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1、。⋯⋯赵小青王叼晓婷冯全源西南交通大学计算机与通信工程学院一,。摘要该文对数字电路中由信号和时钟电路产生电磁干扰的机理进行了详细的汾析和讨论提出了对信⋯蒸滩蒸苏洋滩浑拼⋯林‘一一仑引助以引言号下工作。事实上,我们最关心的就是,随着现代科学技术的发展电气数字电路中的干扰途径两种波形。一种是梯形波信号,一种是,,及电子设备的数量和种类不断增加电路中形成干扰的基本因素有可以用三角波近似表示的脉冲。通常。空间电磁环境也变得日益复杂一方三个情况下,这些信号波形都可以用对称,,、面在这种日益复杂的空间电磁环境干扰源指产生干扰的元件波形来表示。我们可以通过傅立
2、叶变,,,中如何减少相互间的电磁干扰使各设备或信号用数学语言描述如下换可以给出这些信号的频域表示。由,,。种设备正常运转是一个急待解决的大的地方就是干扰源傅立叶理论,我们知道任何一周期信号’,、、、、问题几另一方面恶劣的电磁环境还如雷电继电器可控硅电机高都可以用为基频的倍频的一系列正弦,,。〕。会对人类和生态产生不良影响因频时钟等都可能成为干扰源余弦信号来表示。由此,我们得到了一,,此日趋复杂的电磁环境对电子设备传播路径指干扰从干扰源传系列非常有用的结论川。。的电磁兼容性要求越来越高播到敏感器件的通路或媒介。典型的随着计算机技术的发展和大规模干扰
3、传播路径是通过导线的传导和空三角波分析,集成电路的出现数字电路应用越来间的辐射。一个脉冲峰值可以用一个对称的。,越广泛数字电路中元件的数量及种敏感器件指容易被干扰的对三角形波近似表示。我们以一个上升,,。、,,类不断增加线路排布日趋复杂信号象如习变换器单片机数时间为,下降时间为,周期为的,,。工作频率和功率越来越高这一切都字弱信号放大器等三角波为例。这样的一个波形通常在。导致空间电磁环境日益复杂而且和抗干扰设计的基本原则抑制干扰在一转换中产生。我们由分析可,,同模拟电路不同的是数字电路不会缓源切断干扰传播路径提高敏感器件知幅度在转折频率之前一直不
4、变,之,,。慢降级而是发生瞬态跳变造成对电的抗干扰性能后以下降。转折频率由上磁环境的极大污染,是电磁环境的主升时间要污染源。所以,如何减少数字电路各数字电路中干扰的产生基频。‘牛一刃部分的电磁干扰,使其能够安全有效信号的于扰转折频率平地工作,越来越引起人们的重视。大多数的数字电路都在矩形波信如果我们假定一个信号周期为二二,。,,第期—价测试技术与自动化卷飞成时钟振荡器的关键部件是晶体振荡器,振荡器的输出电磁兼容数字电路是晕计电压通常在‘一之间,但其振荡频率的谐波频谱分量却非常丰富,部分谐波的能量可与基波能量相等。由于时钟电路产生的时钟信号一般都是
5、周期信号,其频谱是离散谱离散谱的能量集中在有限的频率上,因此是电磁辐射的主要因素。又由于系统各舫」切。一六’部分的时钟信号多由同一时钟分频,倍频得到,它们的谱线之间也是倍频关系,会重叠在一起,从而增大辐射的。,显谐波这样所产生的千扰将会少得幅值所以时钟电路是一个非常大的。。。,上升时,多辐射污染源间为使用以上的分,,除激励信号外也会有其它的千析结果我们将得到,由系数字电路中干扰的抑制。二扰信号这些干扰信号是统附近服的干扰源产生的,分析这些千扰源对信号于扰的抑制因止匕我们可以看出在转折频率,,对一个数字电路设计人员而言之前都有振幅等同于基频的明显皆
6、波。数字系统的影响必须确切了解它们产生的干扰信号的频谱构成。他必须充分地意识到逻辑器件的辐射而如果上升时间为那么转折频率性和抗扰性。在数字电路设计过程中,为也就是说谐波的幅度将从干扰源产生的干扰信号的波形可,,选择合适的器件及其封装形式可大开始下降而不是从。这通过测量获得而其频谱通过傅立叶。变换求出。本文采用快速傅立叶变换大减少电磁的交叉干扰从电磁兼容样产生的谐波将明显减少,,求信号频谱,干扰信号对数字系角度来讲如果低速部件能满足要求应尽量选择低速部件而不是高速部件。统的影响可通过求系统响应的方法求梯形波分析,,为了使千扰信号的频谱含量减至最小以
7、一个有周期,上升时间,下已先求干扰信号的频谱再求设备的。。只要有可能就选择低电平逻辑部件降时间以及脉冲宽度的梯形波为频率响应最后通过快速傅立叶逆变,,由逻辑器件的性能可知。换求信号的时域响应此即为干扰信某些逻例在它的频谱图中有两个拐点和,口,号对系统内设备的影响和激励信号相辑类型具有较高的噪声抗扰性和较高在第一个拐点处幅度以。,。的电压幅度。,它们因此而具有了更高。。以印。同必须要减少干扰信号的谐波下降在第二拐点。,,的抗毗性但是它们同时也是更大下降。其中,基频,第从以上分析我们可以总结出短由周期决定。,的上升时间和快速转换会产生丰富谐的噪声发射
8、源这是因为它们有更高一个拐点由决定第二个拐点由上,,,的电压幅度从而拥有了更大的能量升时间决定。波这是对电路的极大干扰会发生许。多误动作
