电子电路设计抗干扰措施

发表时间:2020/9/27   来源:《中国电气工程学报》2020年5期   作者:胡怀趁 高焕姣
[导读] 随着我国科学技术的快速发展,当前市场上各类型号的电子电路产品层出不穷
        胡怀趁    高焕姣
        濮阳县知识产权局    河南濮阳    457000
        摘要:随着我国科学技术的快速发展,当前市场上各类型号的电子电路产品层出不穷。虽然通过电子电路产品可以进一步提高人们的生活品质,但是在电子电路应用的过程中很容易产生电路干扰,如何保证电子电路高效稳定地运行,便成为了该行业迫切需要解决的问题之一。基于此,本文简要阐述了干扰电子电路系统运行的基本类型,然后结合实际情况,提出了电子电路设计抗干扰的治理措施,进而为完善电子电路抗干扰设计提供些许参考意见。
        关键词:电子电路;抗干扰设计;基本类型;具体措施
        引言
        随着我国电子电路市场中产品的型号及种类不断地丰富,电子电路在应用中受到干扰的程度也随之增加。电子电路主要是在特定的环境下才可以开展信息的传输,如果在信息传输中受到外界因素的干扰,那么便很可能会导致电子电路信息传输功能受阻,甚至还会造成所传输的信息出现中断或是紊乱的现象。现阶段电子电路在我国各个领域中的应用十分广泛,因此提高电子电路在系统运行中的稳定性,是当前电子电路设计中的重中之重。
        一、干扰电子电路系统运行的基本类型
        (一)通过电磁场进行干扰
        在我们的日常生活中到处都有着电磁场的存在,例如居家生活中所使用的电脑、电视、智能手机、微波炉等家用设备在运行过程中都会发出较弱的电磁信号,在工业应用中大型的电路、发电机、电动机等机电设备在工作中会产生强电磁信号,这些电子信号都会对电子电路产生一定的干扰。电子电路系统在运行过程中所受到的电磁场干扰,主要可以划分为以下两种,分别是传输干扰和空间干扰。传输干扰主要是指电子电路中电磁信号通过线路产生的信号干扰,这种干扰效果会沿着整个线路进行传播,进而对电子电路中的传输信息产生阻扰;空间干扰主要是指电子场通过辐射面积对电子电路信号产生干扰,此方式产生的干扰主要是对电子电路的空间传输造成影响。电磁场对电子电路造成干扰的过程中,会影响电子电路的整体运行性能和运行效果,同时由于电磁场在运行中具有一定的复杂性。因此,无论电子电路如何地设计,电磁场都会产生一定的干扰信号,进而对电子电路的信息传输造成影响。
        (二)通过电源进行干扰
        电子设备在运行过程中需要稳定的电源来提供能量,但是电子设备中的电源在工作中会产生一定的电磁干扰,电磁干扰主要是基于整流器下产生的高次谐波电流干扰或是电路在功率变化过程中而产生的电压干扰。如果在特殊情况下没有将电源所产生的电流进行过滤处理,那么便极易造成电源电压不稳定,使得电源变压器产生交流电的电子电路系统造成一定的电源干扰。此外电源所产生电流在电子设备线路中流动时,电频信号也会产生一定的变化,该变化便会干扰电子电路的正常运行。
        (三)通过电线进行干扰
        电子设备中含有复杂的电线排布,如果电线在排布设计过程中缺少一定的科学合理性,那么便会造成电线重叠的问题发生。特别是对地线进行排布的过程中出现重叠现象,那么会造成电路在运行过程中瞬时间出现过大的电流或电压,造成电子电路系统严重受阻。除此之外,电子设备在运行过程中一些自然因素也会对正常运行产生干扰,例如雷暴天气、太阳辐射、台风等,这些外部干扰因素都会对电子电路产生一定的影响,因此电子电路抗干扰控制一直都是该领域的研发重点。


        二、电子电路设计抗干扰的具体措施
        (一)抑制电磁的抗干扰措施
        电子设备在运行过程中会受到较多的电磁干扰,电子干扰主要是指电子电路周边的一些电磁设备在运行过程中所散发的电磁辐射量超标,这便会造成电磁波对电子设备的传输线路及空间面积产生一定的干扰。因此,为了避免电子设备在运行过程中受到电磁干扰,需要将一些大型的电子设备置于空间的、电子设备少的环境中,同时还需要在部分精密性较高的电气设备周边设置辐射隔离装置或是利用一些物理手段对电子设备进行绝缘隔离。除此之外,还可以通过对电磁干扰的频段进行分析,进而选择相对应的磁环对电磁产生抑制干扰,同时通过该措施便可以有效地抑制电子设备在运行过程中所受到的电磁干扰,减轻电磁干扰对电子设备运行过程中造成的负荷。
        (二)抑制电源的抗干扰措施
        电子电路在工作过程中需要电源为其提供大量的能源,因此电源是电子电路系统中的电流输出源头,电源所输出电流和电压的稳定性直接影响到电子设备内部电路所受到的干扰程度。如果电源所输出的电流和电压极不稳定,那么便会对电子电路造成较大的干扰,因此控制电子设备的电源干扰是解决电子电路干扰问题的有效途径,当前主要通过以下两种方法抑制电子设备内部的电源干扰。第一,在电子设备的电源接口处装配电源线路信号干扰过滤器,通过信号干扰过滤器便可以在电源处形成共模电感,该设备的应用原理主要是通过将两个线圈按照同一方向缠绕在磁芯中,这样便可以使主电流和差模电流之间形成电磁信号并互相抵消,便可以避免磁芯在电子设备的使用过程中出现过饱和现象;第二,在电子设备使用的过程中通过设置屏蔽器,来屏蔽电源工作过程中所产生的电磁干扰信号,通过屏蔽器便可以对电子设备的电容进行抑制,确保电源输出的电流和电压稳定正常,当前安装屏蔽器已经成为控制电源干扰的有效方案之一。
        (三)抑制瞬间电流的抗干扰措施
        电子设备在运行过程中如果瞬时电流过大,那么便会对电子电路造成较大的干扰,而瞬时电流主要原因是由于电路在使用过程中消耗过度,使得电流强度在短时间内大于稳定电流。这一问题解决的方法,主要是通过电源去耦的形式进行解决,首先需要将电容器并联在电源和地线两线路之间,避免电容器影响到电子设备中电源的正常输出。同时在设计电线布置时,需要将电线的布置长度尽可能地缩短,并增加电线的横截面,这样即使电路中电容遇到较大的负荷时,也可以通过串联的方式来抑制电流的形成,进而对电子电路进行保护。同时该方法还可以避免电源在关闭过程中,电容器产生较大的电压对电子电路造成影响。
        (四)电子电路设计抗干扰的其他措施
        电子电路在设计过程中抗干扰的措施除以上几种之外,还有一些其他简单的方法可以抑制线路干扰,例如通过对电子设备的地线进行重新布置,便可以减少线路运行过程中产生的公共阻力,降低地线内部电压,从而达到线路中公共阻抗耦合的效果;可以在电子设备中利用变压器来减小环路对电子电路造成的干扰,但是在利用变压器进行抗干扰的过程中,需要注意电线反射信号带来的干扰问题。因此,需要在电子电路中电线的设置过程中尽可能地缩短电线的长度。如果无法缩短电线长度,那么需要在电线接口输入端增加电阻,使得电路中的抗阻达到一个正常稳定的状态,通过增加或缩短电流的传输时间,便可以达到电子电路抗干扰的效果。
        三、结束语
        电子电路在我国各行各业中的应用逐渐广泛,但是电子电路在运行过程中产生的干扰因素也随之增多。因此,当前需要加大对电子电路抗干扰的研究,减少电子电路在运行过程中的干扰因素。同时,我国政府及相关部门需重视电子电路的发展,通过采取科学、合理、专业的措施来解决电子电路的抗干扰难题,为我国电子电路早日登上国际舞台提供源动力。
参考文献
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