單片機(jī)系統(tǒng)電磁干擾日益嚴(yán)重威脅解決方案
(3)退耦電容配置
PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一,是在印刷板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)耐笋铍娙荨M笋铍娙莸囊话闩渲迷瓌t是:
① 電源輸入端跨接10~100μF的電解電容器。如有可能,接100μF以上的更好。
② 原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01 pF的瓷片電容。如遇印刷板空隙不夠,可每4~8個(gè)芯片布置一個(gè)1~10 pF的鉭電容。
③ 對(duì)于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件,如RAM、ROM存儲(chǔ)器件,應(yīng)在芯片的電源線(xiàn)和地線(xiàn)之間直接接入退耦電容。
④ 電容引線(xiàn)不能太長(zhǎng),尤其是高頻旁路電容不能有引線(xiàn)。
此外,還應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
① 在印刷板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí),操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電,必須采用RC電路來(lái)吸收放電電流。一般R取1~2 kΩ,C取2.2~47μF。
② CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應(yīng),因此在使用時(shí),對(duì)不用端要接地或接正電源。
(4)振蕩器
幾乎所有的單片機(jī)都有一個(gè)耦合于外部晶體或陶瓷諧振器的振蕩器電路。在PCB上,要求外接電容、晶體或陶瓷諧振器的引線(xiàn)越短越好。RC振蕩器對(duì)干擾信號(hào)有潛在的敏感性,它能產(chǎn)生很短的時(shí)鐘周期,因而最好選晶體或陶瓷諧振器。另外,石英晶體的外殼要接地。
(5)防雷擊措施
室外使用的單片機(jī)系統(tǒng)或從室外架空引入室內(nèi)的電源線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn),要考慮系統(tǒng)的防雷擊問(wèn)題。常用的防雷擊器件有:氣體放電管、TVS(Transient Voltage Suppression)等。氣體放電管是當(dāng)電源電壓大于某一數(shù)值時(shí),通常為數(shù)十V或數(shù)百V,氣體擊穿放電,將電源線(xiàn)上強(qiáng)沖擊脈沖導(dǎo)入大地。TVS可以看成兩個(gè)并聯(lián)且方向相反的齊納二極管,當(dāng)兩端電壓高于某一值時(shí)導(dǎo)通。其特點(diǎn)是可以瞬態(tài)通過(guò)數(shù)百乃至上千A的電流。
結(jié) 語(yǔ)
為了提高單片機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容性,不僅要合理設(shè)計(jì)PCB板,而且要在電路結(jié)構(gòu)上及軟件中采取相應(yīng)的措施。實(shí)踐表明,在單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行的各個(gè)階段,都需要考慮其電磁兼容性,只有這樣,才能保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠、安全地運(yùn)行。
評(píng)論