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脉冲分配器的设计(脉冲产生电路)

时间:2023-05-04 06:17:46 阅读:76977 作者:3924

一、脉冲群干扰的定义

脉冲群(burst )数量有限且可清楚识别的脉冲序列或持续时间有限的振荡([GB/T 4365-2003中2.2 )。

电瞬时脉冲群(EFT )是通过切换电感性负载而产生的。 这种瞬低的切换通常被称为急速瞬低,可以从以下几点来说明”

——脉冲组的持续时间:主要由开关前电感中积累的能量决定;

——每个瞬变的重复率

——振幅变化的瞬变主要构成由切换触点的机械电气特性(断开断点的速度、开路时触点的耐压能力)决定的脉冲群。

常规干扰分为传导干扰和辐射干扰,但实际上是共存的传导干扰:

发生在某个设备上、通过电源线、信号线传导并影响其他设备的电压/电流变化称为“传导噪声”。 为了阻止传导干扰的传输,通常采用在发生源及被干扰设备的电源线等上安装滤波器的方法;辐射干扰:

电压/电流变化产生的电磁波通过空间传播到其他设备,在电路和导线中产生不需要的电压/电流,引起危害的噪声。

二、脉冲群干扰的危害及测试目的

现场电路系统有电感性负载,通常机械开关的通断切换会干扰系统中的其他电气电子设备,导致设备误动作。

GBT 17626.4-2008电瞬态响应脉冲组抗干扰性试验标准是评价电气、电子设备电瞬态响应脉冲组抗冲击性的依据,为了使企业设计、制造的产品能够适应各种复杂的现场环境,通过了电瞬态响应脉冲组的试验

辐射干扰现象的发生总是与天线分不开,根据天线原理,导线长度和波长相等时容易产生电磁波。

总之,如果设备和导线的长度小于波长(波长=波速*频率),则主要问题是传导干扰;如果设备和导线的尺寸大于波长,则主要问题是辐射干扰。

通常,如果工作区平面具有长度为1cm的间隙,则可能存在10nH的寄生电感。 寄生电感下的电压降U=L*di/dt。

三、产品完整地平面的重要性

在没有完全通孔的接地平面上的任意两点之间的频率100MHz下的阻抗被认为是3m,这样的接地平面电路至少能够承受600A的脉冲电流(以600A的电流在该接地平面中流动而产生的电压降为1.8V

通常,电路基板设计中并不是没有由贯通孔及贯通孔引起的间隙、开槽; 电脉冲组的最大电流为4kV,为80A (电脉冲组发生器的内阻由50欧姆决定);

已知电感值l在dt时间内发生di的电流变化,产生电压降

U=L*di/dt

这里,l是间隙引起电感,这里假设长度为1cm的间隙引起的1nH的电感;

di是形成电快速脉冲组的电流,假设最大为80A;

dt时电脉冲群形成电流的上升时间为5nS。

例如,每1cm长度的间隙引起10nH的电感,因为流过80A的电流导致的电压降如下。

U=L*di/dt=160V

说明对TTL来说这是非常危险的电压。

这种情况下,必须通过接地、滤波、金属平面等方式解决电快速瞬变干扰的问题。 可见,具有完整的平面对提高抗干扰能力很重要,特别是对未接地的设备来说,完整的平面显示更为重要。

四、脉冲群干扰的特点和测试实质

电瞬态响应快的脉冲群具有单脉冲能量低、出现群、重复频率高、脉冲波形上升时间短等特点。

测试系统的电源线、EUT、信号线和基准接地板之间存在寄生电容,这些寄生电容的存在为EFT/B干扰提供高频注入路径,EFT/B干扰电流作为共模通过这些“注入路径”注入电路的各个部分。 试验是利用噪声信号对设备线路的寄生电容进行充电,当累计能量达到一定程度时,会引起线路乃至整个被测设备系统的错误,产生误动作。

注:寄生电容充电过程是干扰信号共模电流流过被测设备(EUT )的过程,线路中共模电流的大小、时间及线路中阻抗的大小直接决定干扰对(EUT )的影响程度。

单脉冲波形前沿tr可达5ns,半峰宽t可达50ns,这注定了脉冲群干扰具有极其丰富的谐波分量; 振幅大高次谐波的频率至少能够达到1/(tr ),即能够达到60MHz左右;

五、如何提高产品抗脉冲群性能指标

脉冲群问题可以从器件选择、电路设计、PCB设计等方面解决;

)1)设备选择

在产品设计初期,根据方案要求的性能指标,选择能够满足EFT/B指标的器件,选择性能指标高的器件,如主控芯片、AD、电源模块等。 例如(数模隔离)芯片上引脚分布合理,分开)较好)、)输入输出之间、输出与输出之间隔离较高; 脉冲群等高指标)

)2)电路设计

从抑制干扰源、阻断干扰传播路径、提高敏感器件抗干扰能力几个方面入手;

)3) PCB电路板设计

器件布局、布线、复铜;

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