放大电路常见干扰的抑制

1、放大电路常见干扰的抑制2003年6月第l6卷第2期十堰职业技术学院journalofshiyantechnicalinstitutejune,2003voi.16no.2放大电路常见干扰的抑制王建华(十堰职业技术学院电子工程系,湖北十堰442ooo)摘要放大电路在工作过程中容易受到无用信号的干扰,严重时使电路无法正常工作.本文结合工作实际总结出一些方法.即通过合理布局,完善工艺,多点接地,提高电源质量,屏蔽和隔离干扰信号等措施能有效地抑制干扰,保证电路正常工作.关键词】放大电路;干扰;耦合;抑制;屏蔽中图分类号tn72文献标识码a文章编号1008-4738(2003)024)080-03电气设

2、备经常会受到各种各样的干扰,而影响正常运行,产生这种情况的主要原因是设备中的某些电路受到了干扰.实际上许多电子线路,特别是工作频率较高的模拟电路和具有快速记忆功能的时序电路,在工作中极易受到无用杂散信号的干扰,尤其是在放大电路中,如果电路中有干扰或者自激振荡,即使是放大电路输入端接地,但干扰信号经过多级放大电路放大后,输出端仍会有很大的交流信号输出,严重时可以使电路无法正常工作,所以必须采取有效的措施消除,抑制干扰,以确保电路工作正常.要想有效地消除,抑制干扰,首先必须弄清干扰信号产生的原因,然后找到干扰源,弄清干扰信号的耦合方法和通道,以及被干扰的电路.这样就可以了解干扰信号是如何进行干扰的

3、,进而找到有效的方法去消除,抑制干扰信号.l电路中常见干扰形成的原因电子线路常见干扰形成的原因有内部原因和外部原因.(1)内部原因:对于电子线路来说,当电路本身有瑕疵时,很容易产生电路中最常见,最重要的干扰.另一种情况是,电路本身一切正常,但当电路工作时或电器设备启停时却会形成干扰.(2)外部原因:一般多为自然现象和人为因素造成的.自然现象主要表现为闪电,雷击,宇宙的辐射等.人为因素主要指人们在使用电气设备的过程中所产生的干扰.2干扰的耦合途径无论是外部原因还是内部原因所形成的干扰信号,其干扰方式无外乎有两种:一是有线干扰,二是无线干扰.那么耦合途径也就有有线和无线两种,即路和场.(1)路的干

4、扰:即通过电路渠道进行干扰.线实际上就是导线,有线就是通过导线,如在多级放大电路中各级信号电流在公共电源内阻上产生的电压降,就是通过路的形式干扰其它各级电路的;另外元器件问的分布电容和分布电感都可以作为传导干扰信号的耦合途径.(2)场的干扰:通过电场或磁场的形式进行的干扰.如电感线圈所产生的磁场,就可以通过其它感性元件产生感应电动势;另外磁场和电场总是交变出现的,故而磁场周围会产生感应电场,这种电场也可以通过电容进行干扰.3抑制干扰的主要方法从上面可以看出,干扰信号的干扰不管是通过.路还是通过场进行,其完整的干扰过程必须经过三个环节:存在干扰源,存在耦合途经和被干扰的电路,如图1所示.图1干扰

5、形成条件要想有效地消除,抑制干扰,就可以从这三个方面人手.可以得到抑制干扰的主要方法有:(1)滤除干扰信号.(2)切断传输干扰的耦合途径或是提高被干扰电路的抗干扰能力.(3)保护被干扰电路.具体采取什么行之有效的措施,需要结合具体电路的情况去分析.4电子线路干扰的抑制4.1内部干扰的抑制针对电子线路内部干扰产生的原因,具体抑制措施有:收稿日期2002.10-20作者简介王建华(1973一),男,十堰职业技术学院电子工程系助理实验师.一80放大电路常见干扰的抑制4.1.1合理布局当电路中由于导线,元器件的分布不合理时,如输出线与输入信号引线靠得很近时,输入信号将会通过线间的寄生电容或寄生电感产生

6、正反馈,引起干扰或自激振荡.对于这类情况,首先要合理布线,各级电路的连线应尽量缩短,以尽量减小分布电容和分布电感,尤其是高频电路更是要注意避免平行排列导线,更不能象低频电路那样将导线扎成一束.各级电路要按电路原理图顺序排列布置,尽量避免各级电路交叉排列布置.另外在安装元器件特别是对于能产生电磁场较强的元件,如电容,线圈,变压器等在布置时要特别注意,线圈和变压器应互相垂直,远离,甚至要加以屏蔽,以防止或减少互感耦合.4.1.2完善工艺在安装元器件时要注意避免虚焊,接地线要短,这样可以减少接地线的分布电感和电阻.为进一步减小分布阻抗,常采用镀银地线和接地线排.对于接地工艺,要求接地干线粗而且尽量短

7、,接地线环绕布置在印刷板的边缘.4.1.3多点接地对于电子线路来说,接地线是十分重要的.如果随意地接地,如串联接地就会使各级电路的信号电流,在接地回路接触电阻上或地线电阻上产生的压降会反馈到其它各级,从而引起交流干扰,如图2ot2(嗍图中r.,为各级电路的地线电阻,a.,为各级放大电路,各级信号电流i.,i:,i,在相应的地线电阻上产生电压降.从图中可以看出r上的电流为i.,i:,i,之和,这样a3接地电位就为r.,上的压降之和,因而所受影响很大.田2接地电阻形成的干扰田3多点接地对于这种情况,可以采取并联接地方式去处理,如图3所示.其特点是接地线最短,而且还可以减少接地线的分布电感和电阻.4

8、.1.4提高电源质量和滤波性能在多级放大电路中,如果前,后级共用一个直流电源,那么电路中的反馈电流通过电源内阻r后,就会产生一交流电压,使电源端电压随信号电流而波动.此电压作用到前面各级放大电路,对第二级来说虽然是负反馈,但对第一级来说却是正反馈,它能使第一级放大电路的净输人信号加强,很容易产生自激振荡.可以采用质量较好的稳压电源或者是提高电源的滤波性能.具体是在滤波电容旁并接一个小容量的无感电容,使高,低频成份的滤波效果更好,【ll(嗍有效地抑制电源端电压随信号电流而波动.4.1.5利用rc电路减小附加相移在多级放大电路中,由于电路内晶体管极之间在高频时存在分布电容,所以当电路正常工作时会产

9、生附加相移,在深度负反馈时,很容易因正反馈而引起自激振荡.这时,可以在合适的位置加rc校正网络,减小附加相移,所加电容和电阻的大小可根据电路的情况计算确定.4.2外部干扰的抑制根据外部干扰产生的原因,抑制措施有:4.2.1安装避雷针安装避雷针可以很好地预防雷击,闪电引起的干扰.4.2.2屏蔽外部电磁场当电路受到外界电磁信号的干扰时,可以采用屏蔽的方法有效地抑制干扰.在屏蔽时要注意屏蔽盒与电路地线应有可靠的焊接,且磁场的屏蔽要注意高,低频屏蔽所用的材料的不同.另外,单纯用屏蔽不能很好地解决问题时,还可以安装合适的带通滤波器或有源滤波器,进一步滤除干扰信号,以尽可能减小外界的干扰.4.2.3引线上

10、的电磁场的抑制在实验室中一些仪器设备,如示波器,虽然设备里的电路已经被屏蔽了,但引线却暴露在外面,这样就会引起两个问题:第一,引线暴露在空间,会感应出干扰信号,使示波器无法正常显示信号.类似的还有闭路电视信号.第二,引线与机壳间的输入电容和寄生电容会使被测信号产生高频失真,特别是对于矩形脉冲,引起波形前沿上升时问和后沿下降时间都会增大,使波形严重失真.田4rc补偿月络这时可以用屏蔽线或者同轴电缆加以抑制.在使用时要注意将屏蔽层接地.同轴电缆和屏蔽线原理一样.另外对于高频失真严重的还可以利用rc电路补偿由输入电容和寄生电容所造成的失真.电路如图4o【l(n在图中r.,c.就是补偿网络,c2是输入

11、电容,c.是寄生电容,调节c.,使r.c.=(c2+co),就可以使u./u2=/(r.+),这样就可以使输出与输入电压的比值与频率无关.4.2.4接地环路干扰的抑制在电路内部还有一种独特的情况要引起注意,那就是当电路内的接地点不同时,接地点电位就会不同,如图一81一一圈|睚厂十堰职业技术学院2003年第2期第l6卷第2期5,咪因此在两个接地点之间对地会形成电压差,这样就会形成环路电流,造成干扰.常用的抑制方法就是在两接地图5接地环路干扰电压参考文献1陈继生.电子线路m.北京:高等教育出版社.1994.2林爱平.电子线路实验m.北京:高等教育出版社,1989,点间用隔离变压器,如图6所示.麟使

12、用隔离变压器时,绕组间应加屏蔽层.图6接地环路干扰抑镧电路3陈立周.电气测量m.北京:机械工业出版社.1999.4谢自美.电子线路设计m.武汉:华中科技大学出版社.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页)developingnewfunctionofcontrollersbyusingactivexwangming-<long,zhanglin,ouyangyan-jie(dept.0fcomputereng,shiyantechnicalinstitute,shiyan442000.china)abstract:thepapergenerallyintroducestheactivextechnologyandtheactivexcontro