數(shù)字電路設計的抗干擾技術

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【摘要】在數(shù)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(shù)字電路設計中有更普遍的應用。本文首先對數(shù)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(shù)字電路設計中的應用。

【關鍵詞】數(shù)字電路設計抗干擾技術集成電路

引言：

科學技術的發(fā)展，對電子設備等相關行業(yè)的發(fā)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(huán)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(chǎn)生影響。因此，在數(shù)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(wěn)定的工作。

一、數(shù)字電路設計中的干擾因素

隨著科技的發(fā)展，當前人們所用的電子設備通常都是采用先進的數(shù)字電路。數(shù)字電路發(fā)出的電子信號相比以往模擬電路發(fā)出的模擬信號更具穩(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)字電路技術的進步，促進電子設備的發(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(shù)字電路的數(shù)字信號造成干擾。在數(shù)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(shù)字電路中的數(shù)字信號無法傳達，影響電子設備的正常使用。2、傳播途徑。數(shù)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(chǎn)生影響。由于空中信號的干擾，使數(shù)字信號的傳播路徑被阻斷，從而影響數(shù)字電路的傳播效率，是數(shù)字電路設計中最難控制的干擾類型。3、敏感器件。由于數(shù)字電路對各種數(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(shù)字電路受到干擾，影響設備的正常使用。

二、抗干擾技術在數(shù)字電路設計中的應用

1、針對干擾源進行控制。數(shù)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(shù)字電路設計。首先，在數(shù)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(xù)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(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)生的電花對數(shù)字電路造成的干擾；在數(shù)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(shù)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會導致數(shù)字信號丟失等嚴重問題的出現(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。傳導干擾是數(shù)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(shù)字信號的空間傳播過程產(chǎn)生干擾。在數(shù)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(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(shù)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(shù)字電路產(chǎn)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(shù)字電路；在數(shù)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(shù)字電路所產(chǎn)生的干擾；第五，應用“看門狗”軟件對電子設備實施監(jiān)控，以提升數(shù)字電路的抗干擾能力[2]。4、合理布線技術。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(shù)字電路產(chǎn)生干擾的同時，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)設計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(shù)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(shù)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(fā)出的輻射信號對其他數(shù)字電路造成的干擾。

結束語：

綜上所述，數(shù)字電路由于具備良好的穩(wěn)定性與可靠性，在電子設備的應用中有廣泛的應用。在數(shù)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(shù)字電子設計中，需要根據(jù)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(shù)字電路的抗干擾性能，使電子設備在復雜的環(huán)境中也能夠穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]曹云松.淺談數(shù)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(shù)字電路設計中的抗干擾技術分析[J].山東工業(yè)技術,2017(18):202.

作者：謝嘉威 單位：中國電子科技集團公司第三十四研究所