4.2基于电路设计的对策方案
对于电路设计部分,在接口电路处增加滤波,并且对PCB板进行合理的设计对增强辐射抗干扰能力有显著效果。下面就针对上面的两种情况进行讨论。
首先,对于接口电路的电源部分,加大电源的共模电感感量,或在电源板到主板的供电接口处加共模滤波器,可以有效抑制干扰信号。
其次,对信号线接口电路的滤波也很关键。在此处,在共模扼流圈的两端安装高频滤波电容构成∏型滤波器,该滤波电容的大小不影响信号的正常传输为限,若接口处原来有的滤波器,可通过调节参数来提高其共模抑制特性。
根据特性图可见,共模滤波器对差模信号呈现低阻抗,而对共模噪声却呈现高阻抗,因此可对噪声信号进行有效抑制而不影响有用信号的传输。
除了以上对接口电路的滤波及噪声抑制措施外,还有对PCB板的合理设计也有不错的效果。
(1)布线时尽量减小回路环的面积,以降低感应噪声。电源线与地线应紧靠在一起以减小电源和地间的环路面积,在电源线与地线间安装高频旁路电容。在较低的频段,旁路电容的阻抗较低,在这些频率处,旁路电容能有效减小电源与地间的环路面积。而信号线与地线应紧挨着放在一起。在每根信号线的旁边安排一条地线。但是,这也许会产生很多平行地线。为了避免这个问题,可采用地平面或地线网格,而不采用单条地线。还可在与信号线相对的一面上布置地线面。
(2)使导线的长度尽量短。较长的导线容易接收辐射干扰信号,导线较短效果较好。短导线从辐射场强中接收到干扰并馈入电路的能量较少。在实际设计中,使所有元件紧靠在一起,PCB设计人员不应将元件过于分散而占用更多的面积,特别是相互之间具有很多互连线的元件或元件组更应如此,例如,I/O器件与I/O 连接器应尽量靠近。
(3)尽可能在PCB上使用完整的地线面。前面已提到过,地线面有助于减小环路面积,同时也降低了接收天线的效率。地线面作为一个重要的电荷源,可抵消辐射干扰产生的电荷。PCB地线面也可作为其对面信号线的屏蔽体(地线面的开口越大,其屏蔽效能就越低)。此外,由于PCB板的地平面很大,辐射电磁干扰产生的感应电荷更容易注入到地线面中,而不是直接进入到信号线中,从而避免通过信号线串入控制芯片。
(4)单片机的闲置I/O口不要悬空,应接地或接电源。其它IC的闲置端也应在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。
五.结论
心电图测试仪设计中,通过对信号线的选取布置和电路的设计,在试验中可以大大提高其射频抗扰度的能力。
参考文献
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