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对单片机系统可行的EMS技术方防静电绝缘法
浏览: 发布日期:2017-09-02


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EMC电磁兼容性包括EMI(interference)和EMS(susceptibility),也就是电磁干扰和电磁抗干扰。用于生产现场的单片用系统,易受各种电磁干扰的侵袭,直接影响到系统的可靠性。这些干扰因素常会导致单片机系统运行失常,轻则影响产品质量和产量,重则会导致事故,造成重大经济损失。因此,单片机系统的EMC问题已经成为电子工程师关注的重要课题。本文对单片机系统的EMI进行分析并提出一些可行的EMS技术方法。  EMC电磁兼容性包括EMI(interference)和EMS(susceptibility),也就是电磁干扰和电磁抗干扰。随着智能化技术的发展,单片机的应用也日益广泛。虽然单片机本身有一定的抗干扰能力,但是用单片机为核心组成的控制系统在应用中,仍存在着电磁干扰的问题。为防止外界对系统的EMI,并确保单片机控制系统安全可靠地运行,必须采取相应的EMS措施。  1 EMI的产生原因分析  在单片机系统的工作环境中,往往有许多强电设备,特别是电机启动和继电器的吸合将对单片机产生强烈的干扰,使用示波器的话可以看到电源电压波形上有明显的毛刺干扰。此外受到条件限制有时单片机控制系统的各部分之间要有较远的距离,数据和控制线使用较长的导线且没有良好的屏蔽措施,这会使得电磁干扰就更容易混入系统之中。  总之对单片机系统的EMI总是以辐射、电源回路等方式进入的,其途径主要有三种,第一是输入途径,它使得模拟信号出现失真,数字信号产生错误,系统如根据有问题的信号进行运算处理结果将必然是错误的。第二是输出途径,干扰会和各输出信号叠加,造成输出信号混乱,不能将系统真实的处理结果进行表达。第三是单片机内部总线干扰,干扰使得控制、地址、数据总线上的内部数字信号错乱,使MCU出错,程序跑飞,甚至当机。  2 EMS技术的主要研究方向  针对单片机系统中干扰产生的原因和途径,EMS技术主要研究方向集中于硬件的屏蔽、隔离、滤波、接地以及软件编程等方面。  屏蔽主要适用于切断通过静电耦合、感应耦合或交变电磁场耦合形成的电磁噪声传播途径。分别对应于此三种耦合可以采取静电屏蔽、磁场屏蔽与电磁屏蔽。屏蔽技术的研究方向主要是如金属、磁性、复合材料等各种材料的屏蔽效能,如多层、单层、孔隙等各种结构的屏蔽效能,各种形状的屏蔽体的屏蔽效能以及屏蔽体的设计以及屏蔽与接地的关系等。  隔离是用于切断传导形式的电磁噪声的传播途径。隔离技术的研究方向主要采用直交流继电器、隔离变压器或光电隔离器件等进行隔离。其特点是可将两部分电路的地线系统分割开来,切断通过地线系统进行耦合的可能性。  滤波是用于在频域上切断噪声传播的一种技术。滤波技术的研究方向是采用电容电感等滤波器件将不需要的一部分


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