(完整word版)抗干扰措施

6抗干扰措施

系统总的增益为0～20dB，因此抗干扰措施必须要做得很好才能避免自激和减少噪声。我们采用下述方法减少干扰，避免自激：

1、设计制作稳定供电电源，减少电源外部干扰。

2、电源、前级放大、后级功放分级隔离，减少相互干扰。

3、将输入部分和增益控制部分装在屏蔽盒中，避免级间干扰和高频自激。

4、电源隔离，输入级和功率输出级采用隔离供电，输入级电源靠近屏蔽盒就近接上1000uF电解电容，盒内接高频瓷片电容，通过这种方法可避免低频自激。

5、所有信号耦合用电解电容两端并接高频瓷片电容以避免高频增益下降。

6、构建闭路环。在输入级，将整个运放用较粗的地线包围，可吸收高频信号减少噪声。在增益控制部分和后级功率放大部分也都采用了此方法。在功率级，这种方法可以有效的避免高频辐射。

7、使用同轴电缆，输入级和输出级使用BNC接头，输入级和功率级之间用同轴电缆连接。

8、注意整机电路PCB排版、布线设计及其电磁兼容EMC设计，提高整机抗干扰能力，工作稳定。（详见第9章专题介绍）

实践证明,电路的抗干扰措施比较好，在1KHz～6MHz的通频带范围和0～58dB增益范围内都没有自激。

7 PCB和电磁兼容设计

7.1电磁兼容EMC

电磁兼容（Electromagnetic Compatibility,简称EMC），是研究在有限的空间、时间和频谱资源的功能条件下，各种电气设备共同工作，并不发生降级的科学[8]。另外一种解释，EMC是一种技术，这种技术的目的在于，使电气装置或系统在共同的电磁环境条件小，既不受电磁环境的影响，也不会给环境以这种影响。换句话说，就是它不会因为周边的电磁环境而导致性能降低、功能丧失和损坏，也不会在周边环境中产生过量的电磁能量，以致影响周边设备的正常工作。（这是EMC的终极目标）

7.1.1 电磁兼容EMC研究的目的和意义

1、确保系统内部的电路正常工作，互不干扰，以达到预期的功能；

2、降低电子系统对外的电磁能量辐射，使系统产生的电磁干扰强度低于特定的限定值；

3、减少外界电磁能量对电子系统的影响，提高系统自身的抗扰能力.

7.1.2EMC的主要研究内容

EMC是研究在给定的时间、空间、频谱资源的条件下：

1、同一设备内部各电路模块的相容性，互不干扰、能正常工作；

2、不同设备之间的兼容性。

总体讲，EMC分为EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）、EMS （Electro Magnetic Susceptibility，电磁敏感度）两部分。

7.1.3 EMC三要素及对策

EMC三要素为：干扰源，耦合途径，耦合装置。任何EMC问题的处理都是围绕三要素进行的：

1、降低干扰源；

通常来讲，合理的PCB设计是消除多数干扰的最经济有效的途径。有源器件是所有辐射的源头，PCB设计所要做的是将电磁能量限制在需要它们的地方。

2、提高设备的抗干扰能力；

通过必要的布局、布线以及采取屏蔽、接地措施来提高设备的抗扰能力；

3、切断或削弱传播途径。

在三要素的对策中切断干扰的传播途径是最重要的一环。在单板上可采取以下措施来切断耦合途径或者减少耦合：

1）对应传导耦合：加滤波电容、滤波器、共模线圈、隔离变压器等；

2）对应辐射耦合：相邻层垂直走线、加屏蔽地线、磁性器件合理布局、3W 规则、正确层分布、辐射能力强或敏感信号内布层、使用I/O双绞线、辐射信号强的信号远离拉手条、板边缝隙等。

从产品EMC设计的对策、手段来讲，通常采用的不外乎接地、屏蔽、滤波三种。

7.2PCB的电磁兼容设计

印制线路板（PCB）是电子产品中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接，它是各种电子设备最基本的组成部分，它的性能直接关系到电子设备质量的好坏。随着信息化社会的发展，各种电子产品经常在一起工作，它们之间的干扰越来越严重，所以，电磁兼容问题也就成为一个电子系统能否正常工作的关键。同样，随着电于技术的发展，PCB的密度越来越高，PCB 设计的好坏对电路的干扰及抗干扰能力影响很大。要使电子电路获得最佳性能，除了元器件的选择和电路设计之外，良好的PCB布线在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素。

7.2.1电源设计

电源在PCB中占有重要地位，它是PCB中各个有源器件的能量来源，不同元器件对电源要求不同，主要来说有功率要求、电位要求、频率要求和“干净度”要求等，因此提供稳定可靠的电源是设计的重中之重。

1、根据电流大小，尽量调宽导线布线。

2、电源线、地线的走向应与资料的传递方向一致。目的是为了增强PCB的

抗干扰能力。

3、在印制板的电源输入端应接上10-100μF的去耦电容。

7.2.2 接地设计

接地设计的好坏往往决定整个PCB设计的成败。

1、高频电路地线采用多点串联接地，且地线应短而粗，高频元器件周围应尽量布置栅格状的大面积接地铜箔；多点接地可使接地阻抗达到最小，可将射频电流由接地平面分流到金属底板上去。

2、接地线应尽量加粗，致少能通过三倍于印制板上的允许电流，一般应达2-3mm以上。否则接地电位随着电流的变化而变化，从而降低电路的抗噪能力。

3、PCB中的敏感电路或大干扰电路（如放大电路的电源地）应该连接到一个稳定的接地参考源上，这样可以避免敏感电路的不稳定性。

7.2.3元器件配置

1、PCB中元器件应该围绕着电路的核心元件来进行配置，同时应尽量减少和缩短个器件之间的引线和连接线。高频元器件还要设法减少其分布参数和相互间的电磁干扰。

2、应合理考虑核心PCB在机箱的位置和方向，保证发热大的元件合理散热和隔离[9]。这也就是本设计中电源部分和放大电路部分不做在同一PCB的原因。

7.2.4 去耦电容设计

在PCB设计过程中，去耦电容的作用主要体现在两个方面：一是用来作为集成电路的储能电容；二是用来旁路掉该器件的高频噪声。一般来说，去耦电容配置的基本原则主要包括：

1、印制板电源输入端跨接10-100μF的电解电容，若能大于100μF则更好。

2、每个集成芯片的Vcc和GND之间跨接一个0.01-0.1μF的陶瓷电容。如空间不允许，可为每4-10个芯片配置一个1-10μF的钽电容。

3、去耦电容的引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能带引线。

7.2.5 PCB的分割和走线

PCB的分割是指采用物理上的区域分割来减少PCB中不同类型走线之间的