電路噪聲和抗干擾措施

1、湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt1 電子系統(tǒng)或電子設(shè)備性能很大程度上與噪聲和干電子系統(tǒng)或電子設(shè)備性能很大程度上與噪聲和干擾有關(guān)，電子電路處理電信號(hào)的靈敏度與噪聲有關(guān)。擾有關(guān)，電子電路處理電信號(hào)的靈敏度與噪聲有關(guān)。噪聲對(duì)有用信號(hào)的處理產(chǎn)生了干擾噪聲對(duì)有用信號(hào)的處理產(chǎn)生了干擾, , 特別是當(dāng)有用信特別是當(dāng)有用信號(hào)較弱時(shí)號(hào)較弱時(shí), , 噪聲的影響就更為突出噪聲的影響就更為突出, , 嚴(yán)重時(shí)會(huì)使信號(hào)嚴(yán)重時(shí)會(huì)使信號(hào)淹沒在噪聲之中而無(wú)法處理。淹沒在噪聲之中而無(wú)法處理。 電子電路的噪聲和干擾電子電路的噪聲和干擾一、研究噪聲和干擾的必要性一、研究噪聲和干擾的必要性湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt2 設(shè)計(jì)人員經(jīng)常遇

2、到的情況：硬件部分設(shè)計(jì)出來(lái)以設(shè)計(jì)人員經(jīng)常遇到的情況：硬件部分設(shè)計(jì)出來(lái)以后，卻發(fā)現(xiàn)電路中的噪聲太大，不得不進(jìn)行重新設(shè)計(jì)后，卻發(fā)現(xiàn)電路中的噪聲太大，不得不進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和布線。和布線。 電子電路的噪聲問(wèn)題更多地依賴于經(jīng)驗(yàn)去解決電子電路的噪聲問(wèn)題更多地依賴于經(jīng)驗(yàn)去解決, , 而不是根據(jù)規(guī)范的方法和嚴(yán)格的科學(xué)計(jì)算。但是，而不是根據(jù)規(guī)范的方法和嚴(yán)格的科學(xué)計(jì)算。但是，避免噪聲還是存在一定的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則去遵循，并在電避免噪聲還是存在一定的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則去遵循，并在電路設(shè)計(jì)開始時(shí)，就應(yīng)該認(rèn)真考慮與噪聲相關(guān)的問(wèn)題。路設(shè)計(jì)開始時(shí)，就應(yīng)該認(rèn)真考慮與噪聲相關(guān)的問(wèn)題。一、研究噪聲和干擾的必要性一、研究噪聲和干擾的必要性電子系統(tǒng)的噪

3、聲和干擾電子系統(tǒng)的噪聲和干擾湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt3 噪聲與干擾沒有本質(zhì)區(qū)別，習(xí)慣上從器件外部竄擾進(jìn)來(lái)的噪聲與干擾沒有本質(zhì)區(qū)別，習(xí)慣上從器件外部竄擾進(jìn)來(lái)的, 稱稱為為外部噪聲（外部噪聲（干擾），從器件內(nèi)部產(chǎn)生的干擾），從器件內(nèi)部產(chǎn)生的, 稱為稱為內(nèi)部噪聲內(nèi)部噪聲。 PCB調(diào)試時(shí)頻繁遇到噪聲稱為：調(diào)試時(shí)頻繁遇到噪聲稱為： 器件噪聲、輻射噪聲和傳導(dǎo)噪聲器件噪聲、輻射噪聲和傳導(dǎo)噪聲。干擾源干擾源：自然干擾：自然干擾：天電干擾、宇宙干擾、大地干擾天電干擾、宇宙干擾、大地干擾工業(yè)干擾工業(yè)干擾：廣播電視、無(wú)線基站、工業(yè)設(shè)備：廣播電視、無(wú)線基站、工業(yè)設(shè)備一、研究噪聲和干擾的必要性一、研究噪聲和干擾的

4、必要性電源、器件之間、電源、器件之間、PCB走線之間的串?dāng)_等走線之間的串?dāng)_等（EMI）現(xiàn)場(chǎng)干擾：現(xiàn)場(chǎng)干擾：個(gè)人手機(jī)、筆記本、測(cè)試儀等個(gè)人手機(jī)、筆記本、測(cè)試儀等電子系統(tǒng)的噪聲和干擾電子系統(tǒng)的噪聲和干擾湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt4二、電子電路二、電子電路PCB設(shè)計(jì)時(shí)遇到的噪聲種類設(shè)計(jì)時(shí)遇到的噪聲種類三種噪聲源三種噪聲源：器件噪聲、輻射噪聲和傳導(dǎo)噪聲器件噪聲、輻射噪聲和傳導(dǎo)噪聲 （一）器件噪聲（一）器件噪聲 電阻熱噪聲（電阻熱噪聲（Thermal Noise） 電感噪聲電感噪聲 晶體管噪聲晶體管噪聲 場(chǎng)效應(yīng)管噪聲場(chǎng)效應(yīng)管噪聲 閃爍噪聲（閃爍噪聲（1/f 噪聲）噪聲） 散粒噪聲（散粒噪聲（Shot

5、 Noise） 爆米花噪聲爆米花噪聲(popcorn frequency) 放大器噪聲等放大器噪聲等湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt5 電阻中的帶電微粒（自由電子）在一定溫度下受到熱激發(fā)電阻中的帶電微粒（自由電子）在一定溫度下受到熱激發(fā)后，在導(dǎo)體內(nèi)部作無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)（熱騷動(dòng)）而相互碰撞，兩次后，在導(dǎo)體內(nèi)部作無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)（熱騷動(dòng)）而相互碰撞，兩次碰撞之間行進(jìn)時(shí)，就產(chǎn)生一持續(xù)時(shí)間很短的脈沖電流。許多這碰撞之間行進(jìn)時(shí)，就產(chǎn)生一持續(xù)時(shí)間很短的脈沖電流。許多這樣的隨機(jī)熱騷動(dòng)的電子所產(chǎn)生的這種脈沖電流的組合，就在電樣的隨機(jī)熱騷動(dòng)的電子所產(chǎn)生的這種脈沖電流的組合，就在電阻內(nèi)部形成了無(wú)規(guī)律的電流。在一足夠長(zhǎng)的時(shí)間

6、內(nèi)，其電流平阻內(nèi)部形成了無(wú)規(guī)律的電流。在一足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，其電流平均值等于零，而瞬時(shí)值就在平均值的上下變動(dòng)，稱為起伏電流。均值等于零，而瞬時(shí)值就在平均值的上下變動(dòng)，稱為起伏電流。溫度越高溫度越高, 運(yùn)動(dòng)越劇烈。只有當(dāng)溫度下降到絕對(duì)零度時(shí)運(yùn)動(dòng)越劇烈。只有當(dāng)溫度下降到絕對(duì)零度時(shí), 運(yùn)動(dòng)才運(yùn)動(dòng)才會(huì)停止。自由電子這種熱運(yùn)動(dòng)在導(dǎo)體內(nèi)形成非常微弱的電流會(huì)停止。自由電子這種熱運(yùn)動(dòng)在導(dǎo)體內(nèi)形成非常微弱的電流, 起伏噪聲電流流過(guò)電阻本身就會(huì)在其兩端產(chǎn)生起伏噪聲電壓。起伏噪聲電流流過(guò)電阻本身就會(huì)在其兩端產(chǎn)生起伏噪聲電壓。（1 1）電阻熱噪聲（）電阻熱噪聲（Thermal NoiseThermal Noise）湖南

7、長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt6起伏電流流經(jīng)電阻起伏電流流經(jīng)電阻 R時(shí)，電阻兩端就會(huì)產(chǎn)生噪聲電壓時(shí)，電阻兩端就會(huì)產(chǎn)生噪聲電壓 n和噪聲功率。常以和噪聲功率。常以 ( )VSf表示噪聲的電壓功率譜密度，表示噪聲的電壓功率譜密度， ( )ISf表示噪聲的電流功率譜密度。表示噪聲的電流功率譜密度。 理論和實(shí)踐證明，當(dāng)溫度為理論和實(shí)踐證明，當(dāng)溫度為T（K）時(shí)，阻值為）時(shí)，阻值為R的電阻所的電阻所產(chǎn)生的噪聲電壓功率譜密度和噪聲電流功率譜密度分別為產(chǎn)生的噪聲電壓功率譜密度和噪聲電流功率譜密度分別為 ( ) 4VS fkTR1( ) 44IS fkTkTGR湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt7 在頻帶寬度在頻帶寬度

8、B內(nèi)產(chǎn)生的熱噪聲電壓均方值和電流的均方內(nèi)產(chǎn)生的熱噪聲電壓均方值和電流的均方值分別為值分別為 24nkTRB24nikTGBk以上各式中，以上各式中， 為玻耳茲曼常數(shù)（為玻耳茲曼常數(shù)（Soltzmann Constant）=1.38 2310JK； 為熱力學(xué)溫度，單位為為熱力學(xué)溫度，單位為 kTK。因此，噪聲電壓或電流的有效值為因此，噪聲電壓或電流的有效值為 24nkTRB24nikTGB湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt8 由于電阻受熱影響，其起伏噪聲電壓的變化是不規(guī)則的由于電阻受熱影響，其起伏噪聲電壓的變化是不規(guī)則的, 其其瞬時(shí)振幅和瞬時(shí)相位是隨機(jī)的瞬時(shí)振幅和瞬時(shí)相位是隨機(jī)的, 所以無(wú)法計(jì)算其瞬

9、時(shí)值。只能統(tǒng)所以無(wú)法計(jì)算其瞬時(shí)值。只能統(tǒng)計(jì)其平均值，一般用電壓均方根值表示。為便于運(yùn)算，把電阻計(jì)其平均值，一般用電壓均方根值表示。為便于運(yùn)算，把電阻R看作一個(gè)噪聲電壓源（或電流源）和一個(gè)理想無(wú)噪聲的電阻看作一個(gè)噪聲電壓源（或電流源）和一個(gè)理想無(wú)噪聲的電阻串聯(lián)（或并聯(lián)），如圖所示。串聯(lián)（或并聯(lián)），如圖所示。 湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt9 當(dāng)實(shí)際電路中包含多個(gè)電阻時(shí)。每一個(gè)電阻都將引當(dāng)實(shí)際電路中包含多個(gè)電阻時(shí)。每一個(gè)電阻都將引入一個(gè)噪聲源。一般若有多個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，總噪聲電流入一個(gè)噪聲源。一般若有多個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，總噪聲電流等于各個(gè)電導(dǎo)所產(chǎn)生的噪聲電流的均方值相加，若有多等于各個(gè)電導(dǎo)所產(chǎn)生的噪聲電

10、流的均方值相加，若有多個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，總噪聲電壓等于各個(gè)電阻所產(chǎn)生的噪聲個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，總噪聲電壓等于各個(gè)電阻所產(chǎn)生的噪聲電壓的均方值相加。電壓的均方值相加。 湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt10例：電阻熱噪聲的計(jì)算例：電阻熱噪聲的計(jì)算結(jié)論：電阻越大、溫度越高，電阻的熱噪聲越大。結(jié)論：電阻越大、溫度越高，電阻的熱噪聲越大。湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt11對(duì)于對(duì)于LC并聯(lián)諧振電路，所產(chǎn)生的噪聲電壓均方值為并聯(lián)諧振電路，所產(chǎn)生的噪聲電壓均方值為 24nekTR B式中，式中， eR為諧振電路的諧振電阻。為諧振電路的諧振電阻。 對(duì)圖對(duì)圖8.2.5(a)所示的電路來(lái)說(shuō)，損耗電阻所示的電路來(lái)說(shuō)，損耗電阻r所

11、產(chǎn)生的噪所產(chǎn)生的噪聲電壓均方值為聲電壓均方值為 24nrkTrB 在回路諧振時(shí)，折算到在回路諧振時(shí)，折算到ab兩端的電壓均方值為兩端的電壓均方值為 222222444nnreLQkTrBrLkTBkTR Br得到如圖得到如圖8.2.5(b)所示的等效電路。所示的等效電路。 湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt12 注意：注意：1、熱噪聲電壓雖很小，但被多級(jí)放大后，特別是有用、熱噪聲電壓雖很小，但被多級(jí)放大后，特別是有用 信號(hào)很微弱的情況下，會(huì)淹沒在噪聲中而無(wú)法被處理。信號(hào)很微弱的情況下，會(huì)淹沒在噪聲中而無(wú)法被處理。2、理想電抗元件是不會(huì)產(chǎn)生噪聲的、理想電抗元件是不會(huì)產(chǎn)生噪聲的, 但實(shí)際電抗元件但實(shí)際

12、電抗元件 是有損耗電阻的是有損耗電阻的, 這些損耗電阻會(huì)產(chǎn)生噪聲。對(duì)于這些損耗電阻會(huì)產(chǎn)生噪聲。對(duì)于 實(shí)際電感的損耗電阻一般不能忽略實(shí)際電感的損耗電阻一般不能忽略, 而對(duì)于實(shí)際電而對(duì)于實(shí)際電 容的損耗電阻一般可以忽略。容的損耗電阻一般可以忽略。湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt13 閃爍噪聲（閃爍噪聲（1/f 1/f 噪聲）噪聲） 由于半導(dǎo)體晶體表面不斷產(chǎn)生或整合載流子而產(chǎn)由于半導(dǎo)體晶體表面不斷產(chǎn)生或整合載流子而產(chǎn)生的噪聲。閃爍噪聲大多集中在低頻范圍，對(duì)電阻器生的噪聲。閃爍噪聲大多集中在低頻范圍，對(duì)電阻器及半導(dǎo)體會(huì)造成干擾，而雙極芯片所受的干擾比場(chǎng)效及半導(dǎo)體會(huì)造成干擾，而雙極芯片所受的干擾比場(chǎng)效應(yīng)晶

13、體管大。其功率頻譜密度隨頻率降低而增大。在應(yīng)晶體管大。其功率頻譜密度隨頻率降低而增大。在高頻工作時(shí)高頻工作時(shí), 可以忽略閃爍噪聲可以忽略閃爍噪聲。湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt14 它是由單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)它是由單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)PN結(jié)載流子數(shù)目的隨機(jī)起伏結(jié)載流子數(shù)目的隨機(jī)起伏而造成的。這種噪聲具有寬帶的特性。而造成的。這種噪聲具有寬帶的特性。2IOSqIOI式中式中 為流過(guò)為流過(guò)PN結(jié)的電流，結(jié)的電流， q為電子電荷量。為電子電荷量。 由于晶體三極管的發(fā)射結(jié)正偏，所以散粒噪聲主要由于晶體三極管的發(fā)射結(jié)正偏，所以散粒噪聲主要決定于發(fā)射極工作電流決定于發(fā)射極工作電流 eI，其噪聲電流的均方值為，其噪聲電

14、流的均方值為 22eneiqI B 散粒噪聲的大小與晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)電流有關(guān)，散粒噪聲的大小與晶體管的靜態(tài)工作點(diǎn)電流有關(guān)，其功率譜密度為其功率譜密度為 對(duì)于雙極型晶體管，散粒噪聲是主要噪聲源。對(duì)于雙極型晶體管，散粒噪聲是主要噪聲源。散粒噪聲（散粒噪聲（Shot Noise）湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt15 散粒噪聲是由柵極內(nèi)的電荷不規(guī)則起伏所引起的噪散粒噪聲是由柵極內(nèi)的電荷不規(guī)則起伏所引起的噪聲。對(duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)說(shuō)，則由通過(guò)聲。對(duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)說(shuō)，則由通過(guò)PN結(jié)的漏電流引起結(jié)的漏電流引起的噪聲電流均方值為的噪聲電流均方值為 22ngGiqI B式中式中 GI為柵極漏泄電流。為柵極漏泄電流。

15、 對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)說(shuō)：對(duì)于場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)說(shuō)：散粒噪聲（散粒噪聲（Shot Noise）湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt16 爆米花噪聲爆米花噪聲(popcorn frequency) 半導(dǎo)體的表面若受到污染便會(huì)產(chǎn)生這種噪聲，半導(dǎo)體的表面若受到污染便會(huì)產(chǎn)生這種噪聲，其影響長(zhǎng)達(dá)幾毫秒至幾秒，噪聲產(chǎn)生的原因仍然其影響長(zhǎng)達(dá)幾毫秒至幾秒，噪聲產(chǎn)生的原因仍然未明，在正常情況下，并無(wú)一定的模式。生產(chǎn)半未明，在正常情況下，并無(wú)一定的模式。生產(chǎn)半導(dǎo)體時(shí)若采用較為潔凈的工藝，會(huì)有助減少這類導(dǎo)體時(shí)若采用較為潔凈的工藝，會(huì)有助減少這類噪聲。噪聲。 )： 湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt17輸入?yún)⒄赵肼暱偭枯斎雲(yún)⒄赵肼暱偭窟\(yùn)放輸

16、入端等效（換算）噪聲電壓的計(jì)算：其中，其中， 指信源電阻；指信源電阻； 指放大器的噪聲電壓；指放大器的噪聲電壓； 指信源電阻的熱噪聲；指信源電阻的熱噪聲； 指放大器的噪聲電流指放大器的噪聲電流運(yùn)算放大器噪聲運(yùn)算放大器噪聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt181、信噪比：信噪比： 四端網(wǎng)絡(luò)某一端口處信號(hào)功率與噪聲功率之比。四端網(wǎng)絡(luò)某一端口處信號(hào)功率與噪聲功率之比。 信噪比信噪比SNR(Signal to Noise Ratio)通常用分貝數(shù)表示。通常用分貝數(shù)表示。噪聲功率噪聲功率信號(hào)的功率信號(hào)的功率某特定頻某特定頻: :：nsnspp(dBpp10lgS/N率率） 噪聲系數(shù)的定義噪聲系數(shù)的定義）oo

17、o(dBpp10lgS/Nns輸輸出出信信噪噪比比：）(dBpp10lgS/Nnisii輸入信噪比：輸入信噪比：體會(huì)：體會(huì)：信噪比表示信號(hào)本身質(zhì)量的好壞，信噪比越大，信噪比表示信號(hào)本身質(zhì)量的好壞，信噪比越大， 說(shuō)明信號(hào)本身的質(zhì)量越好。說(shuō)明信號(hào)本身的質(zhì)量越好。描述放大器噪聲性能的一個(gè)重要指標(biāo)描述放大器噪聲性能的一個(gè)重要指標(biāo)湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt19 如果放大器內(nèi)部不產(chǎn)生噪聲如果放大器內(nèi)部不產(chǎn)生噪聲, 當(dāng)輸入信號(hào)與噪聲通過(guò)它時(shí)當(dāng)輸入信號(hào)與噪聲通過(guò)它時(shí), 二二者都得到同樣的放大者都得到同樣的放大, 那么放大器的輸出信噪比與輸入信噪比相等。那么放大器的輸出信噪比與輸入信噪比相等。而實(shí)際放大器是

18、由晶體管和電阻等元器件組成而實(shí)際放大器是由晶體管和電阻等元器件組成,熱噪聲和散粒噪聲熱噪聲和散粒噪聲構(gòu)成其內(nèi)部噪聲構(gòu)成其內(nèi)部噪聲, 所以輸出信噪比總是小于輸入信噪比。所以輸出信噪比總是小于輸入信噪比。為了衡量為了衡量放大器噪聲性能的好壞放大器噪聲性能的好壞, 提出了噪聲系數(shù)這一性能指標(biāo)。提出了噪聲系數(shù)這一性能指標(biāo)。 00nsnisioifp/Pp/PN/SN/SN放大器的噪聲系數(shù)放大器的噪聲系數(shù)Nf(Noise Figure)定義：定義：輸入信噪比與輸出信噪比的比值輸入信噪比與輸出信噪比的比值, 即即:用分貝數(shù)表示用分貝數(shù)表示:dB/pp/pp10lgNnosonisif湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編

19、輯ppt20在輸出端產(chǎn)生的功率通過(guò)放大電路放大后：輸入端噪聲功率：輸出端的噪聲總功率放大電路的功率增益，ninOnsisPnOnPninnsnisioifpppPPAppApppPpPNSNSN10010000:/分析：分析：1.噪聲系數(shù)表示信號(hào)通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量變壞的程度。噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)表示信號(hào)通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量變壞的程度。噪聲系數(shù) 越大說(shuō)明，信號(hào)通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)后信號(hào)質(zhì)量變壞的程度越大。越大說(shuō)明，信號(hào)通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)后信號(hào)質(zhì)量變壞的程度越大。2.噪聲系數(shù)噪聲系數(shù)NF只與輸出端總的噪聲功率只與輸出端總的噪聲功率Pno和放大電路輸入端噪和放大電路輸入端噪 聲功率經(jīng)放大后在輸出端所產(chǎn)生的噪聲功率聲功率經(jīng)放

20、大后在輸出端所產(chǎn)生的噪聲功率Pno1有關(guān)，而與輸有關(guān)，而與輸 入信號(hào)大小無(wú)關(guān)。入信號(hào)大小無(wú)關(guān)。湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt21結(jié)論：結(jié)論： 實(shí)際實(shí)際Nf1。理想情況下。理想情況下Pno2=0，才可能使，才可能使Nf=1。 其值越接近于其值越接近于, 則表示該放大器的內(nèi)部噪聲則表示該放大器的內(nèi)部噪聲 越小。放大器的噪聲性能越好。越小。放大器的噪聲性能越好。噪聲系數(shù)的表示噪聲系數(shù)的表示no1no2Pnino2Pnino2PniPnino2no1PninofpP1ApP1ApPApApPPAppN AP : 放大電路的功率增益放大電路的功率增益Pn01 ：輸入端的噪聲功率：輸入端的噪聲功率Pni經(jīng)

21、放大電路放大后在輸出端的噪聲經(jīng)放大電路放大后在輸出端的噪聲功率功率Pn02 ：放大電路自身產(chǎn)生的噪聲在輸出端的功率：放大電路自身產(chǎn)生的噪聲在輸出端的功率湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt22（二）輻射噪聲（二）輻射噪聲 不接觸感染噪聲。模擬電路工作需要電源、地線、輸入和輸不接觸感染噪聲。模擬電路工作需要電源、地線、輸入和輸出引線，這些引線可將外界干擾引入模擬電路。而電磁輻射信號(hào)出引線，這些引線可將外界干擾引入模擬電路。而電磁輻射信號(hào)直接作用到模擬電路上，使模擬電路受到干擾。例如，電路板上直接作用到模擬電路上，使模擬電路受到干擾。例如，電路板上單片機(jī)的晶體振蕩器，就是一個(gè)電磁輻射源，可以干擾模擬電路

22、單片機(jī)的晶體振蕩器，就是一個(gè)電磁輻射源，可以干擾模擬電路的工作。的工作。 隨著信號(hào)頻率的提高，隨著信號(hào)頻率的提高，PCB上相鄰信號(hào)線間的串?dāng)_將成正比上相鄰信號(hào)線間的串?dāng)_將成正比地增加，并且信號(hào)線上的反射將會(huì)相應(yīng)增加。如果頻率更高一些，地增加，并且信號(hào)線上的反射將會(huì)相應(yīng)增加。如果頻率更高一些，對(duì)布線的長(zhǎng)度就有更嚴(yán)格的限制，根據(jù)分布參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)理論，高對(duì)布線的長(zhǎng)度就有更嚴(yán)格的限制，根據(jù)分布參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)理論，高速電路與其連線間的相互作用是決定性因素，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不能速電路與其連線間的相互作用是決定性因素，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)不能忽略。忽略。三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類湖南長(zhǎng)沙

23、工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt23 通常高速電路的功耗和熱耗散也都很大，在做高速通常高速電路的功耗和熱耗散也都很大，在做高速PCB時(shí)應(yīng)時(shí)應(yīng)引起足夠的重視。引起足夠的重視。 當(dāng)板上有毫伏級(jí)甚至微伏級(jí)的微弱信號(hào)時(shí)，對(duì)當(dāng)板上有毫伏級(jí)甚至微伏級(jí)的微弱信號(hào)時(shí)，對(duì)這些信號(hào)線就需要特別的關(guān)照，小信號(hào)由于太微弱，非常容易受這些信號(hào)線就需要特別的關(guān)照，小信號(hào)由于太微弱，非常容易受到其它強(qiáng)信號(hào)的干擾，屏蔽措施常常是必要的，否則將大大降低到其它強(qiáng)信號(hào)的干擾，屏蔽措施常常是必要的，否則將大大降低信噪比。以致于有用信號(hào)被噪聲淹沒，不能有效地提取出來(lái)。信噪比。以致于有用信號(hào)被噪聲淹沒，不能有效地提取出來(lái)。三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的

24、噪聲種類三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類（二）輻射噪聲（二）輻射噪聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt24 對(duì)對(duì)PCB板子的預(yù)留調(diào)測(cè)點(diǎn)（測(cè)試點(diǎn)）也要在設(shè)計(jì)階段加以考板子的預(yù)留調(diào)測(cè)點(diǎn)（測(cè)試點(diǎn)）也要在設(shè)計(jì)階段加以考慮，測(cè)試點(diǎn)的物理位置，測(cè)試點(diǎn)的隔離等因素不可忽略，因?yàn)橛袘]，測(cè)試點(diǎn)的物理位置，測(cè)試點(diǎn)的隔離等因素不可忽略，因?yàn)橛行┬⌒盘?hào)和高頻信號(hào)是不能直接把探頭加上去進(jìn)行測(cè)量的。些小信號(hào)和高頻信號(hào)是不能直接把探頭加上去進(jìn)行測(cè)量的。 此外此外還要考慮其他一些相關(guān)因素，如采用元器件的封裝外形，板子的還要考慮其他一些相關(guān)因素，如采用元器件的封裝外形，板子的機(jī)械強(qiáng)度等。在做機(jī)械強(qiáng)度等。在做PCB板子前，要做出對(duì)該

25、設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)心中板子前，要做出對(duì)該設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)心中有數(shù)。有數(shù)。三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類（二）輻射噪聲（二）輻射噪聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt25三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類（二）輻射噪聲（二）輻射噪聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt26（三）傳導(dǎo)噪聲（三）傳導(dǎo)噪聲 由傳輸線物理連接接觸傳染的噪聲。如由傳輸線物理連接接觸傳染的噪聲。如PCB上的傳導(dǎo)線可能會(huì)上的傳導(dǎo)線可能會(huì)有有50赫茲的工頻噪聲，如效率高的開關(guān)電源卻是一個(gè)高頻噪聲源。赫茲的工頻噪聲，如效率高的開關(guān)電源卻是一個(gè)高頻噪聲源。傳導(dǎo)噪聲的根源最終還是來(lái)源于器

26、件噪聲和輻射噪聲，器件噪聲傳導(dǎo)噪聲的根源最終還是來(lái)源于器件噪聲和輻射噪聲，器件噪聲和輻射噪聲最后都體現(xiàn)在傳導(dǎo)噪聲上。如模擬地和數(shù)字地的連接和輻射噪聲最后都體現(xiàn)在傳導(dǎo)噪聲上。如模擬地和數(shù)字地的連接共地噪聲。共地噪聲。三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt27（三）傳導(dǎo)噪聲（三）傳導(dǎo)噪聲三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt28三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt29（三）傳導(dǎo)噪聲（三）傳導(dǎo)噪聲三、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類三、

27、電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的噪聲種類湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt30四、電子電路抗干擾設(shè)計(jì)的依據(jù)四、電子電路抗干擾設(shè)計(jì)的依據(jù)湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt31抑制干擾源常用的方法抑制干擾源常用的方法 (1)(1)消除線圈反向電動(dòng)勢(shì)的方法消除線圈反向電動(dòng)勢(shì)的方法 減減少少輻輻射射和和傳傳導(dǎo)導(dǎo)噪噪聲聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt32抑制干擾源常用的方法抑制干擾源常用的方法 (2)(2)消除接點(diǎn)火花的方法消除接點(diǎn)火花的方法 減減少少輻輻射射噪噪聲聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt33抑制干擾源常用的方法抑制干擾源常用的方法(3)減小電機(jī)電磁噪聲的方法減小電機(jī)電磁噪聲的方法 LI=L2=100H、C1=C2

28、=4700pF、C30.01F左左右右C1、C2接電機(jī)外殼。注意電容、電感的引線要盡接電機(jī)外殼。注意電容、電感的引線要盡量短。量短。 減減少少輻輻射射噪噪聲聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt34抑制干擾源常用的方法抑制干擾源常用的方法 (4)減小高頻噪聲對(duì)減小高頻噪聲對(duì)IC干擾的方法干擾的方法每個(gè)每個(gè)IC并接一個(gè)并接一個(gè)0.01O.1F的高頻濾波電容的高頻濾波電容 消消除除傳傳導(dǎo)導(dǎo)噪噪聲聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt35抑制干擾源常用的方法抑制干擾源常用的方法 (5) PCB板的正確布線板的正確布線 減減少少輻輻射射噪噪聲聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt36抑制干擾源常用的方法抑制干擾源常用的

29、方法 (6)消除可控硅干擾的方法消除可控硅干擾的方法 一般一般C1=0.01 F、R1=100300左右。左右。減減少少輻輻射射噪噪聲聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt37切斷干擾傳播路徑切斷干擾傳播路徑 按干擾傳播路徑按干擾傳播路徑可分為傳導(dǎo)干擾可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩類和輻射干擾兩類 (1)消除電源噪聲消除電源噪聲的方法的方法 湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt38切斷干擾傳播路徑切斷干擾傳播路徑 (2)與噪聲源隔離的方法與噪聲源隔離的方法 L1=1.3H左右（為磁珠電感器）。也可用左右（為磁珠電感器）。也可用1OO左左右的電阻代替。右的電阻代替。C1=C2=1000pF左右左右 切切斷斷噪噪

30、聲聲傳傳遞遞路路徑徑湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt39切斷干擾傳播路徑切斷干擾傳播路徑 切切斷斷輻輻射射噪噪聲聲傳傳遞遞路路徑徑湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt40 （4）設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)PCB板時(shí)分區(qū)要合理，如強(qiáng)、弱信號(hào)，高（頻）、板時(shí)分區(qū)要合理，如強(qiáng)、弱信號(hào)，高（頻）、低（頻）信號(hào)，數(shù)字、模擬信號(hào)要分開。盡可能把干擾源低（頻）信號(hào)，數(shù)字、模擬信號(hào)要分開。盡可能把干擾源(如電如電機(jī)、繼電器等機(jī)、繼電器等)與敏感器件與敏感器件(如運(yùn)放、單片機(jī)等芯片如運(yùn)放、單片機(jī)等芯片)遠(yuǎn)離。遠(yuǎn)離。切斷干擾傳播路徑切斷干擾傳播路徑 湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt41切斷干擾傳播路徑切斷干擾傳播路徑 減減少少傳傳導(dǎo)導(dǎo)噪噪

31、聲聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt42切斷干擾傳播路徑切斷干擾傳播路徑 (5) (5) 數(shù)宇地與模擬地的分離數(shù)宇地與模擬地的分離 減減少少傳傳導(dǎo)導(dǎo)噪噪聲聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt43切斷干擾傳播路徑切斷干擾傳播路徑 (6)功率器件的放置與接地功率器件的放置與接地 大功率大功率電路電路大功率大功率電路電路減少傳導(dǎo)噪聲減少傳導(dǎo)噪聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt44切斷干擾傳播路徑切斷干擾傳播路徑 (7)關(guān)鍵連接線的處理關(guān)鍵連接線的處理 在單片機(jī)在單片機(jī)IO口或其它芯片輸入輸出端、口或其它芯片輸入輸出端、電源線、電路板連接線等關(guān)鍵地方使用抗干電源線、電路板連接線等關(guān)鍵地方使用抗干擾元件。如磁珠

32、、磁環(huán)、電源濾波器、屏蔽擾元件。如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器、屏蔽罩、光電隔離器等?？娠@著提高電路的抗干罩、光電隔離器等?？娠@著提高電路的抗干擾性。擾性。湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt45 提高敏感器件的抗干擾性能 (1)減小關(guān)鍵相鄰兩線回路環(huán)面積 減減少少輻輻射射噪噪聲聲湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt46(1)PCB走線90拐彎時(shí)要圓滑 湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt47 提高敏感器件的抗干擾性能提高敏感器件的抗干擾性能 (2) 閑置管腳的處理方法閑置管腳的處理方法 對(duì)于單片機(jī)的閑置管腳，不要懸空?？筛鶕?jù)電氣性能對(duì)于單片機(jī)的閑置管腳，不要懸空?？筛鶕?jù)電氣性能要求接地或接電源。其它要求接地或接電源

33、。其它IC的閑置端在不改變系統(tǒng)邏的閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源。輯的情況下接地或接電源。 閑置閑置運(yùn)放的引腳怎么連接呢？運(yùn)放的引腳怎么連接呢？湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt48 提高敏感器件的抗干擾性能提高敏感器件的抗干擾性能 湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt49 提高敏感器件的抗干擾性能提高敏感器件的抗干擾性能 湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt50 提高敏感器件的抗干擾性能提高敏感器件的抗干擾性能 湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt51 提高敏感器件的抗干擾性能提高敏感器件的抗干擾性能 (3)設(shè)置較寬的電源線和接地線設(shè)置較寬的電源線和接地線 布線時(shí)，電源線和地線要盡量粗，除減小壓降布線

34、時(shí)，電源線和地線要盡量粗，除減小壓降外，更重要的是降低耦合噪聲。外，更重要的是降低耦合噪聲。（4）使用電源看門狗電路）使用電源看門狗電路 對(duì)單片機(jī)等重要芯片要使用電源監(jiān)控及看門狗對(duì)單片機(jī)等重要芯片要使用電源監(jiān)控及看門狗電路，對(duì)于一般芯片可接入去耦電容，可大幅電路，對(duì)于一般芯片可接入去耦電容，可大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能。度提高整個(gè)電路的抗干擾性能。 湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt52 提高敏感器件的抗干擾性能 （5）盡量使用速度較低的芯片）盡量使用速度較低的芯片 在能滿足電路性能要求的前提下，盡量降低單片機(jī)的晶振在能滿足電路性能要求的前提下，盡量降低單片機(jī)的晶振頻率和選用低速數(shù)字電路。頻率

35、和選用低速數(shù)字電路。（6）IC器件盡量直接焊接在電路板上，少用器件盡量直接焊接在電路板上，少用lC插插座，增加芯片的抗干擾性能座，增加芯片的抗干擾性能湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt53單片機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)電磁干擾一般是以脈沖形式進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，渠道主要電磁干擾一般是以脈沖形式進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，渠道主要有三條：有三條：v空間干擾空間干擾(場(chǎng)干擾場(chǎng)干擾)，電磁信號(hào)通過(guò)空間輻射進(jìn)入系統(tǒng)。，電磁信號(hào)通過(guò)空間輻射進(jìn)入系統(tǒng)。v過(guò)程通道干擾，干擾通過(guò)與系統(tǒng)相連的前向通道、后過(guò)程通道干擾，干擾通過(guò)與系統(tǒng)相連的前向通道、后向通道及與其它系統(tǒng)的相互通道進(jìn)入。向通道及與其它系統(tǒng)的相互通道進(jìn)入。v供電系統(tǒng)干擾，電

36、磁信號(hào)通過(guò)供電線路進(jìn)入系統(tǒng)。供電系統(tǒng)干擾，電磁信號(hào)通過(guò)供電線路進(jìn)入系統(tǒng)。 一般情況下空間干擾在強(qiáng)度上遠(yuǎn)小于其它兩種，故一般情況下空間干擾在強(qiáng)度上遠(yuǎn)小于其它兩種，故微機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)重點(diǎn)防止過(guò)程通道與供電系統(tǒng)的干擾。微機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)重點(diǎn)防止過(guò)程通道與供電系統(tǒng)的干擾。湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt54硬件措施硬件措施l光電隔離光電隔離l過(guò)壓保護(hù)電路過(guò)壓保護(hù)電路l抗干擾電源抗干擾電源l配置去耦電容配置去耦電容l良好接地良好接地主要從系統(tǒng)硬件、軟件和主要從系統(tǒng)硬件、軟件和CPU上采取的上采取的湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt55v軟件措施軟件措施l單片機(jī)在輸出信號(hào)時(shí)，外部干擾有可能使信號(hào)出錯(cuò)。單片機(jī)在輸出信號(hào)時(shí)，

37、外部干擾有可能使信號(hào)出錯(cuò)。如系統(tǒng)中單片機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)經(jīng)鎖存如系統(tǒng)中單片機(jī)發(fā)出的驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)經(jīng)鎖存器鎖存后傳送給驅(qū)動(dòng)電路，鎖存器對(duì)干擾非常敏感，器鎖存后傳送給驅(qū)動(dòng)電路，鎖存器對(duì)干擾非常敏感，當(dāng)鎖存線上出現(xiàn)干擾時(shí)，會(huì)盲目鎖存當(dāng)前數(shù)據(jù)，而當(dāng)鎖存線上出現(xiàn)干擾時(shí)，會(huì)盲目鎖存當(dāng)前數(shù)據(jù)，而不管是否有效。因此應(yīng)將鎖存器與單片機(jī)安裝在同不管是否有效。因此應(yīng)將鎖存器與單片機(jī)安裝在同一電路板上，使傳輸線上傳送的是已經(jīng)鎖存好的控一電路板上，使傳輸線上傳送的是已經(jīng)鎖存好的控制信號(hào)。制信號(hào)。l在軟件上，最有效的方法就是重復(fù)輸出同一個(gè)信號(hào)，在軟件上，最有效的方法就是重復(fù)輸出同一個(gè)信號(hào)，只要重復(fù)周期盡可能短

38、，鎖存器接收到一個(gè)被干擾只要重復(fù)周期盡可能短，鎖存器接收到一個(gè)被干擾的錯(cuò)誤信號(hào)后還來(lái)不及作出有效的反應(yīng)，一個(gè)正確的錯(cuò)誤信號(hào)后還來(lái)不及作出有效的反應(yīng)，一個(gè)正確的輸出信號(hào)又來(lái)到，就可以及時(shí)防止錯(cuò)誤動(dòng)作的產(chǎn)的輸出信號(hào)又來(lái)到，就可以及時(shí)防止錯(cuò)誤動(dòng)作的產(chǎn)生。生。湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt56vCPU抗干擾措施抗干擾措施l前面幾項(xiàng)抗干擾措施是針對(duì)前面幾項(xiàng)抗干擾措施是針對(duì)I/O通道，干擾還通道，干擾還未作用到單片機(jī)本身，這時(shí)單片機(jī)還能正確無(wú)未作用到單片機(jī)本身，這時(shí)單片機(jī)還能正確無(wú)誤地執(zhí)行各種抗干擾程序，當(dāng)干擾作用到單片誤地執(zhí)行各種抗干擾程序，當(dāng)干擾作用到單片機(jī)本身時(shí)（通過(guò)干擾三總線等），單片機(jī)將不機(jī)本身

39、時(shí)（通過(guò)干擾三總線等），單片機(jī)將不能按正常狀態(tài)執(zhí)行程序，從而引起混亂。如何能按正常狀態(tài)執(zhí)行程序，從而引起混亂。如何發(fā)現(xiàn)單片機(jī)受到干擾，如何攔截失去控制的程發(fā)現(xiàn)單片機(jī)受到干擾，如何攔截失去控制的程序流向，如何使系統(tǒng)的損失減小，如何恢復(fù)系序流向，如何使系統(tǒng)的損失減小，如何恢復(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這些就是統(tǒng)的正常運(yùn)行，這些就是CPU抗干擾需要解決抗干擾需要解決的問(wèn)題。的問(wèn)題。湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt57v人工復(fù)位人工復(fù)位l對(duì)于失控的對(duì)于失控的CPU，最簡(jiǎn)單的方法是使其復(fù)位，程序自，最簡(jiǎn)單的方法是使其復(fù)位，程序自動(dòng)從動(dòng)從0000H開始執(zhí)行。為此只要在單片機(jī)的開始執(zhí)行。為此只要在單片機(jī)的RESET端端

40、加上一個(gè)高電平信號(hào)，并持續(xù)加上一個(gè)高電平信號(hào)，并持續(xù)10ms以上即可。以上即可。v掉電保護(hù)掉電保護(hù)l電網(wǎng)瞬間斷電或電壓突然下降將使微機(jī)系統(tǒng)陷入混亂電網(wǎng)瞬間斷電或電壓突然下降將使微機(jī)系統(tǒng)陷入混亂狀態(tài)，電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后，微機(jī)系統(tǒng)難以恢復(fù)正常。狀態(tài)，電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后，微機(jī)系統(tǒng)難以恢復(fù)正常。對(duì)付這一類事故的有效方法就是掉電保護(hù)。掉電信號(hào)對(duì)付這一類事故的有效方法就是掉電保護(hù)。掉電信號(hào)由硬件電路檢測(cè)到，加到單片機(jī)的外部中斷輸入端。由硬件電路檢測(cè)到，加到單片機(jī)的外部中斷輸入端。軟件中斷將掉電中斷規(guī)定為高級(jí)中斷，使系統(tǒng)及時(shí)對(duì)軟件中斷將掉電中斷規(guī)定為高級(jí)中斷，使系統(tǒng)及時(shí)對(duì)掉電作出反應(yīng)。在掉電中斷子程序中，首

41、先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)掉電作出反應(yīng)。在掉電中斷子程序中，首先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，保存當(dāng)時(shí)重要的狀態(tài)參數(shù)，當(dāng)電源恢復(fù)正常時(shí)，保護(hù)，保存當(dāng)時(shí)重要的狀態(tài)參數(shù)，當(dāng)電源恢復(fù)正常時(shí)，CPU重新復(fù)位，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，繼續(xù)未完成的工作。重新復(fù)位，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，繼續(xù)未完成的工作。湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt58v睡眠抗干擾睡眠抗干擾lCMOS型的型的51系列單片機(jī)具有睡眠狀態(tài)，此時(shí)只有系列單片機(jī)具有睡眠狀態(tài)，此時(shí)只有定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)系統(tǒng)和中斷系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。這時(shí)計(jì)數(shù)系統(tǒng)和中斷系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。這時(shí)CPU對(duì)系統(tǒng)三總線上出現(xiàn)的干擾不會(huì)作出任何反應(yīng)，從對(duì)系統(tǒng)三總線上出現(xiàn)的干擾不會(huì)作出任何反應(yīng)，從而大大降低系統(tǒng)對(duì)干擾的敏感程度。而大大降低系統(tǒng)對(duì)

42、干擾的敏感程度。l仔細(xì)分析系統(tǒng)軟件后發(fā)現(xiàn)，仔細(xì)分析系統(tǒng)軟件后發(fā)現(xiàn)，CPU很多情況下是在執(zhí)很多情況下是在執(zhí)行一些等待指令和循環(huán)檢查程序，由于這時(shí)行一些等待指令和循環(huán)檢查程序，由于這時(shí)CPU雖雖沒有重要工作，但卻是清醒的，很容易受干擾。讓沒有重要工作，但卻是清醒的，很容易受干擾。讓CPU在沒有正常工作時(shí)休眠，必要時(shí)再由中斷系統(tǒng)在沒有正常工作時(shí)休眠，必要時(shí)再由中斷系統(tǒng)來(lái)喚醒它，之后又處于休眠。采用這種安排之后，來(lái)喚醒它，之后又處于休眠。采用這種安排之后，大多數(shù)大多數(shù)CPU可以有可以有5095%的時(shí)間用于睡眠，從而的時(shí)間用于睡眠，從而使使CPU受到隨機(jī)干擾的威脅大大降低，同時(shí)降低了受到隨機(jī)干擾的威脅大

43、大降低，同時(shí)降低了CPU的功耗。的功耗。湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt59v指令冗余指令冗余l(xiāng)當(dāng)當(dāng)CPU受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來(lái)受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來(lái)執(zhí)行，引起程序混亂。這時(shí)我們首先要盡快將程序引執(zhí)行，引起程序混亂。這時(shí)我們首先要盡快將程序引入正軌入正軌(執(zhí)行真正的指令系列執(zhí)行真正的指令系列)。MCS-51系統(tǒng)中所有指系統(tǒng)中所有指令都不超過(guò)個(gè)字節(jié)，而且有很多單字節(jié)指令。當(dāng)程令都不超過(guò)個(gè)字節(jié)，而且有很多單字節(jié)指令。當(dāng)程序彈飛到某一條單字節(jié)指令上時(shí)，便自動(dòng)納入正軌。序彈飛到某一條單字節(jié)指令上時(shí)，便自動(dòng)納入正軌。當(dāng)彈飛到某一雙字節(jié)或三字書指令上時(shí)，有可能落到當(dāng)彈飛到

44、某一雙字節(jié)或三字書指令上時(shí)，有可能落到其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯(cuò)。因此，我們應(yīng)多采用單其操作數(shù)上，從而繼續(xù)出錯(cuò)。因此，我們應(yīng)多采用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵的地方人為地插入一些單字節(jié)指字節(jié)指令，并在關(guān)鍵的地方人為地插入一些單字節(jié)指令（令（NOP），或?qū)⒂行巫止?jié)指令重復(fù)書寫，這便是），或?qū)⒂行巫止?jié)指令重復(fù)書寫，這便是指令冗余技術(shù)。指令冗余技術(shù)。湖南長(zhǎng)沙工學(xué)院庫(kù)整理編輯ppt60v指令冗余指令冗余l(xiāng)在雙字節(jié)和三字節(jié)指令之后插入兩條在雙字節(jié)和三字節(jié)指令之后插入兩條NOP指令，可保護(hù)指令，可保護(hù)其后的指令不被拆散。或者說(shuō)，某指令前如果插入兩條其后的指令不被拆散。或者說(shuō)，某指令前如果插入兩條NOP指令，則這條指令就不會(huì)被前面沖下來(lái)的失控程序指令，則這條指令就不會(huì)被前面沖下來(lái)的失控程序拆散，并將被完整執(zhí)行，從而使程序走上正軌。但不能加拆散，并將被完整執(zhí)行，從而使程序走上正軌。但不能加入太多的冗余指令，以免明顯降低程序正常運(yùn)行的效率。入太多的冗余指令，以免明顯降低程序正常運(yùn)行的效率。因此，常在一些對(duì)程序流向起決定作用的指令之前插入兩因此，常在一些對(duì)程序流向起決定作用的指令之前插