电子电路的抗干扰控制研究

王平

摘要：现如今，随着我国经济的加快发展，在电子电路的实际工作环境中，必定存在一些自然因素或者人为因素致使电磁信号产生。这些产生电磁干扰的物体有交流电压、发电机、电动机、日光灯等。当这些物体产生的电磁信号抵达电子设备时，多多少少会对电路的正常运行产生影响。电磁干扰不仅会影响电子电路的可靠度，还会影响电子电路的稳定度，从而对电子电路的性能产生影响。当干扰达到一定程度时，电路不能正常运作。因此，在设计中要采取一些抗干扰措施。

关键词：电子电路;抗干扰;控制

引言

在计算机、网络、微电子等技术不断发展过程中，为电子产品发展提供良好保障，并且电子产品已经与民众的学习、工作与生活等方面产生紧密联系，给民众生产生活带来较大便利。然而电子电路中的电磁环境较为复杂，在长期发展过程中，电磁干扰始终无法得到充分消除，对电子产品使用安全以及性能发挥等方面产生较大影响，对电子信息技术发展造成制约。要想充分提高电子产品工作稳定性，设计电子电路过程中应该对电子干扰形成机理以及影响因素进行充分分析，尽量科学匹配元器件参数、安排PCB、设计布局，另外，还需要对不同电子设备的抗干扰性以及电磁兼容性设计进行综合考虑，进而充分强化电子产品性能，减小干扰噪音影响，保证不同电子产品能够在相同环境中稳定、高效、安全运行。

1电子电路抗干扰技术的概念

电子电路抗干扰技术，是由国外相关电子电路研究人员首先提出和开始应用的，它也是EMC的重要构成部分，在世界各地、每个国家EMC一直受到高度重视，其最重要的原因就是当中比较重要的抗干扰技术。电子电路抗干扰技术的本质意义，就是要在不破坏信息的必要前提下，可以最大限度上，阻止外界因素对电子电路信息传输时所产生的干扰和影响，进一步是信息进行更好更迅速的传输。从总而言之，抗干扰技术其作用就是把外界因素对电子电路的影响，减少或降低到最小程度。因为很多电子电路基本都是靠信号进行信息之间的传输交流，所以外界因素在很大程度上都会对其造成一定的影响，在生活中较为常见的干扰就是噪音。

2电子电路中电磁干扰风险分析

在电子电路中，半导体器件属于关键功能器件，也是信息技术中核心内容，不断向低功耗、高速率、多功能、微型化方向发展。纳米集成电路芯片应用日益广泛，超导材料与量子材料也不断有效促进高度密集、超高速率与超低功耗半导体技术方向发展，新型通信系统与数字电路同样需要高传输、低时延、低功耗、高频率、宽频带的处理系统保证海量数据与超级运算需求得到充分满足。在这些技术应用以及发展过程中均需要对干扰问题进行充分解决。电磁兼容设计工作已经构建国际标准，对干扰源的敏感期、电磁发射以及传输耦合路径进行充分控制，对快速瞬变群体脉冲、浪涌与静电等电磁干扰进行充分控制，有效减小电磁产品中电磁污染量，充分提高电子产品质量与稳定性。促使EMC需要通过整机、PCB、封装与芯片等方面处理的问题得到有效解决，对PCB板开展封装处理过程中，需要借助专业EMI软件开展及检测、评估与设计等工作。对于高速数据系统，需要对电源完整性、EMI以及信号完整性之间相关性进行充分考虑。开展设计工作室，应该避免键合线以及信号过孔辐射使得信号边沿出现退化和畸变问题，对回路面积增加与阻抗突变导致的地平面/电源谐振结构进行充分考虑。同时，还需要对地平面非连续以及非对称差分信号的转换进行充分参考，产生谐波分量与共模辐射，同时对地电容耦合中差模辐射同样会产生EMI问题。对电子器件与PCB开展封装处理工作时，表层走线与键合线等互联结构的信号电流和返回电流产生差分电流与共模电流，并且各种电流产生的电场风量能够相互叠加，极易出现电磁辐射。

3电子电路抗干扰控制策略

3.1抑制电源干扰的措施

电源是电子电路系统的电流输出源头，电源处电流及电压的稳定程度涉及到对电子电路的干扰程度，电流、电压越不稳定，对电子电路的干扰越大。因此，控制电源干扰，是解决电子电路干扰的有效途径。一般情况下，对抑制电源干扰的方法有以下两种：首先是在电源的接口处装配电源线路的过滤器。经过此过滤器会形成共模电感，主要方法是将两个线圈按照同一个方向缠绕在相同的一根磁芯之中，使主电流与差模电流所形成的电磁相互抵消，使得磁芯在电子设备使用的过程中不会发生饱和现象。其次是安装屏蔽器。通过屏蔽器可以有效的屏蔽电磁，影响电容，对输出的电流及电压不会有任何影响，是一种非常有效的控制电源干扰的方法。

3.2接地策略

如果电子电路产品接地缺乏合理性，则会造成地环路干扰、共地线干扰以及其他电磁干扰。按照具体功能情况，接地类型主要涵盖屏蔽、电工工作、电源、防雷、静电、安全以及其他接地类型。安全接地应该保证电路外壳借助导线与大地直接连接，防止外壳由于电荷积累形成静电放电问题，而导致设备短路、人员触电等问题，同时，机壳带电或是电路绝缘减小时，会启动短路保护机制。工作接地涵盖电源地、功率地、信号地、数字地、模拟地、直流地、交流地等类型，为电路稳定运行提供基准电位。根据工作频率、工作接地涵盖浮地接地、单点接地以及多点接地等类型。浮地与单点接地主要应用于低频率电路中，多点接地在高频电路中具有广泛应用，可以充分减小电路阻抗。对于电源接地，需要有效隔离信号接地，降低不同地线的耦合情况，能够把各条相同功能的电源接地通路借助最佳路径与接地电阻连接，进而促使电源电路的阻抗值得到充分控制。电源接地禁止横向接地环或是多端接地母线，同时需要对交流与直流进行有效区分。机架地线应该和交流中线之间互相绝缘，同时禁止用于设备接地线。

3.3抑制噪音干扰

电路本身噪声可以通过某些手段抑制，但是自然界噪声难以找到噪声源，从而难以抑制。为此，需要先将噪声源找到，依据具体的噪声源采取针对性的解决对策。比如，高频工作时产生的磁场噪音或者高频电磁噪声，可以通过屏蔽电磁的方法对噪声抑制，也可以通过对自激震荡抑制将噪声消除。在对电路设计时，对削弱或者抑制噪声的器件及电路适当增加，比如，使用滤波器在电路中，可以将特定频带噪声削减掉，增加屏蔽线的使用，可以将耦合噪声对电路的干扰减少。

3.4抑制外来干扰因素的方法

目前对电子电路的干扰是较为普遍的外来干扰，它的基本意义是四周环境对电子电路的超标辐射或干扰，其干扰途径主要显示为噪音、电源线、信号源头及接地线等几种干扰形式。现阶段较为多见的干扰主要是工业行业中的火花放电过程或电动机等干扰。对于此等干扰有效的主要抑制方法是：把电路远迁于一些大功率设施或设备附近，而且要对它的表面进行物理隔缘和接地保护方法。

结语

在电子电路领域，干扰的抑制是一项需要深入探究的课题。这其中很多内容需要在具体的实践工作中不断地积累经验，具体问题具体分析，并在实际中进行技术的创新。尤其是在恶劣的工作环境下，电子电路受到的干扰是很大的。这种干扰不仅会影响电子电路的性能，还会干扰电路的正常运行。因此，只有采取科学、合理的抗干扰措施，才能有效处理电路的屏蔽和接地问题，从而提高电路工作的稳定性和可靠性。

参考文献

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