电子设备地线干扰及其抑制
地线环路干扰的抑制方法
地线环路干扰的抑制方法
地线环路干扰是指由于工频电流通过地线和设备之间的环路产生的干扰信号。
为了抑制地线环路干扰,有以下几种方法:
一、增加接地电阻
增加接地电阻可以减小地线环路的面积,从而减小干扰信号的强度。
但是,增加接地电阻过大会导致接地电势升高,从而影响设备的安全性能。
二、采用屏蔽措施
采用屏蔽措施可以有效地减小地线环路的面积,进而减小干扰信号的强度。
常见的屏蔽措施包括使用屏蔽线缆、屏蔽箱等。
三、地线干扰电流的分离
地线干扰电流的分离可以避免地线干扰电流通过设备内部的回路而产生干扰。
常见的分离措施包括使用隔离变压器、隔离磁环等。
四、采用滤波器
采用滤波器可以将地线干扰信号滤波掉,从而减小干扰信号的强度。
常见的滤波器包括LC滤波器、RC滤波器、C-L-C滤波器等。
综上所述,抑制地线环路干扰的方法包括增加接地电阻、采用屏蔽措施、地线干扰电流的分离和采用滤波器等。
在实际应用中,需要根据不同的情况选择相应的方法。
地线干扰及防治措施
地线干扰及防治措施1. 地线干扰电子产品的地线设计是极其重要的,无论低频电路还是高频电路都必须要个遵照设计规则。
高频、低频电路地线设计要求不同,高频电路地线设计主要考虑分布参数影响,一般为环地,低频电路主要考虑大小信号地电位叠加问题,需独立走线、集中接地。
从提高信噪比、降低噪音角度看,模拟音频电路应划归低频电子电路,严格遵循“独立走线、集中一点接地”原则,可显着提高信噪比。
音频电路地线可简单划分为电源地和信号地,电源地主要是指滤波、退耦电容地线,小信号地是指输入信号、反馈地线。
小信号地与电源地不能混合,否则必将引发很强的交流声:强电地由于滤波和退耦电容充放电电流较大(相对信号地电流),在电路板走线上必然存在一定压降,小信号地与该强电地重合,势必会受此波动电压影响,也就是说,小信号的参考点电压不再为零。
信号输入端与信号地之间的电压变化等效于在放大器输入端注入信号电压,地电位变化将被放大器拾取并放大,产生交流声。
增加地线线宽、背锡处理只能在一定程度上减弱地线干扰,但收效并不明显。
有部分未严格将地线分开的PCB由于地线宽、走线很短,同时放大级数很少、退耦电容容量很小,因此交流声尚在勉强可接受范围内。
2.正确的布线方法是:1)主滤波电容引脚作为集中接地点,强、弱信号地线严格区分开,在总接地点汇总。
下面以最常见的LM1875(TDA2030A)为例,以生产商推荐线路说明一下:2030A推荐线路图图中R1、R2是输入落地电阻,C2是直流反馈电容,接地点是小信号地,标记为蓝色,;C3、C4、C6、C7是退耦电容,接地端标记为红色,属电源地。
正确的接地方式为:三个小信号接地点可混合在一条地线上,四个电源地汇集为另一条地线,电源地与小信号地在总接地点处汇合,除总接地点外,两种地不得有其他连通点!2)功放输出端的茹贝尔(zobel)移相网络(R5、C5)接地点处理方法较特殊,该接地点如并入电源地,地线电压扰动将经R4反馈至LM1875反相输入端,引起交流声;而并入小信号地的话,由于信号的相位、强度不一致,将导致音乐信号质量严重下降。
PLC的系统接地重要性及干扰的抑制
PLC的系统接地重要性及干扰的抑制摘要:PLC在数控系统中占据了很重要的地位。
一般大型的PLC中,都配备了职能接口,可以用来完成一些独立的用途,因此PLC得到了广泛的使用。
在安装和试运行整个系统的时候,需要接地来保证PLC的正常运行。
PLC控制系统的抗干扰能力强弱会影响整个系统的运行情况。
安装接地系统能够抑制对PLC运行造成影响的因素。
关键词:PLC 系统接地重要性干扰抑制PLC是可以编程的控制系统,在实际应用中的稳定性好,是一种综合性的控制装置,因此在实际生产中得到了广泛的应用。
组成PLC系统的零件大部分是电子器件,它们的工作电压和电流较低,现场生产使用的是交流电,电压和电流都比较高,而且存在一定程度的电磁干扰,所以PLC控制系统在运作的时候要接地。
一个好的接地情况能够保证PLC空心系统正常工作,可以缓解意外出现的电压带来的危害。
PLC是工业控制中的核心,运作过程中需要不断提升它的稳定性及可靠性,从而最大程度地保证企业生产的安全和经济。
这意味着需要对影响PLC系统稳定性的因素进行处理。
但是在实际的运作过程中,PLC控制系统所处的环境并不理想,这导致系统的运作过程中较为容易受到干扰。
提高PLC系统的稳定性,不仅能需要生产商保证系统的抗干扰能力,而且也需要注意设备的安装和维护。
如何针对PLC控制系统受到的干扰进行处理,这是目前操作员工所需要解决的问题。
那么哪些因素会对PLC控制系统造成影响呢?应该使用什么方法抑制这些因素造成的影响呢?一、PLC系统接地的重要性1.PLC系统接地的作用PLC接地系统主要有下面的几大类:信号地、电源地、保护地和屏蔽地等。
这种接地系统需要和地面链接。
这些接地系统主要起到的作用是为PLC控制系统提供一个标准的零电位;消除电压或者电容设备上载有的电荷;吸收漏电的电流和距离造成的电势。
因此把PLC控制系统接地能够抑制干扰,并对系统进行保护。
2.PLC系统接地的特殊性在生产中还没有使用PLC控制系统的时候,人们使用的是计算机控制系统,系统使用的接地电阻为4Ω。
电子通信中常见干扰因素及控制措施
电子通信中常见干扰因素及控制措施电子通信在现代社会中起到了举足轻重的作用,它已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
在电子通信过程中,常常会遇到各种各样的干扰因素,这些干扰因素可能会影响通信质量甚至造成通信中断。
控制这些干扰因素是非常重要的。
本文将对电子通信中常见的干扰因素及其控制措施进行详细的介绍。
电子通信中常见的干扰因素包括电磁干扰、多径传播、天气条件、电源噪声等。
下面我们将分别对这些干扰因素及其控制措施进行详细介绍。
首先是电磁干扰。
电磁干扰是指电磁波对电子设备产生的影响,它可能会导致设备的误操作、甚至损坏。
电磁干扰的控制措施包括:1. 屏蔽措施:采用金属屏蔽罩、金属壳体等材料对设备进行屏蔽,阻止外部电磁波的干扰。
2. 地线设计:良好的接地系统也是控制电磁干扰的重要手段,在设计电子设备时应合理设计接地系统,确保设备的地线连接良好。
3. 滤波器:在电子设备的电源输入端加装滤波器,可以有效去除电源中的高频电磁干扰。
接下来是多径传播干扰。
多径传播是由于信号在传播过程中经历了多条路径,并在接收端叠加形成信号失真。
控制多径传播干扰的措施包括:1. 天线设计:合理设计天线的方向和高度,减少信号的多径传播情况。
2. 信号处理算法:采用复杂的信号处理算法,对接收到的信号进行解调和数据恢复,以减少多径传播造成的影响。
3. 多址接入技术:在移动通信中,采用多址接入技术可以有效地减少多径传播带来的干扰,提高通信质量。
接着是天气条件干扰。
天气条件对电子通信的影响主要体现在微波通信和卫星通信中,恶劣的天气条件会导致信号衰减、传输延迟等问题,从而影响通信质量。
控制天气条件干扰的措施包括:1. 天线选址:合理选择天线的位置,避免受到恶劣天气条件的影响。
2. 多路径传输:采用多路径传输技术,当一个路径受到天气条件的影响时,可以切换到其他路径进行通信,从而减少天气条件带来的干扰。
3. 天气预报:及时了解天气变化,提前做好调整和应对措施,减少天气条件对通信的影响。
电子设备怎样抗干扰的原理
电子设备怎样抗干扰的原理电子设备在工作过程中会遭受各种干扰,这些干扰可能来自于其他电子设备、外界电磁场、无线电波等等。
为了确保电子设备的正常运行,保持信号的准确传输和数据的正确处理,电子设备需要采取各种措施来抗干扰。
电子设备抗干扰的原理主要包括以下几个方面:1. 地线和屏蔽:地线和屏蔽是电子设备抗干扰的首要手段。
地线可以将设备的电磁噪声引导到地面,从而减少对信号的干扰。
而屏蔽则是在电子设备外壳上加上金属或导电材料,形成一个闭合的屏蔽结构,有效地隔绝外界电磁干扰。
2. 滤波器:滤波器是电子设备抗干扰的重要组成部分。
它能够滤除掉电源线上的高频噪声,使得电压波动较小,从而保证电子设备的正常运行。
常见的滤波器包括电源滤波器、信号滤波器等。
3. 隔离器:隔离器是将电子设备与外界分开的装置。
它可以通过隔离传输媒介、光电耦合等技术,防止外界的电磁波通过传输媒介进入设备内部,造成信号干扰。
4. 接地:良好的接地是保证电子设备抗干扰的基础。
接地可以将设备上的电磁波引到地面,避免它们对其他设备造成干扰。
同时,接地还可以形成一个电磁屏蔽环境,减少电磁辐射的影响。
5. 屏蔽和驱动能力:电子设备的输入和输出信号线往往容易受到干扰。
设备可以通过加上屏蔽层来减少外界干扰,同时增强驱动能力,保证信号的传输和处理准确性。
6. 抗干扰设计:在电子设备设计的过程中,还需要考虑抗干扰的因素。
例如,对电源线进行布线时,要避免与信号线相交,以减少电源线对信号的干扰;在电路板布局中,要合理安排元器件的位置,减少互相干扰的可能性。
7. 屏蔽技术:电子设备可以利用屏蔽技术来减少干扰的影响。
屏蔽技术可以包括电磁屏蔽、电磁波吸收、电磁波隔离等方式,有效地防止外界电磁辐射对设备的干扰。
总之,电子设备抗干扰的原理主要是通过地线和屏蔽、滤波器、隔离器、接地、屏蔽和驱动能力、抗干扰设计等手段,减少外界电磁干扰对设备的影响,保证设备的正常运行。
同时,合理的屏蔽技术也可以应用于电子设备的设计和制造中,提高设备的抗干扰性能。
PCB设计中地线干扰与抑制
PCB设计中地线干扰与抑制设计中地线干扰与抑制1.地线的定义什么是地线?大家在教科书上学的地线定义是:地线是作为电位基准点的等电位体。
这个定义是不符合实际状况的。
实际地线上的电位并不是恒定的。
假如用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发觉地线上各点的电位可能相差很大。
正是这些电位差才造成了电路工作的异样。
电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。
HENRY 给地线了一个越发符合实际的定义,他将地线定义为:信号流回源的低阻抗路径。
这个定义中突出了地线中的流淌。
根据这个定义,很简单理解地线中电位差的产生缘由。
由于地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生降。
因此,我们应当将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。
2.地线的阻抗谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作,许多人觉得不行思议:我们用欧姆表测量地线的时,地线的电阻往往在毫欧姆级,电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降,导致电路工作的异样。
3.地线干扰机理3.1公共阻抗干扰当两个电路共用一段地线时,因为地线的阻抗,一个电路的地电位会受另一个电路工作电流的调制。
这样一个电路中的信号会耦合进另一个电路,这种耦合称为公共阻抗耦合。
在数字电路中,因为信号的频率较高,地线往往展现较大的阻抗。
这时,假如存在不同的电路共用一段地线,就可能浮现公共阻抗耦合的问题4.地线干扰对策 4.1地环路对策从地环路干扰的机理可知,只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰。
假如能彻底消退地环路中的电流,则可以彻底解决地环路干扰的问题。
因此我们提出以下几种解决地环路干扰的计划。
A. 将一端的设备浮地假如将一端电路浮地,就切断了地环路,因此可以消退地环路电流。
但有两个问题需要注重,第1页共3页。
电子设备的地线干扰及其抑制方法
1 接地 的 目的
电子设各在工作测量时 ,要求有公共的电位参 考点,所有测量 点的 电位都 是相对参考 点而言 的。 这个参考点一般 是把直流电源的某一级作 为公共点,
称为工 作接地 点 。 所谓 “ ”可 以是指 大地 ,电子设 备 往往 是 地 以地球 为基 准 , 即 以大地 作 为 零 电位 。“地 ”也 可 以是 以电路系统 中某一 点电位作为基准 ,即设该
接地屏蔽体 的电路来 讲。防止外界 电磁场 干扰电路
工作 ,同时也防止 电路内部产生 的电磁场 外泄;三
是许多 电子设备 的金属底座 、机壳及外露 件为了屏 蔽等 需要 ,通常 与 电路中 的地线 是相 连 的。
在采用 交流 工频 电源供 电的情 况下,若 电路中
P itd Crutnomain印 制 电路 信 息 2 O 帕 . … … … r e i iIfr t n c o O7 /
i lcr nc p r ts n t o f u p ein nE eto i Ap a au dMeh do p rs a S o
LvJ n i xa u
Ab t c sr t a T1 ro n 1 eg u dwi i h lcr nc p aau itree wi if e cn hen r l r f ecrut r nteeeto i p rtsn efrs t n u n igt e a h l oma woko t i i h e sr u l, a ’in r mu ta eteefciemeh dt trei wi hbt g, hs e t n ls tree t ei sy cl tg oe, s k f t to  ̄ i efr  ̄ t i iin T itx ay i i e rs h o l t h e v on r h n i a sn f wi
电子设备的电磁干扰及抑制对策
尤的影 响 导致 设 备无 法 正 常 运 行 , 而 电 磁 干 .
合影响干扰到其它部件 的正常运行 。
而 外 部 干 扰 主 要 是 指 线 路 、 设 备 受 电 子
接 地 是 防 止 干 扰 、 抑 制 噪 声 最 常 用 的 方
法之一 ,接地 电是 电路或系 统的基 准电位,可
一
吸收,并且电磁波在屏蔽体上的界面反应及 电 而言, 如果其采样 结果采用几组数据 的平均值,
磁感应 在屏蔽层上产生的反 向电磁场均可抵消 部分干 扰电磁波,所 以屏蔽体才可 以有效抑制 干 扰。如果在某种情况下无法通过屏蔽措施来 则可 以最大程度上数据在采集过程 中受到干扰 而影响其真实性 。如果数据存储 于随机 内存, 由于干扰导致数据 易发生变化或 丢失,则可以
电子技 术 ・ E l e c t r o n i c t e c h n o l o g y
电子设备的 电磁干扰及抑制对策
文/ 李桂川 郝玉涛
在漏电现象,从而对设备 、线路等产 生干扰 。 其次,一些设备功率较大 ,空 间内会产生 较强
的 磁 场 , 在 互 感 耦 合 的作 用 下对 电子 线路 、 设
北京航 空航 天大学出版社 .
根据 调 节 改 变 占空 比
看 门狗清零
昔简介
美 珠 ( 1 9 6 9 一 ) 通信 工程 专业本科 , 长期在企 事业单位从 事信号处理和 自 动控制仪器设
均研 发 。
恢 复 现 场
蕾单位
州 泰林 生物技 术设备有 限公 司 浙江省杭 州
设置 中断优 先 级、使能 中断
捕 获 转 子 位置 , 获得 换 相 控 制 字
PCB布线的地线干扰与抑制处理方法
PCB布线的地线干扰与抑制处理方法PCB(Printed Circuit Board)布线中的地线干扰是一种常见的问题,它可能会干扰电路的正常运行。
为了解决这个问题,我们可以采取一些抑制处理方法来减少或消除地线干扰。
下面是一些常见的地线干扰与抑制处理方法:1.地线布线技巧:a.分离数字和模拟地:尽量将数字与模拟电路的地线分开,减少相互干扰的可能性。
b.接地电流的路径短而宽:将接地电流通过干燥的宽地线传输,减少接地电阻和导线电感,提高地线的抑制能力。
c.使用星形接地:d.使用平面接地:e.使用分区接地:f.使用地钉:在关键区域使用地钉来提供额外的地线连接。
2.组件布局:a.尽量将高频和低频组件分开:将高频组件和低频组件分开布局,减少相互之间的干扰。
b.避免地线回流干扰:确保地线回流干扰不通过敏感组件周围的区域,可以通过调整组件布局来实现。
3.组件选择和降噪处理:a.选择低噪声组件:选择具有低输入输出噪声特性的组件,减少地线干扰。
b.使用滤波器:在地线上添加合适的滤波器,可以有效地抑制地线上的噪声干扰。
c.使用抑制电阻:通过在地线上添加适当的抑制电阻来减少地线干扰。
d.使用绕组电感:在地线上添加绕组电感,可以有效地抑制高频地线干扰。
4.地线连接:a.使用铺铜:通过在布线过程中使用铺铜技术,可以增加地线的面积,减少地线干扰。
b.使用分布式接地:将地线接地点分布在整个电路板上,减少地线干扰。
5.PCB设计原则:a.适当阻抗匹配:确保地线干扰越小越好,可以采用适当的阻抗匹配。
b.保证良好的地线连续性:地线应该连续,并与地端连接紧密。
c.减小地线面积:地线可以不要太大,以减小地线干扰。
除了上述方法,我们还可以通过仿真、实测和调试等方法进行地线干扰与抑制处理。
通过使用静电式电位差分析仪等测量设备,可以检测地线上的干扰情况,并找出抑制干扰的有效方法。
综上所述,地线干扰的抑制处理是一个综合性的问题,需要结合布线技巧、组件布局、组件选择和降噪处理、地线连接、PCB设计原则等多方面的因素来进行综合考虑和处理。
PCB地线的干扰与抑制分析
摘要:在PCB设计中,尤其是在高频电路中,经常会遇到由于地线干扰而引起的一些不规律、不正常的现象。
本文对地线产生干扰的原因进行分析,详细介绍了地线产生干扰的三种类型,并根据实际应用中的经验提出了解决措施。
这些抗干扰方法在实际应用中取得了良好的效果,使一些系统在现场成功运行。
在单片机系统中,PCB(印制电路板)是用来支撑电路元件,并提供电路元件和器件之间电气连接的重要组件,PCB导线多为铜线,铜自身的物理特性也导致其在导电过程中必然存在一定的阻抗,导线中的电感成分会影响电压信号的传输,电阻成分则会影响电流信号的传输,在高频线路中电感的影响尤为严重,因此,在PCB设计中必须注意和消除地线阻抗所带来的影响。
1 产生干扰的原因电阻与阻抗两个不同的概念。
电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗,而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗,这个阻抗主要是由导线的电感引起的。
由于地线总是存在阻抗,因此用万用表测量地线时,地线的电阻一般是mmΩ级。
以PCB上一段长10 cm、宽1.5 mm,厚度为50μm的导线为例,通过计算可得到其阻抗的大小。
R=ρL/s(Ω),式中L为导线长度(m),s为导线截面积(mm2),ρ为电阻率ρ=0.02,因此该导线电阻值约为0.026 Ω。
当一段导线与其他导线远离并且其长度远大于宽度时,导线的自感量为0.8 μH/m,那么10 cm长的导线的电感量是0.08μH。
再由下面的公式求出导线感抗:XL=2πfL,下式中,f为导线通过信号的频率(Hz),L为单位长度导线的自感量(H)。
所以分别计算出该导线在低频和高频下的感抗值:在实际电路中,造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号,脉冲信号包含丰富的高频成分,因此会在地线上产生较大的电压。
通过以上的公式计算可以看出,在低频信号传输中导线电阻大于导线感抗,对于数字电路,电路的工作频率很高,在高频信号中导线感抗要远大于导线电阻。
因此,地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。
地线干扰及抑制
地线干扰及抑制电子产品中的各类电路均有电位基准,对于一个理想的接地系统来说,各韶分的电位基准都应保持霉电位。
产品内所有的基准电位点通过导体连接在一起,该导体就是产品内部的地线。
电子电路的地线除了提供电位基准之外.还可以作为各级电路之间信号传铂的返回通路和各级电路的供电回路。
可见电子产品中地线设计面相当广。
“地”可以是指大地,陆地使用的电子产品通常以地球的电位作为基准,并以大地作为零电位。
“地”可以是电路系统中某一电位基准点,并没该点电位为相对罕电位,但不是大地零电位。
例如,电子电路往往以产品的金属底座、机架、机箱等作为零电位或称“地”申位,但金属底座、机架、机箱有时不一定和大地相连接,即产品内部的“地”电位不一定与大地电位相同。
但是为了防止雷击对产品和操作人员造成危险,通常应将产品的金月底座、机架、机箱等金屈结构与大地相连接。
电子产品的“地”与大地连接有如下作用。
’0提高电子产品电路系统工作的稳定性。
ATMEL代理商电子产品若不与大地连接,它相肘于大地将呈现一定的电位,该电位会在外界于扰场酌作用下变化,从而导致电路系统工作不稳定。
如果将电子产品的“地”与大地相连接,使它处于真正的零电位,就能有效地抑制干扰。
⑦泄放机箱上积累的静电电荷,避免静电高压导致产品内部放电而造成干扰。
③为产品和操作人员提供安全保障。
1.设置地线的意义电子产品之所以要设置地线,是基于下列3个原因(1)绝组破坏时地线能起保护作用径交流电网供电的电子产品中,如果机箱不接大地f旦电源与产品机箱问的绝绝破坏,或电源变压器初级绕组与铁芯间的绝缘击穿,如图5—41所示,产品机箱就会带上电网电压,对操作人员的安全构成威胁。
(2)防止产品感应带电而造成电击对于一些机箱不接地的高频、高压大功率电子产品,其内部的高频、高压电路与机箱间存在杂散锅合阻抗,如图5—42所示,会使机箱上感应出危险的高频商电压。
电子产品的机箱上带有高频高电压后,对操作和维修人员将构成威胁。
电路设计中如何接地来抑制干扰
电路设计中如何接地来抑制干扰一、在电子电路中,形成干扰的基本要素有三个:相关干扰源、线路传播路径、板上敏感器件,指容易被干扰的对象。
抗干扰设计的基本原则是:抑制干扰源,切断干扰传播路径,提高敏感器件的抗干扰性能。
(类似于传染病的预防)1干扰源的抑制抑制干扰源的常用措施如下:(1)继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的反电动势干扰。
仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。
(2)在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路,电阻一般选几K 到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响。
(3)给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短。
(4)电路板上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响。
注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波效果。
(5)布线时避免90度折线,减少高频噪声发射。
(6)可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的)。
二、按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。
所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。
高频干扰噪声和有用信号的频带不同,可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的传播,有时也可加隔离光耦来解决。
电源噪声的危害最大,要特别注意处理。
所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。
一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。
截止干扰传播路径的措施:(1)充分考虑电源对单片机的影响。
电源做得好,整个电路的抗干扰就解决了一大半。
许多单片机对电源噪声很敏感, 要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。
比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。
(2)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。
图解PCB地线干扰及抑制对策
图解PCB地线干扰及抑制对策在电子产品的PCB设计中,抑制或防止地线干扰是需要考虑的最主要问题之一。
而许多初学者不了解地线干扰的成因,因此对解决地线干扰问题也就束手无策了。
所谓干扰,必然是发生在不同的单元电路、部件或系统之间,而地线干扰是指通过公用地线的方式产生的信号干扰。
注意这里所提到的信号,通常是指交流信号或者跳变信号。
地线干扰的形式很多,有人把它归结成两类:地线环路干扰、公共阻抗干扰,我认为应该还要加上地线环路的电磁偶合干扰,因此是三类。
下图可以很好的说明三类地线干扰的成因。
衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响。
具体的说就是“B 单元电路”的地线电流,在J、N、L、M形成的“地线环路”中,对放大器A1和A2造成了影响。
由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此成为地环路干扰。
二、地环路电磁耦合干扰在实际电路的PCB上,J、N、L、M形成的“地线环路”将包围一定的面积,根据电磁感应定律,如果这个环路所包围的面积中有变化的磁场存在,就会在环路中产生感生电流,形成干扰。
空间磁场的变化无处不在,于是包围的面积越大干扰就越严重。
三、公共阻抗干扰认真考察上图所示的电路结构,我们将发现,J、N、L、M中,有一条连接是多余的,随便去除其一,仍然可以满足各个接地点的连通关系,同时又可以消除地线环路。
那么,将哪一条连线去除比较合理呢?这时就要考虑另一类的干扰问题——公共阻抗干扰。
①去除J:这是最差的方案。
J去除后地线环路似乎消失了,可是另一个更可怕的环路又形成了(I、N、L、M),其中I是信号线,因此干扰比原来有线J时还要严重。
②去除M:环路消失,但是我们发现,此时放大器A2的地线电流需要流过J、N到达接地零点,注意N段是A1和A2共同的接地线,因此A2接地电流在N上形成的电压降就加到了A1上,形成干扰。
这种因共用一段地线而形成的干扰称为“公共阻抗干扰”。
③去除L:不仅不能解决A2与A1之间的公共阻抗干扰问题,还引起了“B单元电路”与A1、A2之间的公共阻抗干扰问题。
CNC机床的接地、屏蔽与干扰的抑制
CNC机床的接地、屏蔽与干扰的抑制一、概述系统的抗干扰能力是影响CNC机床正常运行的重要因素,也是关系到整机可靠运行的关键,而干扰的产生,很大程度上是由于接地和屏蔽处理不当引起的。
CNC系统的特点是:工作信号电压低(一般在10V左右),抗干扰能力差。
就CNC机床而言:这种干扰叠加在信号上,会引起信号测控失真和误动作,位置控制产生漂移,对测量单元的干扰直接影响测量与控制精度,时钟信号、复位信号、中断信号、控制信号对噪声干扰信号的敏感性很强,会造成系统控制不稳定、设备无法正常工作。
合理有效地抑制干扰源,研究有效经济和适用的抑制方法用以实现电磁兼容性,使CNC机床能在电磁干扰环境中安全、高效地运行,是机床系统可靠性设计及应用的关键。
完善的接地、屏蔽系统是抗电磁干扰的重要举措,良好的接地方式可以在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,确保系统的电磁兼容性和运行的可靠性。
这是抑制干扰的基本原则,也是提高CNC设备电磁兼容性设计的有效手段之一。
二、接地、屏蔽的种类与干扰的抑制接地是提高电子设备电磁兼容性(EMC)的有效手段之一。
接地就是将电路、设备机壳、电箱控制柜等与作为零电位的一个公共参考点(大地)实现低阻抗的连接。
CNC机床中的“接地”有着严格要求,如果不能按照要求接地,干扰信号就会通过地线这条路径对机床引发干扰。
CNC系统的接地方式主要有:保护接地、工作接地、屏蔽接地。
1.保护接地保护接地与CNC设备的机壳等实现良好的连接,并和大地相连,可以有效降低安全事故的发生。
在CNC机床的电柜中,保护接地接地排有着严格的设计标准和要求,接入大地的接地电阻原则上要求小于1欧姆;系统内的保护地线,采用标准设计形式,使用黄绿双色线连接到接地排上,同时要求避免形成环路;这样可以减少与其它设备的相互电磁干扰,实现系统的干扰抑制能力。
2.工作接地为了避免CNC机床在工作过程中的共地线阻抗干扰和对地环路干扰,以及共模电流辐射干扰发生,工作接地极为重要。
浅析电子电路中的线路干扰及其抑制
浅析电子电路中的线路干扰及其抑制摘要:伴随着电子电路在我国的使用范围不断增加,针对电子电路的抗干扰研究便成为了相关科研技术人员需要重点研究的一问题。
有效针对不同原因的电子电路干扰现象进行抑制,对于我国各行各业的健康蓬勃发展,有着重大的意义。
因此,文本就以对电子电路的抗干扰措施为重点研究内容,总结了一些抑制方法,希望能够快速解决电子电路中的干扰问题,仅供借鉴。
关键词:电子电路;干扰类型;抗干扰措施电子电路与其他电路一样,容易受到外部和电路内部干扰。
在使用时如果装配不当,将会使电路因受干扰而不能正常工作。
因此,必须采取相应的抑制干扰措施,将干扰的影响抑制到最小。
1电子电路系统的干扰类型电子电路的干扰是指影响电子电路正常工作的内因和外因,其既可能来自于电子系统内部,也可能来自于电子系统外部。
干扰是影响电子电路正常工作的一个重要因素之一,如何最优提高抗干扰能力是电子电路技术研究人员必须面临的问题。
电子电路系统运行中所存在的电磁干扰,如果按干扰传播途径来分类,一般可将其分为空间辐射干扰与传导干扰。
其中,空间辐射干扰主要是指:干扰源以空间为干扰传播的主要途径,通过空间辐射来对电子电路进行干扰;传导干扰则需要借助电子电路中的各种导线或各个电路单元,将干扰源作用在导线上,并利用导线的连接方式,使干扰源沿着导线进行传输,从而给电子电路系统造成干扰。
2 电子电路外界干扰和相应抑制方法2.1外来干扰及其抑制(1)自然干扰是由自然现象引起的,例如天空闪电、雷击、地球辐射、宇宙辐射等。
这些主要对通讯、广播、导航设备有较的影响,一般设备可以不考虑。
(2)人为干扰主要是指周围环境通过辐射或藕合,经过电源线、地线、信号线进人数字电路系统的干扰。
以及各类电气设备所引起的电火花,如直流电机整流子碳刷电火花、接触器、断路器、开关等接点电火花等。
电气设备启停通过供电系统对电子设备的干扰,高频加热、脉冲电腐蚀、电火花加工、可控硅整流,电气设备所造成的电磁场干扰等。
浅谈地线干扰及其抑制方法
电子报/2005年/11月/6日/第013版电子技校浅谈地线干扰及其抑制方法庄力群在电子产品的PCB设计中,抑制或防止地线干扰是考虑的最重要问题之一。
许多初学者不了解地线干扰的成因,因此对解决地线干扰问题也就束手无策。
所谓干扰,必然是发生在不同的单元电路、部件或系统之间。
地线干扰是指通过地线耦合的方式产生的信号干扰。
这里所提到的信号,通常是指交流信号或者跳变信号。
地线干扰的形式很多,笔者归成三种:附图可以说明三种地线干扰的成因。
A1、A2是级联的两个放大电路。
由于PCB设计的客观原因,各个电路单元分布在不同的板面位置,它们之间的连线必然有一定的长度,这就形成了导线(铜箔)电阻。
导线的直流电阻虽然很小,大都可以忽略,但是对于交流信号来说,其感抗成分就不可以忽略不计,尤其是频率比较高的时候更是如此。
地线同样是导线,因此也存在阻抗。
附图中的地线J、K、L、M、N就不可以简单地看成是等电位连线了,应该把它们各自看成一个电抗元件。
有了这个基本概念,就比较容易理解三种地线的干扰。
一、地环路干扰由于地线阻抗的存在,当电流流过地线时,就会在地线上产生电压。
当电流较大时,这个电压可以很高。
例如附近如有大功率用电器启动时,会在地线中流过很强的电流。
比如图中“B单元电路”的地线电流,流经地线K、L,或者K、M、J、N到达接地零点。
由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响,即“B单元电路”的地线电流,在J、N、L、M形成的“地线环路”中,对放大器A1和A2造成了影响。
由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的,因此成为地环路干扰。
二、地环路电磁耦合干扰在实际电路的PCB中,J、N、L、M形成的“地线环路”将包围一定的面积,根据电磁感应定律,如果这个环路所包围的面积中有变化的磁场存在,就会在环路中产生感生电流,形成干扰。
空间磁场的变化无处不在,于是包围的面积越大,干扰就越严重。
三、公共阻抗干扰认真考察图中所示的电路结构,将发现,J、N、L、M中,有一条连接线是多余的,去除其中之一,仍然可以满足各个接地点的连通关系,同时又可以消除地线环路。
电气工程中自动化设备的抗干扰措施
电气工程中自动化设备的抗干扰措施在电气工程中,自动化设备的抗干扰措施是非常重要的,可以保证设备的正常运行和减少干扰对设备造成的影响。
下面将介绍几种常见的抗干扰措施。
1. 电磁屏蔽:对于电磁干扰较严重的环境,可以采用电磁屏蔽措施。
电磁屏蔽可以通过使用金属屏蔽罩、金属屏蔽壳等方法来限制电磁波的传播和干扰设备的正常运行。
2. 地线连接:在电气设备中,地线连接是非常重要的一环,可以有效地减少地线干扰。
通过良好的地线连接,可以将干扰电流及时导入地下,避免对设备的影响。
3. 路线布局:在电气设备的布线过程中,需要合理地规划线路,尽量避开干扰源,并采用分离布线的方法,将干扰源和受干扰线路相互隔离,减少相互之间的干扰。
4. 屏蔽处理:对于特定的电气设备,可以采用屏蔽材料进行处理,阻挡干扰信号的传播。
屏蔽材料可以是金属片、金属纤维、亚光涂料等,可以有效地减少电磁干扰。
5. 滤波器:滤波器是抗干扰措施中常用的一种方法。
通过安装滤波器,可以隔离和减少干扰信号,保证设备的正常运行。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器等。
6. 地回路阻抗:针对设备的地回路阻抗过高,容易引起共模干扰的问题,可以通过降低地回路阻抗的方法进行处理,减少共模干扰的影响。
7. 抗干扰电缆:对于电缆传输信号受到干扰较大的情况,可以选择抗干扰电缆来解决。
抗干扰电缆可以通过特殊的设计和材料选择,减少外界干扰对信号的影响。
8. 绝缘处理:在电气设备中,绝缘处理是必不可少的一环,可以减少因接地或绝缘失效引起的干扰。
可以采用绝缘材料来对设备进行绝缘处理,提高设备的抗干扰能力。
电气工程中自动化设备的抗干扰措施是非常重要的环节,可以提高设备的可靠性和稳定性。
通过合理的设计和措施的采取,可以有效地减少干扰对设备的影响,保证设备的正常运行。
不同的干扰源需要采取不同的抗干扰措施,综合考虑多种因素,选择合适的措施进行干扰抑制。
接地地环路对电子设备的干扰和抑制措施的研究
作 非常重要。 1 雷电对通信 、 电子设备的危害和防护 雷电对通 信 电源及其供 电设备造成 的危害 大部分是 感应 雷产 生的过 电压和地 电位 升高反击通信 电源及其 用 电设备。据 资料显 () a 差分放大器与地线干扰 () b 等效 电路 示 , 某 处供 电线 路 的 雷击 电流 为 8 k 时 , 处 线 路 上 的 瞬 间 感应 当 0A 该 图 1 差分放大器与地线干扰及等效 电路 电压可达 2 k 5V。如果某通信站距 离落雷处不是很远 , 那么 , 此高 如 根据 等效 电路可以写出下列 方程 : 的感应过 电压 即使经过线路衰减也仍然具 有相 当的强度 , 从而 击穿 U + I R_ R 2 I 2 1 ( 2 ) + 【) 1 电源设备绝缘 , 损坏 电源及其供 电设 备 , 造成供 电异常或中断、 损坏 I R + l =lR+ Rl 2 以 R2 I R l 1 ( ) ( + ) () 2 其供 电的通信设备等严重故障。此外 , 由于现在通信站接地 系统 大 多采用联合接地 方式 , 这样雷 电流经 接地 装置入地 时 , 电位将 瞬 地 II I =Iz += + () 3 间升 高。 假设某站联合接地系统接地 电阻值 为 l 雷 电流瞬间最大 n, 根 据以上三个方程连立求解可得 : 值 为 2 k 那么地 电位就升高 2 k 。 引雷入地 是雷 电防护最 基本 0 A, 0V u1 = — 而 Rg I ( c + / R R 2 R2 1 ) 的措 施 。另 外还 有 等 电位 法和 雷 云驱 散 法 。等 电位 法 是 在 构筑 建筑 u 一( + / R + c + / R R g 2 R2 R R s R 1R 1 g g gu R c — g) g( 一 ) 一 6 物时将所有导 电物体 ( 钢筋、 如 金属管道 、 金属 门窗等 ) 用导体联 均 T 一— j r , ± ± = g ( ± 丝)一 R 2 s ) 1 c _ _ E 接成 一体 , 使其感应任何 电场时均 无 电位差 , 建筑体 也就不会 遭雷 一 ( /+ c 一 g ( s R 1 R l R R ) R 2 R 2 R )R + c + l — g g R g 击。雷云驱散法是有 的国家用导弹将雷云驱散 以防止雷击。 2地 环 路 的 干 扰 全球 每 天 约 发 生 8 0万 次 闪 电 , 个 闪 电 的 电压 高达 l 到 1 0 每 亿 0 ( ± )… — 一 ~ I — 1 T 亿伏 特 , 电流 强 度达 2万 至 4万 安 培 。 雷 击 放 出 的 强 电会 造成 电力 ( R 一 ( R + fR )RR R2 控 R )R+ “ R】 一 Rg + 一 设 施 的 损坏 , 起 电信 、 星 、 动 通 讯 服 务 的 中 断 , 致 煤 炭 、 油 引 卫 移 导 石 由于 电路 的 对 称 性 , R , ¨ R 2 R = R : = 化 工 、 织 易 燃 物 品 火 灾 事 故 , 为严 重 的是 带 来 人 员伤 亡 。 引雷 纺 更 而 当 R= s 0时 : 2Ul U一 = O 入 地 是 雷 电 防 护 最 基 本 的 措 施 , 此 电子 、 信 设 备 都 需 要 有 接 地 因 通 当 R ≠0时 , 以与 R 2串联 一 个 滑 动 变 阻器 R , 过 调 节 滑 s 可 e d通 措施 , 电子设 备中的地线 分布 到设备 内部 的各级 电路 单元 , 但 通过 动 变 阻 器 的值 使 得 : & R R( 1 Rl R + R + Rl 2 = ) 接地难免会 与其 他线路构成环 路。如果 在不对称馈 电的信号 电路 4 结 论 中 , 线与信号 线可构成 环路 ; 地 地线作 为直流供 电电源的馈 线之一 当输 入共模信号 时 , 由于 电路 的对称 性 , 此时两发 射极 电流 增 时, 它与另一 电源线也会构成 环路 ; 地线本身也可能构成环路。当交 量 大小极性相 同, 电阻上将有增量 电流 , 同理两极 电极 处 的电压 增 变磁 场与这些回路 交连 时, 环路中产生 的感应 电势就有可能叠加到 量也是大小极性都相 同。因此 , 双端输 出时电压 为零 , 即理想对称 的 传输信号上形成干扰。 差放两端输 出时的共模增益为零。使得 u 所 引起 的干扰 电压基 本 g 3 地 环 路 干 扰 的 抑 制 被抵消 , 达到抑制共模 干扰 的 目的。 对地环路 干扰 的抑制 目前有 很多措施 ,如采用变压器耦合 , 纵 参考文献 : [】 1 邱成悌. 电子设备结构设计原理【 . M] 江苏 . 东南大学 出版社 ,0 1 20 . 向扼 流圈传输信号 , 电路单元问用 同轴 电缆传输信号 , 光偶合器 , 光
电子通信的干扰要素及防控措施
在电子设备中采用滤波器等器件对干扰信 号进行过滤,减少干扰信号对设备的影响 。
接地技术
合理布局
将电子设备的接地端子与大地相连,形成 良好的接地系统,减少电磁干扰的传播。
在电子设备布局时,应尽量减少不同设备 之间的距离和相互之间的耦合作用,以减 少电磁干扰的产生和传播。
03
雷电干扰及其防控措施
雷电干扰的产生机理
直接雷击
电子通信设备或传输线路直接受 到雷电冲击,导致设备损坏或通
信中断。
感应雷击
雷电产生的高电压和电流在电子通 信设备或传输线路上感应出电动势 或电流,导致设备性能下降或损坏 。
电磁脉冲
雷电产生的电磁场变化产生电磁脉 冲,对电子通信设备造成干扰。
雷电干扰的传播途径
空间传播
雷电产生的电磁波在空间 中传播,对电子通信设备 造成干扰。
对电子设备进行定期检测和维护,确保设备接地良好,及时发现并 排除潜在的干扰源。
05
静电干扰及其防控措施
静电干扰的产生机理
1 2 3
摩擦起电
当两个不同的物体相互摩擦时,其中一个物体会 失去电子,另一个物体则会获得电子,从而产生 静电。
感应起电
当一个带电物体接近一个不带电物体时,不带电 物体中的自由电子会受到电场力的作用,发生移 动,形成感应电荷。
系统性能下降
长期受到干扰的影响,通 信系统的性能会逐渐下降 ,如误码率增加、传输速 率降低等。
常见干扰源及其特点
无线电设备
如手机、无线电广播、无线电 视等,其产生的无线电波可能
会对电子通信造成干扰。
工业设备
如电动机、电力线等,其产生 的电气噪声可能会对电子通信 造成干扰。
雷电
雷电是一种自然现象,它产生 的电磁脉冲可能会对电子通信 设备造成损坏。
电子设备地线干扰及其抑制
电子设备地线干扰及其抑制为构成电信号的通路、防止设备外壳带电而造成人身不安全,一般电子设备的机架、外壳、插件、插箱、底板等都与地相连。
连接这些“地”的导体称为地线,地线设置的不好,会影响设备的电磁兼容性设计,造成地线干扰,主要表现为:地阻抗干扰和地环路的干扰。
5.4.1 地阻抗干扰和抑制由于地线自身有阻抗,电路工作时,各种频率的电流都可能流经地线某些段而产生电压降,这种电压降会使得电路中各部分对地电压变化而产生干扰。
如图所示,U1为干扰电路1中的干扰源电压,U2为受干扰电路2中的信号电压,Z g为两电路公共地阻抗。
根据电路1和电路2两个回路可写出下列方程:图 公共地阻抗引起的干扰g g gL i Z I I U Z I I R R I U )()()(21211111+=+++=由于仅讨论电路1对电路2的干扰,2I 在公共阻抗g Z 上的作用不予考虑,(5.11)可简化为gg g L i Z I U Z R R I U 11111)(=++= 得gL i gg Z R R U Z U ++=111一般 g L i Z R R >>+11,忽略g Z 则111L i g g R R U Z U +=g U 在电路2负载2L R 上所形成的噪声电压n U 为n U =g L i L U R R R 222+将式(5—13)代入式(5—14)可得n U =))((221112L i L i L g R R R R U R Z ++可见,电路2负载2L R 上的噪声电压n U 与干扰电压1U 、公共地线阻抗g Z 及负载2L R 成正比。
为减少地阻抗的干扰,可以通过增大地线的横截面积,减少阻抗而达到抑制地线干扰的目的;在高频时,由于集肤效应,地线中的高频电流是沿地线表面流过的,因此,不但要求地线的横截面积大,而且要求横截面的周边长;在相同横截面积时,矩形截面周长大于圆形截面周长,而且矩形的宽厚比越大,截面周长越长。
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电子设备地线干扰及其抑制
为构成电信号的通路、防止设备外壳带电而造成人身不安全,一般电子设备的机架、外壳、插件、插箱、底板等都与地相连。
连接这些“地”的导体称为地线,地线设置的不好,会影响设备的电磁兼容性设计,造成地线干扰,主要表现为:地阻抗干扰和地环路的干扰。
5.4.1 地阻抗干扰和抑制
由于地线自身有阻抗,电路工作时,各种频率的电流都可能流经地线某些段而产生电压降,这种电压降会使得电路中各部分对地电压变化而产生干扰。
如图所示,U1为干扰电路1中的干扰源电压,U2为受干扰电路2中的信号电压,Z g为两电路公共地阻抗。
根据电路1和电路2两个回路可写出下列方程:
图 公共地阻抗引起的干扰
g g g
L i Z I I U Z I I R R I U )()()(21211111+=+++=
由于仅讨论电路1对电路2的干扰,2I 在公共阻抗g Z 上的作用不予考虑,(5.11)可简化为
g
g g L i Z I U Z R R I U 11111)
(=++= 得g
L i g
g Z R R U Z U ++=111
一般 g L i Z R R >>+11,忽略g Z 则
1
11
L i g g R R U Z U +=
g U 在电路2负载2L R 上所形成的噪声电压n U 为
n U =g L i L U R R R 2
22
+
将式(5—13)代入式(5—14)可得
n U =))((22111
2L i L i L g R R R R U R Z ++
可见,电路2负载2L R 上的噪声电压n U 与干扰电压1U 、公共地线阻抗g Z 及负载2L R 成正比。
为减少地阻抗的干扰,可以通过增大地线的横截面积,减少阻抗而达到抑制地线干扰的目的;在高频时,由于集肤效应,地线中的高频电流是沿地线表面流过的,因此,不但要求地线的横截面积大,而且要求横截面的周边长;在相同横截面积时,矩形截面周长大于圆形截面周长,而且矩形的宽厚比越大,截面周长越长。
所以地线一般采用扁平的矩形铜条带。
为了减小地线和馈线的阻抗,可将地线和馈线靠近敷设。
地线与馈线靠得越近,回路电感L 越小,但线间的分布电容会增大,由于馈线和地线的特性阻抗C L
Z ,减小L 增大C ,
可使Z 变小,故地线和馈线靠近敷设,对减小阻抗有利。
5.4.2地环路干扰
电源馈线接入电路后,电路接地,电源
馈线和地线就构成一个环路;此外地线与信
号线、地线本身也可能构成环路。
当交变磁
场穿过这些环路网孔时,环路中产生的感应电势就有可能叠加到传输信号上形成干扰。
这种干扰称为地环路干扰。
如右图所示的电路,电源馈线、地线以及电路1和电路2的信号传输线之间构成一个环路,交变磁场在环路中产生的感生电势为
dt
d S dt d
e g B -=Φ-= 式中 g e —环路中的感生电势(V )
S —环路在磁场垂直方向上的投影面积(m 2)
B —穿过环路的磁通密度(T ,1T=V ·s/m 2)
由式(5—16)可知,要减小地环路的干扰,就得减小地环路面积,最好在线路布局时避免构成地环路。
抑制地环路干扰的方法是阻隔地环路,可以采用隔离变压器、纵向扼流圈、光电耦合器等方法。