布线技巧与EMC
常用的几点PCB布局方法
主要是线间串扰,影响因素:
※直角走线
※屏蔽线
※阻抗匹配
※长线驱动
输出噪声的减小
原因是二极管反向电流陡变及回路分布电感。二极管结电容等形成高频衰减振荡,而滤波电容的等效串联电感又削弱了滤波的作用,因此在输出改波中出现尖峰干扰解决办法是加小电感和高频电容。
对于二极管,应考虑最大反响电压最大正向电流、反向电流、正向压降和工作频率。
电源抗干扰的基本方法有:
采用交流稳压器,交流电源滤波器,对电源变压器实行屏蔽和隔离,利用压敏电阻吸收浪涌电压,在要求供电质量很高的特殊情况下,可采用发电机组或逆变器供电,如采用在线式UPS不间断电源供电。采用分立式供电和分类式供电。在每块印刷威廉希尔官方网站
板的电源与地之间并接去耦电容。电源变压器采取屏蔽措施。使用瞬变电压抑制器TVS等方法。TVS是普遍使用的一种高效能威廉希尔官方网站
保护器件,能吸收高达数千瓦的浪涌功率,TVS对静电、过压、电网干扰、雷击、开关打火、电源反向及电机/电源噪声振动保护尤为有效。
多路模拟开关
在测控系统中,被控量与被测量的回路往往是几路或几十路。对于多路的参量进行A/D、D/A转化时,往往采用公共的A/D、D/A转换威廉希尔官方网站
。因此,常选用多路模拟开关轮流切换各被控或被测回路与A/D、D/A转换威廉希尔官方网站
间的通路,以达到分时控制和巡回检测的目的。多个输入信号经多路转换器接至放大器或A/D转换器的方法有单端法和差动接法,其中差动接法抗干扰能力强。
当多路转换器从一个通道切换到另一个通道时,要发生瞬变现象,使输出端产生短暂的尖峰电压。为了消除这种现象引入的误差,可在多路转换器输出端与放大器之间接一个采样保持器威廉希尔官方网站
,或用软件延时的办法进行采样。
多路转换器的输入常常受到各种环境噪声的污染,尤其易受到共模噪声的干扰。在多路转换器输入端接入共模扼流圈,对抑制外部传感器引入的高频共模噪声十分有效。转换器高频采样时产生的高频噪声,不仅影响测量精度,而且可能使单片机失控。同时,由于单片机运行速度很高,它对多路转换器也是一个巨大的噪声源。所以,应在单片机与A/D之间采用光电耦合器隔离。
放大器
放大器的选择一般采用不同性能的集成放大器。在传感器工作环境复杂和恶劣时,应选择测量放大器,它具有高输入阻抗、低输出阻抗、强抗共模干扰能力、低温漂、低失调电压和高稳定增益等特点,使其在微弱信号的监测系统中广泛用作前置放大器。为了防止共模噪声窜入系统可以采用隔离放大器。隔离放大器具有线性和稳定性好,共模抑制比高,应用威廉希尔官方网站
简单,放大增益可变等特点。在使用电阻传感器时,可选用具有放大、滤波、激励功能的模块2B30/2B31,它是高精度、低噪声、功能齐全的电阻信号适配器。
高阻抗引入噪声
高阻抗输入端对于输入电流比较敏感。如果从高阻抗输入端引出的走线靠近有快速变化电压的走线(如数字或时钟信号线),就会发生这种情况,此时电荷通过寄生电容耦合到高阻抗走线中。
这两条走线之间的关系如图7所示。图中,两条走线之间寄生电容的值主要取决于走线之间的距离(d),以及两条走线保持平行的长度(L)。通过这个模型,高阻抗走线中产生的电流等于:I=C dV/dt
其中:I是高阻抗走线上的电流,C是两条PCB走线之间的电容值,dV 是有开关动作的走线上的电压变化,dt 是电压从一个电平变化到下一个电平所用的时间
在RESET的脚上串入一个20K的电阻,大大提高了抗干扰性能,此电阻一定要紧靠CPU的RESET脚。
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