数字电路设计中的抗干扰技术分析

陕西长岭电子科技有限责任公司 王 鹏 陈志东 马肖青

数字电路设计中的抗干扰技术分析

陕西长岭电子科技有限责任公司 王 鹏 陈志东 马肖青

现在我国电子技术已经得到了很大的发展前进，集成电路也已经得到了广泛的应用。在数字电路之中，数字集成电路已经成为了不可或缺的一部分。这是因为数字集成电路存在很大的优势，比如说具有极强的抗干扰性，同时其噪声容限也相对较强，但是其也和其他电路类型相同，容易被数字电路内部因素以及外部因素的干扰，同时若是在使用阶段不能够科学装配，则可能会造成数字电路因受到过大的干扰，造成其不能够正常运行。所以一定要使用有效的抑制干扰办法，从而使干扰的影响可以减少到最低。本文主要探究了在数字电路设计环节，抗干扰技术的主要应用。

数字电路；设计；抗干扰技术

1　前言

当前随着我国科学技术的不断发展前进，使得在有限的空间、频谱资源以及时间的条件下，电子设备和多种电气设施的数量正在不断的提升，再加上家用电器的广泛投入运用，使得众多电子设备得到人们的广泛使用，同时用电设备密集性也在不断的增强，造成空间电磁环境逐步的恶化，所以有必要使用科学的电磁兼容办法，在进行数字电路设计时，科学的运用各种抗干扰技术。

2　硬件抗干扰技术在数字电路设计环节的应用

接地技术是一种非常好的抗干扰办法，同时也是很多数字电路会使用的一种抗干扰办法。在数字电路设计环节，可使用的接地抗干扰技术如下所示：

2.1安全接地技术

安全接地技术也就是把机壳接大地，该方法一是可以避免机壳上出现电荷积累情况，避免由于静电放电而造成人身安全或者是机械设备的安全受到影响；二是在设备装置的绝缘层出现损坏情况之后，设备机壳会出现带电情况，通过安全接地技术的使用可以使电源出现保护动作，以使电源被切断，使群众的安全得到维护。

2.2避雷击接地技术

该技术主要是把遭受雷击几率相对较大的物体和大地相互接通，从而产生一条泄放大电流的渠道。另外电力电子设备在遭受到直接雷击或者是感应雷击之后，电力电子设备均可能会手段不同程度的损害，而通过避雷针的使用，可以在发生雷击情况之后，周围人群以及设备的安全可以得到维护。

2.3屏蔽接地技术

屏蔽技术需要和接地技术配合使用，其屏蔽效果才能够提升。像是静电屏蔽技术。若是在带正电导体周围围上完整的金属屏蔽体，则于屏蔽体的内侧所获取的负电荷将会等同于带电导体，同时外侧所存在的正电荷也和带电导体等量，这就造成外侧区域仍旧存在电场。若是对金属屏蔽体进行接地处理，那么外侧的正电荷可能会流入大地之中，则可以消除外侧区域的电场，也就是金属屏蔽之中将会对正电导体的电场进行屏蔽处理。

3　软件抗干扰技术在数字电路设计环节的应用

3.1数字滤波技术

该方法一般可以被叫做是硬件仿真技术，其属于是时间冗余方法的一种。该技术不依赖于硬件，只需要通过计算机系统的高速以及多次运算来实现模拟作用，从而使精度得到大大增强。在本研究之中，数字滤波技术也就是将所收集到的各种数据利用软件来实施干扰消除作用。通常而言，需要先通过硬件系统来对信号实施抗干扰处理，之后需要通过软件系统对数字滤波展开处理，以使数据中所附加的多方面干扰均得到 消除，确保所获取的数据资料可以可以真实的体现出现场技术的具体情况。

现常见的数字滤波技术有死区处理技术以及 中值滤波法等若干种。其中死区处理技术，由于所收集的信号通常会出现波动情况，不能稳定，为此可以通过死区处理技术来对这一问题进行处理，也就是对停波动的值实施死区处理，这样在变化已经满足某值之后才可以认为该值出现了变动。像是在编程过程中应当先把数据除以10并取整，之后把波动项去除。

3.2软件“看门狗”的使用

看门狗的一项重要作用即为避免程序程序死循环情况，或者是防止程序发生跑飞问题。硬件看门狗主要是通过定时器来对系统主程序的运行情况展开监控，即在主程序运行阶段，应当于定时时间到预定要求之前，应当对定时器实施复位处理，这样在发生死循环问题之后，或PC指针很难回来，则在定时时间到后即可以使单片机复位。

4　实例论述

4.1通过硬软件技术促使计算机系统脱离死态

若是计算机系统被某强电干扰影响，则计算机在运行阶段程序很可能会进入某个死循环之中，也就是发生“死锁”或者是“死态”问题，造成计算机系统发生瘫痪情况，同时计算机系统之中的全部运行软件均发生“死锁”情况，得不到正常的运行。所以在计算机系统出现死锁问题之后，一定要及时的处理该问题，也使计算机可以尽快的脱离死锁状态。

为了使干扰问题得到及时的解决，在硬件方面可以使用一个硬件计时器，同时在图1所示中的程序超时端接入计时器装置的“时间到”。在软件方面则需要展开超时处理程序软件的设计工作，这样在开展超时监视的过程中，应当先对计时器设备进行初始化处理，并设计定时常数，另外还应当转去执行正常的流程、程序。若是程序在受到生强电干扰之后发生死循环情况，则只需要计时器装置所确定好的计时时间已经到达，即计算机系统之中的CPU就可以根据设计人员提前所设定好的处理方案自动化的实施系统自恢复或者是进入报警状态。

图1　抗程序“跑飞”

图2　程序“跑飞”时的数据保护

4.2程序“跑飞”阶段进行数据保存的硬软件办法

由于计算机系统在被强电磁干扰或影响之后，计算机系统之中正在正常运行的程序或许会被打乱，进而在内存中出现转移情况，同时这种转移是不能被控制的，也就是发生“跑飞”情况。该问题的出现或许会造成确保软件正常运行的重要参数被破坏、冲掉。通过硬软件结合措施、方法的运用，能够在出现断电事故或者是发生强干扰情况之后，使各重要参数得到保护，从而使系统的连续运转或者是再恢复获得可靠的保证。

图2所示为会用到的硬件系统，所配备使用的软件则应当于程序中布置使用禁写指令，同时于设置的地址控制状态中，将所需受到保护的段地址明确写入，从而使数据保持器之中可以有效的保存下该段地址，在出现等于该类段地址的写操作情况发生之后，数值比较器将会出现等于信号，同时存储器之中的写信号将会变负，所以可不出现写操作情况。如此一来，保存在段之中的大部分数据将会获得写保护，并使更大的数据区得打欧维护。若是写入数据保存器装置之中的段地址已经超过当前存储器之中的最大地址，那么RAM区之中的全部数据将不会受到保护，也就是保护区已经撤销。如此一来，机器设备在结束各次现场巡测工作之后，即可以在数据保护区之中存放状态参数和各个重要参数，同时立刻 布置条禁写指令，以促使该区重新禁写，如此计算机系统在受到干扰，同时该干扰已经超过其可承受值之后，各关键数据即可以获得保护。

5　结语

随着我国科技化水平的逐步提升，由于数字电路可以保证处理质量以及处理效果，其已经被广泛的投入到通信以及信息处理方面，并起到了很好的效果。然而在应用数字电路时，其常常会遭受到不同因素的干扰，造成数字电路得不到正常、科学的使用。所以在对数字电路展开设计时，有必要深入探究各个干扰项，从而降低数字电路的受干扰程度。

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