數(shù)字電路設(shè)計(jì)的抗干擾技術(shù)

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【摘要】在數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中，集成電路由于比其它電路具有更強(qiáng)的抗干擾性能，所以在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中有更普遍的應(yīng)用。本文首先對(duì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)中存在的干擾因素進(jìn)行歸納，再以針對(duì)干擾源進(jìn)行控制、針對(duì)傳播途徑的控制技術(shù)、針對(duì)敏感器件的抗干擾技術(shù)、合理布線技術(shù)五項(xiàng)技術(shù)手段為切入點(diǎn)，探析抗干擾技術(shù)在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電路設(shè)計(jì)抗干擾技術(shù)集成電路

引言：

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電子設(shè)備等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。智能手機(jī)的普及使用電設(shè)備密度不斷增加，在空間應(yīng)用過程中，有很大的幾率造成電磁環(huán)境的惡化，導(dǎo)致電子設(shè)備之間相互干擾，對(duì)電子設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此，在數(shù)字電路設(shè)計(jì)的過程中，要不斷提升電路的抗干擾性能，使電子設(shè)備更加穩(wěn)定的工作。

一、數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的干擾因素

隨著科技的發(fā)展，當(dāng)前人們所用的電子設(shè)備通常都是采用先進(jìn)的數(shù)字電路。數(shù)字電路發(fā)出的電子信號(hào)相比以往模擬電路發(fā)出的模擬信號(hào)更具穩(wěn)定性，受環(huán)境中噪音干擾的情況較少，但受到干擾的情況依舊存在。數(shù)字電路技術(shù)的進(jìn)步，促進(jìn)電子設(shè)備的發(fā)展及普及，為提升數(shù)字電路的抗干擾能力，本文首先對(duì)其中的抗干擾因素進(jìn)行分析[1]。1、干擾源。不同的電子設(shè)備及電器元件、電子信號(hào)或其他信號(hào)等因素，都有可能對(duì)數(shù)字電路的數(shù)字信號(hào)造成干擾。在數(shù)字電路設(shè)計(jì)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(huì)導(dǎo)致數(shù)字電路中的數(shù)字信號(hào)無法傳達(dá)，影響電子設(shè)備的正常使用。2、傳播途徑。數(shù)字信號(hào)在傳播的過程中，一旦傳播通路或傳播媒介受到干擾，也會(huì)對(duì)信號(hào)的傳播產(chǎn)生影響。由于空中信號(hào)的干擾，使數(shù)字信號(hào)的傳播路徑被阻斷，從而影響數(shù)字電路的傳播效率，是數(shù)字電路設(shè)計(jì)中最難控制的干擾類型。3、敏感器件。由于數(shù)字電路對(duì)各種數(shù)據(jù)信息的精確度有較高的要求，因此，數(shù)字電路中有大量的精密器件，數(shù)字電路與電子設(shè)備中的敏感器件在提升電子設(shè)備的使用性能時(shí)，也容易使數(shù)字電路受到干擾，影響設(shè)備的正常使用。

二、抗干擾技術(shù)在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、針對(duì)干擾源進(jìn)行控制。數(shù)字電路的抗干擾設(shè)計(jì)，需要對(duì)干擾源進(jìn)行主動(dòng)抑制，有針對(duì)性地進(jìn)行數(shù)字電路設(shè)計(jì)。首先，在數(shù)字電路設(shè)計(jì)的過程中，可以通過在干擾源周邊的繼電器線圈上增設(shè)一個(gè)續(xù)流的二極管，利用二極管對(duì)電流進(jìn)行分散，降低電流的電磁場的干擾，使數(shù)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(chǎn)生的電花對(duì)數(shù)字電路造成的干擾；在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中通過濾波技術(shù)減小引線的長度，也能夠提升數(shù)字電路的抗干擾性能。2、針對(duì)傳播途徑的控制技術(shù)。傳播途徑這類干擾因素會(huì)導(dǎo)致數(shù)字信號(hào)丟失等嚴(yán)重問題的出現(xiàn)。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(dǎo)干擾，另一種是輻射干擾，二者間的區(qū)別取決于數(shù)字電路的傳播方式。傳導(dǎo)干擾是數(shù)字信號(hào)通過導(dǎo)線傳導(dǎo)到敏感器件的過程中進(jìn)行干擾，輻射干擾則是對(duì)數(shù)字信號(hào)的空間傳播過程產(chǎn)生干擾。在數(shù)字電路設(shè)計(jì)過程中，可以采用對(duì)傳播途徑進(jìn)行隔離，或是切斷傳播途徑的方式，降低對(duì)數(shù)字電路產(chǎn)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(shù)字電路的傳播途徑；在電路接口的選擇上，選擇產(chǎn)生干擾較小的電路接口，對(duì)傳播途徑進(jìn)行隔離等。3、針對(duì)敏感器件的抗干擾技術(shù)。第一，通過縮小敏感器件的布線范圍，從而使其對(duì)數(shù)字電路的干擾能力得到控制；第二，在實(shí)際布線的過程中，應(yīng)盡量選擇粗短的電源線與地接線，以減少敏感器件對(duì)數(shù)字電路產(chǎn)生的干擾；第三；避免敏感器件結(jié)構(gòu)的懸空處理；第四，在確保電子設(shè)備運(yùn)行需求的基礎(chǔ)上，盡量選擇速度較低的數(shù)字電路；在數(shù)字IC器件的設(shè)計(jì)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(duì)數(shù)字電路所產(chǎn)生的干擾；第五，應(yīng)用“看門狗”軟件對(duì)電子設(shè)備實(shí)施監(jiān)控，以提升數(shù)字電路的抗干擾能力[2]。4、合理布線技術(shù)。由于數(shù)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(duì)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(duì)數(shù)字電路產(chǎn)生干擾的同時(shí)，使數(shù)字電路的性能整體得到優(yōu)化。在具體的布線過程中，操作人員首先需要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙找到敏感元件的位置，再根據(jù)元件分布的位置以及不同的功能進(jìn)行合理的布線，包括電源線、地線、高速信號(hào)線等，最后針對(duì)低速信號(hào)線進(jìn)行布設(shè)。在數(shù)字電路板的線路布設(shè)好后，還要進(jìn)行不斷的技術(shù)測試，以確保數(shù)字電路的傳播途徑不會(huì)受到影響，與此同時(shí)，還需要避免電路板自身發(fā)出的輻射信號(hào)對(duì)其他數(shù)字電路造成的干擾。

結(jié)束語：

綜上所述，數(shù)字電路由于具備良好的穩(wěn)定性與可靠性，在電子設(shè)備的應(yīng)用中有廣泛的應(yīng)用。在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，容易受干擾源、傳播途徑與敏感器件的干擾。對(duì)此，在數(shù)字電子設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)具體的問題采取針對(duì)性的解決措施，應(yīng)用不同的技術(shù)手段，提升數(shù)字電路的抗干擾性能，使電子設(shè)備在復(fù)雜的環(huán)境中也能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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

[2]黃曉桃.數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的抗干擾技術(shù)分析[J].山東工業(yè)技術(shù),2017(18):202.

作者：謝嘉威 單位：中國電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所