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探析數字電路設計中的抗干擾技術

所屬欄目:電子技術論文 發布日期:2019-09-24 10:01 熱度:

   【摘要】 在數字電路的設計中,集成電路由于比其它電路具有更強的抗干擾性能,所以在數字電路設計中有更普遍的應用。本文首先對數字電路設計中存在的干擾因素進行歸納,再以針對干擾源進行控制、針對傳播途徑的控制技術、針對敏感器件的抗干擾技術、合理布線技術五項技術手段為切入點,探析抗干擾技術在數字電路設計中的應用。

  【關鍵詞】 數字電路設計 抗干擾技術 集成電路

數字電路設計

  引言:科學技術的發展,對電子設備等相關行業的發展有很大的促進作用。智能手機的普及使用電設備密度不斷增加,在空間應用過程中,有很大的幾率造成電磁環境的惡化,導致電子設備之間相互干擾,對電子設備的正常運行產生影響。因此,在數字電路設計的過程中,要不斷提升電路的抗干擾性能,使電子設備更加穩定的工作。

  一、數字電路設計中的干擾因素

  隨著科技的發展,當前人們所用的電子設備通常都是采用先進的數字電路。數字電路發出的電子信號相比以往模擬電路發出的模擬信號更具穩定性,受環境中噪音干擾的情況較少,但受到干擾的情況依舊存在。數字電路技術的進步,促進電子設備的發展及普及,為提升數字電路的抗干擾能力,本文首先對其中的抗干擾因素進行分析 [1]。

  1、干擾源。不同的電子設備及電器元件、電子信號或其他信號等因素,都有可能對數字電路的數字信號造成干擾。在數字電路設計中較為常見的干擾源主要有雷電、電擊、繼電器等,在這些干擾源的影響下,會導致數字電路中的數字信號無法傳達,影響電子設備的正常使用。

  2、傳播途徑。數字信號在傳播的過程中,一旦傳播通路或傳播媒介受到干擾,也會對信號的傳播產生影響。由于空中信號的干擾,使數字信號的傳播路徑被阻斷,從而影響數字電路的傳播效率,是數字電路設計中最難控制的干擾類型。

  3、敏感器件。由于數字電路對各種數據信息的精確度有較高的要求,因此,數字電路中有大量的精密器件,數字電路與電子設備中的敏感器件在提升電子設備的使用性能時,也容易使數字電路受到干擾,影響設備的正常使用。

  二、抗干擾技術在數字電路設計中的應用

  1、針對干擾源進行控制。數字電路的抗干擾設計,需要對干擾源進行主動抑制,有針對性地進行數字電路設計。首先,在數字電路設計的過程中,可以通過在干擾源周邊的繼電器線圈上增設一個續流的二極管,利用二極管對電流進行分散,降低電流的電磁場的干擾,使數字電路的抗干擾能力得到提升;另外,還可以通過連接火花抑制器,減少干擾源所產生的電花對數字電路造成的干擾;在數字電路設計中通過濾波技術減小引線的長度,也能夠提升數字電路的抗干擾性能。

  2、針對傳播途徑的控制技術。傳播途徑這類干擾因素探析數字電路設計中的抗干擾技術在數字電路的設計中,集成電路由于比其它電路具有更強的抗干擾性能,所以在數字電路設計中有更普遍的應用。本文首先對數字電路設計中存在的干擾因素進行歸納,再以針對干擾源進行控制、針對傳播途徑的控制技術、針對敏感器件的抗干擾技術、合理布線技術五項技術手段為切入點,導致數字信號丟失等嚴重問題的出現。在傳播途徑這一類型的干擾因素中,主要分為兩種:一種是傳導干擾,另一種是輻射干擾,二者間的區別取決于數字電路的傳播方式。傳導干擾是數字信號通過導線傳導到敏感器件的過程中進行干擾,輻射干擾則是對數字信號的空間傳播過程產生干擾。在數字電路設計過程中,可以采用對傳播途徑進行隔離,或是切斷傳播途徑的方式,降低對數字電路產生的干擾影響。例如,采用良好的電源保證用電安全,減少斷電問題,保證數字電路的傳播途徑;在電路接口的選擇上,選擇產生干擾較小的電路接口,對傳播途徑進行隔離等。

  3、針對敏感器件的抗干擾技術。第一,通過縮小敏感器件的布線范圍,從而使其對數字電路的干擾能力得到控制;第二,在實際布線的過程中,應盡量選擇粗短的電源線與地接線,以減少敏感器件對數字電路產生的干擾;第三;避免敏感器件結構的懸空處理;第四,在確保電子設備運行需求的基礎上,盡量選擇速度較低的數字電路;在數字 IC 器件的設計上,需要盡量避免焊接操作和其與插座的連接,從而減少敏感器件對數字電路所產生的干擾;第五,應用“看門狗”軟件對電子設備實施監控,以提升數字電路的抗干擾能力 [2]。

  4、合理布線技術。由于數字電路板具有較高的集成度,并且包含了大量的敏感元件,因此,對電路板的布線采取更加合理的方式,能夠有效減少敏感器件之間的電磁干擾。在降低由于傳播途徑不佳而對數字電路產生干擾的同時,使數字電路的性能整體得到優化。在具體的布線過程中,操作人員首先需要根據設計圖紙找到敏感元件的位置,再根據元件分布的位置以及不同的功能進行合理的布線,包括電源線、地線、高速信號線等,最后針對低速信號線進行布設。在數字電路板的線路布設好后,還要進行不斷的技術測試,以確保數字電路的傳播途徑不會受到影響,與此同時,還需要避免電路板自身發出的輻射信號對其他數字電路造成的干擾。

  結束語:綜上所述,數字電路由于具備良好的穩定性與可靠性,在電子設備的應用中有廣泛的應用。在數字電路設計中,容易受干擾源、傳播途徑與敏感器件的干擾。對此,在數字電子設計中,需要根據具體的問題采取針對性的解決措施,應用不同的技術手段,提升數字電路的抗干擾性能,使電子設備在復雜的環境中也能夠穩定運行。

  參 考 文 獻

  [1] 曹云松 . 淺談數字電路設計中抗干擾問題 [J]. 通訊世界 ,2018(08):74-75.

  [2] 黃曉桃 . 數字電路設計中的抗干擾技術分析 [J]. 山東工業技術 ,2017(18):202.

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文章標題:探析數字電路設計中的抗干擾技術

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