隨著精密電子儀器的發(fā)展，種類多樣化，其電路板集成化和模塊化，設(shè)備運(yùn)行高速化，儀器設(shè)備對其核心組成部分電路板的抗干擾性能的要求越來越高。接下來小編簡單介紹一篇優(yōu)秀電子儀器論文。

　　【摘要】分析精密機(jī)械電子產(chǎn)品干擾的產(chǎn)生原因，提出電路板抗干擾措施，以提高電子儀器儀表的工作穩(wěn)定性，包括電路板上恰當(dāng)元器件選擇及放置、電路板合理布線的工藝設(shè)計，電子儀器安裝時穩(wěn)定的環(huán)境等。本文強(qiáng)化對精密電子儀器抗干擾設(shè)計的認(rèn)識，并為儀器設(shè)備的穩(wěn)定性設(shè)計研究提供一定的參考意義。

　　【關(guān)鍵詞】抗干擾;穩(wěn)定性;電子儀器

　　特別是一些涉及到航天航空、檢驗檢測、精密計量等儀器設(shè)備的電子電路，必須做好其抗干擾設(shè)計，否則可能發(fā)生嚴(yán)重事故。下文就電子儀器儀表的一些干擾進(jìn)行分析，并且提出對應(yīng)的抗干擾[1-3]措施。

　　1電路板接地干擾及抗干擾措施

　　電子儀器設(shè)備安裝環(huán)境復(fù)雜，要做到去除干擾，必須要做好接地措施.首先要對儀器設(shè)備的外殼進(jìn)行接地處理，防止外來雷電、靜電等強(qiáng)大電壓干擾甚至損壞設(shè)備。PCB板上要區(qū)分?jǐn)?shù)字地和模擬地，數(shù)字電路中芯片對電位變化敏感，如果有微小的干擾引起電位微小的變化可能影響到數(shù)字芯片的正常工作，引起芯片異常反應(yīng)。對芯片的空置管腳，不能懸空處理，直接將其接地處理，減少外圍電路引入干擾影響其工作。當(dāng)導(dǎo)線上有電流流過時就會形成電感回路，電流電壓導(dǎo)線與地線比較靠近時，形成電源回路面積就越小，形成電感量也會小些，同時回路電阻也小，這樣生成的電磁干擾就大大減少。電子儀器設(shè)備的普通地線、保護(hù)地線和電線中的屏蔽地線應(yīng)分開接地后匯入中央控制室，它們匯聚起來的接地部分是獨(dú)立的模塊系統(tǒng)，還要使其接地電阻不大于4歐姆，其與電網(wǎng)接地保持5米以上的距離。數(shù)字電路對模擬[4]電路的干擾在電子儀器中很普遍，所以提出模擬地、數(shù)字地以及模擬電源、數(shù)字電源這些概念。目前的通用措施如下：(1)地線從整流濾波后就分為2根，其中一根作為模擬地，所有模擬部分的電路地全部接到模擬地上;另一根為數(shù)字地，所有數(shù)字部分的電路地全部接到數(shù)字地。(2)直流電源穩(wěn)壓芯片經(jīng)過濾波后也分為兩路電源，其中，一路經(jīng)過LC/RC濾波后為模擬電源，模擬部分的電路電源全部接到模擬電源上;另一路為數(shù)字電源，數(shù)字部分的電路電源全部接到這個數(shù)字電源上。模擬地、數(shù)字地和模擬電源、數(shù)字電源只在電源的開始部分有一點連接，不能有其他任何連接。這樣區(qū)分是為了將數(shù)字和模擬電路隔離開來，降低數(shù)字部分帶給模擬電路干擾。但模擬和數(shù)字部分不可能完全隔離開，它們之間是有連接的。所以模擬地和數(shù)字地之間要用零歐姆電阻、磁珠或電感連接起來，這樣就能夠減小干擾。

　　2電路板的熱干擾及對策

　　精密電子儀器對于電路板發(fā)熱的控制是嚴(yán)格的，電路板上元器件選擇要符合高穩(wěn)定性，適合的溫度范圍，性能穩(wěn)定。元器件在工作時都是會發(fā)熱的，尤其是一些大功率器件，其發(fā)熱嚴(yán)重，對周圍溫度敏感電子元器件產(chǎn)生干擾。對于這樣的元器件要和溫度敏感器件有一定的距離，并且要放置到邊緣容易散熱的地方。元器件安裝時沒有特定要求時，安裝布置要滿足空氣自由對流散熱要求。如要加強(qiáng)散熱，可安裝散熱器或者導(dǎo)熱管等。元器件在工作中都有一定程度的發(fā)熱，對于一些精密電子儀器來說，熱干擾必須降到最低限度，否則，會嚴(yán)重影響電子儀器的運(yùn)行。降低電子設(shè)備電路的熱干擾可采取下面的方法：(1)對于那些容易發(fā)熱的元器件不可貼電路焊接，可距離一定間隙，還可為此設(shè)計一個單元模塊，安裝在容易散熱的位置。比如微機(jī)自帶的電源、功率放大管等。(2)對于那些發(fā)熱大功率器件一定安裝在靠近電路板的邊緣，并且在垂直方向上最好將其安裝于電路板上面。(3)對溫度敏感的電子器件最好放置于在低溫區(qū)，決不能將其置于發(fā)熱大的器件上方。(4)電路板上電子元器件位置與空氣流通的要求，通常儀器設(shè)備排除熱干擾主要靠自然風(fēng)對流，所以元器件應(yīng)以縱式排列。若強(qiáng)制散熱，元件應(yīng)該橫著放置。此外，為了降溫快安裝一些與此設(shè)備無關(guān)的風(fēng)扇、冷卻管等。

　　3電路板布線干擾及抗干擾措施

　　首先電源引起的電磁干擾在整個系統(tǒng)中存在，電源電流都要最終匯集到電源線和地線上，所以電源和地的布線要盡量寬，以減小線路上電流的壓降。同時可以在電源的兩端并聯(lián)一些濾波電容，起到穩(wěn)定電源，濾除雜波干擾。一般電源線和地線應(yīng)該平行布置，重要信號線應(yīng)該兩邊平行布置地線，對于電路板兩面的線盡量垂直布置，防止相互干擾。同時,連接去耦電容的導(dǎo)線應(yīng)短些，高頻旁路電容甚至沒有導(dǎo)線。對于時鐘、晶振和處理器時鐘等的引入端的距離要相互靠近，還要遠(yuǎn)離一些低頻電子元器件。

　　3.1電源線

　　(1)根據(jù)導(dǎo)線通過功率電流等的大小，來確定導(dǎo)線的寬度，在電路中盡量使導(dǎo)線寬些。(2)連接電源和地的線路走向必須符合信息傳遞的要求。(3)在電子儀器的電源輸入端并聯(lián)接入10uF到100μF之間的一些電容。(4)對于連接電源功率和信號的布線不能在電路板的一面，要不，只能將二者分開布線。

　　3.2去耦電容的設(shè)置

　　(1)在電路板集成芯片上電源與地線并聯(lián)接0.01—0.1μF的一些去耦電容。(2)在一些抗干擾能力弱和關(guān)斷電流變化顯著的儀器，最好在電源和地間并聯(lián)電容。(3)對于電路板上單片機(jī)的復(fù)位端上應(yīng)該安裝上0.01μF的電容。

　　3.3儀器上元件設(shè)置

　　(1)對于儀器電路板上通過電流小和電流大的線路應(yīng)距離邏輯電路遠(yuǎn)些。(2)儀器設(shè)備的電路板應(yīng)在殼體中遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的元器件，并且不能處在其正上方。

　　3.4其它措施

　　儀器設(shè)備總線的上拉電阻值在10K上下，這樣可以減少干擾。儀器電路板上布線時應(yīng)保持地址線長度一樣，并且越短越好。去耦電容的取值可以參考經(jīng)驗公式：C=1/F，F(xiàn)為信息傳輸?shù)念l率。電路中不用的引腳由上拉電阻連接到電源上，或者并聯(lián)在正在使用的引腳上。采用全譯碼比線譯碼具有較強(qiáng)的抗干擾性。

　　4安裝環(huán)境引入的干擾及對策

　　電子儀器安裝在一些功率比較大的用電設(shè)備以及電力設(shè)施周圍、潮濕易腐蝕性的環(huán)境、機(jī)械振動、靜電環(huán)境[5,6]、強(qiáng)電環(huán)境、磁場周圍等復(fù)雜環(huán)境中，就會引入各種干擾，可能使儀器儀表失靈甚至是損壞。首先用納米液做防水處理，作用環(huán)氧樹脂膠正面涂覆做防腐蝕處理。再者電路板用金屬殼體包圍，并做好可靠接地。最后儀器儀表最好安裝時避免一些機(jī)械振動和強(qiáng)電磁等復(fù)雜環(huán)境中。電子控制儀表柜和大功率電機(jī)柜放置不能太近，但是由于便于集中操作管理，它們都放置在中央控制室，這樣就必須在柜體之間要接地以減小干擾。電子儀器設(shè)備在傳遞信息的時候，根據(jù)信號能量及其種類來選擇電纜鋪設(shè)的方法。依據(jù)傳遞信息類型儀器電纜分層敖設(shè)于橋架上，并且不與電源電纜平行放置，同時電纜的屏蔽層接地于一處。若電纜的屏蔽層有兩處接地，這樣就會有電勢差出現(xiàn)，在屏蔽層上就會有電流通過。如果突發(fā)情況下，比如遭遇雷擊時，屏蔽線上的電流將會更大。檢測儀器的傳輸信息線的屏蔽層應(yīng)接地，連接在電子儀器儀表顯示側(cè)�？刂凭�屏蔽層也應(yīng)該接地，并且連接被控設(shè)備處。通常在電子儀器儀表周圍較強(qiáng)的交變磁場都屬于串模干擾，其會嚴(yán)重影響電子設(shè)備的低電平信號，在其作用下會有感生電動勢產(chǎn)生。當(dāng)這樣的干擾信號與正常信號一起在電路上時，就很難將此干擾去除，但是可用下面的對策減小干擾。(1)雙絞線。串模干擾是由于空間電磁耦合，雙絞線可用來抗串模干擾，其可以讓信號線回路形成包絡(luò)面積急劇減小，并使各串模干擾產(chǎn)生的感生電動勢抵消掉，從而減小了串模干擾產(chǎn)生的電磁感應(yīng)。(2)靜電屏蔽技術(shù)。電子儀器設(shè)備通常都處在靜電場環(huán)境中，這樣導(dǎo)體上的電勢差為零的。但是要去除電磁場的干擾，就一定對于信號源和接收器件的屏蔽要做好，要隔離電磁場產(chǎn)生的干擾。通常為了儀器設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，一般把儀表信號用屏蔽線路引入管理控制室，特別對于那些遠(yuǎn)離管理控制室的現(xiàn)場儀器設(shè)備，如果儀器設(shè)備處在強(qiáng)的電磁干擾中，就必須使用雙層屏蔽電纜。(3)信號濾波技術(shù)。對于電子儀器設(shè)備頻率小的直流信號，應(yīng)該在設(shè)備的輸入端連接濾波電路。一般在電子儀器設(shè)備儀表的電路設(shè)計和軟件算法中應(yīng)用濾波技術(shù)，這樣就基本上避免了一些異常干擾信號信號。

　　5軟件指令帶入的干擾及采取對策

　　由于實際上電子儀器受到干擾很多，并且不確定，只采用一些硬件抗干擾措施很難完全去除干擾。所以在采用硬件抗干擾措施的同時，再輔以軟件抗干擾來提高電子設(shè)備的穩(wěn)定性。主要采用冗余指令技術(shù)、跳轉(zhuǎn)指令技術(shù)和程序監(jiān)視定時器等措施消除干擾。

　　5.1冗余技術(shù)

　　冗余技術(shù)就是通過軟件操作使程序避免程序出錯，正確運(yùn)行必須滿足：主機(jī)一定要執(zhí)行到運(yùn)行的程序區(qū)，還要運(yùn)行冗余程序。例如匯編語言中的空指令的使用，但是在程序?qū)嶋H執(zhí)行過程中“冗余指令”太多，就會影響程序執(zhí)行效率。5.2軟件陷阱技術(shù)當(dāng)由程序軟件失控導(dǎo)致儀器設(shè)備運(yùn)行到非程序區(qū)時，即程序運(yùn)行跑偏。若在非程序區(qū)設(shè)置好“陷阱”指令，這樣設(shè)備運(yùn)行到陷阱中，程序又會通過這個**跳轉(zhuǎn)到正常程序，使設(shè)備運(yùn)行正常。

　　5.3定時器程序監(jiān)視技術(shù)

　　由于干擾[7]電子儀器儀表的電路，導(dǎo)致設(shè)備程序的失控，或進(jìn)入死循環(huán)，這樣前面的技術(shù)就不起作用了，就可用定時器程序監(jiān)視技術(shù)來去除干擾，就是程序中“看門狗”指令。“看門狗”連續(xù)進(jìn)行監(jiān)視程序的運(yùn)行過程有沒有超超出標(biāo)準(zhǔn)的時間，可以由此判斷程序進(jìn)入“死循環(huán)”與否，還可以對系統(tǒng)做出響應(yīng)。

　　6結(jié)束語

　　本文分析了多種多樣的儀器設(shè)備干擾及干擾抑制對策，但是沒有任何理論及方法可以完全消除干擾。只能通過硬件和軟件的方法最大程度地屏蔽阻斷干擾，或者通過大量的工程實踐驗證最優(yōu)的抗干擾方法�？傊�，要使電子儀器設(shè)備可靠穩(wěn)定工作，必須做好接地措施，電路板布局接線合理，元器件選擇恰當(dāng)，安裝環(huán)境穩(wěn)定，軟件友好。只要做好這些措施，電子儀器設(shè)備對就可以穩(wěn)定地工作。

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　　[3]梁振光,楊明遠(yuǎn).傳輸線脈沖發(fā)生器研制及其對電路板抗靜電放電干擾的測試[J].高電壓技術(shù),2015,41(5):1610-1617.

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