放大電路常見干擾的抑制

1、放大電路常見干擾的抑制2003年6月第l6卷第2期十堰職業(yè)技術學院journalofshiyantechnicalinstitutejune,2003voi.16no.2放大電路常見干擾的抑制王建華(十堰職業(yè)技術學院電子工程系,湖北十堰442ooo)摘要放大電路在工作過程中容易受到無用信號的干擾,嚴重時使電路無法正常工作.本文結合工作實際總結出一些方法.即通過合理布局,完善工藝,多點接地,提高電源質(zhì)量,屏蔽和隔離干擾信號等措施能有效地抑制干擾,保證電路正常工作.關鍵詞】放大電路;干擾;耦合;抑制;屏蔽中圖分類號tn72文獻標識碼a文章編號1008-4738(2003)024)080-03電氣設

2、備經(jīng)常會受到各種各樣的干擾,而影響正常運行,產(chǎn)生這種情況的主要原因是設備中的某些電路受到了干擾.實際上許多電子線路,特別是工作頻率較高的模擬電路和具有快速記憶功能的時序電路,在工作中極易受到無用雜散信號的干擾,尤其是在放大電路中,如果電路中有干擾或者自激振蕩,即使是放大電路輸入端接地,但干擾信號經(jīng)過多級放大電路放大后,輸出端仍會有很大的交流信號輸出,嚴重時可以使電路無法正常工作,所以必須采取有效的措施消除,抑制干擾,以確保電路工作正常.要想有效地消除,抑制干擾,首先必須弄清干擾信號產(chǎn)生的原因,然后找到干擾源,弄清干擾信號的耦合方法和通道,以及被干擾的電路.這樣就可以了解干擾信號是如何進行干擾的

3、,進而找到有效的方法去消除,抑制干擾信號.l電路中常見干擾形成的原因電子線路常見干擾形成的原因有內(nèi)部原因和外部原因.(1)內(nèi)部原因:對于電子線路來說,當電路本身有瑕疵時,很容易產(chǎn)生電路中最常見,最重要的干擾.另一種情況是,電路本身一切正常,但當電路工作時或電器設備啟停時卻會形成干擾.(2)外部原因:一般多為自然現(xiàn)象和人為因素造成的.自然現(xiàn)象主要表現(xiàn)為閃電,雷擊,宇宙的輻射等.人為因素主要指人們在使用電氣設備的過程中所產(chǎn)生的干擾.2干擾的耦合途徑無論是外部原因還是內(nèi)部原因所形成的干擾信號,其干擾方式無外乎有兩種:一是有線干擾,二是無線干擾.那么耦合途徑也就有有線和無線兩種,即路和場.(1)路的干

4、擾:即通過電路渠道進行干擾.線實際上就是導線,有線就是通過導線,如在多級放大電路中各級信號電流在公共電源內(nèi)阻上產(chǎn)生的電壓降,就是通過路的形式干擾其它各級電路的;另外元器件問的分布電容和分布電感都可以作為傳導干擾信號的耦合途徑.(2)場的干擾:通過電場或磁場的形式進行的干擾.如電感線圈所產(chǎn)生的磁場,就可以通過其它感性元件產(chǎn)生感應電動勢;另外磁場和電場總是交變出現(xiàn)的,故而磁場周圍會產(chǎn)生感應電場,這種電場也可以通過電容進行干擾.3抑制干擾的主要方法從上面可以看出,干擾信號的干擾不管是通過.路還是通過場進行,其完整的干擾過程必須經(jīng)過三個環(huán)節(jié):存在干擾源,存在耦合途經(jīng)和被干擾的電路,如圖1所示.圖1干擾

5、形成條件要想有效地消除,抑制干擾,就可以從這三個方面人手.可以得到抑制干擾的主要方法有:(1)濾除干擾信號.(2)切斷傳輸干擾的耦合途徑或是提高被干擾電路的抗干擾能力.(3)保護被干擾電路.具體采取什么行之有效的措施,需要結合具體電路的情況去分析.4電子線路干擾的抑制4.1內(nèi)部干擾的抑制針對電子線路內(nèi)部干擾產(chǎn)生的原因,具體抑制措施有:收稿日期2002.10-20作者簡介王建華(1973一),男,十堰職業(yè)技術學院電子工程系助理實驗師.一80放大電路常見干擾的抑制4.1.1合理布局當電路中由于導線,元器件的分布不合理時,如輸出線與輸入信號引線靠得很近時,輸入信號將會通過線間的寄生電容或寄生電感產(chǎn)生

6、正反饋,引起干擾或自激振蕩.對于這類情況,首先要合理布線,各級電路的連線應盡量縮短,以盡量減小分布電容和分布電感,尤其是高頻電路更是要注意避免平行排列導線,更不能象低頻電路那樣將導線扎成一束.各級電路要按電路原理圖順序排列布置,盡量避免各級電路交叉排列布置.另外在安裝元器件特別是對于能產(chǎn)生電磁場較強的元件,如電容,線圈,變壓器等在布置時要特別注意,線圈和變壓器應互相垂直,遠離,甚至要加以屏蔽,以防止或減少互感耦合.4.1.2完善工藝在安裝元器件時要注意避免虛焊,接地線要短,這樣可以減少接地線的分布電感和電阻.為進一步減小分布阻抗,常采用鍍銀地線和接地線排.對于接地工藝,要求接地干線粗而且盡量短

7、,接地線環(huán)繞布置在印刷板的邊緣.4.1.3多點接地對于電子線路來說,接地線是十分重要的.如果隨意地接地,如串聯(lián)接地就會使各級電路的信號電流,在接地回路接觸電阻上或地線電阻上產(chǎn)生的壓降會反饋到其它各級,從而引起交流干擾,如圖2ot2(嗍圖中r.,為各級電路的地線電阻,a.,為各級放大電路,各級信號電流i.,i:,i,在相應的地線電阻上產(chǎn)生電壓降.從圖中可以看出r上的電流為i.,i:,i,之和,這樣a3接地電位就為r.,上的壓降之和,因而所受影響很大.田2接地電阻形成的干擾田3多點接地對于這種情況,可以采取并聯(lián)接地方式去處理,如圖3所示.其特點是接地線最短,而且還可以減少接地線的分布電感和電阻.4

8、.1.4提高電源質(zhì)量和濾波性能在多級放大電路中,如果前,后級共用一個直流電源,那么電路中的反饋電流通過電源內(nèi)阻r后,就會產(chǎn)生一交流電壓,使電源端電壓隨信號電流而波動.此電壓作用到前面各級放大電路,對第二級來說雖然是負反饋,但對第一級來說卻是正反饋,它能使第一級放大電路的凈輸人信號加強,很容易產(chǎn)生自激振蕩.可以采用質(zhì)量較好的穩(wěn)壓電源或者是提高電源的濾波性能.具體是在濾波電容旁并接一個小容量的無感電容,使高,低頻成份的濾波效果更好,【ll(嗍有效地抑制電源端電壓隨信號電流而波動.4.1.5利用rc電路減小附加相移在多級放大電路中,由于電路內(nèi)晶體管極之間在高頻時存在分布電容,所以當電路正常工作時會產(chǎn)

9、生附加相移,在深度負反饋時,很容易因正反饋而引起自激振蕩.這時,可以在合適的位置加rc校正網(wǎng)絡,減小附加相移,所加電容和電阻的大小可根據(jù)電路的情況計算確定.4.2外部干擾的抑制根據(jù)外部干擾產(chǎn)生的原因,抑制措施有:4.2.1安裝避雷針安裝避雷針可以很好地預防雷擊,閃電引起的干擾.4.2.2屏蔽外部電磁場當電路受到外界電磁信號的干擾時,可以采用屏蔽的方法有效地抑制干擾.在屏蔽時要注意屏蔽盒與電路地線應有可靠的焊接,且磁場的屏蔽要注意高,低頻屏蔽所用的材料的不同.另外,單純用屏蔽不能很好地解決問題時,還可以安裝合適的帶通濾波器或有源濾波器,進一步濾除干擾信號,以盡可能減小外界的干擾.4.2.3引線上

10、的電磁場的抑制在實驗室中一些儀器設備,如示波器,雖然設備里的電路已經(jīng)被屏蔽了,但引線卻暴露在外面,這樣就會引起兩個問題:第一,引線暴露在空間,會感應出干擾信號,使示波器無法正常顯示信號.類似的還有閉路電視信號.第二,引線與機殼間的輸入電容和寄生電容會使被測信號產(chǎn)生高頻失真,特別是對于矩形脈沖,引起波形前沿上升時問和后沿下降時間都會增大,使波形嚴重失真.田4rc補償月絡這時可以用屏蔽線或者同軸電纜加以抑制.在使用時要注意將屏蔽層接地.同軸電纜和屏蔽線原理一樣.另外對于高頻失真嚴重的還可以利用rc電路補償由輸入電容和寄生電容所造成的失真.電路如圖4o【l(n在圖中r.,c.就是補償網(wǎng)絡,c2是輸入

11、電容,c.是寄生電容,調(diào)節(jié)c.,使r.c.=(c2+co),就可以使u./u2=/(r.+),這樣就可以使輸出與輸入電壓的比值與頻率無關.4.2.4接地環(huán)路干擾的抑制在電路內(nèi)部還有一種獨特的情況要引起注意,那就是當電路內(nèi)的接地點不同時,接地點電位就會不同,如圖一81一一圈|睚廠十堰職業(yè)技術學院2003年第2期第l6卷第2期5,咪因此在兩個接地點之間對地會形成電壓差,這樣就會形成環(huán)路電流,造成干擾.常用的抑制方法就是在兩接地圖5接地環(huán)路干擾電壓參考文獻1陳繼生.電子線路m.北京:高等教育出版社.1994.2林愛平.電子線路實驗m.北京:高等教育出版社,1989,點間用隔離變壓器,如圖6所示.麟使

12、用隔離變壓器時,繞組間應加屏蔽層.圖6接地環(huán)路干擾抑鑭電路3陳立周.電氣測量m.北京:機械工業(yè)出版社.1999.4謝自美.電子線路設計m.武漢:華中科技大學出版社.2000.suppressedusualinterferenceinamplificationcircuitswangjian-hua(dept.ofelectronicseng,shiyantechnicalinstitute,shiyan442(xd,chilla)abstract:amplificationcircuitshavebeeneasdydisturbedbyunwantedsialsinitsoperatingpr

13、ocess,seriouslytheycatmethecircuitnotoperate舾usila1.accordingtotheworkexperience,thischapterintroducessomemethods.whichefficientlyrestraintheinterferenceandassurethecircuitofoperatingwel1.keywords:amplificationcircuit;interference;couplingloop;restraint;shelting(上接第68頁)developingnewfunctionofcontrollersbyusingactivexwangming-<long,zhanglin,ouyangyan-jie(dept.0fcomputereng,shiyantechnicalinstitute,shiyan442000.china)abstract:thepapergenerallyintroducestheactivextechnologyandtheactivexcontro