新聞中心

EEPW首頁 > 嵌入式系統(tǒng) > 牛人業(yè)話 > 單片機(jī)設(shè)計過程中如何擺脫電磁干擾?

單片機(jī)設(shè)計過程中如何擺脫電磁干擾?

作者: 時間:2015-09-09 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  對的設(shè)計我們主要從硬件和軟件方面進(jìn)行設(shè)計處理,下面就是從的PCB設(shè)計到軟件處理方面來介紹對電磁兼容性的處理。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/279902.htm

  一、影響EMC的因數(shù)

  1.電壓

  電源電壓越高,意味著電壓振幅越大,發(fā)射就更多,而低電源電壓影響敏感度。

  2.頻率

  高頻產(chǎn)生更多的發(fā)射,周期性信號產(chǎn)生更多的發(fā)射。在高頻系統(tǒng)中,當(dāng)器件開關(guān)時產(chǎn)生電流尖峰信號;在模擬系統(tǒng)中,當(dāng)負(fù)載電流變化時產(chǎn)生電流尖峰信號。

  3.接地

  在所有EMC題目中,主要題目是不適當(dāng)?shù)慕拥匾鸬?。有三種信號接地方法:單點(diǎn)、多點(diǎn)和混合。在頻率低于1MHz時,可采用單點(diǎn)接地方法,但不適宜高頻;在高頻應(yīng)用中,最好采用多點(diǎn)接地?;旌辖拥厥堑皖l用單點(diǎn)接地,而高頻用多點(diǎn)接地的方法。地線布局是關(guān)鍵,高頻數(shù)字電路和低電平模擬電路的接地電路盡不能混合。

  4.PCB設(shè)計

  適當(dāng)?shù)挠∷㈦娐钒?PCB)布線對防止EMI是至關(guān)重要的。

  5.電源往耦

  當(dāng)器件開關(guān)時,在電源線上會產(chǎn)生瞬態(tài)電流,必須衰減和濾掉這些瞬態(tài)電流。來自高di/dt源的瞬態(tài)電流導(dǎo)致地和線跡“發(fā)射”電壓,高di/dt產(chǎn)生大范圍的高頻電流,激勵部件和線纜輻射。流經(jīng)導(dǎo)線的電流變化和電感會導(dǎo)致壓降,減小電感或電流隨時間的變化可使該壓降最小。

  二、對干擾措施的硬件處理方法

  1.印刷線路板(PCB)的電磁兼容性設(shè)計

  PCB是系統(tǒng)中電路元件和器件的支撐件,它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,PCB的密度越來越高。PCB設(shè)計的好壞對單片機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容性影響很大,實(shí)踐證實(shí),即使電路原理圖設(shè)計正確,印刷電路板設(shè)計不當(dāng),也會對單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如,假如印刷電路板的兩條細(xì)平行線靠的很近,會形成信號波形的延遲,在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此,在設(shè)計印刷電路板的時候,應(yīng)留意采用正確的方法,遵守PCB設(shè)計的一般原則,并應(yīng)符合抗干擾的設(shè)計要求。要使電子電路獲得最佳性能,元器件的布局及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。

  2.輸入/輸出的電磁兼容性設(shè)計

  在單片機(jī)系統(tǒng)中輸進(jìn)/輸出也是干擾源的傳導(dǎo)線,和接收射頻干擾信號的拾檢源,我們設(shè)計時一般要采取有效的措施:

 ?、俨捎帽匾墓材?差模抑制電路,同時也要采取一定的濾波和防電磁屏蔽措施以減小干擾的進(jìn)進(jìn)。

 ?、谠跅l件許可的情況下盡可能采取各種隔離措施(如光電隔離或者磁電隔離),從而阻斷干擾的傳播。

  3.單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計

  在的單片機(jī)系統(tǒng)中,看門狗系統(tǒng)對整個單片機(jī)的運(yùn)行起著特別重要的作用,由于所有的干擾源不可能全部被隔離或往除,一旦進(jìn)進(jìn)CPU干擾程序的正常運(yùn)行,那么復(fù)位系統(tǒng)結(jié)合軟件處理措施就成了一道有效的糾錯防御的屏障了。常用的復(fù)位系統(tǒng)有以下兩種:

 ?、偻獠繌?fù)位系統(tǒng)。外部“看門狗”電路可以自己設(shè)計也可以用專門的“看門狗”芯片來搭建。然而,他們各有優(yōu)缺點(diǎn),大部分專用“看門狗”芯片對低頻“喂狗”信號不能響應(yīng),而高頻“喂狗”信號都能響應(yīng),使其在低頻“喂狗”信號下產(chǎn)生復(fù)位動作而在高頻的“喂狗”信號下不產(chǎn)生復(fù)位動作,這樣,假如程序系統(tǒng)陷進(jìn)一個死循環(huán),而該循環(huán)中恰巧有著“喂狗”信號的話,那么該復(fù)位電路就無法實(shí)現(xiàn)它的應(yīng)有的功能了。然而,我們自己可以設(shè)計一個具有帶通的“喂狗”電路和其他復(fù)位電路構(gòu)成的系統(tǒng)就是一個很有效外部監(jiān)控系統(tǒng)了。

 ?、诂F(xiàn)在越來越多的單片機(jī)都帶有自己的片上復(fù)位系統(tǒng),這樣用戶就可以很方便的使用其內(nèi)部的復(fù)位定時器了,但是,有一些型號的單片機(jī)它的復(fù)位指令太過于簡單,這樣也會存在象上述死循環(huán)那樣的“喂狗”指令,使其失往監(jiān)控作用。有一些單片機(jī)的片上復(fù)位指令就做的比較好,一般他們把“喂狗”信號做成固定格式的多條指令依順序來執(zhí)行,假如有一定錯誤則該“喂狗”操縱無效,這樣就大大進(jìn)步了復(fù)位電路的可靠性。

  4.振蕩器

  大部分的單片機(jī)都有一個耦合于外部晶體或陶瓷諧振器的振蕩器電路。在PCB上,要求外接是電容、晶體或陶瓷諧振器的引線越短越好。RC振蕩器對干擾信號有潛伏的敏感性,它能產(chǎn)生很短的時鐘周期,因而最好選晶體或陶瓷諧振器。另外,石英晶體的外殼要接地。

  5.防雷擊措施

  室外使用的單片機(jī)系統(tǒng)或從室外排擠引進(jìn)室內(nèi)的電源線、信號線,要考慮系統(tǒng)的防雷擊題目。常用的防雷擊器件有:氣體放電管、TVS(Transient Voltage Suppression)等。氣體放電管是當(dāng)電源的電壓大于某一數(shù)值時,通常為數(shù)十V或數(shù)百V,氣體擊穿放電,將電源線上強(qiáng)沖擊脈沖導(dǎo)進(jìn)大地。TVS可以看成兩個并聯(lián)且方向相反的齊納二極管,當(dāng)兩端電壓高于某一值時導(dǎo)通。其特點(diǎn)是可以瞬態(tài)通過數(shù)百乃上千A的電流。

單片機(jī)相關(guān)文章:單片機(jī)教程


單片機(jī)相關(guān)文章:單片機(jī)視頻教程


單片機(jī)相關(guān)文章:單片機(jī)工作原理



上一頁 1 2 下一頁

關(guān)鍵詞: 單片機(jī) 電磁干擾

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉