第8章 抗干扰技术.ppt

（5）掉电保护电路对于没有使用UPS的计算机控制系统，为了防止掉电后RAM中的信息丢失，可以采用镍电池对RAM数据进行掉电保护。图8-22是一种某计算机系统64KB存储板所使用的掉电保护电路。系统电源正常工作时，由外部电源+5V供电，A点电平高于备用电池（3V）电压，VD2截止，存储器由主电源（＋5V）供电。系统掉电时，A点电位低于备用电池电压，VD1截止，VD2导通，由备用电池向RAM供电。当系统恢复供电时，VD1重新导通，VD2截止，又恢复主电源供电。第61页，共104页，星期日，2025年，2月5日第62页，共104页，星期日，2025年，2月5日对于没有采用镍电池进行掉电保护的一些控制系统，至少应设置电源监控电路即硬件掉电检测电路。在掉电电压下降到CPU最低工作电压之前应能提出中断申请（提前时间为几百微妙到数毫秒），使系统能及时对掉电作出保护反应——在掉电中断子程序中，首先进行现场保护，把当时的重要参数、中间结果以及输入输出状态作出妥善处理，并在片内RAM中设置掉电标志。当电源恢复正常时，CPU重新复位，复位后应首先检查是否有掉电标记。如果没有，按一般开机程序执行，即首先系统初始化；如果有掉电标记，则说明本次复位是掉电保护之后的复位，不应将系统初始化，而应按掉电中断子程序相反的方式恢复现场，以一种合理的安全方式使系统继续工作。这种监控电路有许多，其中一种简便实用的应用电路见后面的图8-31X5045与CPU的接口电路。上电时，电压超过4.5V后，经过约200ms的稳定时间后RESET信号由高电平变为低电平；掉电时，当电源电压低于4.5V时，RESET信号立即变为高电平，使CPU响应中断申请并转入掉电中断子程序，进行现场保护。第63页，共104页，星期日，2025年，2月5日2．直流电源系统在自行研制的计算机控制系统中，无论是模拟电路还是数字电路，都需要低压直流供电。为了进一步抑制来自于电源方面的干扰，一般在直流电源侧也要采用相应的抗干扰措施。（1）交流电源变压器的屏蔽把高压交流变成低压直流的简单方法是用交流电源变压器。因此，对电源变压器设置合理的静电屏蔽和电磁屏蔽，就是一种十分有效的抗干扰措施，通常将电源变压器的一、二次绕组分别加以屏蔽，一次绕组屏蔽层与铁心同时接地，如图8-23（a）所示。在要求更高的场合，可采用层间也加屏蔽的结构，如图8-23（b）所示。第64页，共104页，星期日，2025年，2月5日第65页，共104页，星期日，2025年，2月5日（2）采用直流开关电源直流开关电源是一种脉宽调制型电源，由于脉冲频率高达20kHZ，所以甩掉了传统的工频变压器，具有体积小、重量轻、效率高（＞70％）、电网电压范围大[（－20％～10％）×220V]、电网电压变化时不会输出过电压或欠电压、输出电压保持时间长等优点。开关电源初、次级之间具有较好的隔离，对于交流电网上的高频脉冲干扰有较强的隔离能力。现在已有许多直流开关电源产品，一般都有几个独立的电源，如±5V，±12V，±24V等。第66页，共104页，星期日，2025年，2月5日（3）采用DC-DC变换器如果系统供电电网波动较大，或者对直流电源的精度要求较高，就可以采用DC-DC变换器，它们可以将一种电压的直流电源，变换成另一种电压的直流电源。它们有升压型或降压型，或升压/降压型。DC-DC变换器具有体积小、性能价格比高、输入电压范围大、输出电压稳定（有的还可调）、环境温度范围广等一系列优点。显然，采用DC-DC变换器可以方便地实现电池供电，从而制造便携式或手持式计算机测控装置。第67页，共104页，星期日，2025年，2月5日（4）每块电路板的直流电源当一台计算机测控系统有几块功能电路板时，为了防止板与板之间的相互干扰，可以对每块板的直流电源采取分散独立供电环境。在每块板上装一块或几块三端稳压集成块（7805、7805、7812，7812等）组成稳压电源，每个功能板单独对电压过载进行保护，不会因为某个稳压块出现故障而使整个系统遭到破坏，而且也减少了公共阻抗的相互耦合，大大提高供电的可靠性，也有利于电源散热。第68页，共104页，星期日，2025年，2月5日（5）集成电路块的VCC加旁路电容集成电路的开关高速动作时会产生噪声，因此无论电源装置提供的电压多么稳定，VCC和GND端也会产生噪声。为了降低集成电路的开关噪声，在印制线路板上的每一块IC上都接入高频特性好的旁路电容，将开关电流经过的线路局限在板内一个极小的范围内。旁路电容可用0.01～0.1μF的陶瓷电容器，旁路电容器的引线要短而且紧靠需要旁路的集成器件的VCC或GND端，否则会毫无意义。第69页，共104页，星期日，2025年，2月5日8.2.6接