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    低噪聲放大器抗干擾的基本措施

    作者:PCB    來源:未知    發布時間:2019-06-17 10:24    瀏覽量:
    1.形成干擾的因素 形成干擾的因素有3個:
    ① 噪聲源,即向外發送干擾的源;
    ② 噪聲的耦合和輻射,即傳遞干擾的途徑;
    ③受擾設備,即承受干擾(對噪聲敏感)的客體。

    一個放大器在工作環境中會受到不同的外部干擾,它們可能為來自電源的干擾、空間電磁場的干擾,以及地線的干擾等。這些干擾有時會達到相當嚴重的程度,在強度上遠遠超過器件內部的固有噪聲,從而會嚴重妨礙對微弱信號的放大。因此,一個低噪聲放大器不僅要盡量降低內部噪聲,而且要很好地抑制外部干擾。

    外部干擾按性質可分成工頻干擾、脈沖干擾、電磁波干擾、地線干擾等形式。外部干擾與器件內部噪聲不同,這種干擾大多來源明確,并且通常具有一定的規律及傳送的途徑。采取適當措施就可能消除各種外部干擾。

    2.一些抑制噪聲和干擾的基本措施 為保證電子系統或電路在特定的電磁環境中免受內外干擾,必須從設計階段便采取以下3個方面的抑制措施。
    (1)抑制噪聲源,直接消除干擾原因,這是應該首先采取的措施。
    (2)消除噪聲源和受擾設備之間的噪聲耦合和輻射,切斷各類干擾的傳遞途徑,或者提高傳遞途徑對干擾的衰減作用。
    (3)加強受擾設備抵抗干擾的能力,降低其對噪聲的敏感度。

    在眾人和作者多年積累的經驗中,有很多種有效抑制干擾的好方法。例如,對噪聲源可以采用濾波、阻尼、屏蔽、去耦等手段;對噪聲傳遞途徑可以采用隔離、屏蔽、阻抗匹配、對稱和平行配線及電路去耦等多種措施;對受擾設備可以采用提高信噪比、增大開關時間、提高功率等級、采用精密電源和信號濾波等多種方式。

    一些抑制噪聲和干擾的基本措施如下所示。

    1)濾波 濾波器是由集總參數或分布參數的電阻、電感和電容構成的網絡,用于把疊加在有用信號上的噪聲分離出來。用無損耗的電抗元件構成的濾波器能阻止噪聲通過,并把它反射回信號線;用有損耗元件構成的濾波器能將不期望的頻率成分吸收掉。設計濾波器時,必須注意電容、電感等元器件的寄生特性,以避免濾波特性偏離預期值。濾波器對抑制感性負載瞬變噪聲有很好的效果,電源輸入端接入濾波器后能降低來自電網的電磁干擾。在濾波電路中,還可以采用專用的濾波元件,如穿心電容器、三端電容器、鐵氧體磁環,它們能夠改善電路的濾波特性。
    2)屏蔽 屏蔽是指通過各種屏蔽物體對外來電磁干擾的吸收或反射作用防止噪聲侵入;或相反,將設備內部輻射的電磁能量限制在設備內部,以防止干擾其他設備。用良導體制成的屏蔽體適用于電屏蔽;用導磁材料制成的屏蔽體適用于磁屏蔽。屏蔽體類型很多,有金屬隔板式、殼式、盒式等實芯型屏蔽,也有金屬網式的非實芯型屏蔽,還有電纜等用的金屬編織帶式屏蔽。屏蔽材料的性能、材料的厚薄、輻射頻率的高低、距輻射源的遠近、屏蔽物體有無中斷的縫隙、屏蔽層的端接狀況等都會直接影響屏蔽效果。 就屏蔽、濾波和接地三者對抑制電磁干擾的作用來看,如果濾波和接地兩項處理得很好,則有時可降低對屏蔽的要求,有時甚至沒必要再進行屏蔽。對具體的電路和設備而言,是否需要采取屏蔽措施,要求達到何種程度的屏蔽效果,以及與濾波和接地怎樣配合使用等,應該根據具體設備的空間條件,系統內外的環境條件,濾波器件和屏蔽器材所花費用等多種因素進行綜合考慮。
    3)合理布線 合理布線是抗干擾的又一重要措施。導線的種類、線徑的粗細、走線的方式、線間的距離、導線的長短、捆扎或絞合、屏蔽方式,以及布線的對稱性等都對導線的電感、電阻和噪聲的耦合有直接影響。電子設備中器件的布局、濾波器、屏蔽導線的接地點和地線等的走線方式也只有在走線合理的條件下才能發揮出預期的作用,并構成和電磁兼容性要求相符合的整機和系統。
    4)接地設計 很多射頻電子設備和系統含有多種電路、部件、組件和裝置,它們的性質復雜多樣,有些裝置的布局還很分散,因此需要把各級電路和結構件的接地線劃分成信號地、控制地、電源地和安全接地等,還應根據具體設備的設計目標決定采用一點接地、多點接地還是混合接地方式。為避免出現接地環路,必要時還要采用隔離技術。總之,妥善處理接地線路的連接和敷設是提高射頻電子設備和系統抗干擾性能的有效手段。必須從設備的最初設計階段開始直到它的安裝施工的整個過程中對各個環節審慎從事,才能完成一個良好的接地系統的設計。
    5)隔離在射頻電子電路的設計中,采用平衡或對地對稱電路,往往能免除多種干擾;采取電位隔離或空間隔離措施,對于電平相差懸殊的有關電路來說是預防外界干擾的有效方法。此外,電路去耦、阻抗匹配、電子邏輯器件的防靜電等都是抗干擾技術的組成部分。
    6)消除 電路中的繼電器、接觸器、制動器等感性負載產生的反電動勢可采用并聯二極管或接入RC電路等辦法加以抑制,如采用浪涌吸收器、切斷噪聲變壓器、旁路電容器、隔離變換器、光電耦合器、施密特觸發器、分流電路和積分電路等,這些電路對消除高頻干擾非常有效。

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