单片机测控系统的电路较复杂,产生干扰的原因很多。下面几种常用的抗干扰措施。
1、切断干扰的传播途径
1)增加干扰源(如电机、继电器)与敏感器件(如单片机)的距离,用地线把他们隔离或者在敏感器件加上屏蔽罩。
2)电路板合理分区,将强信号、弱信号、数字信号、模拟信号电路合理地分区域布置。
4)、单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小互相干扰。大功率器件要尽可能布置在电路板的边缘。
5)、在单片机I/O口,电路板连接线等关键地方,使用抗干扰元件可显著提高电路的抗干扰性能。
6)、晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。
2、尽量采用抗干扰性能强的单片机
1)、降低单片机内部的电源噪声
在传统的数字集成电路设计中,通常将电源端和地端分别布置在对称的两边。例如左下角为地,左上共模电感器角为电源。这使得电源噪声穿过整个硅片。改进方法将单片机的电源和地安排在两个相邻的引脚上,这样不仅降低了穿过整个硅片的电流,还便于印制板上设计电源退耦电容,以降低系统噪声。
2)、降低时钟频率
单片机测控系统的时钟电路是一个调频噪声源,它不仅能干扰本系统,还对外界产生干扰,使其他系统的电磁兼容检测不能达标。在保证系统可靠性的前提下,选用时钟频率低的单片机可降低系统的噪声。以8051单片机为例,当最短指令周其为1US时,时钟是12MHZ。而同样速度的MOTOROLA兼容单片机的厂商在不牺牲运算速度的前提下,将时钟频率降低到原来的1/3。特别是MOTOROLA公司新推出的68HC08系列单片机、内部采用了锁相倍频技术,将外部时钟除至32KHZ,而内部总线速度却提高到8MHZ,甚至更高。
3)、EFT技术
随着超大规模集成电路的发展,单片机内部的抗干扰技术也在不断进步。MOTOROLA公司新推出的68HC08系列单片机,采用EFT技术进一步提高了单片机的抗干扰能力,当振荡电路的正弦波信号受到外界干扰时,其波形上会叠加一些毛刺。若以施密特电路对其整形时,这种毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟信号。但是交替使用施密电路和RC滤波可以使这类毛刺不起作用,这就是EFT技术。
3、单片机测控系统中的频率抖动技术
将频率拉动信号叠加到输入信号的随机噪声上,虽然会增加转电力电感器换的总噪声,但增加的噪声是用来补偿输出数码量化噪声的,可使量电感厂家化误差不再输入信号的函数而是抖动噪声瞬时值的函数。因此,利用频率颤抖信号可去除量化噪声与输入信号之间的相关性。频率拉动信号的大小通常约为1/3LSB有效值。例如,在未加频率拉动的情况下,ADC输出的量化噪声是瞬时输入信号幅度的函数,量化拉动之后,因抖动信号的幅度不依赖于输入信号,故量化噪声与输入信号无关,从而消除了ADC输出谐波分量,但这是以增加总噪声为代价的。需要指出的是,并不一定在ADC输入端实际施加颤抖噪声,也可利用地转换器的热噪声作为频率抖动信号,但ADC要有足够的输出位数以确保能够去除输入信号与量化噪声的相关性。
4、防止漏电流的技术
应当在清洁、干燥、通风、环境温度适宜的条件下使用智能化单片机测控系统。系统受潮后导致绝缘大功率电感贴片电感器电阻下降,会产生漏电流。轻测使测量误差增大,控制不灵;重则会造成适中故障,损坏元器件。例如,当印制板受潮时,A/D转换器输入阻抗下降,读数不准,并且伴有跳数现象。这也是一些数字电压表在雷雨季节无法正常工作的主要原因。对于受潮的
有些精密集成电路,专门设置了防止极间漏电用的保护环。例如由美国哈里斯公司生产的ICL7650型斩波自稳零式精密运算放大器,HI7195A型带微处理器的5 1/2位A/D转换器,均设置了两个保护环引出端。设计电路时将两个保护环接地,即可消除印制板上轻微漏电对测量所造成的影响。
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前一段时间,公司让把以前的老产品,一款机床用无刷电机控制器重新设计一下,又有客户要了。
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