电路设计中如何接地来抑制干扰

1、电路设计中如何接地来抑制干扰一、在电子电路中，形成干扰的基本耍素有三个：相关干扰源、线路传播路径、板上敏感器件，指容易被干扰的对象。抗干扰设计的基本原则是：抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性能。(类似于传染病的预防)1干扰源的抑制抑制干扰源的常用措施如下：(1) 继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后， 增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。(2) 在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是rc串联电路，电阻一般选几k到几十k，电容选o.oluf),减小 电火花影响。(3) 给电机加滤波电路，注意电容、电

2、感引线要尽量短。(4) 电路板上每个1c要并接一个0.01 uf0. luf高频电容，以减小1c对电源的影响。注意高频电容的布线，连线 应靠近电源端并尽量粗短，否则，等丁增大了电容的等效串联电阻，会影响滤波效果。(5) 布线时避免90度折线，减少高频噪声发射。(6) 可控硅两端并接rc抑制电路，减小可控硅产半.的噪声(这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的)。二、按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和有用信号的频带不同，可以通过在导线上增加滤 波器的方法切断高频干扰噪声的传播，有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害最人，要特别注

3、意处理。所谓辐射干扰 是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离，用地线把它们隔离和在敏感器件 上加蔽罩。截止干扰传播路径的措施：(1) 充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好，整个电路的抗干扰就解决了一人半。许多单片机对电源噪声很敏感， 要给单片机电源加滤波电路或稳压器，以减小电源噪声对单片机的干扰。比如，可以利用磁珠和电容组成n形滤波电路，当然 条件要求不高吋也可用1q电阻代替磁珠。(2) 如果单片机的v0 口用来控制电机等噪声器件，在i/o 口与噪声源之间应加隔离(增加n形滤波电路)。控制电 机等噪声器件，在vo 口与噪声源之间应加隔离(增加形滤波电

4、路)。(3) 注意晶振布线。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。此措施可解决许 多疑难问题。(4) 电路板合理分区，如强、弱信号，数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机，继电器)与敏感元件(如单片机)远离。(5) 用地线把数字区与模拟区隔离，数字地与模拟地耍分离，最后在一点接丁电源地。a/d、d/a芯片布线也以此为 原则，)家分配a/d、d/a芯片引脚排列时已考虑此要求。(6) 单片机和大功率器件的地线要单独接地，以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘。(7) 在单片机i/o 口，电源线，电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器，屏

5、蔽罩，可显 著提高电路的抗干扰性能。增强敏感器件的抗干扰性能提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声的拾取，以及从不正常状态尽快恢复的方 法。提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下：(1) 布线时尽量减少回路环的面积，以降低感应噪声。(2) 布线时，电源线和地线耍尽量粗。除减小压降外，更重耍的是降低耦合噪声。(3) 对于单片机闲置的i/o 口，不要悬令，要接地或接电源。其它1c的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。(4) 对申片机使用电源监控及看门狗电路，如：imp809，imp706, imp813, x25043, x25045等，可大幅度提高整个 电路的抗干

6、扰性能。(5) 在速度能满足耍求的前提下，尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。(6) 1c器件尽量直接焊在电路板上，少用1c座。为了达到很好的抗干扰，于是我们常看到pcb板上有地分割的布线方式。但是也不是所有的数字电路和模拟电路混合 都一定要进行地平面分割。因为这样分割是为了降低噪声的干扰。在数字电路中一般的频率会比模拟电路中的频率要高，而且它们本身的信号会跟地平面形成一个回流(因为在信号传输 中，铜线与铜线之间存在着各种各样的电感和分布电容)，如果我们把地线混合在一起，那么这个回流就会在数字和模拟电路中 相互串扰。而我们分开就是让它们只在自己本身内部形成个回流。它们之间只用个零欧电阻或是

7、磁珠连接起来就是因为原 来它们就是同一个物理意义的地，现在布线把它们分开了，最后还应该把它们连接起来。分析它们是属于数字部分还是模拟部分，这个问题常常是我们在具体画pcb时得考滤的。我个人的看法是要判断一个元件 是属于模拟的，还是数字的关键是看与它相关的主要芯片是数字的还是模拟的。比如.电源它可能给模拟电路供电，那它就是 模拟部分的，如果它是给单片机或是数据类芯片供电，那它就是数字的。当它们是同个电源时就需要用个桥的方法把-个 电源从另一个部分引过来。最典形的就是d/a 了，它应该是一个一半是数字，一半是模拟的芯片。我认为如果能把数字输入处 理好后，剩下的就可以m到模拟部分去了。数字地，模拟地

8、互相会影响不是因为一个叫数字，一个叫模拟，而是他们用了同一部电梯-地，而这部电梯所用的井道就 是我们在pcb上布得地线。模拟回路的电流走这条线，数字回路的电流也走这条线，本来无可厚非，线布着就是用来导通电流的，可问题处在这根线上有 电阻！而且最根本的问题是走这条线的电流要去2个不同的回路。假设一下，有2股电流，数流，模流同时从地出发。有2个器件，数件，模件。若2个回路不分开，数流，模流回走到数件的 接地端前的时候，损耗的电压为v，则=（数流+模流）x走线电阻相当丁数字器件的接地端相对丁地端升高了 v数字器件不满 意了，会升高少许电压，数流的那部分我认了，但模流的为什么要加在我头上？这巫提出2个

9、解决分案如下：第1个：你布的pcb线没有阻抗，自然不会引起干扰，就像2、3楼直接往下跳，那是井道最宽的吋候，也就是可以装 个无限 大的电梯，自然谁都不影响谁，但谁都知道，这是不可能的；第2个：2条回路分开走，数流，模流分开，既数地、模地分开。同理，有时虽在模拟回路中，但也要分人、小电流回路，就是避免相互干扰。所谓的干扰就是：2个不同回路中的电流在pcb 走线上引起的电压，这2部分电压互相叠加而产牛.的。三、数字地与模拟地的处理数字地和模拟地处理的基本原则如下：1模拟地和数字地之间的联系（1）模拟地和数字地间串接电感一般取值多人？ 一般用几tih到数十iih。（2）用0欧电阻是最佳选择：1、可保

10、证直流电位相等、2、单点接地（限制噪声、3、对所有频率的噪声都有衰减作用（0 欧也有阻抗，而且电流路径狭窄，可以限制噪声电流通过）。磁珠相当于带阻陷波器，只对某个频点的噪声有抑制作用，如果不 能预知噪点，如何选择型号，况且，噪点频率也不一定固定，故磁珠不是一个好的选择。电容不通直流，会导致压差和静电积 累，摸机壳会麻手。如果把电容和磁珠并联，就是画蛇添足，因为磁珠通直，电容将失效。串联的话就显得不伦不类。电感特 性不稳定，离散分布参数不好控制，体积人。电感也是陷波，lc谐振（分布电容），对噪点有特效。总之，关键是模拟地和数字 地要一点接地，不同种类地之间用0欧电阻相连；电源引入高频器件时用磁珠

11、；高频信号线耦合用小电容；电感用在大功率低 频上。2磁珠采用在高频段具有良好阻抗特性的铁氧体材料烧结面成，专用丁抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸 收静电脉冲的能力。主要参数：标称值：因为磁珠的单位是按照它在某频率产生的阻抗来标称的，阻抗的申位也是欧姆. 般以100丽z为标准，比如 2012b601,就是指在100mhz的时候磁珠的阻抗为600欧姆。3 电感与磁珠的区别：有一匝以上的线圈习惯称为电感线圈，少于一匝（导线直通磁环）的线圈习惯称之为磁珠；电感是储能元件，而磁珠是能量转换（消耗）器件；电感多用于电源滤波回路，磁珠多用于信弓回路，用于emc对策；磁珠主耍用丁抑制电磁辐射

12、干扰，而电感用丁这方面则侧重丁抑制传导性干扰.两者都可用丁处理emc, emi问题；电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上.在模拟地和数字地结合的地方用磁珠.磁珠有很高的电阻率和磁导率，他等效于电阻和电感串联，仴电阻值和电感值都随频率变化。他比普通的电感有更好的高 频滤波特性，在高频吋呈现阻性，所以能在相当宽的频率范围内保持较高的阻抗，从而提高调频滤波效果。作为电源滤波，可以使用电感。磁珠的电路符号就是电感但是型弓上可以看出使用的是磁珠在电路功能上，磁珠和电感是 原理相同的，只是频率特性不同罢了磁珠由氧磁体组成，电感由磁心和线圈组成，磁珠把交流信号转化为热能，电感把交流存储起来，缓慢的释放出

13、去。磁珠对高频信号才有较大阻碍作用，一般规格有100欧/loommhz，它在低频时电阻比电感小得多。铁氧体磁珠（ferrite bead）是0前应用发展很快的 种抗干扰组件，廉价、易用，滤除高频噪声效果显着。在电路中只要导线穿过它即可（我用的都是象普通电阻模样的，导线已穿过并胶合，也有表面贴装的形式，但很少见到卖的）。当导线中电流穿过时，铁氧体对低频电流几乎没有什么阻抗，而对较高频率的电流会产生较大衰减作用。高频电流在其中 以热量形式散发，其等效电路为一个电感和一个电阻串联，两个组件的值都与磁珠的长度成比例。磁珠种类很多，制造商应提 供技术指标说明，特别是磁珠的阻抗与频率关系的曲线。有的磁珠上

14、有多个孔洞，用导线穿过可增加组件阻抗（穿过磁珠次数的平方），不过在高频时所增加的抑制噪声能力不可能 如预期的多，而用多串联儿个磁珠的办法会好些。铁氧体是磁性材料，会因通过电流过大而产生磁饱和，导磁率急剧下降。大电流滤波应采用结构上专门设计的磁珠，还耍 注意其散热措施。铁氧体磁珠不仅可用于电源电路中滤除高频噪声（可用于直流和交流输出），还可广泛应用于其它电路，其体积可以做得很 小。特别是在数字电路屮，由于脉冲信号含有频率很高的高次谐波，也是电路高频辐射的主要根源，所以可在这种场合发挥磁 珠的作用。铁氧体磁珠还广泛应用丁信号电缆的噪声滤除。电感和磁珠的什么联系与区别电感是储能元件，而磁珠是能量转换

15、（消耗）器件电感多用于电源滤波回路，磁珠多用于信号回路，用于emc对策磁珠主要用于抑制电磁辐射干扰，而电感用于这方面则侧重于抑制传导性干扰。两者都可用于处理emc、emi问题。磁珠是用来吸收超高频信号，象一些rf电路，pll,振荡电路，含超高频存储器电路（ddr sdram, rambus等）都需耍在 电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在lc振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过错50mhz。地的连接一般用电感，电源的连接也用电感，而对信号线则采用磁珠？但实际上磁珠应该也能达到吸收高频干扰的0的啊？而且电感在高频谐振以后都不能再起电感的作用了必需明白emi的两个途径，g

16、卩：辐射和传导，不同的途径采用不同的抑制方法。前者用磁珠，后者用电感。对丁扳子的10部分，是不是基丁 emc的目的可以用电感将10部分和扳子的地进行隔离，比如将usb的地和扳子的地用10uh 的电感隔离可以防止插拔的噪声干扰地平面？电感一般用于电路的匹配和信号质量的控制上。在模拟地和数字地结合的地方用磁珠。在模拟地和数字地结合的地分用磁珠。数字地和模拟地之间的磁珠用多大 磁珠的大小（确切的说应该是磁珠的特性曲线）取决于你需要磁珠吸收的干扰波的频率为什么磁珠的单位和电阻是一样的呢？都是欧姆！磁珠就是阻高频嘛，对直流电阻低，对高频电阻高，不就好理解了吗，比如1000r100mhz就是说对100m频

17、率的信号有1000欧姆的电阻因为磁珠的单位是按照它在某一频率产半.的阻抗来标称的，阻抗的单位也是欧姆。磁珠的datasheet上一般会附有频率和 阻抗的特性曲线图。 般以100mhz为标准，比如2012b601，就是指在100mhz的时候磁珠的impedance为6欧姆。铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金，这种材料具有很高的导磁率，他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生 的电容最小。铁氧体材料通常在高频情况下应用，因为在低频时他们主耍程电感特性，使得线上的损耗很小。在高频情况下， 他们主要呈电抗特性比并且随频率改变。实际应用中，铁氧体材料是作为射频屯路的高频衰减器使用的。实际上，铁氧体较

18、好 的等效于电阻以及电感的并联，低频下电阻被电感短路，高频下电感阻抗变得相当高，以至于电流全部通过电阻。铁氧体是一 个消耗装置，高频能量在上面转化为热能，这是由他的电阻特性决定的。线圈，磁珠有一i巾:以上的线圈习惯称为电感线圈，少于一i巾：（导线直通磁环）的线圈习惯称之为磁珠。用途由起所需电感量决定。在电路功能上，磁珠和电感是原理相同的，只是频率特性不同罢了处理数字地和模拟地的基本原则如下：1）、若为低频模拟电路，加粗和缩短地线；单点接地，可有效防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。而高 频电路和数字电路，地线的电感效应较严重，单点接地会导致实际地线加长，故应多点接地和单点接地相结合

19、。2）、高频电路还应考虑如何抑制高频輻射噪声。方法如下：应尽量加粗地线，以降低噪声对地阻抗；人面积（满）接地， 即除传输信号及电源的印制线以外，其余部分全覆铜作为地线，伹不要留有死的无用大面积铜箔。3）、地线应构成环路，以防止产生高频辐射噪声，但环路面积不可过大，以免产生较大的感应电流。注意若为低频电路， 则应避免地线环路。4）、数字电源和模拟电源最好隔离，地线分开布置，如果有a/d转换电路，则只在尽量靠近该器件处单点接地1）、若为低频模拟电路，加粗和缩短地线；单点接地，可有效防止由于地线公共阻抗而导致的部件之间的互相干扰。而高 频电路和数字电路，地线的电感效应较严重，单点接地会导致实际地线加

20、长，故应多点接地和单点接地相结合。2）、高频电路还应考虑如何抑制高频辐射噪声。方法如下：应尽量加粗地线，以降低噪声对地阻抗；大面积（满）接地， 即除传输信号及电源的印制线以外，其余部分全覆铜作为地线，但不要留有死的无用大面积铜箔。3）、地线应构成环路，以防止产生高频辐射噪声，但环路面积不可过大，以免产生较大的感应电流。注意若为低频电路， 则应避免地线环路。4）、数字电源和模拟电源最好隔离，地线分开布置，如果有a/d转换电路，则只在尽量靠近该器件处单点接地。qc屮文全称：即英文quality control的简称，屮文意义是品质控制，质量检验。其在is08402: 1994的定义是“为达到 品质

21、要求所采取的作业技术和活动”。有些推行is09000的组织会设置这样一个部门或岗位，负责is09000标准所要求的有关 品质控制的职能，担任这类丄作的人员就叫做qc人员，相当丁一般企业中的产品检验员，包括进货检验员（iqc）、制程检验员 （ipqc）、最终检验员（fqc）和出货检验员（oqc）cqa中文全称：即英文quality assurance的简称，中文意思是品质保证，质量保证。其在is08402: 1994中的定义是 “为了提供足够的信任表明实体能够满足品质要求，而在品质管理体系屮实施并根据需要进行证实的全部有计划和有系统的活 动”。有些推行is09000的组织会设置这样的部门或岗位，负责is090标准所要求的有关品质保证的职能，担任这类工作的 人员就叫做qa人员。ipqc:即英文in-process quality control的简称，中文意思是制程检验，担任这类工作的人员叫做制程检验员。jqe：即英文joint qualit engineer的简称，中文意