電子電路設(shè)計(jì)抗干擾措施

時(shí)間:2022-11-19 11:11:11

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電子電路設(shè)計(jì)抗干擾措施

摘要:在我國(guó)電子電路專業(yè)的發(fā)展過(guò)程中,現(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)水平已經(jīng)有效促進(jìn)了電力電子行業(yè)的發(fā)展,但是就電子電路設(shè)計(jì)的過(guò)程來(lái)說(shuō),還存在著一定的抗干擾問(wèn)題。對(duì)于電子電路的設(shè)計(jì)過(guò)程而言,電荷之間的相互排斥和吸引都會(huì)對(duì)其實(shí)際的電路工作帶來(lái)一定的影響。下面對(duì)電子電路設(shè)計(jì)中抗干擾措施進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞:電力電子行業(yè);電子電路設(shè)計(jì);抗干擾措施;電磁干擾;可持續(xù)性發(fā)展

1概述

在現(xiàn)階段的航空電子產(chǎn)品運(yùn)行過(guò)程中,針對(duì)這些具有危害性的干擾因素已經(jīng)進(jìn)行了相應(yīng)的研究,總結(jié)出了相關(guān)的干擾影響因素,常見的有電磁輻射干擾、電荷互相吸引干擾、外界生態(tài)環(huán)境干擾等,一點(diǎn)點(diǎn)干擾因素的出現(xiàn)都會(huì)使得電子設(shè)備的正常工作出現(xiàn)障礙,并且嚴(yán)重影響整個(gè)航空電子產(chǎn)品固定正常運(yùn)行,甚至?xí)沟盟械暮娇针娮赢a(chǎn)品配置都失去一定的工作能力,引起人們?nèi)粘I詈凸ぷ鞯墓收?,還會(huì)對(duì)安定的社會(huì)秩序造成影響。因此,本文從電子電路設(shè)計(jì)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的干擾因素進(jìn)行分析,結(jié)合實(shí)際的工程情況來(lái)提出相應(yīng)抗干擾措施的制定,旨在通過(guò)有效抗干擾方法促進(jìn)我國(guó)電力電子行業(yè)中電子電路設(shè)計(jì)過(guò)程的順利性,也是對(duì)實(shí)際工作效率的一種有效保障。

2研究電子電路設(shè)計(jì)中抗干擾措施的重要意義

由于大多數(shù)的電子電路都是在弱電流下傳輸信息而進(jìn)行具體工作落實(shí)的,這樣的傳遞方式使得信息在傳遞的過(guò)程中不會(huì)受到外界嚴(yán)重的干擾和影響,而且還不能夠向其他的電子設(shè)備傳播不必要的電磁信號(hào)[1]。但是在實(shí)際的航空電子產(chǎn)品運(yùn)行過(guò)程中,一定會(huì)存在著自然界或者相應(yīng)人為因素產(chǎn)生的電磁干擾信號(hào)、電子設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的干擾信號(hào)、還有大量的電荷吸引干擾和電磁符合干擾問(wèn)題,這些干擾信號(hào)如果沒有被進(jìn)行及時(shí)地處理,就會(huì)通過(guò)一定的途徑進(jìn)入到航空電子產(chǎn)品中,作用于電子設(shè)備,對(duì)于航空電子產(chǎn)品實(shí)際的正常工作帶來(lái)嚴(yán)重的影響。一般來(lái)說(shuō)這些干擾因素會(huì)造成電路短路等現(xiàn)象的出現(xiàn),嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致整個(gè)航空電子產(chǎn)品不能夠進(jìn)行正常工作[2]。為了進(jìn)一步提高我國(guó)電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)水平,在航空電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中針對(duì)存在的具體問(wèn)題進(jìn)行深入研究分析,找出產(chǎn)生干擾的主要因素,只有明白和理解了影響航空電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)遇到的干擾因素以及干擾作用的方式,通過(guò)設(shè)計(jì)手法來(lái)消除干擾電路正常運(yùn)行的因素,使其在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中能夠保持一個(gè)最佳的狀態(tài),這樣對(duì)于我國(guó)電力電子行業(yè)的推進(jìn)也具有關(guān)鍵性的作用。

3干擾源/干擾因素的研究分析

在航空電子產(chǎn)品的建設(shè)、應(yīng)用以及后期的維護(hù)過(guò)程中,都會(huì)收到來(lái)自不同方面干擾因素造成的影響。在對(duì)這些干擾因素進(jìn)行研究和分析的過(guò)程中,必須要充分結(jié)合實(shí)際案例中出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題,對(duì)不同的干擾采取不同的措施,并有效將其作為我國(guó)電力電子行業(yè)發(fā)展過(guò)程中對(duì)航空電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的優(yōu)化原則,首先要做的就是要明確干擾源或者干擾因素的種類,然后了解其來(lái)源狀況,針對(duì)其不同規(guī)模的危害來(lái)采取干擾抑制措施的落實(shí)。在經(jīng)過(guò)研究之后,對(duì)干擾源進(jìn)行分類,按照干擾因素的傳播通道來(lái)說(shuō),主要將干擾源分為四個(gè)類型:第一類是來(lái)自于電網(wǎng)本身的干擾、第二類是來(lái)自于接地線的干擾、第三類是來(lái)自于信息通道的干擾、第四類則是來(lái)自于雜散電磁輻射的干擾。此外,還有來(lái)源于周圍環(huán)境的干擾,一旦在航空電子產(chǎn)品的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,超短波電臺(tái)、短波電臺(tái)、無(wú)線電高度表、羅盤等大功率高頻設(shè)備,在開關(guān)和工作的時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的干擾因素[3]。還有自然界中的雷電也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的干擾信號(hào)。總而言之,這些客觀存在的干擾源是不能夠完全避免的,只能夠通過(guò)一定的科學(xué)技術(shù)去減少其帶來(lái)的影響,以此來(lái)保證電子電路的可靠運(yùn)行。

4干擾的相關(guān)定義研究

干擾指的是在系統(tǒng)的正常運(yùn)行過(guò)程中,由于內(nèi)部和外界環(huán)境共同作用的影響使得正產(chǎn)孤獨(dú)感工作過(guò)程被影響或者打斷的過(guò)程[4]。對(duì)于航空電子產(chǎn)品的正常工作來(lái)說(shuō),常常會(huì)受到來(lái)自電磁干擾、溫度干擾、濕度干擾、聲波干擾和振動(dòng)干擾的嚴(yán)重影響。這其中以電磁干擾最為普遍,而且對(duì)于整個(gè)航空電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程帶來(lái)的影響最大,瞬態(tài)的變化使得誤差增加,最終導(dǎo)致了整個(gè)航空電子產(chǎn)品出現(xiàn)異常。5航空電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中抗干擾措施的制定5.1抗電網(wǎng)干擾的措施制定。在對(duì)抗電網(wǎng)干擾措施制定的過(guò)程中,主要目的是防止從交流電源線引入相應(yīng)的干擾因素,因此設(shè)置了相應(yīng)的抗干擾措施,該種裝置的組成部分包含以下幾個(gè)方面:220V電源、交流穩(wěn)壓器、電源濾波器、電源變壓器、整流器、雙T濾波器、直流、穩(wěn)壓、電子、電路,這其中的每一個(gè)組成部分都具有特使而且關(guān)鍵的作用。對(duì)于交流穩(wěn)壓器來(lái)說(shuō),主要是為了保持航空電子產(chǎn)品貢獻(xiàn)的穩(wěn)定性而設(shè)置的,并且能夠在實(shí)際的工作過(guò)程中有效防止電源系統(tǒng)的過(guò)電壓和欠電壓,幫助整個(gè)航空電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行是順利的。電源濾波器則是在將航空電子產(chǎn)品的各個(gè)線路接在電源變壓器之前,讓交流50Hz基波順利通過(guò),從而將較高頻率的干擾信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾,這樣幫助航空電子產(chǎn)品有效消除了電源串模干擾,還能夠在一定的程度上有效改善電源在工作過(guò)程中產(chǎn)生的波形。雙T把濾波器則是采取濾波的方法,讓有效的頻率成分通過(guò),對(duì)干擾因素產(chǎn)生的頻率做出了一定的抑制和消除[5]。最后,還需要采取0.01~0.1μF的無(wú)極性電容,將其并聯(lián)到直流穩(wěn)壓電路之中,有效過(guò)濾掉較高頻率的干擾。5.2抗地線干擾的措施。第一種措施就是采取單電接地的方式,將各個(gè)級(jí)別單元電路的地線連接在同一個(gè)點(diǎn)上,使得整個(gè)航空電子產(chǎn)品的運(yùn)行過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)環(huán)形地回響,有效避免了地環(huán)流的出現(xiàn)。第二種措施則是串聯(lián)接地,這種方式看起來(lái)雖然不是很合理,但是由于其操作手法較為簡(jiǎn)單,往往在設(shè)計(jì)印刷電路在所板上的應(yīng)用比較廣泛。第三種措施士是系統(tǒng)接地,主要是為了避免大功率電路流過(guò)地線回路的電流對(duì)小信號(hào)的電路造成一定的影響,這就必須要求一般功率地線和機(jī)械地線連接成為一個(gè)整體,然后再將其連接到各自應(yīng)該接到的地線上,最后連接到機(jī)殼地上,減少干擾因素的影響。第四種措施是多點(diǎn)接地,主要是采取髖銅皮鍍銀作為接地的母線,降低了阻抗帶來(lái)的影響[6]。5.3信號(hào)通道中的抗干擾措施。雙絞線傳輸作為信號(hào)通道中抗干擾措施的一種主要類型,指的就是對(duì)每一個(gè)信號(hào)的參數(shù)都需要采取兩條相互絞在一起的線進(jìn)行傳輸,分別是信號(hào)線和地線。這種措施對(duì)于一直空間電磁干擾、線與線之間的串?dāng)_以及想好地線干擾的影響具有關(guān)鍵性的意義,而且操作過(guò)程簡(jiǎn)單,操作技術(shù)容易使得這種抗干擾措施被廣泛地應(yīng)用起來(lái)。但需要注意的是在航空電子產(chǎn)品進(jìn)行長(zhǎng)線傳輸?shù)倪^(guò)程中要注意對(duì)阻抗的匹配,也就是實(shí)際過(guò)程中負(fù)載與雙絞線特性阻抗之間的匹配,落實(shí)好這一工作能夠促進(jìn)傳輸?shù)姆€(wěn)定性維持。第二種措施則是借助光電耦合器進(jìn)行處理,光電耦合器作為一種主要由發(fā)光二極管和光敏三極管組成的構(gòu)件,主要的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于各種劍鋒脈沖和干擾噪聲進(jìn)行了強(qiáng)有力地抑制,而且能夠獨(dú)立進(jìn)行工作。5.4在PCB設(shè)計(jì)中的抗干擾措施。設(shè)計(jì)PCB板時(shí),需要考慮PCB的大小尺寸、采用幾層板、線寬線徑大小、過(guò)孔大小、電源層和地層的分布等等。在確保板子大小較為適合的同時(shí),還應(yīng)該在進(jìn)行基板層數(shù)的選擇過(guò)程中,對(duì)有關(guān)噪音的因素予以參考。為了使電子系統(tǒng)能夠降低噪聲的影響,提升其抗干擾的能力,能夠利用接地的方式予以達(dá)成。將接地點(diǎn)數(shù)作為有效的依據(jù),一般情況下,主要涵蓋了單點(diǎn)、多點(diǎn)以及混合接地等三類不同的形式,而上述不同的接地形式的擇選則以系統(tǒng)運(yùn)作的頻率作為重要的根據(jù)。面對(duì)部分頻率低于相應(yīng)的低頻電路,通常以單點(diǎn)的接地形式作為首選;如果頻率高于相應(yīng)的高頻電路,通常以多點(diǎn)接地的形式作為首選;如果頻率處于-的范圍內(nèi)的電路的情況下,此時(shí)以混合接地的形式作為首選。

綜上所述,在電力電子行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步過(guò)程中,想要促進(jìn)航空電子產(chǎn)品的高效性和穩(wěn)定性,必須要重視對(duì)各種干擾因素的排除。尤其是在航空電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中,作為基礎(chǔ)的工程步驟,一旦受到干擾,對(duì)于后期的施工和實(shí)際應(yīng)用都會(huì)帶來(lái)較多的問(wèn)題。因此,重視在航空電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程的抗干擾措施制定,是一個(gè)非常具有復(fù)雜性和實(shí)踐性的問(wèn)題。這就要求相關(guān)的設(shè)計(jì)人員和工作人員必須要預(yù)先采取抗干擾措施的制定,并且在調(diào)試的過(guò)程中及時(shí)分析遇到問(wèn)題的原因和解決方案,從而對(duì)航空電子產(chǎn)品的工作原理、具體的線路走向和布置、抗干擾措施的屏蔽和電源的抗擾動(dòng)能力進(jìn)行系統(tǒng)地處理,并且重視對(duì)于干擾因素的防護(hù)形式要做出相應(yīng)的改進(jìn),才能夠有效提升航空電子產(chǎn)品的在實(shí)際工作過(guò)程中的可靠性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

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[6]陳金華.淺析電子電路設(shè)計(jì)中的抗干擾措施[J].中國(guó)科技信息,2006(4):108.

作者:潘慶國(guó) 胡猛 彭雪娟 單位:國(guó)營(yíng)蕪湖機(jī)械廠