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[導讀]共模干擾指的是干擾電壓在信號線及其回線(一般稱為信號地線)上的幅度相同,這里的電壓以附近任何一個物體(大地、金屬機箱、參考地線板等)為參考電位,干擾電流回路則是在導線與參考物體構(gòu)成的回路中流動。

共模干擾指的是干擾電壓在信號線及其回線(一般稱為信號地線)上的幅度相同,這里的電壓以附近任何一個物體(大地、金屬機箱、參考地線板等)為參考電位,干擾電流回路則是在導線與參考物體構(gòu)成的回路中流動。

如何識別共模干擾編輯

1)從干擾源判斷:雷電、附近發(fā)生的電弧、附近的電臺或其它大功率輻射裝置在電纜上產(chǎn)生的干擾是共模干擾。

2)從頻率上判斷:共模干擾主要集中在1MHz以上。這是由于共模干擾是通過空間感應到電纜上的,這種感應只有在較高頻率時才容易發(fā)生。但有一種例外,當電纜從很強的磁場輻射源(例如,開關(guān)電源)旁邊通過時,也會感應上頻率較低的共模干擾。

3)用儀器測量:只要有一臺頻譜分析儀和一只電流卡鉗就可以進行測量、判斷了,判斷的步驟如下:

將卡鉗卡在信號線或地線(火線或零線)上,記錄下某個感興趣頻率(f1)的干擾強度;

/將卡鉗同時卡住信號線和地線, 若能觀察到(f1)處的干擾,則(f1)干擾中包含共模干擾成份,要判斷是否僅含共模成份,進行步驟三的判別;

將卡鉗分別卡住信號線和地線,若兩根線上測得的(f1)干擾的幅度相同,則(f1)干擾中僅含共模成份;若不相同,則(f1)干擾中還包含差模成份。

1.平衡對稱輸入

在設計信號源時盡可能做到平衡和對稱,否則會產(chǎn)生附加的共模干擾。

2.選用高質(zhì)量的差動放大器

要求差動放大器具有高增益、低噪聲、低漂移、寬頻帶等特點,以便獲得足夠高的共模抑制比。

3.良好的接地系統(tǒng)

接地不良時將形成較明顯的共模干擾。如沒有條件進行良好接地,不如將系統(tǒng)浮置起來,再配合采用合適的屏蔽措施,效果也不錯。

4.系統(tǒng)接地點的正確連接

單片機應用系統(tǒng)中存在的地線有:數(shù)字地、模擬地、功率地、信號地和屏蔽地。如何處理這些地線是設計中必須注意的一個問題。

1)一點接地和多點接地的應用原則

(1)一般高頻電路應就近多點接地,低頻電路應一點接地。在高頻電路中,地線上具有電感,因而增加了地線阻抗,而且地線變成了天線,向外輻射噪聲信號,因此,要多點就近接地。在低頻電路中,接地電路若形成環(huán)路,對系統(tǒng)影響很大,因此應一點接地。

(2)交流地、功率地與信號地不能公用。流過交流地和功率地的電流較大,會造成數(shù)毫伏、甚至幾伏電壓,這會嚴重地干擾低電平信號的電路,因此信號地與交流地、功率地分開。

(3)信號地與屏蔽地的連接不能形成死循環(huán)回路。否則會感生出電壓,形成干擾信號。

(4)數(shù)字地與模擬地應分開,最后單點相連。

2)印制板的地線布置

印制電路板的地線主要是指TTL、COMS芯片的接地。印制板中的地線應成網(wǎng)狀,而且其它布線不要形成環(huán)路,特別是電路外圍的環(huán)路。

印制板上的接地線根據(jù)電路通路最好逐漸加寬,并且不小于3 mm。圖9.9示出了導線的長度、寬度和允許電流值之間的關(guān)系。

當安裝大規(guī)模集成電路芯片時,要讓芯片跨越平行的地線和電源線,這樣能減少干擾,如圖9.10所示。

5.屏蔽

用金屬外殼將整機或部分元器件包圍起來,再將金屬外殼接地,就能起到屏蔽的作用,對于各種通過電磁感應引起的干擾特別有效。屏蔽外殼的接地點要與系統(tǒng)的信號參考點相接,而且只能單點接地,所有具有同參考點的電路必須裝在同一屏蔽盒內(nèi)。如有引出線,應采用屏蔽線,其屏蔽層應和外殼在同一點接系統(tǒng)參考點。參考點不同的系統(tǒng)應分別屏蔽,不可共處一個屏蔽盒內(nèi)。

以上介紹的硬件抗干擾措施是十分必要的,它給單片機應用系統(tǒng)創(chuàng)造了一個基本“干凈”的工作環(huán)境。但硬件措施還不能達到100%的防患效果,配合各種軟件抗干擾措施也是十分必要的。

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