【芯德理科技】是專業(yè)從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、電子方案開(kāi)發(fā)、電子產(chǎn)品PCBA加的深圳電子方案公司，主要設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品包括工控、汽車、電源、通信、安防、醫(yī)療電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。
公司核心業(yè)務(wù)是提供以工控電子、汽車電子、醫(yī)療電子、安防電子、消費(fèi)電子、通訊電子、電源電子等多領(lǐng)域的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、方案開(kāi)發(fā)及加工生產(chǎn)的一站式PCBA服務(wù)，為滿足不同客戶需求可提供中小批量PCBA加工。
公司產(chǎn)品涵蓋工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備控制設(shè)備電子開(kāi)發(fā)、汽車MCU電子控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、伺服控制板PCBA加工、數(shù)控機(jī)床主板PCBA加工，智能家居電子研發(fā)、3D打印機(jī)控制板PCBA加工等領(lǐng)域。業(yè)務(wù)流程包括電子方案開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、PCB生產(chǎn)、元器件采購(gòu)、SMT貼片加工、樣機(jī)制作調(diào)試、PCBA中小批量加工生產(chǎn)、后期質(zhì)保維護(hù)一站式PCBA加工服務(wù)。
工程實(shí)踐表明，采用以上杭干擾設(shè)計(jì)和措施可以取得很好的效果。但是控制板系統(tǒng)中的干擾是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，還需在實(shí)踐中不斷摸索，綜合考慮各方面的因素，進(jìn)一步完善優(yōu)化抗干擾設(shè)計(jì)方法，合理有效地抑制干擾。
控制板系統(tǒng)的正常供電電源均由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應(yīng)出電壓和電流。尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化，開(kāi)關(guān)操作浪涌、大型電力設(shè)備起停、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等，都通過(guò)輸電線路傳到電源?？刂瓢咫娫赐ǔ２捎酶綦x電源，但其機(jī)構(gòu)及制造工藝因素使其隔離性并不理想。
控制板系統(tǒng)連接的各類信號(hào)傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會(huì)有外部干擾信號(hào)侵入。此干擾主要有兩種途徑:一是通過(guò)變送器供電電源或共用信號(hào)儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾;二是信號(hào)線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾，即信號(hào)線上的外部感應(yīng)干擾，這是很嚴(yán)重的。由信號(hào)引入干擾會(huì)引起vo信號(hào)工作異常和測(cè)量精度的降低，嚴(yán)重時(shí)將引起元器件損傷。對(duì)于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號(hào)間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動(dòng)和死機(jī)。
接地是提高電子設(shè)備電磁兼容性的有效手段之一。正確地接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾;而錯(cuò)誤的接地，反而會(huì)引入嚴(yán)重的干擾信號(hào)，使控制板系統(tǒng)將無(wú)法正常工作。接地系統(tǒng)混亂對(duì)控制板系統(tǒng)的干擾主要是各個(gè)接地點(diǎn)電位分布不均，不同接地點(diǎn)間存在地電位差，引起地環(huán)路電流，影響系統(tǒng)正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點(diǎn)接地，如果電纜屏蔽層兩端都接地，就存在地電位差，這時(shí)就有電流流過(guò)屏蔽層，當(dāng)發(fā)生異常狀態(tài)如雷擊時(shí)，地線電流將更大。此外，屏蔽層、接地線和地之間有可能構(gòu)成閉合環(huán)路，在變化磁場(chǎng)的作用下，屏蔽層內(nèi)又會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)電流，通過(guò)屏蔽層與芯線之間的禍合，干擾信號(hào)形成回路。模擬地電位的分布將導(dǎo)致測(cè)量精度下降，引起對(duì)信號(hào)測(cè)控的嚴(yán)重失真和誤動(dòng)作。控制板工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響控制板的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)存貯，造成數(shù)據(jù)混亂、程序跑飛或死機(jī)。
抑制電磁干擾的基本原則是抑制干擾源、切斷或衰減電磁干擾的傳播途徑、提高裝置和系統(tǒng)的抗干擾能力。
1. 設(shè)備選型
在選擇設(shè)備時(shí)，首先要選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品，其次還應(yīng)了解生產(chǎn)廠給出的抗干擾指標(biāo)，如耐壓能力、共模抑制比，對(duì)最大電場(chǎng)強(qiáng)度和最高頻率范圍設(shè)置。另外考察其在類似工作中的應(yīng)用實(shí)績(jī)。如果選擇國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品要注意:我國(guó)是采用220v高內(nèi)阻電網(wǎng)制式，比如日本是110v低內(nèi)阻電網(wǎng)。由于我國(guó)電網(wǎng)內(nèi)阻大，零點(diǎn)電位漂移大，地電位變化大，工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾至少要比日本高4倍以上，對(duì)系統(tǒng)抗干擾性能要求更高，在國(guó)外能正常工作的控制板產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)工業(yè)就不一定能可靠運(yùn)行，這就要求在采用國(guó)外產(chǎn)品時(shí)，按我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)((GB/T13926)合理選擇。
2. 設(shè)計(jì)施工中的抗干擾設(shè)計(jì)
為保證系統(tǒng)在工業(yè)電磁環(huán)境中免受或減少內(nèi)外電磁干擾，必須綜合抗干擾設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)階段采取措施。綜合抗干擾設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括:對(duì)控制板'系統(tǒng)及外引線進(jìn)行屏蔽以防空間輻射電磁干擾;對(duì)外引線進(jìn)行隔離、濾波，特別是動(dòng)力電纜，應(yīng)該與信號(hào)線分層布置，以防通過(guò)外引線引入傳導(dǎo)電磁干擾;正確設(shè)計(jì)接地點(diǎn)和接地裝置，完善接地系統(tǒng)。主要抗干擾措施
1. 采用性能優(yōu)良的電源
在控制板系統(tǒng)中，電源占有十分重要的地位。電網(wǎng)干擾串入控制板系統(tǒng)主要通過(guò)控制板系統(tǒng)的供電電源、變送器供電電源和與控制板系統(tǒng)具有直接電氣連接的儀表供電電源等藕合進(jìn)入的。對(duì)于控制板系統(tǒng)供電的電源，一般都采用隔離性能較好電源;而對(duì)于變送器供電的電源和控制板系統(tǒng)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(qiáng)的配電器，抑制電網(wǎng)引入的干擾
2. 電纜選擇和敷設(shè)
為了減少動(dòng)力電纜輻射電磁干擾，不同類型的信號(hào)分別由不同電纜傳輸，信號(hào)電纜應(yīng)按傳輸信號(hào)種類分層敷設(shè)，嚴(yán)禁用同一電纜的不同導(dǎo)線同時(shí)傳送動(dòng)力電源和信號(hào)，避免信號(hào)線與動(dòng)力電纜靠近平行敷設(shè).以減少電磁干擾。
3. 硬件濾波及軟件抗干擾措施
信號(hào)在接入計(jì)算機(jī)前，在信號(hào)線與地間并聯(lián)電容，以減少共模干擾。由于電磁干擾的復(fù)雜性，要根本消除干擾影響是不可能的，困此在控制板系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和組態(tài)時(shí)，還應(yīng)在軟件方面進(jìn)行抗干擾處理，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。
4. 選擇正確接地點(diǎn)系統(tǒng)
接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是控制板系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。系統(tǒng)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(duì)控制板系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。由于信號(hào)電纜分布電容和輸入裝置濾波等的影響，裝置之間的信號(hào)交換頻率一般都低于l MHz，所以控制板系統(tǒng)接地線采用一點(diǎn)接地和串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。集中布置的控制板系統(tǒng)適于并聯(lián)一點(diǎn)接地方式，各裝置的柜體中心接地點(diǎn)以單獨(dú)的接地線引向接地極。如果裝置間距較大，應(yīng)采用串聯(lián)一點(diǎn)接地方式。
5. 控制板輸入、輸出信號(hào)回路采用光電隔離
利用光電禍合器的開(kāi)關(guān)特性實(shí)現(xiàn)輸人和輸出信號(hào)的完全隔離，已成為抑制干擾的有效措施之一。光電輻合器把各種模擬負(fù)載和數(shù)字信息源隔離開(kāi)來(lái)，也就是把“模擬的”和“數(shù)字的”斷開(kāi)。光電藕合器能實(shí)現(xiàn)良好隔離的原因有三個(gè)。
a. 由于光合器輸入電阻抗很小而干擾源的內(nèi)阻則很大，因此分壓到光電藕合器輸入端的干擾信號(hào)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，因此回路一邊的干擾很難通過(guò)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(shí)現(xiàn)輸入回路與輸出回路的光禍合，不會(huì)受外界光的影響;
c. 無(wú)論是模擬還是數(shù)字信號(hào)，在輸入、輸出通道上都采用光電禍合電路，用光線來(lái)藕合信號(hào)，使輸人、輸出沒(méi)有電的直接聯(lián)系，可以有效地防止漏電、短路、打火、感應(yīng)引起的過(guò)電壓串入控制板系統(tǒng)。因此在控制板系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)uo信號(hào)經(jīng)光電藕合器隔離，與控制板系統(tǒng)本體分開(kāi)，切斷了干擾噪聲的通道，解決了輸入、輸出回路的抗干擾問(wèn)題，使系統(tǒng)調(diào)試方便，運(yùn)行可靠。
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