威廉希尔官方网站 设计中的抗干扰措施

单片机测控系统的威廉希尔官方网站 较复杂，产生干扰的原因很多。下面几种常用的抗干扰措施。

1、切断干扰的传播途径

1）增加干扰源（如电机、继电器）与敏感器件（如单片机）的距离，用地线把他们隔离或者在敏感器件加上屏蔽罩。

2）威廉希尔官方网站 板合理分区，将强信号、弱信号、数字信号、模拟信号威廉希尔官方网站 合理地分区域布置。

4）、单片机和大功率器件的地线要单独接地，以减小互相干扰。大功率器件要尽可能布置在威廉希尔官方网站 板的边缘。

5）、在单片机I/O口，威廉希尔官方网站 板连接线等关键地方，使用抗干扰元件可显著提高威廉希尔官方网站 的抗干扰性能。

6）、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。

2、尽量采用抗干扰性能强的单片机

1）、降低单片机内部的电源噪声

在传统的数字集成威廉希尔官方网站 设计中，通常将电源端和地端分别布置在对称的两边。例如左下角为地，左上角为电源。这使得电源噪声穿过整个硅片。改进方法将单片机的电源和地安排在两个相邻的引脚上，这样不仅降低了穿过整个硅片的电流，还便于印制板上设计电源退耦电容，以降低系统噪声。

2）、降低时钟频率

单片机测控系统的时钟威廉希尔官方网站 是一个调频噪声源，它不仅能干扰本系统，还对外界产生干扰，使其他系统的电磁兼容检测不能达标。在保证系统可靠性的前提下，选用时钟频率低的单片机可降低系统的噪声。以8051单片机为例，当最短指令周其为1US时，时钟是12MHZ。而同样速度的MOTOROLA兼容单片机的厂商在不牺牲运算速度的前提下，将时钟频率降低到原来的1/3。特别是MOTOROLA公司新推出的68HC08系列单片机、内部采用了锁相倍频技术，将外部时钟除至32KHZ，而内部总线速度却提高到8MHZ，甚至更高。

3）、EFT技术

随着超大规模集成威廉希尔官方网站 的发展，单片机内部的抗干扰技术也在不断进步。MOTOROLA公司新推出的68HC08系列单片机，采用EFT技术进一步提高了单片机的抗干扰能力，当振荡威廉希尔官方网站 的正弦波信号受到外界干扰时，其波形上会叠加一些毛刺。若以施密特威廉希尔官方网站 对其整形时，这种毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟信号。但是交替使用施密威廉希尔官方网站 和RC滤波可以使这类毛刺不起作用，这就是EFT技术。

3、单片机测控系统中的频率抖动技术

将频率拉动信号叠加到输入信号的随机噪声上，虽然会增加转换的总噪声，但增加的噪声是用来补偿输出数码量化噪声的，可使量化误差不再输入信号的函数而是抖动噪声瞬时值的函数。因此，利用频率颤抖信号可去除量化噪声与输入信号之间的相关性。频率拉动信号的大小通常约为1/3LSB有效值。例如，在未加频率拉动的情况下，ADC输出的量化噪声是瞬时输入信号幅度的函数，量化拉动之后，因抖动信号的幅度不依赖于输入信号，故量化噪声与输入信号无关，从而消除了ADC输出谐波分量，但这是以增加总噪声为代价的。需要指出的是，并不一定在ADC输入端实际施加颤抖噪声，也可利用地转换器的热噪声作为频率抖动信号，但ADC要有足够的输出位数以确保能够去除输入信号与量化噪声的相关性。

4、防止漏电流的技术

应当在清洁、干燥、通风、环境温度适宜的条件下使用智能化单片机测控系统。系统受潮后导致绝缘电阻下降，会产生漏电流。轻测使测量误差增大，控制不灵；重则会造成适中故障，损坏元器件。例如，当印制板受潮时，A/D转换器输入阻抗下降，读数不准，并且伴有跳数现象。这也是一些数字电压表在雷雨季节无法正常工作的主要原因。对于受潮的印制板，可用无水酒精擦净表面，然后用电吹风烘干，以消除漏电。

有些精密集成威廉希尔官方网站 ，专门设置了防止极间漏电用的保护环。例如由美国哈里斯公司生产的ICL7650型斩波自稳零式精密运算放大器，HI7195A型带微处理器的5 1/2位A/D转换器，均设置了两个保护环引出端。设计威廉希尔官方网站 时将两个保护环接地，即可消除印制板上轻微漏电对测量所造成的影响。

5、滤波技术

滤波是指从混有干扰或噪声的信号中获取有用信号的方法，能实现上述功能的部件叫滤波器。在数字仪表中常见的滤波器主要有三种：无源滤波器，有源滤波器，数字滤波器。

1）无源滤波器

无源滤波器是由R、L、C元件构成的，根据干扰信号的特点，可选低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。此外还有带阻滤波器等类型。对于50HZ电磁场干扰，可在测控系统输入端加一级双T滤波器。

2）有源滤波器

有源滤波器是包含有源器件（例如晶体管、运算放大器）的各种滤波器。与单纯使用R、L、C元件的无源滤波器相比，能省去体积庞大的电感元件，便于实现小型化、集成化。有源滤波器适用于较低频率的滤波。二阶有源带通滤波器的典型威廉希尔官方网站 参见下图。

6、隔离技术

所谓隔离技术，是指将噪声源与信号线相互隔离开的技术。在单片机系列中经常采用光耦合器来实现传感器与输入通道的隔离、I/O接口的隔离及内部威廉希尔官方网站 的隔离。此外，在远距离传输信号时，也需要采用光电隔离技术。一种采用光电隔离技术的网络通信接口威廉希尔官方网站 如下图所示。在对被传输的模拟信号进行隔离时，宜选用线性光耦合器，其电流传输比接近于常数。

此外，在测试系统中还经常用变压器隔离，继电器隔离，贝母隔离等技术。

7、抵制传输线上的干扰

传输线宜选用双绞线或同轴电缆屏蔽线，尽管双绞线的频带较窄，但其波阻抗高，抗共模干扰能力强，双绞线上的每个小环路的电磁感应用干扰能相互抵消，并且其分布电容较大，可起到积分电容的效果，因此对电磁场具有一定的抵制作用。使用长传输线时需要注意阻抗匹配问题。否则传输线上会产生反射波，造成信号失真。

8、正确选择接地点

在单片机测控系统内部，大致有6种地线：信号线、模拟地、数字地、功率地、交流地和屏蔽地。

设计整机威廉希尔官方网站 时应根据技术条件和实际情况来决定究竟是浮地还是接地，需要采用哪种地线，选择单点接地还是多点接地。

9、传感器的屏蔽

在工业现场使用集成温度传感器时，很容易引入干扰。为提高信噪比，可以给传感器加上屏蔽。有些温度传感器，采用TO-52型金属壳封装，并且专有一个管脚接管壳。使用时将此脚接地，即可由管壳起来屏蔽作用。对于塑料封装的集成温度传感器，必要时可用薄铜管做外屏蔽，把传感器装入后再用环氧树脂封固，二者保持绝缘。这种全密封式传感器特别适合测量液体和蒸气的温度。

10、塑料机的屏蔽

目前，采用ABS工程逆料制成的塑料机箱以其造型美观，携带轻便等优点，深受人们的青睐。为使机箱具有屏蔽作用，可用喷涂、真空、沉积等方法在机箱内表面覆盖一层导电膜。也可以自己加工屏蔽层，在机箱内表面粘粘一层铝箔，再与公共地连通。

11、元器件的选择

为降低元器件的噪声，应尽量采用金属膜电阻和低噪声的有源器件。为了减小温度漂移，全部元件需经过高、低温老化处理。必要时，前级放大器、有源滤波器要加温度补偿威廉希尔官方网站 。A/D转换器的积分电容应选漏电小、介质损耗因数低的聚丙烯或聚苯乙烯电容。ICL7650型精密运放和IC7660型DC/DC转换器泵电容，均应采用钽电容。

能用低速器件就不用高速器件，高速器件只用在关键的地方。

12、消噪威廉希尔官方网站

带隙基准电压源是一种作为电压基准的高稳定度电压源，目前正广泛用于数字仪表、智能仪器及测试系统中。在基准电压输出端并联一只0.1UF的消噪电容，能滤除高频噪声。

当威廉希尔官方网站 的输出状态维持不变时允许加到输入端的噪声电压最大值，称为电压噪声容限。噪声容限愈高，说明器件的抗干扰能力，应尽量CMOS威廉希尔官方网站 来代替TTL威廉希尔官方网站 。CMOS威廉希尔官方网站 的噪声容限可达电源电压的40%,而TTL威廉希尔官方网站 大约只有电源电压的16%。

13、电源即耦电容

单片机测控系统中许多威廉希尔官方网站 都是公用一个直流电源的。这就要求电源线不得在各威廉希尔官方网站 之间引入干扰，并且当负载发生变化时直流电源线上不应产生波动。但实际上很难做到，因为直流电源的内阻抗，并且当负载发生变化时直流电源线上不应产生波动。但实际上很难做到，因为直流电源的内阻抗和电源引线的交流阻抗不可能为零。利用退耦电容不仅能降低直流电源的内阻抗，还能避免各威廉希尔官方网站 之间通过电源线相互干扰。

在单片机测控系统中使用了大量的数字IC，而每片数字IC本身都是一个脉冲干扰源，它们也会通过电源线相互干扰。解决办法是在印制板电源进线端并联一只10UF~100UF钽电容进行电源退耦，同时在每个芯片的电源进线端再并联一只高频、低分布的电感的陶瓷电容，容量一般取0.1UF，当频率超过15MHZ时，可取0.01JF，威廉希尔官方网站 如图所示。退耦电容的引脚要尽量短。