幹擾太大讓工控係統的效果大打折扣,怎麼挽救?
發布時間:2016-11-17 責任編輯:susan
【導讀】設計的工控係統即將成功,然而一通電卻發現係統幹擾太大,導致效果比理想相差很多,甚至糟糕。抗幹擾措施的基本原則是:抑製幹擾源,切斷幹擾傳播路徑,提高敏感器件的抗幹擾性能。
抑製幹擾源
抑製幹擾源就是盡可能的減小幹擾源的du/dt,di/dt。這是抗幹擾設計中最優先考慮和最重要的原則,常常會起到事半功倍的效果。減小幹擾源的du/dt主要是通過在幹擾源兩端並聯電容來實現。減小幹擾源的di/dt則是在幹擾源回路串聯電感或電阻以及增加續流二極管來實現。
抑製幹擾源常用措施如下:
1.繼電器線xian圈quan增zeng加jia續xu流liu二er極ji管guan,消xiao除chu斷duan開kai線xian圈quan時shi產chan生sheng的de反fan電dian動dong勢shi幹gan擾rao。僅jin加jia續xu流liu二er極ji管guan會hui使shi繼ji電dian器qi的de斷duan開kai時shi間jian滯zhi後hou,增zeng加jia穩wen壓ya二er極ji管guan後hou繼ji電dian器qi在zai單dan位wei時shi間jian內nei可ke動dong作zuo更geng多duo的de次ci數shu。
2.在繼電器接點兩端並接火花抑製電路(一般是RC串聯電路,電阻一般選幾K到幾十K,電容選0.01uF)。
3.給電機加濾波電路,注意電容、電感引線要盡量短。

4.電路板上每個IC要並接一個0.01μF~0.1μF高頻電容,以減小IC對電源的影響。注意高頻電容的布線,連線應靠近電源端並盡量粗短,否則,等於增大了電容的等效串聯電阻,會影響濾波效果。
5.布線時避免90度折線,減少高頻噪聲發射。
6.可控矽兩端並接RC抑製電路,減小可控矽產生的噪聲(這個噪聲嚴重時可能會把可控矽擊穿的)。
切斷傳播路徑
切斷幹擾傳播路徑的常用措施有以下幾種:
1.充分考慮電源對單片機的影響。電源做得好,整個電路的抗幹擾就解決了一大半。許多單片機對電源噪聲很敏感,要給單片機電源加濾波電路或穩壓器,以減小電源噪聲對單片機的幹擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路,當然條件要求不高時也可用100Ω電阻代替磁珠。
2.如果單片機的I/O口用來控製電機等噪聲器件,在I/O口與噪聲源之間應加隔離(增加π形濾波電路)。控製電機等噪聲器件,在I/O口與噪聲源之間應加隔離(增加π形濾波電路)。
3.注意晶振布線。晶振與單片機引腳盡量靠近,用地線把時鍾區隔離起來,晶振外殼接地並固定。此措施可解決許多疑難問題。
4.電路板合理分區,如強、弱信號,數字、模擬信號。盡可能把幹擾源(如電機,繼電器)與敏感元件(如單片機)遠離。
5.用地線把數字區與模擬區隔離,數字地與模擬地要分離,最後在一點接於電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則,廠家分配A/D、D/A芯片引腳排列時已考慮此要求。
6.單片機和大功率器件的地線要單獨接地,以減小相互幹擾。大功率器件盡可能放在電路板邊緣。
7在單片機I/O口,電源線,電路板連接線等關鍵地方使用抗幹擾元件如磁珠、磁環、電源濾波器,屏蔽罩,可顯著提高電路的抗幹擾性能。
提高抗幹擾性能
tigaoganraoxingnengzhuyaoshizhitigaoxitongzhongminganqijiandekangganraoxingneng。tigaominganqijiandekangganraoxingnengshizhicongminganqijianzhebiankaolvjinliangjianshaoduiganraozaoshengdeshiqu,yijicongbuzhengchangzhuangtaijinkuaihuifudefangfa。
提高敏感器件抗幹擾性能的常用措施如下:
1.布線時盡量減少回路環的麵積,以降低感應噪聲。
2.布線時,電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外,更重要的是降低耦合噪聲。

3.對於單片機閑置的I/O口,不要懸空,要接地或接電源。其它IC的閑置端在不改變係統邏輯的情況下接地或接電源。
4.對單片機使用電源監控及看門狗電路,如:IMP809,IMP706,IMP813,X25043,X25045等,可大幅度提高整個電路的抗幹擾性能。
5.在速度能滿足要求的前提下,盡量降低單片機的晶振和選用低速數字電路。
6.IC器件盡量直接焊在電路板上,少用IC座。
檢查軟件方麵
1.我習慣於將不用的代碼空間全清成“0”,因為這等效於NOP,可在程序跑飛時歸位;
2.在跳轉指令前加幾個NOP,目的同1;
3.在無硬件WatchDog時可采用軟件模擬WatchDog,以監測程序的運行;
4.涉及處理外部器件參數調整或設置時,為防止外部器件因受幹擾而出錯可定時將參數重新發送一遍,這樣可使外部器件盡快恢複正確;
5.通訊中的抗幹擾,可加數據校驗位,可采取3取2或5取3策略;
6.在有通訊線時,如I^2C、三線製等,實際中我們發現將Data線、CLK線、INH線常態置為高,其抗幹擾效果要好過置為低。
檢查硬件方麵
1.地線、電源線的部線肯定重要了!
2.線路的去偶;
3.數、模地的分開;
4.每個數字元件在地與電源之間都要104電容;
5.在有繼電器的應用場合,尤其是大電流時,防繼電器觸點火花對電路的幹擾,可在繼電器線圈間並一104和二極管,在觸點和常開端間接472電容,效果不錯!
6.為防I/O口的串擾,可將I/O口隔離,方法有二極管隔離、門電路隔離、光偶隔離、電磁隔離等;
7.當然多層板的抗幹擾肯定好過單麵板,但成本卻高了幾倍。
8.選(xuan)擇(ze)一(yi)個(ge)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)強(qiang)的(de)器(qi)件(jian)比(bi)之(zhi)任(ren)何(he)方(fang)法(fa)都(dou)有(you)效(xiao),我(wo)想(xiang)這(zhe)點(dian)應(ying)該(gai)最(zui)重(zhong)要(yao)。因(yin)為(wei)器(qi)件(jian)天(tian)生(sheng)的(de)不(bu)足(zu)是(shi)很(hen)難(nan)用(yong)外(wai)部(bu)方(fang)法(fa)去(qu)彌(mi)補(bu)的(de),但(dan)往(wang)往(wang)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)強(qiang)的(de)就(jiu)貴(gui)些(xie)。主(zhu)要(yao)看(kan)各(ge)位(wei)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)了(le)!
↓↓↓附:某工控係統設計好後的運行模式

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