數字電路是電磁干擾的主要產生源之一,因數字系統中分布著諧波豐富的高速脈沖信號,其諧波分量一直伸展到整個頻率范圍內。近年來電磁兼容性已成為衡量產品性能的一項重要技術指標,日本的變頻空調就因
EMC測試不過關,被排斥在歐洲市場外。數字電路越向著高速方向發展,就越需要考慮EMC。
一、數字系統中電磁干擾的形式
1、地噪聲干擾。噪聲大多數以共模信號的形式通過信號線、電源、地線串入電路系統,影響電路正常工作。而通過地線產生的低噪聲最常見,最難消除。地噪聲干擾分共地阻抗干擾和地環路干擾兩種。
2、瞬態干擾。瞬態干擾主要是開關電路產生的干擾,開關波形可表示成矩形波。
3、靜電放電干擾。設備的任何暴露部分都會產生靜電放電
(靜電測試儀),如鍵盤控制鍵、外接電纜和直接接觸的金屬線向附近導體產生大的局部瞬態電流。該電流通過電感耦合或公共阻抗耦合在設備中感應電流。
4、電力線干擾。該干擾主要來自電源的橫向模噪聲和共模噪聲。
二、脈沖數字電路被干擾的一般情況
1、數字波的特征
實際電路中,由于各種各樣的電路條件以及傳輸過程中各種干擾因素的影響,理想條件并不是都很滿足。例如當脈沖信號通過電容時就失去了直流分量,零電平可能要偏離基準線而發生變化;電路的時間常數不合適將使脈沖波形產生畸變;信號如通過電感將產生相移,且隨頻率而變化。在包含頻率極寬的脈沖波形中,其每個頻率的相移大小各不相同,故要產生波形畸變。這種畸變也許并不完全是由噪聲引起的,但也將導致脈沖數字電路工作的不可靠。因此信號的畸變是引起數字電路工作異常的重要因素之一,也是區別于模擬電路的重要特征之一。
2、數字波被干擾的現象
任何電子電路,總要包含一些電阻、電容和電感元件,再加上半導體器件的非線性影響,實際電路就具有了各種頻率特征。因此帶寬非常寬的脈沖波形,當它經過任何簡單的電路時,其輸出波形都可能發生畸變。加之電路間的相互感應及電源電壓的變動等因素的影響,因此要使輸出波形具有要求的特征,應對實際電路作周密的考慮,采用必要的干擾抑制措施。
3、脈沖數字電路干擾的抑制
干擾是一個廣義的概念,凡是影響電子系統正常工作的外部和內部因素,都可看作干擾因素。所以由外部進入的非工作信號稱為干擾信號,而由內部電路引起的工作信號的畸變也是一種干擾源(
信號發生器)。在處理脈沖信號的干擾情況時,有必要擴大一般模擬電路中噪聲干擾的概念。鑒于脈沖數字電路對波形畸變固有的敏感性,因此減小和克服信號在傳輸過程中的畸變是至關重要的。