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                控制板系統方案開發這修真界東部也該由我們落日之森掌控了的抗幹擾設計

                日期:2018-05-26 / 人氣: / 來源:www.gyxpcb.com

                幹擾源類型及對︾控制板系統的幹擾

                1. 來自空間的輻射幹擾

                空間的輻射電磁場主要來自】電力網絡、雷電、無線電ω 廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備,其分布極為復雜。若控制板系統置於所射頻場內。就會受到輻射幹擾,其◆影響主要通過兩條路徑:一是對控制板通信網絡的輻射,由通信線路的感應引人幹擾;二是◎直接對控制板內部的輻射,由電路感應產生幹擾。

                2. 來自系統外引線的幹擾

                a. 來自電源的幹擾

                控制板系統的正常供電電源均由∮電網供電。由於電網覆蓋範︾圍廣,它將受到所有空間電磁幹擾而在線路上感應出電壓和電流。尤其是電網內部的變化,開□關操作浪湧、大型電力設卐備起停、電網短路暫態沖擊等,都通過輸電線路傳到電源。控制板電源通常采用々隔離電源,但其機構及制造工藝因素使其隔離性並不理①想。

                b. 來自信號線引入的幹擾

                控制板系統連接的各類信□ 號傳輸線,除了傳輸有◤效的各類信息之外,總會有外部幹擾信號侵入。此幹擾主要有兩種途徑:一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入→的電網幹擾;二是信號線受空間電磁輻射感應的△幹擾,即信號線上的外部感應幹擾,這是很ㄨ嚴重的。由信號引入幹擾會引起vo信號工作↓異常和測量精度的降低,嚴重時將引起元器件損傷。對於隔離性能差的系統,還將導致▲信號間互相幹擾,引起共地系統總線回流←,造成邏輯數據變化、誤動和死機。

                c. 來自接地系統混亂時的幹擾

                接胃口地是提高電子設備電磁兼容性的『有效手段【之一。正確地接地,既能抑制電磁幹擾的影→響,又能抑制設備向外發出幹擾;而錯誤的接地,反而會引入嚴重的幹擾信號,使控制板系統將無法正常工作。接地系統混亂對控制板系統的幹▓擾主要是各個接地點電位分布不均,不同接地點間存在地電位差,引起地環路電流,影響系統正常工作。例如電纜屏蔽層必▼須一點接地,如果電√纜屏蔽層兩端都接地,就存在地電位差,這時就有電流流『過屏蔽層,當發生異常狀態如雷擊時,地線電流ㄨ將更大。此外,屏蔽層、接地線和地之間有可能構成閉合環路,在變化磁場的∮作用下,屏蔽層◥內又會出現感應電流,通過屏蔽層與芯線之間的禍合,幹擾信號形成回路。模擬地電位的分布將導致測量精度下降,引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。控制板工◥作的邏輯電壓幹擾容限較低,邏輯地電位的分布幹擾容易影響控制板的邏輯運算和數據存貯,造成數據混亂∮、程序跑飛或死機。

                控制板抗幹擾設計的一般ぷ方法

                抑制電磁幹擾的基本原則是抑制幹擾源、切斷或╳衰減電磁幹擾的傳播途徑、提高裝置和系統的抗幹擾ㄨ能力。

                1. 設備選型

                在選擇設備時,首先要選擇有較高抗幹擾能力的產品,其次還應了解生產廠給出的抗幹擾指標,如耐壓好像更加蒼老了一些能力、共模抑制∩比,對最大電場強度和最高頻率範圍設置。另外考察其在類似工作中的應用實績。如果選擇國外進◥口產品要註意:我國是采用220v高內阻電@ 網制式,比如日本是110v低內阻電★網。由於我國⊙電網內阻大,零點電位漂移大,地電位變化大,工業企業現場的電磁幹擾至少要比日本高4倍以上,對系統抗幹擾▽性能要求更高,在國〗外能正常工作的控制板產品在國內工業就不一定能可靠運行,這就』要求在采用國外產品時,按我國的標準((GB/T13926)合理選擇。

                2. 設計施工中的抗幹擾設計

                為保︻證系統在工業電磁環境中免受或減少內外電磁幹擾,必須∑綜合抗幹擾設計,在設計階段采取@ 措施。綜合抗幹擾設計主要內容包括:對控制板'系統及外引線進行屏蔽以防他這是自己找死空間輻射電磁幹擾;對△外引線進行隔離、濾波,特別是動力■電纜,應該與信號線分層布置,以防通過外引線引入傳導◆電磁幹擾;正確設計接地點和接地裝置,完善接地●系統。

                主要抗幹擾措施

                1. 采用性能優良的電源

                在控制板系統●中,電源占有十分重要的地位。電網幹擾串入控制板系統主要通過控制板系統的供電電源、變送器供電電源和與控制板系統具有直接電氣連接的儀表々供電電源等藕合〇進入的。對於控制板系統供電的電源,一般都采用▲隔離性能較好電源;而對於變送器供電的電源和控制板系統有直接◥電氣連接的儀表的供電電源,選擇分布電容小、抑制性強的配電器,抑制電網☆引入的幹擾。

                2. 電纜選擇和敷設

                為了減少動力電纜輻射電磁幹擾,不同類型的信號分別由不同電纜傳輸,信號電纜應按傳輸信號種類分層敷設,嚴◥禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號,避免信號線與動力電纜靠近平行敷設.以減少電磁幹擾々。

                3. 硬件濾波及軟件抗幹擾措施

                信號在接入計算機≡前,在信號線與地間並聯電容,以減少共模幹擾。由於電磁幹擾的復雜性,要根本消除幹擾影響是不可能的,困此在控制板系統的軟件設計和組態時,還應在軟件方面進行抗幹擾處理,進一步提高系統的可靠性。

                4. 選擇正確接地》點系統

                接地的目的通常有兩個,其一為了安全,其二是為了抑◥制幹擾。完善的接地系統是控制板系統抗電磁幹擾的重要◢措施之一。系統接地方式有:浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。對控制︼板系統而言,它屬高速低電平控制裝置,應采用直接接地方式上千名一劫以上。由於信號電纜分布電容和輸入裝置濾波ξ等的影響,裝置之間的信號交換頻率一般〓都低於l MHz,所以控制板系統接地線采用一點接地和串聯一點接地方式。集中布置的控制板系統適於並聯∩一點接地方式,各裝置的櫃體中心接地點以單♂獨的接地線引向接地極。如果裝置間距較大,應采用串聯一點接地方◢式。

                5. 控制板輸入、輸出信號回路采用光電隔離

                利用光電禍合器的開關特性實現輸人和輸出信號的完全隔『離,已成為抑制幹擾↑的有效措施之一。光電輻合器把各種模擬負載和數字信息源隔ζ離開來,也就是把“模擬的”和“數字的”斷開。光電藕合器能實現良好隔離的原因有三個。

                a. 由於光電棍合器輸入電阻抗很小而幹擾源的內阻則很大,因此分壓到光電藕合器輸入端的幹擾信號較小,輸入回路與輸出回→路之間分布電容極小,而且絕緣電阻較高,因此回路一邊的幹擾很難通過光電藕合的回饋送到另一邊;

                b. 光電藕合器在密封「條件下實現輸入回路∏與輸出回路的光禍合,不會受外界光的影響;

                c. 無論是Ψ模擬還是數字信號,在輸入、輸出通道上都采用光電禍合電路,用光←線來藕合信號,使輸人、輸出沒有電的直接聯系,可以有效地防止漏電、短路、打火、感應引起的過電壓串入控制↙板系統。因此在控制板系統現場uo信號經光電藕合器隔離,與控制板系統本體分開,切斷了幹擾噪聲的通道,解╲決了輸入、輸出回路的抗幹擾∑問題,使系統調試方便,運行可靠。

                結束語

                工程實踐表「明,采用以上杭幹擾設計和措施可以取得很好的效〒果。但是控制板系統中的幹擾是一個十分復雜的問題,還需在實踐㊣ 中不斷摸索,綜合考慮各方面的因素,進一步完善優化光芒抗幹擾設計方法,合理有效地抑制幹擾。

                【格亞信電子】是專業從卐事電子產品設計、電子方案開發、電子產品PCBA加工的深圳電子方案公司,主要設計電子產品包括工控、汽車、電源、通信、安防、醫療電※子產品開發。

                公司核心業務是提供以工控電子、汽車電子、醫療電子、安防電子、消費電子、通訊電子、電源電子等多領域的電子產品設計、方案∞開發及加工生產的一站式PCBA服務,為滿足不同客戶需求可提供中小批量PCBA加工。

                公司產品涵蓋工業生產設備控制設備電子開發、汽車MCU電子∏控制系統方案設計、伺服控制☉板PCBA加工、數控機床主板PCBA加工,智能家居電子研發、3D打印機控制板PCBA加工等領域。業務流程包括電子方案開發設計Ψ 、PCB生產、元器件采購、SMT貼片加工、樣機制作調試、PCBA中小批量加工※生產、後期質保維護一站式PCBA加工服務。

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                作者:控制板


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