電子電路設計存在一定難度,其緣由在于進行電子電路設計需具備良好的專業(yè)基礎。對于電子電路設計,小編在往期文章中有所介紹,而本文是“電子電路設計解惑篇,如何解決傳感器電子電路設計中的干擾問題(上)”的后續(xù)部分,如果你對前文內容不太了解,可翻閱往期文章。此次,小編將對電子電路設計中的抗干擾問題的抑制傳感器電路噪聲的幾大措施予以介紹,一起來了解下吧。
1. 根據不同工作頻率合理選擇噪聲低的半導體元器件
在低頻段,晶體管由于存在勢壘電容和擴散電容等問題,噪聲較大。而結型場效應管因為是多數載流子導電,不存在勢壘區(qū)的電流不均勻問題。
而且柵極與導電溝間的反向電流很小,產生的散粒噪聲很小。故在中、低頻的前級電路中應采用場效應管,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體元件,一定要經過對比選擇,即使型號相同的半導體器件參數也是有差別的。
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,特別是在前級小信號輸入時,可以考慮用噪聲小的金屬膜電阻。
2. 根據不同的工作頻段、參數選擇適當的放大電路
選擇適當的放大電路不僅對本級電路有直接影響,對整個電路的工作參數、工作狀態(tài)都會產生重要影響。
如共射組態(tài)連接時,電路有較高的放大增益,同時它的噪聲對后級的影響較小。而共集組態(tài)時有較高的輸入阻抗同時也有較好的頻響。
因此根據不同的電路對參數應有不同要求,選擇好的電路,不僅可以簡化線路結構,同時也可以減少噪聲對整個電路的干擾。
在電路性能參數允許的條件下,盡可能采用抗干擾能力較好的數字電路。
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,而有用信號的頻率往往在一定范圍內,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,以達到提高信噪比抑制干擾的目的。
濾波技術對抑制經導線耦合到電路的干擾特別有效,將相應頻帶的濾波器接入信號傳輸通道中,各種濾波器是抑制差模干擾的有效措施之一。
在自動檢測系統(tǒng)中常用的濾波器有:
(1)RC濾波器。當信號源為熱電偶、應變片等信號變化緩慢的傳感器時,利用小體積、低成本的無源RC濾波器將會對串模干擾有較好的抑制效果。
(2)交流電源濾波器。電源網絡吸收了各種高、低頻噪聲,對此常用LC濾波器來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電路所共用,為了避免通過電源內阻造成幾個電路間相互干擾,應該在每個電路的直流電源上加上RC或LC退耦濾波器,用來濾除低頻噪聲。
4. 通過負反饋電路來抑制噪聲
負反饋電路可以通過反饋信號的取樣、控制來穩(wěn)定電路,提高放大器的信噪比,使放大電路的動態(tài)性能獲得多方面的改善。
負反饋信號可以穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點,從而穩(wěn)定電路的溫度、電流、電壓等多項參數。在多級電路中,第一級電路因為是原始小信號,因此經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)電路往往是不加負反饋的。所以第一級電路產生的噪聲只能通過后級的負反饋電路來抑制。
對于多級電路而言,通過負反饋信號穩(wěn)定本級的靜態(tài)工作點,可以抑制本級電路噪聲的產生和傳播。因此在多級電路中,負反饋電路是抑制噪聲的一個重要手段。
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生的。當流過偏置電阻的直流電流過大時就會使能量過剩從而產生電流噪聲。
如果選擇合適的偏置電路,噪聲就可以通過旁路電容短接入地,可以抑制噪聲輸出,減小對下一級電路的影響。另外優(yōu)質的信號源也是電路抗干擾的重要保證。
以上便是此次小編帶來的“電子電路設計”相關內容,通過本文,希望大家對電子電路設計中的抗干擾問題具備相對較深的認識。如果你喜歡本文,不妨持續(xù)關注我們網站哦,小編將于后期帶來更多精彩內容。最后,十分感謝大家的閱讀,have a nice day!





