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探析数字电路设计中的抗干扰技术

所属栏目:电子技术论文 发布日期:2019-09-24 10:01 热度:

   【摘要】 在数字电路的设计中,集成电路由于比其它电路具有更强的抗干扰性能,所以在数字电路设计中有更普遍的应用。本文首先对数字电路设计中存在的干扰因素进行归纳,再以针对干扰源进行控制、针对传播途径的控制技术、针对敏感器件的抗干扰技术、合理布线技术五项技术手段为切入点,探析抗干扰技术在数字电路设计中的应用。

  【关键词】 数字电路设计 抗干扰技术 集成电路

数字电路设计

  引言:科学技术的发展,对电子设备等相关行业的发展有很大的促进作用。智能手机的普及使用电设备密度不断增加,在空间应用过程中,有很大的几率造成电磁环境的恶化,导致电子设备之间相互干扰,对电子设备的正常运行产生影响。因此,在数字电路设计的过程中,要不断提升电路的抗干扰性能,使电子设备更加稳定的工作。

  一、数字电路设计中的干扰因素

  随着科技的发展,当前人们所用的电子设备通常都是采用先进的数字电路。数字电路发出的电子信号相比以往模拟电路发出的模拟信号更具稳定性,受环境中噪音干扰的情况较少,但受到干扰的情况依旧存在。数字电路技术的进步,促进电子设备的发展及普及,为提升数字电路的抗干扰能力,本文首先对其中的抗干扰因素进行分析 [1]。

  1、干扰源。不同的电子设备及电器元件、电子信号或其他信号等因素,都有可能对数字电路的数字信号造成干扰。在数字电路设计中较为常见的干扰源主要有雷电、电击、继电器等,在这些干扰源的影响下,会导致数字电路中的数字信号无法传达,影响电子设备的正常使用。

  2、传播途径。数字信号在传播的过程中,一旦传播通路或传播媒介受到干扰,也会对信号的传播产生影响。由于空中信号的干扰,使数字信号的传播路径被阻断,从而影响数字电路的传播效率,是数字电路设计中最难控制的干扰类型。

  3、敏感器件。由于数字电路对各种数据信息的精确度有较高的要求,因此,数字电路中有大量的精密器件,数字电路与电子设备中的敏感器件在提升电子设备的使用性能时,也容易使数字电路受到干扰,影响设备的正常使用。

  二、抗干扰技术在数字电路设计中的应用

  1、针对干扰源进行控制。数字电路的抗干扰设计,需要对干扰源进行主动抑制,有针对性地进行数字电路设计。首先,在数字电路设计的过程中,可以通过在干扰源周边的继电器线圈上增设一个续流的二极管,利用二极管对电流进行分散,降低电流的电磁场的干扰,使数字电路的抗干扰能力得到提升;另外,还可以通过连接火花抑制器,减少干扰源所产生的电花对数字电路造成的干扰;在数字电路设计中通过滤波技术减小引线的长度,也能够提升数字电路的抗干扰性能。

  2、针对传播途径的控制技术。传播途径这类干扰因素探析数字电路设计中的抗干扰技术在数字电路的设计中,集成电路由于比其它电路具有更强的抗干扰性能,所以在数字电路设计中有更普遍的应用。本文首先对数字电路设计中存在的干扰因素进行归纳,再以针对干扰源进行控制、针对传播途径的控制技术、针对敏感器件的抗干扰技术、合理布线技术五项技术手段为切入点,导致数字信号丢失等严重问题的出现。在传播途径这一类型的干扰因素中,主要分为两种:一种是传导干扰,另一种是辐射干扰,二者间的区别取决于数字电路的传播方式。传导干扰是数字信号通过导线传导到敏感器件的过程中进行干扰,辐射干扰则是对数字信号的空间传播过程产生干扰。在数字电路设计过程中,可以采用对传播途径进行隔离,或是切断传播途径的方式,降低对数字电路产生的干扰影响。例如,采用良好的电源保证用电安全,减少断电问题,保证数字电路的传播途径;在电路接口的选择上,选择产生干扰较小的电路接口,对传播途径进行隔离等。

  3、针对敏感器件的抗干扰技术。第一,通过缩小敏感器件的布线范围,从而使其对数字电路的干扰能力得到控制;第二,在实际布线的过程中,应尽量选择粗短的电源线与地接线,以减少敏感器件对数字电路产生的干扰;第三;避免敏感器件结构的悬空处理;第四,在确保电子设备运行需求的基础上,尽量选择速度较低的数字电路;在数字 IC 器件的设计上,需要尽量避免焊接操作和其与插座的连接,从而减少敏感器件对数字电路所产生的干扰;第五,应用“看门狗”软件对电子设备实施监控,以提升数字电路的抗干扰能力 [2]。

  4、合理布线技术。由于数字电路板具有较高的集成度,并且包含了大量的敏感元件,因此,对电路板的布线采取更加合理的方式,能够有效减少敏感器件之间的电磁干扰。在降低由于传播途径不佳而对数字电路产生干扰的同时,使数字电路的性能整体得到优化。在具体的布线过程中,操作人员首先需要根据设计图纸找到敏感元件的位置,再根据元件分布的位置以及不同的功能进行合理的布线,包括电源线、地线、高速信号线等,最后针对低速信号线进行布设。在数字电路板的线路布设好后,还要进行不断的技术测试,以确保数字电路的传播途径不会受到影响,与此同时,还需要避免电路板自身发出的辐射信号对其他数字电路造成的干扰。

  结束语:综上所述,数字电路由于具备良好的稳定性与可靠性,在电子设备的应用中有广泛的应用。在数字电路设计中,容易受干扰源、传播途径与敏感器件的干扰。对此,在数字电子设计中,需要根据具体的问题采取针对性的解决措施,应用不同的技术手段,提升数字电路的抗干扰性能,使电子设备在复杂的环境中也能够稳定运行。

  参 考 文 献

  [1] 曹云松 . 浅谈数字电路设计中抗干扰问题 [J]. 通讯世界 ,2018(08):74-75.

  [2] 黄晓桃 . 数字电路设计中的抗干扰技术分析 [J]. 山东工业技术 ,2017(18):202.

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文章标题:探析数字电路设计中的抗干扰技术

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