在單片機應用系統中,干擾源的存在會顯著影響系統的穩定性與可靠性。因此,在系統設計階段,需要采取多種措施來有效抑制干擾源。以下是常見的幾種抑制干擾的方法。
一、繼電器與電機的干擾抑制
1. 繼電器線圈反電動勢抑制
繼電器在斷開時,由于線圈產生反電動勢,會導致瞬時高電壓,從而影響其他電路。為了減少這種影響,需要采用續流二極管。實施方法:
(1)續流二極管: 通過在繼電器線圈兩端并聯續流二極管,能夠提供一條路徑讓電流繼續流動,從而消除反電動勢帶來的干擾。
(2)穩壓二極管: 在僅加續流二極管的基礎上,增加穩壓二極管能有效縮短繼電器的斷開時間,防止電壓過高引發更大噪聲,并使繼電器在單位時間內執行更多的動作。
2. 繼電器接點的火花抑制
繼電器在切換過程中,接點可能會產生電火花,這些火花會產生高頻干擾,影響系統穩定性。實施方法:
(1)在繼電器接點兩端并聯RC抑制電路,這種電路可以有效地吸收火花,減少干擾。
(2)RC電路參數: 一般電阻選擇在幾千歐至幾十千歐,電容選取0.01μF左右。
二、電動機與高頻噪聲的抑制
電動機運行時可能會引發電磁干擾(EMI),這些干擾會通過電網傳播到其他敏感電路中。實施方法:
(1)在電動機的電源端加裝濾波電路,能夠有效抑制電動機的高頻噪聲。
(2)濾波電容與電感布線: 為了達到最佳效果,電容和電感的引線應盡量短,避免產生額外的寄生電感或電容。
三、IC的電源去耦合與噪聲抑制
單片機系統中的每個IC都有可能通過其電源引腳產生干擾,這種干擾會影響系統其他部分的穩定性。通過并接高頻去耦電容,可以有效地抑制這種影響。實施方法:
(1)在每個IC的電源端并接一個0.01μF至0.1μF的高頻電容,這個電容能夠濾除高頻噪聲,保證IC穩定運行。
(2)布線注意事項: 電容的連接線應盡量短且粗,避免電容的等效串聯電阻(ESR)增加,從而影響濾波效果。
四、PCB布線與設計規范
避免90°折線:PCB布線時,90°角的折線容易形成高頻噪聲的輻射源,因此應盡量避免。實施方法:設計時要使用圓角或斜角布線,避免尖銳的轉角。
五、可控硅噪聲抑制
可控硅在開關過程中會產生很大的高頻噪聲,這些噪聲不僅會影響其他電路,還可能導致可控硅本身被擊穿。實施方法:
(1)在可控硅的兩端并接RC抑制電路,這可以有效地吸收由可控硅產生的高頻噪聲。
(2)對于噪聲嚴重的情況下,增加過電壓保護電路(如壓敏電阻或TVS二極管)來防止可控硅被擊穿。
以上就是英銳恩單片機開發工程師分享的單片機系統設計中抑制干擾源的方法。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發,提供8位單片機、32位單片機。