基于單片機測控系統(tǒng)中的抗干擾技術

概述

干擾是造成單片機測控系統(tǒng)故障的主要原因之一。干擾對系統(tǒng)的影響輕則影響測量與控制精度，重則使工作系統(tǒng)完全失常。要消除干擾必須抓住形成干擾的三要素，即：干擾源、耦合通道和接收設備。

干擾因素

在單片機測控系統(tǒng)中，主要存在空間輻射干擾、信號通道干擾、電源干擾和數字電路引起的干擾。

抗干擾就是針對干擾的產生性質、傳播途徑、侵入的位置和侵入的形式，采取適當的方法消除干擾源，抑制耦合通道，減弱電路對噪聲干擾的敏感性，通常需要采取“綜合治理” 的措施。

1 合理選擇元器件

根據電器參數選擇合理器件以滿足系統(tǒng)性能要求。盡量選用集成度高、溫漂小、抗干擾性能好以及功耗小的元器件。

2 電源干擾的抑制

在交流電網進線端并接壓敏電阻，吸收浪涌電壓，也可防雷。高頻電感與電路電容組成的低通濾波器，可抑制電網引入的高頻噪聲。可采取模擬電路與數字電路的電源分開、電源浮空技術、使用電源隔離變壓器、隔離電源技術和電源濾波技術。在設計濾波器時必須注意讓諧振頻率遠小于干擾頻率。

3 電場、磁場干擾的抑制

采用由導電性能良好的金屬作屏蔽盒，并接大地，則屏蔽盒內電力線不會影響外部，同時外部的電力線也不會穿透屏蔽盒進入內部，前者可抑制干擾源，后者可阻截干擾的傳輸途徑，起電場隔離的作用。磁路屏蔽是采用高磁材料并以封閉式結構為妥，并接大地。

4 接地技術

單片機測控系統(tǒng)中的高頻電路應就近多點接地，低頻電路應一點接地；交流地和信號地不能共用；將系統(tǒng)的各個部分全部與大地浮置起來，但系統(tǒng)中的各機殼接地；對于數字地，印刷板中的地線應成網狀，而且其他布線不要形成環(huán)路，特別是環(huán)繞外周的環(huán)路，印刷板中的條線不能長距離平行，不得已時，應加隔離電極和跨接線或屏蔽；當A/D轉換器的模擬信號較弱時，可采用三線采樣雙層屏蔽浮地技術提高抗共模干擾的能力；系統(tǒng)中的高增益放大電路最好用金屬罩屏蔽起來。將屏蔽體接到放大電路的公共端，將寄生電容短路防止反饋，避免放大器的震蕩；對于功率地，由于地線的電流較大，接地線的線徑應較粗，且與小信號地線分開，連直流地；對于小信號前置放大電路本身采用一點接地，不能一個電路多點接地，A/D前置放大電路一般浮空。內存放大電路的印刷電路板上一點入地，這類放大器的地線一定要遠離功率地和噪聲地。