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数字电路的电磁兼容性设计
作者:  日期:2017-03-14  浏览次数:1564次  来源:
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       数字电路是电磁干扰的主要产生源之一,因数字系统中分布着谐波丰富的高速脉冲信号,其谐波分量一直伸展到整个频率范围内。近年来电磁兼容性已成为衡量产品性能的一项重要技术指标,日本的变频空调就因EMC测试不过关,被排斥在欧洲市场外。数字电路越向着高速方向发展,就越需要考虑EMC。
       一、数字系统中电磁干扰的形式
       1、地噪声干扰。噪声大多数以共模信号的形式通过信号线、电源、地线串入电路系统,影响电路正常工作。而通过地线产生的低噪声最常见,最难消除。地噪声干扰分共地阻抗干扰和地环路干扰两种。
       2、瞬态干扰。瞬态干扰主要是开关电路产生的干扰,开关波形可表示成矩形波。
       3、静电放电干扰。设备的任何暴露部分都会产生静电放电静电测试仪,如键盘控制键、外接电缆和直接接触的金属线向附近导体产生大的局部瞬态电流。该电流通过电感耦合或公共阻抗耦合在设备中感应电流。
       4、电力线干扰。该干扰主要来自电源的横向模噪声和共模噪声。
       二、脉冲数字电路被干扰的一般情况
       1、数字波的特征
       实际电路中,由于各种各样的电路条件以及传输过程中各种干扰因素的影响,理想条件并不是都很满足。例如当脉冲信号通过电容时就失去了直流分量,零电平可能要偏离基准线而发生变化;电路的时间常数不合适将使脉冲波形产生畸变;信号如通过电感将产生相移,且随频率而变化。在包含频率极宽的脉冲波形中,其每个频率的相移大小各不相同,故要产生波形畸变。这种畸变也许并不完全是由噪声引起的,但也将导致脉冲数字电路工作的不可靠。因此信号的畸变是引起数字电路工作异常的重要因素之一,也是区别于模拟电路的重要特征之一。
       2、数字波被干扰的现象
       任何电子电路,总要包含一些电阻、电容和电感元件,再加上半导体器件的非线性影响,实际电路就具有了各种频率特征。因此带宽非常宽的脉冲波形,当它经过任何简单的电路时,其输出波形都可能发生畸变。加之电路间的相互感应及电源电压的变动等因素的影响,因此要使输出波形具有要求的特征,应对实际电路作周密的考虑,采用必要的干扰抑制措施。
       3、脉冲数字电路干扰的抑制
       干扰是一个广义的概念,凡是影响电子系统正常工作的外部和内部因素,都可看作干扰因素。所以由外部进入的非工作信号称为干扰信号,而由内部电路引起的工作信号的畸变也是一种干扰源(信号发生器)。在处理脉冲信号的干扰情况时,有必要扩大一般模拟电路中噪声干扰的概念。鉴于脉冲数字电路对波形畸变固有的敏感性,因此减小和克服信号在传输过程中的畸变是至关重要的。

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