小回包围的面积; 2)用屏蔽线做外部引入的信号线。使用时将心线作为信号电流去线,铜丝编织的屏蔽层作为信号电流的回线,必须单端接信号地。这种方法的回路面积小于双绞线,屏蔽层还能实现磁场屏蔽; 3)在保证绝缘安全的前提下,PCB中的信号线与地线尽量靠近以缩小信号电流回路包围的面积; 4)选用PCB上的IC芯片和电路模块时,在保证电路功能的条件下,应尽量选用电源进线引脚和零伏线引脚靠近的封装; 5)PCB设计时,在确保绝缘安全的前提下,使电源线和零伏线靠近布置。以上就是EMC设计的电磁干扰分析和抑制措施,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-28 关键词: 干扰 电磁 抑制

  • 开关电源电磁干扰抑制措施,你知道吗?

    开关电源电磁干扰抑制措施,你知道吗?

    常见的开关电源电磁干扰抑制措施,你知道吗?目前,许多大学及科研单位都进行了开关电源EMI(Electromagnetic Interference)的研究,他们中有些从EMI产生的机理出发,有些从EMI 产生的影响出发,都提出了许多实用有价值的方案。这里分析与比较了几种有效的方案,并为开关电源EMI 的抑制措施提出新的参考建议。 开关电源电磁干扰的产生机理 开关电源产生的干扰,按噪声干扰源种类来分,可分为尖峰干扰和谐波干扰两种,若按耦合通路来分,可分为传导干扰和辐射干扰两种。现在按噪声干扰源来分别说明: 1、二极管的反向恢复时间引起的干扰 高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过,在其受反偏电压而转向截止时,由于PN结中有较多的载流子积累,因而在载流子消失之前的一段时间里,电流会反向流动,致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化(di/dt)。 2、开关管工作时产生的谐波干扰 功率开关管在导通时流过较大的脉冲电流。例如正激型、推挽型和桥式变换器的输入电流波形在阻性负载时近似为矩形波,其中含有丰富的高次谐波分 量。当采用零电流、零电压开关时,这种谐波干扰将会很小。另外,功率开关管在截止期间,高频变压器绕组漏感引起的电流突变,也会产生尖峰干扰。 3、交流输入回路产生的干扰 无工频变压器的开关电源输入端整流管在反向恢复期间会引起高频衰减振荡产生干扰。开关电源产生的尖峰干扰和谐波干扰能量,通过开关电源的输入输出线传播出去而形成的干扰称之为传导干扰;而谐波和寄生振荡的能量,通过输入输出线传播时,都会在空间产生电场和磁场。这种通过电磁辐射产生的干扰称为辐射干扰。 4、其他原因 元器件的寄生参数,开关电源的原理图设计不够完美,印刷线路板(PCB)走线通常采用手工布置,具有很大的随意性,PCB的近场干扰大,并且印刷板上器件的安装、放置,以及方位的不合理都会造成EMI干扰。 开关电源EMI的特点 作为工作于开关状态的能量转换装置,开关电源的电压、电流变化率很高,产生的干扰强度较大;干扰源主要集中在功率开关期间以及与之相连的散热器 和高平变压器,相对于数字电路干扰源的位置较为清楚;开关频率不高(从几十千赫和数兆赫兹),主要的干扰形式是传导干扰和近场干扰;而印刷线路板 (PCB)走线通常采用手工布线,具有更大的随意性,这增加了PCB分布参数的提取和近场干扰估计的难度。 EMI测试技术 目前诊断差模共模干扰的三种方法:射频电流探头、差模抑制网络、噪声分离网络。用射频电流探头是测量差模 共模干扰最简单的方法,但测量结果与标准限值比较要经过较复杂的换算。差模抑制网络结构简单(见图1),测量结果可直接与标准限值比较,但只能测量共模干 扰。噪声分离网络是最理想的方法,但其关键部件变压器的制造要求很高。 目前抑制干扰的几种措施 形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。因而,抑制电磁干扰也应该从这三方面着手。首先应该抑制干扰源,直接消除干扰原因;其次是 消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射,切断电磁干扰的传播途径(见图2);第三是提高受扰设备的抗扰能力,减低其对噪声的敏感度。目前抑制干扰的几种措 施基本上都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道,它们确是行之有效的办法。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。 采用屏蔽技术可以有效地抑制开关电源的电磁辐射干扰。例如,功率开关管和输出二极管通常有较大的功率损耗,为了散热往往需要安装散热器或直接安 装在电源底板上。器件安装时需要导热性能好的绝缘片进行绝缘,这就使器件与底板和散热器之间产生了分布电容,开关电源的底板是交流电源的地线,因而通过器 件与底板之间的分布电容将电磁干扰耦合到交流输入端产生共模干扰,解决这个问题的办法是采用两层绝缘片之间夹一层屏蔽片,并把屏蔽片接到直流地上,割断了 射频干扰向输入电网传播的途径。为了抑制开关电源产生的辐射,电磁干扰对其他电子设备的影响,可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工屏蔽罩,然后将整个屏蔽罩 与系统的机壳和地连接为一体,就能对电磁场进行有效的屏蔽。 电源某些部分与大地相连可以起到抑制干扰的作用。例如,静电屏蔽层接地可以抑制变化电场的干 扰;电磁屏蔽用的导体原则上可以不接地,但不接地的屏蔽导体时常增强静电耦合而产生所谓“负静电屏蔽”效应,所以仍以接地为好,这样使电磁屏蔽能同时发挥 静电屏蔽的作用。电路的公共参考点与大地相连,可为信号回路提供稳定的参考电位。因此,系统中的安全保护地线、屏蔽接地线和公共参考地线各自形成接地母线 后,最终都与大地相连。 在电路系统设计中应遵循“一点接地”的原则,如果形成多点接地,会出现闭合的接地环路,当磁力线穿过该回路时将产生磁感应噪声,实际上很难实现 “一点接地”。因此,为降低接地阻抗,消除分布电容的影响而采取平面式或多点接地,利用一个导电平面(底板或多层印制板电路的导电平面层等)作为参考地, 需要接地的各部分就近接到该参考地上。为进一步减小接地回路的压降,可用旁路电容减少返回电流的幅值。在低频和高频共存的电路系统中,应分别将低频电路、 高频电路、功率电路的地线单独连接后,再连接到公共参考点上。 滤波是抑制传导干扰的一种很好的办法。例如,在电源输入端接上滤波器,可以抑制开关电源产生并向电网反馈的干扰,也可以抑制来自电网的噪声对电 源本身的侵害。在滤波电路中,还采用很多专用的滤波元件,如穿心电容器、三端电容器、铁氧体磁环,它们能够改善电路的滤波特性。恰当地设计或选择滤波器, 并正确地安装和使用滤波器,是抗干扰技术的重要组成部分。 EMI滤波技术是一种抑制尖脉冲干扰的有效措施,可以滤除多种原因产生的传导干扰。图3是一种由电容、电感组成的EMI滤波器,接在开关电源的 输入端。电路中,C1、C5是高频旁路电容, 用于滤除两输入电源线间的差模干扰;L1与C2、C4;L2与C3、C4组成共模干扰滤波环节,用于滤除电源线与地之间非对称的共模干扰;L3、L4的初 次级匝数相等、极性相反,交流电流在磁芯中产生的磁通相反,因而可有效地抑制共模干扰。测试表明,只要适当选择元器件的参数,便可较好地抑制开关电源产生 的传导干扰。 现有的抑制措施大多从消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射,切断电磁干扰的传播途径出发,这确是抑制干扰的一种行之有效的办法,但很少有人涉及直接控制干扰源,消除干扰,或提高受扰设备的抗扰能力,殊不知后者还有许多发展的空间。 改进措施的建议 目前从电磁干扰的传播途径出发来抑制干扰,已渐进成熟。我们的视点要回到开关电源器件本身来。从多年的工作实践来看,在电路方面要注意以下几点: (1)印制板布局时,要将模拟电路区和数字电路区合理地分开,电源和地线单独引出,电源供给处汇集到一点;PCB布线时,高频数字信号线要用短 线,主要信号线最好集中在PCB板中心,同时电源线尽可能远离高频数字信号线或用地线隔开。其次,可以根据耦合系数来布线,尽量减少干扰耦合。(见表1) (2)印制板的电源线和地线印制条尽可能宽,以减小线阻抗,从而减小公共阻抗引起的干扰噪声。 (3)器件多选用贴片元件和尽可能缩短元件的引脚长度,以减小元件分布电感的影响。 (4)在Vdd及Vcc电源端尽可能靠近器件接入滤波电容,以缩短开关电流的流通途径,如用10μF铝电解和0 1μF电容并联接在电源脚上。对于高速数字IC的电源端可以用钽电解电容代替铝电解电容,因为钽电解的对地阻抗比铝电解小得多。 结论 产生开关电源电磁干扰的因素还很多,抑制电磁干扰还有大量的工作。全面抑制开关电源的各种噪声会使开关电源得到更广泛的应用。以上就是开关电源电磁干扰抑制措施,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-28 关键词: 干扰 电磁 开关电源

  • 电路设计中干扰问题的来龙去脉,你了解吗?

    电路设计中干扰问题的来龙去脉,你了解吗?

    你知道什么是电路设计中干扰问题?在设计电路的时候,我们通常会遇到这样的情况,一个电路其程序明明是完完整整的从书上抄下来,试验运行结果却不正确,这是为什么呢,其实就是干扰在作祟,所以我们在进行电子电路和程序设计的过程中一定要做好抗干扰措施。本篇文章针对干扰的形成与抑制进行深入讲解,大家一起来学习一下吧! 形成干扰的基本要素有三个: (1)干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述如下:du/dt,di/dt大的地方就是干扰源。如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。 (2)传播路径,指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。 (3)敏感器件,指容易被干扰的对象。如:A/D、D/A变换器,单片机,数字IC,弱信号等。 抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。(类似于传染病的预防) 1、抑制干扰源 抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt,di/dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。 抑制干扰源的常用措施如下: (1)继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的干扰。仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。 (2)在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC,电阻一般选几K到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响。 (3)给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短。 (4)电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响。注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果。 (5)布线时避免90度折线,减少高频噪。 (6)可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的)。 按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。 所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和有用信号的频带不同,可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播,有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害最大,要特别注意处理。所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。 2、切断干扰传播路径的常用措施 (1)充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。 (2)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。 (3)注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。此措施可解决许多疑难问题。 (4)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机,继电器)与敏感元件(如单片机)远离。 (5)用地线把数字区与模拟区隔离,与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则,厂家分配A/D、D/A芯片引脚排列时已考虑此要求。 (6)单片机和大的地线要单独接地,以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘。 (7)在单片机I/O口,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,可显着提高电路的抗干扰性能。 3、提高敏感器件的抗干扰性能 提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声的拾取,以及从不正常状态尽快恢复的方法。 提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下: (1)布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声。 (2)布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更重要的是降低耦合噪声。 (3)对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。 (4)对单片机使用电源监控及看门狗电路,如:IMP809,IMP706,IMP813,X25043,X25045等,可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。 (5)在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。 (6)IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座。 接下来再说说在这方面的经验。 软件方面 1、常将不用的代码空间全清成“0”,因为这等效于NOP,可在程序跑飞时归位; 2、在跳转指令前加几个NOP,目的同1; 3、在无硬件WatchDog时可采用软件模拟WatchDog,以监测程序的运行; 4、涉及处理外部器件参数调整或设置时,为防止外部器件因受干扰而出错可定时将参数重新发送一遍,这样可使外部器件尽快恢复正确; 5、通讯中的抗干扰,可加数据校验位,可采取3取2或5取3策略; 6、在有通讯线时,如I2C、三线制等,实际中我们发现将Data线、CLK线、INH线常态置为高,其抗干扰效果要好过置为低。 硬件方面 1、地线、电源线的布线肯定重要了! 2、线路的去偶; 3、数、模地的分开; 4、每个数字元件在地与电源之间都要104电容; 5、在有继电器的应用场合,尤其是大电流时,防继电器触点火花对电路的干扰,可在继电器线圈间并一104和二极管,在触点和常开端间接472电容,效果不错! 6、为防I/O口的串扰,可将I/O口隔离,方法有二极管隔离、门电路隔离、光偶隔离、电磁隔离等; 7、当然多层板的抗干扰肯定好过单层板,但成本却高了几倍。 8、选择一个抗干扰能力强的器件比其他任何方法都有效,这点应该最重要。以上就是电路设计中干扰问题的形成原因,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-28 关键词: 干扰 电磁 电路设计

  • 模拟量被干扰的可能因素,你知道吗?

    模拟量被干扰的可能因素,你知道吗?

    模拟量大家都知道,那么你知道它可能被干扰的因素吗?电压电流的变化通过导线传输时有二种形态,我们将此称做“共模”和“差模”。设备的电源线、电话等的通信线、与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路,至少有两根导线,这两根导线作为往返线路输送电力或信号。但在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是“地线”。干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路,地线做返回路传输。前者叫“差模”,后者叫“共模”。 现场使用的显示仪表由于环境条件复杂,加之被测参数大多被转换成微弱的低电平电压信号,并经长距离传送到显示仪表,因此除有用的信号外,还会有一些与被测信号无关的干扰信号夹杂其中,它将影响测量结果的正确性,严重时会使仪表无法正常工作。现对产生干扰的途径及消除干扰的措施作一介绍。 干扰途径 干扰源在仪表内、外部都有可能存在。如在仪表外部,大功率用电设备、大功率变压器、电力网都可能成为干扰源。而在仪表内部,电源变压器、线圈、继电器、开关以及电源线等都可能成为干扰源。干扰源常通过以下途径进入仪表。 1、信号源与仪表之间的连接导线、仪表内部的配线通过磁耦合在电路中形成干扰。在大功率变压器、交流电机、电力线和周围空间都存在有很强的交流磁场,而闭合回路处在这种变化的磁场中将感应出电势。这种感应电势与有用信号相串联,当传感器与显示仪表距离较远时,这种串模干扰尤为突出。 2、干扰源通过电容的耦合在回路中形成干扰,它是两电场相互作用的结果。通过静电耦合的方式,能在两输入端感应出对地的共同电压,以共模干扰的形式出现,由于共模干扰不和信号相叠加,它不直接对仪表产生影响。但它能通过测量系统形成到地的泄漏电流,该泄漏电流通过电阻的耦合就能直接作用于仪表而产生干扰。电磁感应、静电感应所形成的干扰大多是工频干扰电压,但变频器、带整流子的电机等会产生谐波干扰。由于雷电的作用在电力线上也会感应出干扰电压。 3、在一些测温场合,当将热电偶电极直接焊于通电加热的金属件上,由于金属件在平行于电流方向的各点存在电位差,这时引入的干扰电压也是很大的。在高温状态下,耐火材料的绝缘电阻急剧下降,热电偶的瓷保护管、瓷珠的绝缘性能也会下降,则电炉电源电压通过耐火砖、热电偶套管、瓷珠等泄漏到热电偶丝上,在热电偶电极与地之间产生干扰电压。 4、大地中各个不同点之间往往存在电位差,尤其在大功率用电设备附近,当这些设备的绝缘性能下降时,电位差更大。而现场仪表在使用中,有时不注意会使回路存在两个以上的接地点,就会把不同接地点的电位差引入到显示仪表中而形成共模干扰。 5、当仪表的桥路电源接地时,除桥路输出不平衡信号电压以外,信号线对地还有一公共电压,该公共电压不是所要测量的信号电压,而是共模干扰的一种表现。 串模干扰与共模干扰 1、串模干扰 串模干扰(差模干扰)与共模干扰(接地干扰)。以主板上的两条PCB走线(连接主板各元件的导线)为例,所谓串模干扰,指的是两条走线之间的干扰;而共模干扰则是两条走线和PCB地线之间的电位差引起的干扰。 测量串模干扰电压,以往推荐用电子管电压表,在现场可使用有交流毫伏挡的数字万用表进行测量。如上图所示,把电压表跨接在仪表输人的正、负端之间测量,通常串模干扰电压大多在几毫伏到几十毫伏范围内。 2、共模干扰 共模干扰是指干扰电压出现在仪表任一输入端(正端或负端)对地之间的交流信号,这种干扰又称为“对地干扰”和“纵向干扰”。 测量共模干扰电压,可以用高阻电压表测量,也可使用数字万用表的交流电压挡进行测量。如上图所示,先把电压表接在仪表输人的正端与地之间测量,然后再把电压表接在仪表输人的负端与地之间测量,通常共模干扰电压大多在几伏到几十伏范围之内。 抗干扰来源与抗干扰措施 在现场要克服和消除串模干扰及共模干扰,首先要搞清楚干扰的来源,才有可能采取措施来克服干扰。串模干扰的来源:大功率变压器、交流电动机、变频器等都有较强的交变磁场,如果仪表测量及控制的连接导线通过交变磁场,就会受到这些交变磁场的作用,在仪表的输入回路中感应出交流电压,而成为干扰信号。 在现场为了克服串模干扰对仪表、控制系统的影响,可采取以下措施: 1、如热电偶、分析仪表的信号线要运离强电磁场,不要离动力线太近; 2、不要把仪表信号线、控制信号线与动力线平行放在同一个桥架托盘内,或穿在同一根穿线管内必要时信号线应使用屏蔽电线或屏蔽电缆,线的屏蔽层要采取一端接地的方式; 3、在仪表输入端加滤波电路; 4、对于智能仪表要根据现场情况设置数字滤波常数必要时再增加滤波电路的级数。 共模干扰的来源:高压电场的干扰;测量电炉温度时引入的干扰,如在高温下,电加炉的电源通过耐火砖、热电偶的瓷保护套管泄漏到热电偶上,使热电偶与地之间产生干扰电压;由于地电位不同而引入的干扰;还有氨合成塔用电加热器升温时也会对热电偶造成干扰。其干扰源大多是交流电压也有可能是直流电压。 在现场为了克服共模干扰对仪表、控制系统的影响,所以可采取以下措施: 1、把测量热电偶浮空; 2、仪表放大器也采取浮空; 3、如果测量对象允许则不要用露端式热电偶以避免热电极接地; 4、热电偶保护套管要可靠接地; 5、使用屏蔽线时采用等电位屏蔽方式; 6、在信号线上加装旁路电容器。以上就是可能干扰模拟量的一些因素解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-28 关键词: 干扰 差模 共模

  • EMC整改的一些方法,主要包括哪些呢?

    EMC整改的一些方法,主要包括哪些呢?

    EMC的整改方法,你知道哪些?提到EMC,每个电子工程师应该都不陌生,EMC整改方法多种多样,今天的这篇文章主要针对EMC整改中常用的问题进行、探讨,分析其干扰源所在及其相互干扰的途径和方式,进而有针对性的进行整改。跟着小编一起来好好学习一下吧! 一般来说主要的整改方法有如下几种: 1、减弱干扰源、在找到干扰源的基础上,可对干扰源进行允许范围内的减弱,减弱源的方法一般有如下方法: 1)在IC的Vcc和GND之间加去耦电容,该电容的容量在0。01μF枣0。1μF之间,安装时注意电容器的引线,使它越短越好。 2)在保证灵敏度和信噪比的情况下加衰减器。如VCD、DVD视盘机中的晶振,它对电磁兼容性影响较为严重,减少其幅度就是可行的方法之一,但其不是唯一的解决方法。 3)还有一个间接的方法就是使信号线远离干扰源。 2、电线电缆的分类整理、在电子设备中,线间耦合是一种重要的途径,也是造成干扰的重要原因,因为频率的因素,可大体分为高频耦合与低频耦合。因耦合方式不同,其整改方法也是不同的,下边分别讨论: 1)低频耦合、低频耦合是指导线长度等于或小于1/16波长的情况,低频耦合又可分为电场和磁场耦合,电场耦合的物理模型是电容耦合,因此整改的主要目的是减小分布耦合电容或减小耦合量,可采用如下的方法: a、增大电路间距是减小分布电容的最有效的方法。 b、追加高导电性屏蔽罩,并使屏蔽罩单点接地能有效的抑制低频电场干扰。 c、追加滤波器可减小两电路间的耦合量。 d、降低输入阻抗,例如CMOS电路的输入阻抗很高,对电场干扰极其敏感,可在允许范围内在输入端并接一个电容或阻值较低的电阻。 2)磁场耦合的物理模型是电感耦合,其耦合主要是通过线间的分布互感来耦合的,因此整改的主要方法是破坏或减小其耦合量,大体可采用如下的方法: a、追加滤波器,在追加滤波器时要注意滤波器的输入输出阻抗及其频率响应。 b、减小敏感回路与源回路的环路面积,即尽量使信号线或载流线与其回线靠近或扭绞在一体。 c、增大两电路间距,以便减小线间互感来减低耦合量。 d、若有可能,尽量使敏感回路与源回路平面正交或接近正交来降低两电路的耦合量。 e、用高导磁材料来包扎敏感线,可有效的解决磁场干扰问题,值得注意的是要构成闭和磁路,努力减小磁路的磁阻将会更加有效。 3)高频耦合、高频耦合是指长于1/4波长的走线由于电路中出现电压和电流的驻波,会使耦合量增强,可采用如下的方法加以解决: a、尽量缩短接地线,与外壳接地尽量采用面接触的方式。 b、重新整理滤波器的输入输出线,防止输入输出线间耦合,确保滤波器的滤波效果不变差。 c、屏蔽电缆屏蔽层采用多点接地。 d、将连接器的悬空插针接到地电位,防止其天线效应。 3、改善地线系统、理想的地线是一个零阻抗,零电位的物理实体,它不仅是信号的参考点,而且电流流过时不会产生电压降。在具体的电气电子设备中,这种理想地线是不存在的,当电流流过地线时必然会产生电压降。据此可根据地线中干扰形成机理可归结为以下两点: 1)减小低阻抗和电源馈线阻抗。 2)正确选择接地方式和阻隔地环路,按接地方式来分有悬浮地、单点接地、多点接地、混合接地。如果敏感线的干扰主要来自外部空间或系统外壳,此时可采用悬浮地的方式加以解决,但是悬浮地设备容易产生静电积累,当电荷达到一定程度后,会产生静电放电,所以悬浮地不宜用于一般的电子设备。单点接地适用于低频电路,为防止工频电流及其他杂散电流在信号地线上各点之间产生地电位差,信号地线与电源及安全地线隔离,在电源线接大地处单点连接。 单点接地主要适用于频率低于3MHz的情况。多点接地是高频信号唯一实用的接地方式,在射频时会呈现传输线特性,为使多点接地的有效性,当接地导体长度超过最高频率1/8波长时,多点接地需要一个等电位接地平面。多点接地适用于300KHz以上。混合接地适用于既然有高频又有低频的电子线路中。 4、屏蔽、屏蔽是提高电子系统和电子设备电磁兼容性能的重要措施之一,它能有效的抑制通过空间传播的各种电磁干扰。屏蔽按机理可分为磁场屏蔽与电场屏蔽及电磁屏蔽。电场屏蔽应注意以下几点: 1)选择高导电性能的材料,并且要有良好的接地。 2)正确选择接地点及合理的形状,最好是屏蔽体直接接地。 5、磁场屏蔽通常只是指对直流或甚低频磁场的屏蔽,其屏蔽效能远不如电场屏蔽和电磁屏蔽,磁屏蔽往往是工程的重点,磁屏蔽时: 1)要选用铁磁性材料。 2)磁屏蔽体要远离有磁性的元件,防止磁短路。 3)可采用双层屏蔽甚至三层屏蔽。 4)屏蔽体上边的开孔要注意开孔的方向,尽可能使缝的长边平行于磁通流向,使磁路长度增加最少。一般来说,磁屏蔽不需要接地,但为防止电场感应,还是接地为好。电磁场在通过金属或对电磁场有衰减作用的阻挡体时,会受到一定程度的衰减,即产生对电磁场的屏蔽作用。在实际的整改过程中视具体需要而定选择何种屏蔽及屏蔽体的形状、大小、接地方式等。 6、改变电路板的布线结构、有些频率点是通过电路板上走线分布参数所决定的,通过前述方法不大有用,此类整改通过在走线中增加小的电感、电容、磁珠来改变电路参数结构,使其移到限值要求较高的频率点上。对于这类干扰,要想从根本上解决其影响,就要重新布线。以上就是EMC整改的一些方法,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-28 关键词: 干扰 电子工程师 电磁兼容性

  • DSP事故的一些造成因素,你了解吗?

    DSP事故的一些造成因素,你了解吗?

    什么是DSP?它有什么作用?提到DSP,想必大多数工程师并不陌生!随着电子技术的发展,高速DSP技术的广泛应用,高速DSP的PCB设计就显得十分重要。DSP是一个相当复杂、种类繁多并有许多分系统的数、模混合系统,所以来自外部的电磁辐射以及内部元器件之间、分系统之间和各传输通道间的串扰对DSP及其数据信息所产生的干扰,已严重地威胁着其工作的稳定性、可靠性和安全性。 据统计,干扰引起的DSP事故占其总事故的90%左右。因此设计一个稳定、可靠的DSP系统,电磁兼容和抗干扰至关重要。 一、DSP的电磁干扰环境 电磁干扰的基本模型由电磁干扰源、耦合路径和接收机3部分组成,如图1所示。电磁干扰源包含微处理器、微控制器、静电放电、瞬时功率执行元件等。随着大量高速半导体器件的应用,其边沿跳变速率非常快,这种电路可以产生高达300 MHz的谐波干扰。耦合路径可以分为空间辐射电磁波和导线传导的电压与电流。 噪声被耦合到电路中的最简单方式是通过导体的传递: 例如,有一条导线在一个有噪声的环境中经过,这条导线通过感应接收这个噪声并且将其传递到电路的其他部分,所有的电子电路都可以接收传送的电磁干扰;例如,在数字电路中,临界信号最容易受到电磁干扰的影响;模拟的低级放大器、控制电路和电源调整电路也容易受到噪声的影响。 二、DSP电路板的布线和设计 良好的电路板布线在电磁兼容性中是一个非常重要的因素,一个拙劣的电路板布线和设计会产生很多电磁兼容问题,即使加上滤波器和其他元器件也不能解决这些问题。 正确的电路布线和设计应该达到如下3点要求: (1)电路板上的各部分电路之间存在干扰,电路仍能正常工作; (2)电路板对外的传导发射和辐射发射尽可能低,达到有关标准要求; (3)外部的传导干扰和辐射干扰对电路板上的电路没有影响。 2.1元器件的布置 A. 元器件布置的首要问题是对元器件进行分组。 元器件的分组原则有:按电压不同分、按数字电路和模拟电路分、按高速和低速信号分和按电流大小分。 一般情况下都按照电压不同分或按数字电路与模拟电路分; B. 所有的连接器都放在电路板的一侧,尽量避免从两侧引出电缆; C. 避免让高速信号线靠近连接器; D. 在元器件安排时应考虑尽可能缩短高速信号线,如时钟线、数据线和地址线等。 2.2地线和电源线的布置 地线布置的最终目的是为了最小化接地阻抗,以此减小从电路返回到电源之间的接地回路电势,即减小电路从源端到目的端线路和地层形成的环路面积。 通常增加环路面积是由于地层隔缝引起的。如果地层上有缝隙,高速信号线的回流线就被迫要绕过隔缝,从而增大了高频环路的面积,如图2所示。 图2中高速线与芯片之间进行信号传输: 图2(a)中,没有地层隔缝,根据“电流总是走阻抗最小的途径”,此时环路面积最小; 图2(b)中,有地层隔缝,此时地环路面积增大,这样就产生如下后果。 (1)增大向空间的辐射干扰,同时易受空间磁场的影响; (2)加大与板上其他电路产生磁场耦合的可能性; (3)由于环路电感加大,通过高速线输出的信号容易产生振荡; (4)环路电感上的高频压降构成共模辐射源,并通过外接电缆产生共模辐射。 通常地层上的隔缝不是在分地时、有意识地加上的,有时隔缝是因为板上的过孔过于接近而产生的,因此在PCB设计中应尽量避免该种情况发生。 电源线的布置要和地线结合起来考虑,以便构成特性阻抗尽可能小的供电线路。 为了减小供电用线的特性阻抗,电源线和地线应该尽可能的粗,并且相互靠近,使供电回路面积减到最小,而且不同的供电环路不要相互重叠。 在集成芯片的电源脚和地脚之间要加高频去耦电容,容量为0.01~0.1μF,而且为了进一步提高电源的去耦滤波的低频特性,在电源引入端要加上1个高频去耦电容和1个1~10μF的低频滤波电容。 在多层电路板中,电源层和地层要放置在相邻的层中,从而在整个电路板上产生一个大的PCB电容消除噪声。速度最快的关键信号和集成芯片应当布放在临近地层一边,非关键信号则布放在靠近电源层一边。因为地层本身就是用来吸收和消除噪声的,其本身几乎是没有噪声的。以上就是DSP的一些解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-28 关键词: 干扰 电磁兼容 电磁辐射

  • EMC与EMI的一些不同,你了解吗?

    EMC与EMI的一些不同,你了解吗?

    你知道什么是EMC与EMI吗?它有什么作用?工程师们到底知道不知道,EMC与EMI有什么区别?跟随小编的脚步看看呗~ EMC(Electro Magnetic Compatibility)直译是“电磁兼容性”。意指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰,也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。EMC这个术语有其非常广的含义,与设计意图相反的电磁现象,都应看成是EMC问题。 电磁能量的检测、抗电磁干扰性试验、检测结果的统计处理、电磁能量辐射抑制技术、雷电和地磁等自然电磁现象、电场磁场对人体的影响、电场强度的国际标准、电磁能量的传输途径、相关标准及限制等均包含在EMC之内。 电磁干扰(Electromagnetic Interference 简称EMI),直译是电磁干扰。这是合成词,我们应该分别考虑\"电磁\"和\"干扰\"。是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象,有传导干扰和辐射干扰两种。 所谓“干扰”,指设备受到干扰后性能降低以及对设备产生干扰的干扰源这二层意思。第一层意思如雷电使收音机产生杂音,摩托车在附近行驶后电视画面出现雪花,拿起电话后听到无线电声音等,这些可以简称其为与“BC I”“TV I”“Tel I”,这些缩写中都有相同的“I”(干扰)(BC:广播) 电磁干扰传播途径 电磁干扰传播途径一般也分为两种:即传导耦合方式和辐射耦合方式。任何电磁干扰的发生都必然存在干扰能量的传输和传输途径(或传输通道)。通常认为电磁干扰传输有两种方式:一种是传导传输方式;另一种是辐射传输方式。因此从被干扰的敏感器来看,干扰耦合可分为传导耦合和辐射耦合两大类。 传导传输必须在干扰源和敏感器之间有完整的电路连接,干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器,发生干扰现象。这个传输电路可包括导线,设备的导电构件、供电电源、公共阻抗、接地平板、电阻、电感、电容和互感元件等。 辐射传输是通过介质以电磁波的形式传播,干扰能量按电磁场的规律向周围空间发射。常见的辐射耦合由三种:1. 甲天线发射的电磁波被乙天线意外接受,称为天线对天线耦合;2. 空间电磁场经导线感应而耦合,称为场对线的耦合;3.两根平行导线之间的高频信号感应,称为线对线的感应耦合。以上就是EMC与EMI的一些区别,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-27 关键词: 干扰 电磁 emi

  • 电子电路设计解惑篇,如何解决传感器电子电路设计中的干扰问题(下)

    电子电路设计解惑篇,如何解决传感器电子电路设计中的干扰问题(下)

    电子电路设计十分重要,对于电子电路设计,大家并不陌生。但在进行电子电路设计时,难免会遇到各种问题。在前文中,小编对电子电路设计中的抗干扰问题进行了相关讨论,本文将延续前文,对电子电路设计抗干扰问题予以最后的探讨。如果你对本文即将涉及的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。 1.合理布局 合理的电路布局可以减少不同工作频段电路之间的相互干扰,同时也使对干扰信号的滤除变得相对简单。 1.1 地线布置的抗干扰措施 为克服这种由于地线布设不合理而造成的干扰,在设计印制电路时,应当尽量避免不同回路的电路同时流经某一段共用地线。 特别是在高频电路和大电流回路中,更要讲究地线的接法。把“交流地”和“直流地”分开,是减少噪声通过地线串扰的有效方法。 1.2 电源布线的抗干扰措施 在布线时,首先要将交流电源部分与直流电源部分分开,不要共用接地导线,就是把“交流地”和“直流地”分开,减少噪声通过地线串扰。 另外,在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声。配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声。 具体配置方法是在电源输入端接一个10~100μF的电解电容,如果印制电路板的位置允许,采用100μF以上的电解电容的抗干扰效果会更好。 在电源线布线时,根据印制电路板电流的大小,尽量加粗电源线宽度,减少环路电阻。 同时,使电源线、地线的走线和数据信号传递的方向一致,有助于增强抗干扰能力。 1.3 元器件布局的抗干扰措施 (1)抑制电磁干扰。相互可能产生影响或干扰的元器件,应当尽量分开或采取屏蔽措施。要设法缩短高频部分元器件之间的连线,减小它们的分布参数和相互间的电磁干扰(如果需要对高频部分使用金属屏蔽罩,还应该在板上留出屏蔽罩占用的面积)。易受干扰的元器件不能离得太近。 强电部分(220 V)和弱电部分(直流电源供电)、输入级和输出级的元件应当尽量分开。直流电源引线较长时,要增加滤波元件,防止50 Hz干扰。 扬声器、电磁铁、永磁式仪表等元件会产生恒定磁场,高频变压器、继电器等会产生交变磁场。 这些磁场不仅对周围元件产生干扰,同时对周围的印制导线也会产生影响。 这类干扰要根据情况区别对待,一般应该注意几点: 减少磁力线对印制导线的切割,确定两个电感类元件的位置时,尽量使它们的磁场方向相互垂直,减少彼此间的耦合; 对干扰源进行磁屏蔽,屏蔽罩要良好接地; 使用高频电缆直接传输信号时,电缆的屏蔽层应一端接地。 (2)抑制热干扰。温度升高造成的干扰,在印制板设计中也应该引起注意。在排版设计印制板的时候,应采取措施进行元器件之间的热隔离。 比如对于温度敏感的元器件,如晶体管、集成电路和其他热敏元件、大容量的电解电容器等,不宜放在热源附近或设备内的上部。 电路长期工作引起温度升高,会影响这些元器件的工作状态及性能。 2.屏蔽技术 采用屏蔽技术可以有效防止电场或磁场的干扰。屏蔽又可分为静电屏蔽、电磁屏蔽和低频磁屏蔽等。 2.1 静电屏蔽 用铜或铝等导电性良好的金属为材料,制作密闭的金属容器,并与地线连接,把需要保护的电路置于其中,使外部干扰电场不影响其内部电路,反过来,内部电路产生的电场也不会影响外电路。 例如传感器测量电路中,在电源变压器的初级和次级之间插入一个留有缝隙的导体,并把它接地,可以防止两绕组之间的静电耦合。 2.2 电磁屏蔽 对于高频干扰磁场,利用电涡流原理,使高频干扰电磁场在屏蔽金属内产生电涡流,消耗干扰磁场的能量,涡流磁场抵消高频干扰磁场,从而使被保护电路免受高频电磁场的影响。 若电磁屏蔽层接地,同时兼有静电屏蔽的作用。传感器的输出电缆一般采用铜质网状屏蔽,既有静电屏蔽又有电磁屏蔽的作用。 屏蔽材料必须选择导电性能良好的低电阻材料,如铜、铝或镀银铜等。 2.3 低频磁屏蔽 干扰如为低频磁场,这时的电涡流现象不太明显,只用上述方法抗干扰效果并不太好,因此必须采用采用高导磁材料作屏蔽层,以便把低频干扰磁感线限制在磁阻很小的磁屏蔽层内部,使被保护电路免受低频磁场耦合干扰的影响。 传感器检测仪器的铁皮外壳就起低频磁屏蔽的作用。若进一步将其接地,又同时起静电屏蔽和电磁屏蔽的作用。 基于以上3种常用的屏蔽技术,因此在干扰比较严重的地方,可以采用复合屏蔽电缆,即外层是低频磁屏蔽层,内层是电磁屏蔽层,达到双重屏蔽的作用。 例如电容式传感器在实际测量时其寄生电容是必须解决的关键问题,否则其传输效率、灵敏度都要变低,必须对传感器进行静电屏蔽,而其电极引出线就采用双层屏蔽技术,一般称之为驱动电缆技术。用这种方法可以有效的克服传感器在使用过程中的寄生电容。 3.接地技术 接地技术是抑制干扰的有效技术之一,是屏蔽技术的重要保证。正确的接地能够有效地抑制外来干扰,同时可提高测试系统的可靠性,减少系统自身产生的干扰因素。 接地的目的有两个:安全性和抑制干扰。因此接地分为保护接地、屏蔽接地和信号接地。保护接地以安全为目的,传感器测量装置的机壳、底盘等都要接地。 要求接地电阻在10 Ω以下;屏蔽接地是干扰电压对地形成低阻通路,以防干扰测量装置。接地电阻应小于0.02Ω;信号接地是电子装置输入与输出的零信号电位的公共线,它本身可能与大地是绝缘的。 信号地线又分为模拟信号地线和数字信号地线,模拟信号一般较弱,故对地线要求较高;数字信号一般较强,故对地线要求可低一些。 不同的传感器检测条件对接地的方式也有不同的要求,必须选择合适的接地方法,常用接地方法有一点接地和多点接地。 3.1 一点接地 在低频电路中一般建议采用一点接地,它有放射式接地线和母线式接地线路。 放射式接地就是电路中各功能电路直接用导线与零电位基准点连接; 母线式接地就是采用具有一定截面积的优质导体作为接地母线,直接接到零电位点,电路中的各功能块的地可就近接在该母线上。 这时若采用多点接地,在电路中会形成多个接地回路,当低频信号或脉冲磁场经过这些回路时,就会引起电磁感应噪声,由于每个接地回路的特性不同,在不同的回路闭合点就产生电位差,形成干扰。为避免这种情况,最好采用一点接地的方法。 传感器与测量装置构成一个完整的检测系统,但两者之间可能相距较远。 由于工业现场大地电流十分复杂,所以这两部分外壳的接大地点之间的电位一般是不相同的;若将传感器与测量装置的零电位在两处分别接地,即两点接地,则会有较大的电流流过内阻很低的信号传输线产生压降,造成串模干扰。因此这种情况下也应该采用一点接地方法。 3.2 多点接地 一般建议高频电路采用多点接地。高频时,即使一小段地线也将有较大的阻抗压降,加上分布电容的作用,不可能实现一点接地,因此可采用平面式接地方式,即多点接地方式,利用一个良好的导电平面体(如采用多层线路板中的一层)接至零电位基准点上,各高频电路的地就近接至该导电平面体上。 由于导电平面体的高频阻抗很小,基本保证了每一处电位的一致,同时加设旁路电容等减少压降。因此,这种情况要采用多点接地方式。 4.隔离技术 在接口电路中,如出现两点以上接地时,可能引入共阻耦合干扰和地环路电流干扰。抑制这类干扰的方法是采用隔离技术。通常有电磁隔离和光电隔离两种。 (1)电磁耦合隔离 利用隔离变压器来切断环流,由于地环路则被切断,两电路有独立的地电位基准,因而不会造成干扰,信号通过耦合形式进行传递。 (2)光电耦合隔离 光电耦合器是一种电-光-电的耦合器件,它由发光二极管和光电晶体管封装组成,其输入与输出在电气上是绝缘的,因此,这种器件除了用于做光电控制外,现在被越来越多的用于提高系统的抗共模干扰能力。这样即使输入回路有干扰,只要它在门限之内,就不会对输出造成影响。 5.其他抗干扰技术 (1)稳压技术。目前智能传感器及仪器仪表开发中常用的稳压电源有两种:一种是由集成稳压芯片提供的串联调整电源,另一种是DC-DC稳压电源,这对防止电网电压波动干扰仪器正常工作十分有效。 (2)抑制共模干扰技术。采用差分放大器,提高差分放大器的输入阻抗或降低信号源内阻可大大降低共模干扰的影响。 (3)软件补偿技术。外界因素如温湿度变化等也会引起某些参数的变化,造成偏差。可以利用软件根据外界因素的变化和误差曲线进行修正,去掉干扰。 以上便是此次小编带来的“电子电路设计”相关内容,希望大家对上述介绍的内容具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-04-20 关键词: 干扰 指数 电子电路设计

  • 电子电路设计解惑篇,如何解决传感器电子电路设计中的干扰问题(中)

    电子电路设计解惑篇,如何解决传感器电子电路设计中的干扰问题(中)

    电子电路设计存在一定难度,其缘由在于进行电子电路设计需具备良好的专业基础。对于电子电路设计,小编在往期文章中有所介绍,而本文是“电子电路设计解惑篇,如何解决传感器电子电路设计中的干扰问题(上)”的后续部分,如果你对前文内容不太了解,可翻阅往期文章。此次,小编将对电子电路设计中的抗干扰问题的抑制传感器电路噪声的几大措施予以介绍,一起来了解下吧。 1. 根据不同工作频率合理选择噪声低的半导体元器件 在低频段,晶体管由于存在势垒电容和扩散电容等问题,噪声较大。而结型场效应管因为是多数载流子导电,不存在势垒区的电流不均匀问题。 而且栅极与导电沟间的反向电流很小,产生的散粒噪声很小。故在中、低频的前级电路中应采用场效应管,不但可以降低噪声还可以有较高的输入阻抗。 另外如果需要更换晶体管等半导体元件,一定要经过对比选择,即使型号相同的半导体器件参数也是有差别的。 同样,电路中的碳膜电阻与金属膜电阻的噪声系数也是不一样的,金属膜电阻的噪声比碳膜的要小,特别是在前级小信号输入时,可以考虑用噪声小的金属膜电阻。 2. 根据不同的工作频段、参数选择适当的放大电路 选择适当的放大电路不仅对本级电路有直接影响,对整个电路的工作参数、工作状态都会产生重要影响。 如共射组态连接时,电路有较高的放大增益,同时它的噪声对后级的影响较小。而共集组态时有较高的输入阻抗同时也有较好的频响。 因此根据不同的电路对参数应有不同要求,选择好的电路,不仅可以简化线路结构,同时也可以减少噪声对整个电路的干扰。 在电路性能参数允许的条件下,尽可能采用抗干扰能力较好的数字电路。 3. 传感器电路中加入滤波环节 在放大电路中,频带越宽,噪声也越大,而有用信号的频率往往在一定范围内,故可在电路中加入滤波环节,滤除或尽可能衰减干扰信号,以达到提高信噪比抑制干扰的目的。 滤波技术对抑制经导线耦合到电路的干扰特别有效,将相应频带的滤波器接入信号传输通道中,各种滤波器是抑制差模干扰的有效措施之一。 在自动检测系统中常用的滤波器有: (1)RC滤波器。当信号源为热电偶、应变片等信号变化缓慢的传感器时,利用小体积、低成本的无源RC滤波器将会对串模干扰有较好的抑制效果。 (2)交流电源滤波器。电源网络吸收了各种高、低频噪声,对此常用LC滤波器来抑制混入电源的噪声,例如100μH的电感、0.1 μF的电容组成的高频滤波器能吸收中短波段的高频噪声干扰。 (3)直流电源滤波器。直流电源往往为几个电路所共用,为了避免通过电源内阻造成几个电路间相互干扰,应该在每个电路的直流电源上加上RC或LC退耦滤波器,用来滤除低频噪声。 4. 通过负反馈电路来抑制噪声 负反馈电路可以通过反馈信号的取样、控制来稳定电路,提高放大器的信噪比,使放大电路的动态性能获得多方面的改善。 负反馈信号可以稳定电路的静态工作点,从而稳定电路的温度、电流、电压等多项参数。在多级电路中,第一级电路因为是原始小信号,因此经常采用的是有较大增益的共射电路组态。 除非是特殊需要,共射组态电路往往是不加负反馈的。所以第一级电路产生的噪声只能通过后级的负反馈电路来抑制。 对于多级电路而言,通过负反馈信号稳定本级的静态工作点,可以抑制本级电路噪声的产生和传播。因此在多级电路中,负反馈电路是抑制噪声的一个重要手段。 5. 抑制和减少输入端偏置电路的噪声 输入端偏置电路噪声一般是由输入端偏置分流电阻产生的。当流过偏置电阻的直流电流过大时就会使能量过剩从而产生电流噪声。 如果选择合适的偏置电路,噪声就可以通过旁路电容短接入地,可以抑制噪声输出,减小对下一级电路的影响。另外优质的信号源也是电路抗干扰的重要保证。 以上便是此次小编带来的“电子电路设计”相关内容,通过本文,希望大家对电子电路设计中的抗干扰问题具备相对较深的认识。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-04-20 关键词: 干扰 指数 电子电路设计

  • 电子电路设计解惑篇,如何解决传感器电子电路设计中的干扰问题(上)

    电子电路设计解惑篇,如何解决传感器电子电路设计中的干扰问题(上)

    电子电路设计应用广泛,对于电子电路设计,很多朋友都存在浓厚兴趣。在进行电子电路设计过程中,设计人员总会遇到各种电子电路设计难点,如干扰。为帮助大家提供解决电子电路设计中的抗干扰设计问题,本文将对基于传感器电子电路的抗干扰问题予以解析。如果你对本文即将探讨的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。 尽量消除或抑制电子电路的干扰是电路设计和应用始终需要解决的问题,本文仅为上篇,中篇和下篇请参阅后期相关文章。 传感器电路通常用来测量微弱的信号,具有很高的灵敏度,如果不能解决好各类干扰的影响,将给电路及其测量带来较大误差,甚至会因干扰信号淹没正常测量信号而使电路不能正常工作。 在此,研究了传感器电路设计时的内部噪声和外部干扰,并得出采取合理有效的抗干扰措施,能确保电路正常工作,提高电路的可靠性、稳定性和准确性。 传感器电路通常用来测量微弱的信号,具有很高的灵敏度,但也很容易接收到外界或内部一些无规则的噪声或干扰信号,如果这些噪声和干扰的大小可以与有用信号相比较 那么在传感器电路的输出端有用信号将有可能被淹没,或由于有用信号分量和噪声干扰分量难以分辨,则必将妨碍对有用信号的测量。 所以在传感器电路的设计中,往往抗干扰设计是传感器电路设计是否成功的关键。 1 传感器电路的内部噪声 1.1 高频热噪声 高频热噪声是由于导电体内部电子的无规则运动产生的。 温度越高,电子运动就越激烈。导体内部电子的无规则运动会在其内部形成很多微小的电流波动,因其是无序运动,故它的平均总电流为零,但当它作为一个元件(或作为电路的一部分)被接入放大电路后,其内部的电流就会被放大成为噪声源,特别是对工作在高频频段内的电路高频热噪声影响尤甚。 通常在工频内,电路的热噪声与通频带成正比,通频带越宽,电路热噪声的影响就越大。在通频带△f内,电路热噪声电压的有效值: 传感器电路抗干扰设计方案 以一个1 kΩ的电阻为例,如果电路的通频带为1 MHz,则呈现在电阻两端的开路电压噪声有效值为4μV(设温度为室温T=290 K)。 看起来噪声的电动势并不大,但假设将其接入一个增益为106倍的放大电路时,其输出噪声可达4 V,这时对电路的干扰就很大了。 1.2 低频噪声 低频噪声主要是由于内部的导电微粒不连续造成的。 特别是碳膜电阻,其碳质材料内部存在许多微小颗粒,颗粒之间是不连续的,在电流流过时,会使电阻的导电率发生变化引起电流的变化,产生类似接触不良的闪爆电弧。 另外,晶体管也可能产生相似的爆裂噪声和闪烁噪声,其产生机理与电阻中微粒的不连续性相近,也与晶体管的掺杂程度有关。 1.3 半导体器件产生的散粒噪声 由于半导体PN结两端势垒区电压的变化引起累积在此区域的电荷数量改变,从而显现出电容效应。 当外加正向电压升高时,N区的电子和P区的空穴向耗尽区运动,相当于对电容充电。当正向电压减小时,它又使电子和空穴远离耗尽区,相当于电容放电。 当外加反向电压时,耗尽区的变化相反。当电流流经势垒区时,这种变化会引起流过势垒区的电流产生微小波动,从而产生电流噪声。其产生噪声的大小与温度、频带宽度△f成正比。 1.4 电路板上的电磁元件的干扰 许多电路板上都有继电器、线圈等电磁元件,在电流通过时其线圈的电感和外壳的分布电容向周围辐射能量,其能量会对周围的电路产生干扰。 像继电器等元件其反复工作,通断电时会产生瞬间的反向高压,形成瞬时浪涌电流,这种瞬间的高压对电路将产生极大的冲击,从而严重干扰电路的正常工作。 1.5 电阻器的噪声 电阻的干扰来自于电阻中的电感、电容效应和电阻本身的热噪声。 例如一个阻值为R的实芯电阻,可等效为电阻R、寄生电容C、寄生电感L的串并联。 一般来说,寄生电容为0.1~0.5 pF,寄生电感为5~8 nH。在频率高于1 MHz时,这些寄生电感电容就不可忽视了。 各类电阻都会产生热噪声,一个阻值为R的电阻(或BJT的体电阻、FET的沟道电阻)未接入电路时,在频带宽度B内所产生的热噪声电压为: 传感器电路抗干扰设计方案 式中:k为玻尔兹曼常数;T是绝对温度(单位:K)。热噪声电压本身是一个非周期变化的时间函数,因此,它的频率范围是很宽广的。所以宽频带放大电路受噪声的影响比窄频带大。 另外,电阻还会产生接触噪声,其接触噪声电压为: 传感器电路抗干扰设计方案 式中:I为流过电阻的电流均方值;f为中心频率;k是与材料的几何形状有关的常数。由于Vc在低频段起重要的作用,所以它是低频传感器电路的主要噪声源。 1.6 晶体管的噪声 晶体管的噪声主要有热噪声、散粒噪声、闪烁噪声。 热噪声是由于载流子不规则的热运动通过BJT内3个区的体电阻及相应的引线电阻时而产生。其中rbb'所产生的噪声是主要的。 通常所说的BJT中的电流,只是一个平均值。实际上通过发射结注入到基区的载流子数目,在各个瞬时都不相同,因而发射极电流或集电极电流都有无规则的波动,会产生散粒噪声。 由于半导体材料及制造工艺水平使得晶体管表面清洁处理不好而引起的噪声称为闪烁噪声。 它与半导体表面少数载流子的复合有关,表现为发射极电流的起伏,其电流噪声谱密度与频率近似成反比,又称1/f噪声。它主要在低频(kHz以下)范围起主要作用。 1.7 集成电路的噪声 集成电路的噪声干扰一般有两种:一种是辐射式,一种是传导式。这些噪声尖刺对于接在同一交流电网上的其他电子设备会产生较大影响。噪声频谱扩展至100 MHz以上。 在实验室中,可以用高频示波器(100 MHz以上)观察一般单片机系统板上某个集成电路电源与地引脚之间的波形,会看到噪声尖刺峰-峰值可达数百毫伏甚至伏级。 2 传感器电路的外部干扰 2.1 电源的干扰 大多数电子电路的直流电源是由电网交流电源经滤波、稳压后提供的。如果电源系统没有经过净化,会对测试系统产生干扰。 同时,在传感器测试系统附近的大型交流电力设备的启停将产生频率很高的浪涌电压叠加在电网电压上。 此外,雷电感应也会在电网上产生幅值很高的高频浪涌电压。如果这些干扰信号沿着交流电源线进入传感器接口电路内部,将会干扰其正常工作,影响系统的测试精度。 2. 2 地线的干扰 传感器接口各电路往往共用一个直流电源,或者虽然不共用一个电源,但不同电源之间往往共一个地,因此,当各部分电路的电流均流过公共地电阻(地线导体阻)时便会产生电压降,该电压降便成为各部分之间相互影响的噪声干扰信号。 同时,在远距离测量中,传感器和检测仪表在两处分别接地,于是在两“地”之间就存在较大的接地电位差,在仪表的输入端易形成共模干扰电压。 共模干扰的来源一般是设备对地漏电、地电位差、线路本身具有对地干扰等。由于线路的不平衡状态,共模干扰会转换成常模干扰,较难除掉。 2.3 信号通道的干扰 通常传感器设在生产现场,而显示、记录等测量装置安装在离现场有一定距离的控制室内,这样需要很长的信号传输线,信号在传输的过程中很容易受到干扰,导致所传输的信号发生畸变或失真。 长线信号传输所遇到的干扰有: (1)周围空间电磁场对长线的电磁感应干扰。 (2)信号线间的串扰。当强信号线(或信号变化速度很快的线)与弱信号线靠得很近时,通过线间分布电容和互感产生线间干扰。 (3)长线信号的地线干扰。信号线越长,则信号地线也越长,即地线电阻较大,形成较大的电位差。 2.4 空间电磁波的干扰空间电磁波干扰主要有: (1)雷电、大气层的电场变化、电离层变化及太阳黑子的电磁辐射等; (2)区域空间中通信设备、电视、雷达等通过天线发射强烈的电磁波; (3)局部空间电磁波对电路、设备产生的干扰,如氖灯、荧光灯等气体放电设施产生的辉光放电干扰,弧光放电产生的电波形成的干扰。 以上便是此次小编带来的“电子电路设计”相关内容,通过本文,希望大家对抗干扰设计具备一个初步认识。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-04-20 关键词: 干扰 指数 电子电路设计

  • 模拟信号和数字信号讲堂(六),降低模拟信号和数字信号的干扰

    模拟信号和数字信号讲堂(六),降低模拟信号和数字信号的干扰

    模拟信号和数字信号十分重要,诸多应用中均存在模拟信号和数字信号。对于模拟信号和数字信号,小编曾做过诸多介绍。在学习模拟信号和数字信号的过程中,不知道大家对如何降低模拟信号和数字信号间的干扰这个问题是否有过思考。如果大家想了解这个问题,不妨继续往下阅读哦。 如何降低数字信号和模拟信号间的相互干扰呢?在设计之前必须了解电磁兼容(EMC)的两个基本原则:第一个原则是尽可能减小电流环路的面积;第二个原则是系统只采用一个参考面。相反,如果系统存在两个参考面,就可能形成一个偶极天线(注:小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流大小以及频率成正比);而如果信号不能通过尽可能小的环路返回,就可能形成一个大的环状天线(注:小型环状天线的辐射大小与环路面积、流过环路的电流大小以及频率的平方成正比)。在设计中要尽可能避免这两种情况。 有人建议将混合信号电路板上的数字地和模拟地分割开,这样能实现数字地和模拟地之间的隔离。尽管这种方法可行,但是存在很多潜在的问题,在复杂的大型系统中问题尤其突出。最关键的问题是不能跨越分割间隙布线,一旦跨越了分割间隙布线,电磁辐射和信号串扰都会急剧增加。在PCB设计中最常见的问题就是信号线跨越分割地或电源而产生EMI问题。 如图1所示,我们采用上述分割方法,而且信号线跨越了两个地之间的间隙,信号电流的返回路径是什么呢?假定被分割的两个地在某处连接在一起(通常情况下是在某个位置单点连接),在这种情况下,地电流将会形成一个大的环路。流经大环路的高频电流会产生辐射和很高的地电感,如果流过大环路的是低电平模拟电流,该电流很容易受到外部信号干扰。最糟糕的是当把分割地在电源处连接在一起时,将形成一个非常大的电流环路。另外,模拟地和数字地通过一个长导线连接在一起会构成偶极天线。 了解电流回流到地的路径和方式是优化混合信号电路板设计的关键。许多设计工程师仅仅考虑信号电流从哪儿流过,而忽略了电流的具体路径。如果必须对地线层进行分割,而且必须通过分割之间的间隙布线,可以先在被分割的地之间进行单点连接,形成两个地之间的连接桥,然后通过该连接桥布线。这样,在每一个信号线的下方都能够提供一个直接的电流回流路径,从而使形成的环路面积很小。 采用光隔离器件或变压器也能实现信号跨越分割间隙。对于前者,跨越分割间隙的是光信号;在采用变压器的情况下,跨越分割间隙的是磁场。还有一种可行的办法是采用差分信号:信号从一条线流入从另外一条信号线返回,这种情况下,不需要地作为回流路径。 要深入探讨数字信号对模拟信号的干扰必须先了解高频电流的特性。高频电流总是选择阻抗最小(电感最低),直接位于信号下方的路径,因此返回电流会流过邻近的电路层,而无论这个临近层是电源层还是地线层。 在实际工作中一般倾向于使用统一地,而将PCB分区为模拟部分和数字部分。模拟信号在电路板所有层的模拟区内布线,而数字信号在数字电路区内布线。在这种情况下,数字信号返回电流不会流入到模拟信号的地。 只有将数字信号布线在电路板的模拟部分之上或者将模拟信号布线在电路板的数字部分之上时,才会出现数字信号对模拟信号的干扰。出现这种问题并不是因为没有分割地,真正的原因是数字信号的布线不适当。 PCB设计采用统一地,通过数字电路和模拟电路分区以及合适的信号布线,通常可以解决一些比较困难的布局布线问题,同时也不会产生因地分割带来的一些潜在的麻烦。在这种情况下,元器件的布局和分区就成为决定设计优劣的关键。如果布局布线合理,数字地电流将限制在电路板的数字部分,不会干扰模拟信号。对于这样的布线必须仔细地检查和核对,要保证百分之百遵守布线规则。否则,一条信号线走线不当就会彻底破坏一个本来非常不错的电路板。 在将A/D转换器的模拟地和数字地管脚连接在一起时,大多数的A/D转换器厂商会建议:将AGND和DGND管脚通过最短的引线连接到同一个低阻抗的地上(注:因为大多数A/D转换器芯片内部没有将模拟地和数字地连接在一起,必须通过外部管脚实现模拟和数字地的连接),任何与DGND连接的外部阻抗都会通过寄生电容将更多的数字噪声耦合到IC内部的模拟电路上。按照这个建议,需要把A/D转换器的AGND和DGND管脚都连接到模拟地上,但这种方法会产生诸如数字信号去耦电容的接地端应该接到模拟地还是数字地的问题。 如果系统仅有一个A/D转换器,上面的问题就很容易解决。在A/D转换器下面把模拟地和数字地部分连接在一起。采取该方法时,必须保证两个地之间的连接桥宽度与IC等宽,并且任何信号线都不能跨越分割间隙。 如果系统中A/D转换器较多,例如10个A/D转换器怎样连接呢?如果在每一个A/D转换器的下面都将模拟地和数字地连接在一起,则产生多点相连,模拟地和数字地之间的隔离就毫无意义。而如果不这样连接,就违反了厂商的要求。 最好的办法是开始时将统一的地分为模拟部分和数字部分。这样的布局布线既满足了IC器件厂商对模拟地和数字地管脚低阻抗连接的要求,同时又不会形成环路天线或偶极天线而产生EMC问题。 如果对混合信号PCB设计采用统一地的做法心存疑虑,可以采用地线层分割的方法对整个电路板布局布线,在设计时注意尽量使电路板在后边实验时易于用间距小于1/2英寸的跳线或0欧姆电阻将分割地连接在一起。注意分区和布线,确保在所有的层上没有数字信号线位于模拟部分之上,也没有任何模拟信号线位于数字部分之上。而且,任何信号线都不能跨越地间隙或是分割电源之间的间隙。要测试该电路板的功能和EMC性能,然后将两个地通过0欧姆电阻或跳线连接在一起,重新测试该电路板的功能和EMC性能。比较测试结果,会发现几乎在所有的情况下,统一地的方案在功能和EMC性能方面比分割地更优越。

    时间:2020-03-30 关键词: 干扰 数字信号 指数 模拟信号和数字信号

  • 开关电源的电磁干扰解析

    开关电源的电磁干扰解析

    电气设备的正常运行离不开各种各样的电源的电力供应,开关电源因体积小、功率因数较大等优点,在通信、控制、计算机等领域应用广泛。但由于会产生电磁干扰,其进一步的应用受到一定程度上的限制。本文将分析开关电源电磁干扰的各种产生机理,并在其基础之上,提出开关电源的电磁兼容设计方法。 开关电源的电磁干扰分析 首先将工频交流整流为直流,再逆变为高频,最后再经整流滤波电路输出,得到稳定的直流电压。电路设计及布局不合理、机械振动、接地不良等都会形成内部电磁干扰。同时,变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰,也是潜在的强干扰源。 1 内部干扰源 ● 开关电路 开关电路主要由开关管和高频变压器组成。开关管及其散热片与外壳和电源内部的引线间存在分布电容,它产生的du/dt具有较大幅度的脉冲,频带较宽且谐波丰富。开关管负载为高频变压器初级线圈,是感性负载。当原来导通的开关管关断时,高频变压器的漏感产生了反电势E=-Ldi/dt,其值与集电极的电流变化率成正比,与漏感成正比,迭加在关断电压上,形成关断电压尖峰,从而形成传导干扰。 ● 整流电路的整流二极管 输出整流二极管截止时有一个反向电流,其恢复到零点的时间与结电容等因素有关。它会在变压器漏感和其他分布参数的影响下产生很大的电流变化di/dt,产生较强的高频干扰,频率可达几十兆赫兹。 ● 杂散参数 由于工作在较高频率,开关电源中的低频元器件特性会发生变化,由此产生噪声。在高频时,杂散参数对耦合通道的特性影响很大,而分布电容成为电磁干扰的通道。 2 外部干扰源 外部干扰源可以分为电源干扰和雷电干扰,而电源干扰以“共模”和“差模”方式存在。同时,由于交流电网直接连到整流桥和滤波电路上,在半个周期内,只有输入电压的峰值时间才有输入电流,导致电源的输入功率因数很低(大约为0.6)。而且,该电流含有大量电流谐波分量,会对电网产生谐波“污染”。 开关电源的EMC设计 产生电磁干扰有3个必要条件:干扰源、传输介质、敏感设备,EMC设计的目的就是破坏这3个条件中的一个。针对于此,主要采取的方法有:电路措施、EMI滤波、屏蔽、印制电路板抗干扰设计等。 1 降低开关损耗和开关噪声的软开关技术 软开关是在硬开关基础上发展起来的一种基于谐振技术或利用控制技术实现的在零电压/电流状态下的先进开关技术。 软开关的实现方法是:在原电路中增加小电感、电容等谐振元件,在开关过程前后引入谐振,消除电压、电流的重叠。图2给出了一种使用软开关技术的基本开关单元。 2 减小干扰源干扰能量的缓冲电路 在开关控制电源的输入部分加入缓冲电路,其由线性阻抗稳定网络组成,用于消除电力线干扰、电快速瞬变、电涌、电压高低变化和电力线谐波等潜在的干扰。缓冲电路器件参数为R1=500Ω,C=6nF,L=36mH,R=150Ω。 3 切断干扰噪声传播路径的EMI滤波 在开关电源输入和输出电路中加装EMI滤波器,是抑制传导发射的一个很有效方法。其参数主要有:放电电阻、插入损耗、Cx电容、Cy电容和电感值。其中,插入损耗是滤波器性能的一个关键参数。在考虑机械性能、环境、成本等前提下,应该尽量使插入损耗大一些。用共模、差模干扰的测量结果与标准限值,加上适当的裕量可得到滤波器的插入损耗IL。 ILCM(dB)=Vcm(dB)-Vlimt(dB)-3(dB)+M(dB) (1) ILDM(dB)=VDM(dB)-Vlimt(dB)-3(dB)+M(dB) (2) 式中,3dB表示在分离共模、差模传导干扰的测试过程中测试结果比实际值大3dB; M(dB)表示设计裕量,一般取6dB;Vlimit(dB)为相关标准如CISPR,FCC等规定的传导干扰限值。 图4是220V/50Hz交流输入的开关电源交流侧EMI滤波器的电路。Cy=3300pF,L1、L2=0.7mH,它们构成共模滤波电路,抑制0.5~30MHz的共模干扰信号。Cx=0.1μF,L3、L4=200~500μH,采用金属粉压磁芯,与L1/L2、Cx构成L-N端口间低通滤波器,用于抑制电源线上存在的0.15~ 0.5MHz差模干扰信号。R用于消除可能在滤波器中出现的静电积累。 图5是开关电源的直流输出侧滤波电路,它由共模扼流圈L1、L2,扼流圈L3和电容C1、C2组成。为了防止磁芯在较大的磁场强度下饱和而使扼流圈失去作用,磁芯必须采用高频特性好且饱和磁场强度大的恒μ磁芯。 4 用屏蔽来抑制辐射及感应干扰 开关电源干扰频谱集中在30MHz以下的频段,直径r<λ/2π,主要是近场性质的电磁场,且属低阻抗场。可用导电良好的材料对电场屏蔽,而用导磁率高的材料对磁场屏蔽。此外,还要对变压器、电感器、功率器件等采取有效的屏蔽措施。屏蔽外壳上的通风孔最好为圆形,在满足通风的条件下,孔的数量可以多,每个孔的尺寸要尽可能小。接缝处要焊接,以保证电磁的连续性。屏蔽外壳的引入、引出线处要采取滤波措施。对于电场屏蔽,屏蔽外壳一定要接地。对于磁场屏蔽,屏蔽外壳不需接地。 5 合理的PCB布局及布线 敏感线路主要是指控制电路和直接与干扰测量设备相连的线路。要降低干扰水平,最简单的方法就是增大干扰源与敏感线路的间距。但由于受电源尺寸的限制,单纯的增大间距并非解决问题的最佳途径,更为合理的方法是根据干扰电场的分布情况将敏感线路放在干扰较弱的地方。以上就是开关电源的电磁干扰分析,相信对未来的科学技术会有一定的参考意义。

    时间:2020-03-24 关键词: 干扰 电磁 开关电源

  • 如何解决CAN总线超强干扰?

    如何解决CAN总线超强干扰?

    前段时间有个用户反馈说自己的设备启动后多个节点处于失控状态,用CANScope测试全是错误帧如图1所示。 图1 强干扰下的报文 随后让客户把测试的波形发来一看,是环境干扰惹的祸,如图2所示。 图2 强干扰下的波形 这种强干扰导致了帧错误增加,重发频繁,正确数据无法及时到达。所以如何解决CAN总线超强干扰呢,下面给您介绍一种方案。 一、 将CAN转为光纤传输 怎么能彻底解决强干扰带来的隐患呢?只要数据的传输不依赖电信号就能完全隔离掉干扰。光纤作为一种无法被电磁干扰的传输介质,我们可以把 CAN 容易受到干扰的部分使用光信号传输,增加CAN转光纤转换器。如图3所示,为使用致远电子的三台CANSwitch-AF2S2组合的光纤主干网络。 图3 使用光纤转换器实现光纤主干传输 实现上面的光纤传输使用的是CANSwitch-AF2S2集线器(Hub)功能,在此模式下的设备可以实现自组网,实现设备级联,只要通过软件配置好设备,CAN 总线就会按照规定进行转发到相应 CAN 口上。下面再介绍它的另一种功能——转换器(Converter)功能。 Converter(转换器)功能支持TCP Sever/TCP Client/UDP工作方式和灵活的拓扑结构,通过配置软件用户可以灵活的设定相关配置参数。典型应用如下: ·TCP Server 模式 在 TCP 服务器(TCP Server)模式下,CANSwitch-AF2S2 不会主动与其它设备连接。它始终等待客户端(TCP Client)的连接,在与客户端建立 TCP 连接后即可进行双向数据通信。建立通讯的过程如图4所示。 图4 TCP Sever 模式通讯示意图 ·TCP Client 模式 在 TCP 客户端(TCP Client)模式下,CANSwitch-AF2S2 将主动与预先设定好的 TCP服务器连接。如果连接不成功,客户端将会根据设置的连接条件不断尝试与 TCP 服务器建立连接。在与 TCP 服务器端建立 TCP 连接后即可进行双向数据通信。建立通讯的过程如图5所示。 图5 TCP Clinet 模式通讯示意图 ·UDP模式 UDP 模式使用 UDP 协议进行数据通信。UDP 是一种不基于连接的通信方式,它不能保证发往目标主机的数据包被正确接收,所以在对可靠性要求较高的场合需要通过上层的通信协议来保证数据正确,但UDP 方式可以提供比 TCP 方式更高的通信速度,以保证数据包的实时性。工作在这种方式下的设备,地位都是相等的,不存在服务器和客户端。通讯的过程如图6所示。 图6 UDP 模式通讯示意图 二、 一些硬件抗干扰的隔离与防护措施 1. 使用TVS二极管 TVS二极管并联在信号线和信号地线之间,用来保护电缆受到雷击或静电放电时产生的浪涌高压。当 TVS 上的电压超过一定的幅度时,器件迅速导通,从而将浪涌能量泄放掉,并将电压的幅度限制在一定的范围内。在这里建议在 CANH、CANL信号线上使用两个 TVS管进行双向保护,如下图所示。 图7 TVS二极管防护 2. 使用隔离收发器 如下图所示的CTM1051(A)HP模块内部集成高可靠的浪涌防护电路,静电放电抗扰度高达8kV,雷击浪涌抗扰度高达4kV,可有效解决工业现场因静电、浪涌干扰而导致的通讯异常问题。 图8 隔离收发器 3. 信号保护器 外接专用的信号保护器消除干扰,如 ZF-12Y2 消耗干扰强度或者是CANbridge+ 网桥做隔离。 图9 ZF系列防雷器

    时间:2020-03-04 关键词: 干扰 can 总线

  • LED灯具存在的问题

    LED灯具存在的问题

    在随着科技的发展,社会的进步,LED在生活中处处可见,由于LED具有的多重特殊性,我们对它的美好未来充满期待的同时,也不应回避它目前存在的一些不足。 1、我国生产的大部分路灯的光度分布不合理。 以美国能源部(DOE)出版的SSL灯具符合能源之星的合格判据作为标杆,我们对2007年至2009年检测的200个LED路灯光度数据进行评价发现,只有3个LED路灯能够满足DOE规定的路灯光度分布和能效的相关要求,合格率仅为1.5%.所测的LED路灯质量离DOE的标杆要求相差甚远,有待大大地提高。 2、在具有防浪涌干扰功能的LED路灯中普遍存在的绝缘耐压问题。 LED路灯的EMS设计只考虑了防浪涌干扰的功能,忽略了灯具安全标准中对电气强度的要求,应强调LED路灯设计输入的充分性,在满足安全要求的基础上考虑其他功能。 3、市场上存在一些质量非常差的产品,表现为不明亮、短寿命、颜色差。 4、产品声称的性能不准确。 5、产品标签上的信息不充分。 6、颜色质量方面存在很多问题,如显色性。 7、照明设计者仍然不信任SSL产品。他们说需要更多的标准。 8、成本仍然太高,但政府高调激励使用SSL产品。 以上就是LED的一些问题,相信随着科学技术的不断发展,未来的LED灯会越来越适应我们的日常生活需要。

    时间:2019-09-18 关键词: 干扰 电源技术解析 led灯具 ems设计

  • “数据精灵”外挂干扰微信运营 法院判赔500万

    “数据精灵”外挂干扰微信运营 法院判赔500万

    来自微信安全中心消息,近日,国内第一起因开发和推广微信外挂而被法院高额判赔的案件一审落定。深圳市中级人民法院作出一审判决,认定被诉侵权软件包“数据精灵”提供的“暴力加粉”、“朋友圈一键点赞和评论”、“朋友圈内容一键转发”以及“通讯录好友群发”等13种特殊功能破坏了微信的商业模式,构成不正当竞争。 该案中,法院全额支持了腾讯公司提出的500万元经济损失赔偿诉求。 微信称,微信外挂软件所谓的特殊功能—;—;“暴力加粉”“一键转发朋友圈”“一键点赞评论”“全球虚拟定位”“微信群自动推广”等恶意功能不仅对正常用户造成了骚扰,严重扰乱平台的健康生态,还违反了《中华人民共和国反不正当竞争法》等法律法规以及《腾讯微信软件许可及服务协议》《微信个人帐号使用规范》等软件协议及平台规则。 据了解,微信早在2017年就向“数据精灵”外挂团队提起诉讼,认为其“妨碍、破坏了微信软件的正常运行及向用户提供合法服务的正常运营秩序”。如今终于有了结果。 1、法院认可,相关外挂软件的所谓“特殊功能”会加重微信的运营负担,破坏微信软件运营之稳定性,并加大微信运营服务的成本投入,进而对微信造成损失,构成不正当竞争; 2、法院认可,微信核心功能系社交功能,涉案软件的相关恶意功能引发诱导分享及恶意群发行为,降低微信用户体验,损害微信商誉,构成不正当竞争; 3、法院认可,微信即时通信服务由腾讯公司单独运营,其他网络服务经营者未经许可,不得参与或干扰微信软件运行。涉案软件的相关恶意功能如“暴力加粉”“恶意群发”“全球虚拟定位”等,干扰、破坏了微信软件正常运行,构成不正当竞争。 微信强调:对此类严重破坏用户体验的行为,将依法依规持续进行严厉打击。同时呼吁用户珍惜自己的帐号功能使用权限,为了你的信息安全和帐号功能正常使用,请不要使用任何形式的外挂软件。如果你曾安装或者还在使用外挂,请马上卸载。

    时间:2019-08-06 关键词: 干扰 法院 外挂 数据精灵 微信运营 判赔 500万

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