电路设计层面
光耦隔离:在数字电路中,光耦合器可以有效地隔离输入和输出电路。例如,在一个微控制器与外部设备通信的接口电路中,使用光耦可以将微控制器的信号与外部设备的信号进行电气隔离。这样,即使外部设备的电源线受到传导干扰,也很难通过光耦传导到微控制器一侧。
变压器隔离:对于电源电路和一些需要电气隔离的信号传输电路,变压器是一种很好的隔离器件。例如,在音频功率放大器中,输入信号和输出信号之间通过音频变压器进行隔离,防止输出端的大电流干扰通过电源线或信号线传导回输入端。
电源滤波:在设备的电源输入端安装滤波器,如电磁干扰(EMI)滤波器。这种滤波器可以有效滤除电源线上的高频干扰成分。例如,对于开关电源,其输出的直流电可能会带有高频开关噪声,通过在电源输出端添加 LC 滤波器(由电感和电容组成),可以滤除这些高频噪声,防止其通过电源线传导到其他电路部分。
信号滤波:在信号线上也可以使用滤波器,如低通滤波器用于滤除高频干扰信号,高通滤波器用于滤除低频干扰信号。对于一些敏感的模拟信号,如音频信号或传感器信号,采用有源滤波电路可以更好地抑制传导干扰,提高信号的纯净度。
分区布局:在电路板设计阶段,将不同功能的电路区域进行合理划分。例如,将模拟电路和数字电路分区放置,因为模拟电路对干扰更为敏感。可以通过设置隔离带或者使用金属屏蔽罩将敏感电路与可能产生干扰的电路(如高频振荡电路、开关电源电路等)隔离开,减少传导干扰的路径。
优化布线:对于电源线和信号线,要采用短而直的布线方式。避免长距离平行布线,因为平行的电源线和信号线之间容易产生电容耦合和电感耦合,从而传导干扰。比如,在高速数字电路中,信号线的布线应尽量减少环路面积,以降低电磁感应产生的干扰。
合理布局布线
采用滤波技术
使用隔离器件
元件选择方面
芯片选择:在选择集成电路芯片时,优先考虑具有良好抗干扰性能的芯片。例如,一些工业级或junpin级的芯片,其内部集成了抗干扰电路,能够在一定程度上抵抗传导干扰。这些芯片在设计时可能采用了特殊的工艺,如增加了内部电源滤波电路、改进了输入输出缓冲电路的抗干扰能力等。
电容和电感选择:选择具有高耐压、高精度和低损耗的电容和电感。例如,在电源滤波电路中,使用高质量的陶瓷电容或钽电容,可以更好地滤除高频干扰。对于电感,选择高磁导率、低损耗的磁性材料制成的电感,能够有效地抑制高频干扰信号的通过。
选用抗干扰能力强的元件
设备外壳与接地措施
单点接地:在低频电路中,单点接地是一种有效的接地方式。它可以避免不同电路之间通过接地线形成干扰回路。例如,在一个简单的音频放大器电路中,将各个电路模块的接地线汇集到一个公共的接地点,可以减少接地回路中的传导干扰。
多点接地:在高频电路中,多点接地更为合适。因为高频信号的波长较短,采用多点接地可以降低接地线的电感,减少接地阻抗。例如,在高频通信设备中,电路板的接地层通常采用多点接地的方式,将接地层与设备外壳在多个位置进行连接,以提高设备对高频传导干扰的抗扰能力。
金属外壳的屏蔽作用:如果设备采用金属外壳,它可以起到一定的电磁屏蔽作用。例如,对于计算机主机箱,金属机箱能够屏蔽外部的射频干扰信号,防止其通过机箱上的接口或者缝隙传导进入机箱内部。同时,要确保机箱的良好接地,以增强屏蔽效果。
塑料外壳的处理:对于采用塑料外壳的设备,可以在塑料外壳内部添加导电涂层或者金属屏蔽层。例如,一些高端的塑料外壳电子产品,在外壳内层喷涂导电漆,然后将导电漆接地,同样可以起到屏蔽传导干扰的作用。
良好的设备外壳设计
正确的接地方式
