數字電路是電磁干擾的主要產(chǎn)生源之一,因數字系統中分布著(zhù)諧波豐富的高速脈沖信號,其諧波分量一直伸展到整個(gè)頻率范圍內。近年來(lái)電磁兼容性已成為衡量產(chǎn)品性能的一項重要技術(shù)指標,日本的變頻空調就因
EMC測試不過(guò)關(guān),被排斥在歐洲市場(chǎng)外。數字電路越向著(zhù)高速方向發(fā)展,就越需要考慮EMC。
一、數字系統中電磁干擾的形式
1、地噪聲干擾。噪聲大多數以共模信號的形式通過(guò)信號線(xiàn)、電源、地線(xiàn)串入電路系統,影響電路正常工作。而通過(guò)地線(xiàn)產(chǎn)生的低噪聲最常見(jiàn),最難消除。地噪聲干擾分共地阻抗干擾和地環(huán)路干擾兩種。
2、瞬態(tài)干擾。瞬態(tài)干擾主要是開(kāi)關(guān)電路產(chǎn)生的干擾,開(kāi)關(guān)波形可表示成矩形波。
3、靜電放電干擾。設備的任何暴露部分都會(huì )產(chǎn)生靜電放電
(靜電測試儀),如鍵盤(pán)控制鍵、外接電纜和直接接觸的金屬線(xiàn)向附近導體產(chǎn)生大的局部瞬態(tài)電流。該電流通過(guò)電感耦合或公共阻抗耦合在設備中感應電流。
4、電力線(xiàn)干擾。該干擾主要來(lái)自電源的橫向模噪聲和共模噪聲。
二、脈沖數字電路被干擾的一般情況
1、數字波的特征
實(shí)際電路中,由于各種各樣的電路條件以及傳輸過(guò)程中各種干擾因素的影響,理想條件并不是都很滿(mǎn)足。例如當脈沖信號通過(guò)電容時(shí)就失去了直流分量,零電平可能要偏離基準線(xiàn)而發(fā)生變化;電路的時(shí)間常數不合適將使脈沖波形產(chǎn)生畸變;信號如通過(guò)電感將產(chǎn)生相移,且隨頻率而變化。在包含頻率極寬的脈沖波形中,其每個(gè)頻率的相移大小各不相同,故要產(chǎn)生波形畸變。這種畸變也許并不完全是由噪聲引起的,但也將導致脈沖數字電路工作的不可靠。因此信號的畸變是引起數字電路工作異常的重要因素之一,也是區別于模擬電路的重要特征之一。
2、數字波被干擾的現象
任何電子電路,總要包含一些電阻、電容和電感元件,再加上半導體器件的非線(xiàn)性影響,實(shí)際電路就具有了各種頻率特征。因此帶寬非常寬的脈沖波形,當它經(jīng)過(guò)任何簡(jiǎn)單的電路時(shí),其輸出波形都可能發(fā)生畸變。加之電路間的相互感應及電源電壓的變動(dòng)等因素的影響,因此要使輸出波形具有要求的特征,應對實(shí)際電路作周密的考慮,采用必要的干擾抑制措施。
3、脈沖數字電路干擾的抑制
干擾是一個(gè)廣義的概念,凡是影響電子系統正常工作的外部和內部因素,都可看作干擾因素。所以由外部進(jìn)入的非工作信號稱(chēng)為干擾信號,而由內部電路引起的工作信號的畸變也是一種干擾源(
信號發(fā)生器)。在處理脈沖信號的干擾情況時(shí),有必要擴大一般模擬電路中噪聲干擾的概念。鑒于脈沖數字電路對波形畸變固有的敏感性,因此減小和克服信號在傳輸過(guò)程中的畸變是至關(guān)重要的。