電子電路設(shè)計(jì)解惑篇,如何解決傳感器電子電路設(shè)計(jì)中的干擾問(wèn)題(中)
電子電路設(shè)計(jì)存在一定難度,其緣由在于進(jìn)行電子電路設(shè)計(jì)需具備良好的專業(yè)基礎(chǔ)。對(duì)于電子電路設(shè)計(jì),小編在往期文章中有所介紹,而本文是“電子電路設(shè)計(jì)解惑篇,如何解決傳感器電子電路設(shè)計(jì)中的干擾問(wèn)題(上)”的后續(xù)部分,如果你對(duì)前文內(nèi)容不太了解,可翻閱往期文章。此次,小編將對(duì)電子電路設(shè)計(jì)中的抗干擾問(wèn)題的抑制傳感器電路噪聲的幾大措施予以介紹,一起來(lái)了解下吧。
1. 根據(jù)不同工作頻率合理選擇噪聲低的半導(dǎo)體元器件
在低頻段,晶體管由于存在勢(shì)壘電容和擴(kuò)散電容等問(wèn)題,噪聲較大。而結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管因?yàn)槭嵌鄶?shù)載流子導(dǎo)電,不存在勢(shì)壘區(qū)的電流不均勻問(wèn)題。
而且柵極與導(dǎo)電溝間的反向電流很小,產(chǎn)生的散粒噪聲很小。故在中、低頻的前級(jí)電路中應(yīng)采用場(chǎng)效應(yīng)管,不但可以降低噪聲還可以有較高的輸入阻抗。
另外如果需要更換晶體管等半導(dǎo)體元件,一定要經(jīng)過(guò)對(duì)比選擇,即使型號(hào)相同的半導(dǎo)體器件參數(shù)也是有差別的。
同樣,電路中的碳膜電阻與金屬膜電阻的噪聲系數(shù)也是不一樣的,金屬膜電阻的噪聲比碳膜的要小,特別是在前級(jí)小信號(hào)輸入時(shí),可以考慮用噪聲小的金屬膜電阻。
2. 根據(jù)不同的工作頻段、參數(shù)選擇適當(dāng)?shù)姆糯箅娐?/strong>
選擇適當(dāng)?shù)姆糯箅娐凡粌H對(duì)本級(jí)電路有直接影響,對(duì)整個(gè)電路的工作參數(shù)、工作狀態(tài)都會(huì)產(chǎn)生重要影響。
如共射組態(tài)連接時(shí),電路有較高的放大增益,同時(shí)它的噪聲對(duì)后級(jí)的影響較小。而共集組態(tài)時(shí)有較高的輸入阻抗同時(shí)也有較好的頻響。
因此根據(jù)不同的電路對(duì)參數(shù)應(yīng)有不同要求,選擇好的電路,不僅可以簡(jiǎn)化線路結(jié)構(gòu),同時(shí)也可以減少噪聲對(duì)整個(gè)電路的干擾。
在電路性能參數(shù)允許的條件下,盡可能采用抗干擾能力較好的數(shù)字電路。
3. 傳感器電路中加入濾波環(huán)節(jié)
在放大電路中,頻帶越寬,噪聲也越大,而有用信號(hào)的頻率往往在一定范圍內(nèi),故可在電路中加入濾波環(huán)節(jié),濾除或盡可能衰減干擾信號(hào),以達(dá)到提高信噪比抑制干擾的目的。
濾波技術(shù)對(duì)抑制經(jīng)導(dǎo)線耦合到電路的干擾特別有效,將相應(yīng)頻帶的濾波器接入信號(hào)傳輸通道中,各種濾波器是抑制差模干擾的有效措施之一。
在自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中常用的濾波器有:
(1)RC濾波器。當(dāng)信號(hào)源為熱電偶、應(yīng)變片等信號(hào)變化緩慢的傳感器時(shí),利用小體積、低成本的無(wú)源RC濾波器將會(huì)對(duì)串模干擾有較好的抑制效果。
(2)交流電源濾波器。電源網(wǎng)絡(luò)吸收了各種高、低頻噪聲,對(duì)此常用LC濾波器來(lái)抑制混入電源的噪聲,例如100μH的電感、0.1 μF的電容組成的高頻濾波器能吸收中短波段的高頻噪聲干擾。
(3)直流電源濾波器。直流電源往往為幾個(gè)電路所共用,為了避免通過(guò)電源內(nèi)阻造成幾個(gè)電路間相互干擾,應(yīng)該在每個(gè)電路的直流電源上加上RC或LC退耦濾波器,用來(lái)濾除低頻噪聲。
4. 通過(guò)負(fù)反饋電路來(lái)抑制噪聲
負(fù)反饋電路可以通過(guò)反饋信號(hào)的取樣、控制來(lái)穩(wěn)定電路,提高放大器的信噪比,使放大電路的動(dòng)態(tài)性能獲得多方面的改善。
負(fù)反饋信號(hào)可以穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn),從而穩(wěn)定電路的溫度、電流、電壓等多項(xiàng)參數(shù)。在多級(jí)電路中,第一級(jí)電路因?yàn)槭窃夹⌒盘?hào),因此經(jīng)常采用的是有較大增益的共射電路組態(tài)。
除非是特殊需要,共射組態(tài)電路往往是不加負(fù)反饋的。所以第一級(jí)電路產(chǎn)生的噪聲只能通過(guò)后級(jí)的負(fù)反饋電路來(lái)抑制。
對(duì)于多級(jí)電路而言,通過(guò)負(fù)反饋信號(hào)穩(wěn)定本級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn),可以抑制本級(jí)電路噪聲的產(chǎn)生和傳播。因此在多級(jí)電路中,負(fù)反饋電路是抑制噪聲的一個(gè)重要手段。
5. 抑制和減少輸入端偏置電路的噪聲
輸入端偏置電路噪聲一般是由輸入端偏置分流電阻產(chǎn)生的。當(dāng)流過(guò)偏置電阻的直流電流過(guò)大時(shí)就會(huì)使能量過(guò)剩從而產(chǎn)生電流噪聲。
如果選擇合適的偏置電路,噪聲就可以通過(guò)旁路電容短接入地,可以抑制噪聲輸出,減小對(duì)下一級(jí)電路的影響。另外優(yōu)質(zhì)的信號(hào)源也是電路抗干擾的重要保證。
以上便是此次小編帶來(lái)的“電子電路設(shè)計(jì)”相關(guān)內(nèi)容,通過(guò)本文,希望大家對(duì)電子電路設(shè)計(jì)中的抗干擾問(wèn)題具備相對(duì)較深的認(rèn)識(shí)。如果你喜歡本文,不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦,小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!