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在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,干擾源的存在會(huì)顯著影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。因此,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)的干擾抑制
1. 繼電器線圈反電動(dòng)勢(shì)抑制
繼電器在斷開時(shí),由于線圈產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)高電壓,從而影響其他電路。為了減少這種影響,需要采用續(xù)流二極管。實(shí)施方法:
(1)續(xù)流二極管: 通過在繼電器線圈兩端并聯(lián)續(xù)流二極管,能夠提供一條路徑讓電流繼續(xù)流動(dòng),從而消除反電動(dòng)勢(shì)帶來的干擾。
(2)穩(wěn)壓二極管: 在僅加續(xù)流二極管的基礎(chǔ)上,增加穩(wěn)壓二極管能有效縮短繼電器的斷開時(shí)間,防止電壓過高引發(fā)更大噪聲,并使繼電器在單位時(shí)間內(nèi)執(zhí)行更多的動(dòng)作。
2. 繼電器接點(diǎn)的火花抑制
繼電器在切換過程中,接點(diǎn)可能會(huì)產(chǎn)生電火花,這些火花會(huì)產(chǎn)生高頻干擾,影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。實(shí)施方法:
(1)在繼電器接點(diǎn)兩端并聯(lián)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(shù): 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(dòng)機(jī)與高頻噪聲的抑制
電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)可能會(huì)引發(fā)電磁干擾(EMI),這些干擾會(huì)通過電網(wǎng)傳播到其他敏感電路中。實(shí)施方法:
(1)在電動(dòng)機(jī)的電源端加裝濾波電路,能夠有效抑制電動(dòng)機(jī)的高頻噪聲。
(2)濾波電容與電感布線: 為了達(dá)到最佳效果,電容和電感的引線應(yīng)盡量短,避免產(chǎn)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(jī)系統(tǒng)中的每個(gè)IC都有可能通過其電源引腳產(chǎn)生干擾,這種干擾會(huì)影響系統(tǒng)其他部分的穩(wěn)定性。通過并接高頻去耦電容,可以有效地抑制這種影響。實(shí)施方法:
(1)在每個(gè)IC的電源端并接一個(gè)0.01μF至0.1μF的高頻電容,這個(gè)電容能夠?yàn)V除高頻噪聲,保證IC穩(wěn)定運(yùn)行。
(2)布線注意事項(xiàng): 電容的連接線應(yīng)盡量短且粗,避免電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)增加,從而影響濾波效果。
四、PCB布線與設(shè)計(jì)規(guī)范
避免90°折線:PCB布線時(shí),90°角的折線容易形成高頻噪聲的輻射源,因此應(yīng)盡量避免。實(shí)施方法:設(shè)計(jì)時(shí)要使用圓角或斜角布線,避免尖銳的轉(zhuǎn)角。
五、可控硅噪聲抑制
可控硅在開關(guān)過程中會(huì)產(chǎn)生很大的高頻噪聲,這些噪聲不僅會(huì)影響其他電路,還可能導(dǎo)致可控硅本身被擊穿。實(shí)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(chǎn)生的高頻噪聲。
(2)對(duì)于噪聲嚴(yán)重的情況下,增加過電壓保護(hù)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(jī)開發(fā)工程師分享的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中抑制干擾源的方法。英銳恩專注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開發(fā),提供8位單片機(jī)、32位單片機(jī)。