本文介绍了电磁兼容性的一般问题，并提供了一种使用伺服控制器设计作为应用实例来抑制电磁干扰的一般方法。制器伺服系统，电磁干扰，电磁兼容性简介伺服是机电部件集成发动机部件，减少，电路板和控制电子装置，传动机构和金属壳在一个有限的体积。部件确保可靠，长期稳定运行，电磁兼容性成为工程设计中的关键问题。磁兼容性（EMC）是随着无线电，电子和电气技术的快速发展而出现的一门学科，它针对电磁干扰和干扰。由国际电工委员会所定义，电磁兼容性意味着电子设备或系统不降低性能指标，由于在电磁环境的指定的级别和所述电磁辐射本身产生的电磁干扰不大于确定的限制水平。响其他电子设备和系统的正常运行，并在设备和设备，系统和系统之间实现无中断和可靠的操作目标[1]。磁干扰必须具有三个基本条件：第一，具有干扰源，第二，具有传播干扰能量的装置或通道，第三，响应受干扰的物体（敏感元件）。
此，电磁兼容性的设计应被设计在三个方面：控制从干扰源的电磁辐射，切割或去除耦合信道的电磁干扰，提高敏感设备的抗干扰能力[2]。
常采取以下措施来实现电磁兼容性。a）干扰电路。子设备中的单元电路应设计选为电磁辐射低，抗干扰能力强的线路。信号放大器必须增加动态线性动力学，提高了电路的过载容量并减少失真不linéaire.Lorsque功率放大器在状态A类谐波操作必须产生到最小。B类状态下工作时，必须使用推拉式。消除用于RF放大的二次谐波，即C类，您需要使用高净因子和Q滤波器来抑制谐波电平。（b）合理的规定。感元件和易干扰的器件电路尽可能远离干扰源，输出和输入端口分开，高级电缆和脉冲电缆分开布置低水平电缆。c）电磁屏蔽。蔽源用于封装干扰源以防止电磁辐射向外传播，而屏蔽电路用于封装受干扰的电路以防止电磁能量的干扰。然电磁屏蔽可以有效地切断近场感应和远场辐射等电磁干扰传播通道，但会产生散热，维护不舒服，成本增加等不利因素。因此需要在成本效益方面进行优化。d）接地系统。计一根低阻抗接地线，正确设计电路和设备的接地系统，电缆屏蔽层接地，保护体接地信号电路等，并采取合理的步骤来阻止接地回路的干扰。
e）过滤技术。波器抑制除有用信号之外的信号的能量，并削弱干扰信号和加扰电路之间的传播干扰电平。磁兼容性设计伺服机构用于控制机构的快速动态响应，电磁兼容性是设计中的关键考虑因素。
制器机构是与微处理器单芯片C8051F021高功率的PWM控制的印刷电路板（参照图1）和驱动部分是一印刷电路板与桥可逆双极ħ化合物MOS管。
服的电磁干扰主要来自三个方面：首先，PWM系统在更高的频率切换状态下工作，并且功率是电压和快速失活使电路产生的di / dt和/另一方面，电动机切换火花会引起电磁干扰，其次，电子电路的接地回路电流也会引起各级之间的耦合。据伺服机构的现状，在设计时必须采取相应的硬件和软件措施。硬件电磁干扰芯片微型计算机和电路板的电磁兼容性的设计干扰抑制措施由各种内部和外部的干扰，这导致在正常运转很多负面影响引起单片机：电磁干扰，放电干扰和高频。扰等为了提高单片机系统的可靠性和安全性，有必要考虑干扰对单片机应用系统的不利影响。要影响如下：a）程序运行异常。扰导致微控制器的PC值进入未使用的地址空间并执行无意义的操作，即“运行”，或者程序在正常的地址空间，但会导致程序跳转到不可用的位置。者进入“无限循环”。b）数据采集错误增加。重干扰可能导致控制错误增加甚至控制系统故障。c）伪造存储在RAM中的数据。于体积和重量的限制，系统控制板上的电子元件密度大，布线窄，信号频率高，不可避免地引入电磁干扰。了使卡上的电路不会相互干扰，并且印刷电路板的导电发射和辐射发射最小化以符合适用的标准，有必要采取适当的措施。路设计，包括以下:)印刷电路板的选择。
刷电路板有单面，双面和多层卡。面板和双面板通常用于低到中密度的布线和更少的集成电路。层卡适用于高密度布线和高度集成芯片的高速数字电路。于控制驱动器的伺服控制电路不是特别庞大，我们选择了中等尺寸的双面板。b）组件的安排。先，将组件分组，目标是划分印刷电路板上的空间，将相同的组合在一起，以便每组的组件不会相互干扰。间。常，首先将电源电压分组，然后分为数字和模拟，高速和低速以及电流大小。兼容的设备必须单独放置，例如发热设备，远离关键IC，屏蔽磁性元件，以及远离CPU时钟发生器的敏感设备。须根据电路板上元件的位置确定连接器及其引脚。有连接器都放置在电路板的一侧，以防止两侧的电缆减少共模电流。速设备远离连接器。I / O驱动器靠近连接器，避免在电路板上长距离路由I / O信号并耦合干扰信号。c）接地。电子设备中，适当的接地是抑制噪声和防止电磁干扰的主要方法，电子电路的主要干扰路径通常是由于不合理的接地造成的。此，正确处理接地问题对于确保系统的正常和稳定运行起着至关重要的作用。置地线时要考虑的首要考虑因素是“分割接地”，也就是说数字电路和模拟电路分别根据不同的电压建立地线电源。实上，土地的分离不完全分隔不同的土地，但在适当的位置短不同的大地的儿子，以确保所有接地线和渠道短路必须的电气连续性足够的宽度。刷电路板的地线应尽可能宽，不仅要减少损耗，还要减少布线的电感分量，从而减少共模干扰。
量的一侧，模拟地和数字地分别路由，然后在与该系统中的球magnétiques.Nous使用的0欧姆的线绕电阻器连接点连接（参见图2） 。布线期间使用大面积腹地的方法确保绕组电阻具有寄生电感。外，在微控制器的所有电源线和地线之间以及每个外围集成电路的VDD和GND之间添加去耦电容。片机和大功率器件分别接地。地线是单独设计的，利用接地线减少元件之间的相互干扰，消除模块之间的地电位差。于大功率地线传输大电流信号，因此地线很宽并且必须与小信号地线分开。功率器件尽可能多地放置在电路板的边缘上。d）时钟电路的接线。体振荡器和MCU引脚尽可能靠近，时钟区域通过地线隔离，晶体振荡器外壳也以固定方式接地。效地减少了干扰噪声的传播。e）电源线的布局。了尽可能地减少由线路阻抗引起的电压降引起的不同噪声和高频电磁场的转换，电源方案的布线处理措施如下：两端不能厚，以防止电压过度下降。以钝角或大于90度的弧形过渡进行转向时，馈电过孔尽可能大，如果布局允许，则在过孔处添加滤波电容，接地为特别需要信号线和本地单位。f）信号线的排列。号线的排列根据信号的流动方向排列。路的输出信号线不再在输入信号线区域中折叠。兼容的信号线相距很远，不遵循平行轨道。号线不太靠近印刷电路板的边缘。过接地电阻拉出未使用的I / O端口。未使用的模拟输入接地（连接到模拟地）。
源部分的干扰抑制措施考虑了这一点对单片机的影响。过增加DC / DC组件，电路中不同设备的电源分别由不同的控制器供电，接地线分开以消除电路之间的相互干扰。高系统的电磁兼容性。MCU对电源噪声非常敏感，主要解决方案是在电源输入端进行滤波。该系统中，所述印刷电路板电源端子被连接到10μF的100μF的电解电容器，和高频特性被连接在设备和用于向干扰信号敏感的装置接地线之间电路和瞬态电流。好的去耦电容，例如RAM和ROM芯片，在使用中经历大的电流变化，因此在电源端子上添加0.01μF的陶瓷电容器。个芯片绕过高频。避免了与电力线上的强干扰相关的辐射干扰。DC电源端子的电源输出部分配备有抑制开关噪声的吸收电容器。拟电源和数字电源分别供电，我们使用两个稳压源单独供电，两个电源之间的电压符合数据手册的要求。际上，在实际应用中，模拟和数字电源也可以来自同一控制器的输出，但必须在AV 和VDD之间连接一个简单的滤波器（见图3）。处应添加一个小电感，并且可以使用低电阻（以确保足够的寄生电感）来降低成本和空间。离技术必须使系统设计中的高功率电路的低压控制电路绝缘，以确保低压信号不受电磁辐射和耦合的影响。该系统中，我们使用光耦合隔离电路（如图4所示）在控制电路和控制电路之间提供隔离。于光的间接耦合作为手段，它提供了高电容隔离和干扰抑制能力。过隔离，可以切断外部干扰信道，同时可以抑制漂移和安全保护。部晶体振荡器选择质量好，损耗低的晶体电容器。接CMOS时钟输入时，请注意XTAL1和XTAL2端口不应连接到5 V电压。
于PCB上晶体振荡器的配置非常敏感将晶体尽可能靠近器件上的XTAL引脚和晶体引脚放置。接微调电容器（10PF至33PF）。线尽可能短，并用接地屏蔽，以防止其他驱动器引入噪音。晶盒也确保了良好的接地。磁屏蔽为了抑制发动机切换火花产生的电磁干扰，我们采用无刷电机代替电刷电机，并在电机上放置屏蔽以保护干扰。消除外部电磁干扰，恒温阀芯我们采用了电磁屏蔽罩。时，由于在电动机切换期间产生的切换转矩的波动对电动机性能具有很大影响，因此其去除可以改善电动机的操作特性。可以通过软件消除，也就是说，在切换期间电机的实际电源电压由软件最大化（此时不执行PWM脉冲宽度调制，所以电机获得最大额定电压），以便在切换过程中电机转矩波动随着硬件的增加而最小化。要说明的是，由于通用发动机转速控制系统采用数字闭环双回路调速，当电流回路没有响应时，使用该方法是有效的。换期间的电流变化以及电流环路改变电动机电流。应后，应使用电流环调节器调节电机转矩和电流。件干扰抑制措施可以使用硬件方法来阻止MCU应用系统中的干扰。是，对于随机干扰，有必要采取措施消除软件中的干扰。要方法是：a）使用陷阱技术来防止干扰引起的干扰。b）通过时间冗余技术保护干扰信号。输入和多重判断可以提高输入的可靠性;重复输出并判断几次以提高输出信息的可靠性，复位，恢复正常操作，避免I / O异常，请求状态中断源并在不是时隐藏中断必须防止干扰被打断。c）使用编码的特定容错技术来验证数据，以确定存储是否受到干扰并在逻辑上纠正错误。d）对重要指令重复多次写入，以自动将“运行”程序恢复到正常操作状态。括冗余指令和数据冗余方案：所述指令的冗余是插入在那个确定程序流的关键位置和指令，例如RET，RETI，LJMP等一个字节NOP指令。据程序的冗余包括将大型表和数据程序作为备份写入EPROM的空白区域。程序损坏时，系统可以继续正常运行。e）应用签名，识别标记等。护内部数据区域，便于识别。f）模拟信号受到干扰时的数字滤波。过软件算法实现数字滤波只要修改滤波器程序或操作参数，就可以获得不同的滤波效果，并且可以容易地解决由低频信号产生的噪声。用的数值滤波方法包括算术平均法，中值法和抑制脉冲法。g）在开漏模式下配置C8051F微控制器的输出模式，并将其输出寄存器设置为高阻态以减少串扰。论本文讨论了伺服控制器中的一些电磁干扰问题以及有效抑制干扰的几种措施。了电磁兼容问题外，还提供了单芯片系统设计，给出了运行稳定可靠。要保证。文中描述的方法对于类似控制器的设计也非常重要。
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