电子秤的抗干扰技术

    　在恶劣环境条件下使用的电子秤,运行时可能会遇到意想不到的干扰,如信号的冲击干扰、电磁场和电源干扰,这些干扰是随机的,会对电子秤的稳定运行产生严重的影响,使其性能指标偏离设计要求。电子秤设计时应考虑的主要问题之一是抗干扰技术,其抗干扰措施可以从硬件和软件两方面着手^[1]。

    1　印刷电路板的布线原则

    印刷板是整个硬件电路设计的重要环节,布线方法对抗扰性能有直接影响,应采取以下措施。

    a)导线间距离要尽量加大。对于信号回路,印刷铜箔条的相互距离要有足够的尺寸,而且这个距离要随信号频率的升高而加大,尤其是频率极高或脉冲前沿十分陡峭的情况更要注意,只有这样才能降低导线间分布电容的影响。

    b)采用隔离走线,即在两条信号线中间加一条接地的隔离走线。

    c)短接线。在线路无法排列或只有绕大圈才能走通的情况下,干脆用绝缘飞线直接连接。

    d)对于印刷板上容易接收干扰的信号线,不应与能够产生干扰或传递干扰的线路长距离范围内平行布线。必要时可在它们之间设置一根地线,以实现屏蔽。

    e)对干双面布线的印刷板,应使两面线条垂直交叉,以减少磁场耦合,有利干抑制干扰。

    f)高电压或大电流线路对其他线路容易形成干扰,而低电平或小电流信号线路容易受到感受干扰。因此,布线时应使两者尽量相互远离。

    g)交流与直流电路分开。输入阻抗高的输入端引线与临近线分开;高电压、大电流的输出线与临近线分开;输入、输出线分开。这样做的目的是为了防止“窜犹”。

    h)所有线路尽量沿直流地铺设,尽量避免沿交流地铺设。

    i)尽量减小电源线走线的有效包围面积。

    j)在印刷板上尽量避免开口或开槽,特别是地线层或靠近电流走线处。开口或开槽可能会增加电源路径有效包围面积。

    k)走线不要有分支或缠结,这样可避免在高频信号时会导致反射干扰或发生谐波干扰。

    l)不要在印刷板上留下空白铜箔层,因为它们可以充当发射天线或接收天线,因此可将它们接地。

    2　DSP抗干扰技术

    含芯片DSP的电子秤,由于电路的工作频率高,还要与模拟器件一起进行数模混合设计,因此对电路板的要求很高。在成本允许的情况下应采用多层印刷板,其中一层是数字地,一层是电源,电源的布线也应该宽大,电源的过孔应加多加大,减少电源线上电阻。

    无论电路板上是否有专门的地层和电源层,都必须在电源和地之间加足够的并且分布合理的电容。大电容通常为电解电容,一般在电源地的接入端布放一部分多种阻值的电容,再将其余的大电容均匀放在电源和地的主干线上。在每个中小规模集成电路器件的附近应布放1个0.01~0.1μF的小电容,在芯片DSP四边上各布放1个0.02μF左右的电容,为了节省空间减少通孔数,建议使用贴片电容。大小不同的电容分别滤去不同频率的噪声:1~10μF滤除50 Hz噪声;0.01~0.01μF滤除100 Hz噪声。