解除数字电路中的干扰方法

数字电路中的干扰：

由于数字电路是利用上升沿/下降沿很短的脉冲信号，所以会向外部放出包括高频成分的多余电磁波（噪声），而且对外部来的电磁波（噪声）敏感地响应，造成误动作。另外在电路内部也存在线间交调失真、数字器件的通/断时电流急骤变化引起电源电压变动等问题。这样就需要在数字电路中考虑布线的电感和寄生电容构成的分布常数电路、防止上冲、下冲造成波形的混乱及信号反射、延迟、衰减、线间电磁干扰的交调失真。

高频电路中的干扰：

对低频电路来说，无论谁组装，只要布线不接错，各种不同的安装、布线、电路特性几乎没有差异，可得到相同的数据。但是高频却不同了，由于安装方法不同，一般会得到不同特性的数据。在高频电路及高速数字电路中，如果有一条线就会形成电感成分（寄生），如果有两条线则在线间就会形成寄生电容成分及互感成分（寄生），即所谓三寄生。所形成的三寄生数值是很微小的，因此在低频时几乎不成问题，但是在高频领域却不能忽略该C、L成分的影响。

防静电的措施：

由于静电放电电流和瞬间产生的高电压会使IC破坏，从而使系统或设备造成误动作和故障。为了防止静电放电，在设计方面可以采取以下措施：

1) 避免使用超出要求的高速IC、特别是注意输入电路。在可能的情况下输入电路采用差分方式。滤波电路要紧靠IC连接。

2) 对半导体进行输入保护。在连接器的输入部分为了使噪声控制在半导体耐压值以下而加入限幅电路。由于CMOS栅极抗静电噪声性能弱，所以不易用于连接器的输入部分。

3) 避免使用边沿解发型IC，而使用选通方式或带门闩的电路。

4) 为了抑制误动作的发生率，在控制端、输出端应做成低有效逻辑。

5) 对高灵敏度的信号输入要进行滤波。将频带外的高频滤除，这对运算放大器不输入过大的信号是很重要的。还要注意所用电容器的引线电感。

6) 在软件方面也要采取了一些措施。由于静电放电是一次性过渡脉冲，所以可通过多次校验检出错误数据。在微机中为了防止意外停止而设置看门狗电路（监视电路）。

7) 电子电路及布线要远离放静电的金属机箱。

8) 机箱的金属和金属连接部分要除去涂料紧密相接，尽可能加螺钉固定。

制板注意事项：

为了减少由放电电流产生的电磁场影响，在印制电路板上应该采取如下措施：

1) 减少环面积。在所形成的环中由于磁通交联，会在该环中感应电流，环的面积越大磁通交联的越多，感应的电流也就越大。因此为了使电源、地线所形成的环面积最小，应使电源和地线尽量接近布线。在电源、地线之间安装高频旁路电容，使环面积减少。为了减小信号线和地线之间形成的环面积，将信号接近地线进行布线。

2) 使布线最短。要考虑信号线长度的分配，设计时将低有效信号线加长，而将高有效信号线做成最短。各器件相互间的布线做成最短，并将连接在输入输出线上的器件安装在端子的附近。

3) 使用多层线路板，这是在模拟电路及高速数字电路中常见的。

铺地的作用：

在高速数字电路中，脉冲信号的频谱具有非常宽范围的高次谐波成分。使用的工作频率越高，受寄生电容、电感的影响越大。假设具有电感L的图形上流过高频电流I，则电感L产生的压降为： V=L·di/dt 该图形就像一个天线，将辐射噪声发送出去。将地线做成面可减少地线的阻抗，降低放电电流产生的电压降。