电磁幅射，在我们身边无处不在
在手动化控制应用领域，我们应用的控制元件方式多样。例如驱动部件有中间熔断器、接触器、变频器、伺服等电容与电感并联怎么算，中枢控制部件有PLC、单片机等。中枢部件是一整台设备的"脑部"，它们的稳定与否直接决定整台设备是否就能可靠有效的运行。决定中枢部件是否稳定的诱因有好多，有结构设计的缘由，有元元件质量方面的缘由，还有电磁干扰的诱因等等。
在手动化控制中，我们设计中枢控制部件或功能应用板的时侯，最无法防止的就是前面提及的电磁干扰对我们导致的困惑。电磁干扰无处不在，有内部的，例如元元件的质量、布局，PCB制板的走线是否合理，电路设计的抗干扰举措是否到位。同时也还有外部的，例如周围的驱动部件，大功率应用部件及电源形成的电磁幅射等。电磁干扰看不到测不到，只有在测试的时侯通过假象来判定这些干扰的方式因而找到应对解决的办法。
我当初在设计一块功能板的时侯就遇到过周围驱动部件的电磁幅射对这块功能板导致了影响。下边就通过这个事例来了解一下，遇见这些干扰的问题该怎么解决。
功能板的设计布局
这块功能板的主要功能是读取精密检测仪器（用的是三丰的数字千分尺）的数值，通过RS485总线传输到中枢(用的是PLC)。整个设计过程都比较顺利，在单独测试的时侯也没有出现过哪些问题。并且在这块功能板放入电柜测试的时侯却出现了问题。
经过观查，发觉这块功能板读取千分尺数值的时侯时常会出现乱码或则其中的一位数字出现跳变。由于在单独测试的时侯没有这些问题出现，所以可以排除程序上的诱因。功能板在电柜里的接线都到位了，接地也可靠，布局也合理，接线应当没有问题。在检测外部接线时发觉，功能板与千分表的通讯讯号线是跟随伺服马达的动力线、编码器线、刹车线捆在一起接入电柜的，但是这根讯号线还没有屏蔽层。跟据经验不难判定出，这是伺服马达的电磁干扰对讯号线引起的干扰。
这些干扰解决上去也容易，最容易的方法是把那根讯号线单独抽下来从另一个方向走，避免伺服马达的动力线或给这根讯号线加上屏蔽层就可以了。而且我觉得，还是要从功能板本身来解决比较好。为此我选择了后一种方法，就是增强功能板的抗干扰能力。
图1功能板输出侧
我们来剖析一下这些干抗是怎样导致的。首先，伺服马达的动力线对外的干扰是比较大的，非常是功率大的马达。这些电磁幅射通过藕合步入与之并行的讯号线，对讯号线的高低电平导致影响。
图1中，CK、DAT这两根就是从千分尺到单片机的讯号线。对单片机而言，这两根都是输入讯号线。REQ是单片机的输出讯号线。
图2外部端口电路
图2中可以看出CK、DAT两根讯号线与外部千分尺构成的讯号回路。单片机的I/O口的输出电压比较小，只有180uA左右，因而在CK、DAT输入讯号线上的两个4.7K上拉阻值就决定了整个讯号回路的工作电压大小。通过估算得出这个工作电压在1mA左右（5/4.7=1.1mA）。
一个回路中的工作电压很小，因外部强电磁干扰而藕合进来的电压小于这个工作电压时，这么这个工作电压还会出现波动。在高频讯号处理的时侯，这个波动就足以出现讯号读取的失帧现象。
剖析出了缘由，就可以着手改进这个电路。即然电压太小，这么就可以加强这个工作电压，让这个工作电压起主导作用。这儿我把4.7K的上拉内阻换成了1K，通过估算可以得出工作电压在5mA左右（5/1=5mA）。更换完成后再去测试，原先出现的问题得到完美解决。
这儿要注意的一点是，工作电压并不是越大越好。在数字电路中，5mA算是比较大的电压了，电压过大容易出现元件被毁的情况。单片机的I/O口电压承受能力也是有限制的。我这儿用到的是STC单片机，每位IO的最大工作电压是20mA，整个单片机的工作电压是90mA。为此，最多只能配制12个这样的IO口，假如超过12个建议降低转换电路。
下边科普一下怎样做好电子电路系统中的抗干扰设计和抗干扰设计的基本原则。倘若能应用好这种原则，才能挺好的设计出一个抗干扰能力比较强的产品，也能让我们在之后的成品测试过程中降低许多毋须要的困惑。
产生干扰的三个基本诱因
（1）干扰源，指形成干扰的器件、设备或讯号。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。
（2）传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感元件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的幅射。
（3）敏感元件，指容易被干扰的对象。如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC，弱讯号放大器等。
抑制干扰源
抑制干扰源就是尽可能的减少干扰源。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则，经常会起到事半功倍的疗效。主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。抑制干扰源的常用举措如下：
（1）熔断器线圈降低续流三极管，去除断掉线圈时形成的反电动势干扰。仅加续流晶闸管会使熔断器的断掉时间滞后，降低稳压三极管后熔断器在单位时间内可动作更多的次数。
（2）在熔断器接点两端并接火花抑制电路（通常是RC串联电路，内阻通常选几K到几十K，电容选0.01uF），降低电火花影响。
（3）给马达加检波电路，注意电容、电感引线要尽量短。
（4）电路板上每位IC要并接一个0.01μF～0.1μF高频电容，以减少IC对电源的影响。注意高频电容的布线电容与电感并联怎么算，连线应紧靠电源端并尽量粗短，否则等于减小了电容的等效串联阻值，会影响混频疗效。
（5）布线时防止90度折线，降低高频噪音发射。
（6）可控硅两端并接RC抑制电路，减少可控硅形成的噪音。
