電磁幅射，在我們身邊無處不在
在手動化控制應用領域，我們應用的控制元件方式多樣。例如驅動部件有中間熔斷器、接觸器、變頻器、伺服等電容與電感并聯怎么算，中樞控制部件有PLC、單片機等。中樞部件是一整臺設備的"腦部"，它們的穩定與否直接決定整臺設備是否就能可靠有效的運行。決定中樞部件是否穩定的誘因有好多，有結構設計的緣由，有元元件質量方面的緣由，還有電磁干擾的誘因等等。
在手動化控制中，我們設計中樞控制部件或功能應用板的時侯，最無法防止的就是前面提及的電磁干擾對我們導致的困惑。電磁干擾無處不在，有內部的，例如元元件的質量、布局，PCB制板的走線是否合理，電路設計的抗干擾舉措是否到位。同時也還有外部的，例如周圍的驅動部件，大功率應用部件及電源形成的電磁幅射等。電磁干擾看不到測不到，只有在測試的時侯通過假象來判定這些干擾的方式因而找到應對解決的辦法。
我當初在設計一塊功能板的時侯就遇到過周圍驅動部件的電磁幅射對這塊功能板導致了影響。下邊就通過這個事例來了解一下，遇見這些干擾的問題該怎么解決。
功能板的設計布局
這塊功能板的主要功能是讀取精密檢測儀器（用的是三豐的數字千分尺）的數值，通過RS485總線傳輸到中樞(用的是PLC)。整個設計過程都比較順利，在單獨測試的時侯也沒有出現過哪些問題。并且在這塊功能板放入電柜測試的時侯卻出現了問題。
經過觀查，發覺這塊功能板讀取千分尺數值的時侯時常會出現亂碼或則其中的一位數字出現跳變。由于在單獨測試的時侯沒有這些問題出現，所以可以排除程序上的誘因。功能板在電柜里的接線都到位了，接地也可靠，布局也合理，接線應當沒有問題。在檢測外部接線時發覺，功能板與千分表的通訊訊號線是跟隨伺服馬達的動力線、編碼器線、剎車線捆在一起接入電柜的，但是這根訊號線還沒有屏蔽層。跟據經驗不難判定出，這是伺服馬達的電磁干擾對訊號線引起的干擾。
這些干擾解決上去也容易，最容易的方法是把那根訊號線單獨抽下來從另一個方向走，避免伺服馬達的動力線或給這根訊號線加上屏蔽層就可以了。而且我覺得，還是要從功能板本身來解決比較好。為此我選擇了后一種方法，就是增強功能板的抗干擾能力。
圖1功能板輸出側
我們來剖析一下這些干抗是怎樣導致的。首先，伺服馬達的動力線對外的干擾是比較大的，非常是功率大的馬達。這些電磁幅射通過藕合步入與之并行的訊號線，對訊號線的高低電平導致影響。
圖1中，CK、DAT這兩根就是從千分尺到單片機的訊號線。對單片機而言，這兩根都是輸入訊號線。REQ是單片機的輸出訊號線。
圖2外部端口電路
圖2中可以看出CK、DAT兩根訊號線與外部千分尺構成的訊號回路。單片機的I/O口的輸出電壓比較小，只有180uA左右，因而在CK、DAT輸入訊號線上的兩個4.7K上拉阻值就決定了整個訊號回路的工作電壓大小。通過估算得出這個工作電壓在1mA左右（5/4.7=1.1mA）。
一個回路中的工作電壓很小，因外部強電磁干擾而藕合進來的電壓小于這個工作電壓時，這么這個工作電壓還會出現波動。在高頻訊號處理的時侯，這個波動就足以出現訊號讀取的失幀現象。
剖析出了緣由，就可以著手改進這個電路。即然電壓太小，這么就可以加強這個工作電壓，讓這個工作電壓起主導作用。這兒我把4.7K的上拉內阻換成了1K，通過估算可以得出工作電壓在5mA左右（5/1=5mA）。更換完成后再去測試，原先出現的問題得到完美解決。
這兒要注意的一點是，工作電壓并不是越大越好。在數字電路中，5mA算是比較大的電壓了，電壓過大容易出現元件被毀的情況。單片機的I/O口電壓承受能力也是有限制的。我這兒用到的是STC單片機，每位IO的最大工作電壓是20mA，整個單片機的工作電壓是90mA。為此，最多只能配制12個這樣的IO口，假如超過12個建議降低轉換電路。
下邊科普一下怎樣做好電子電路系統中的抗干擾設計和抗干擾設計的基本原則。倘若能應用好這種原則，才能挺好的設計出一個抗干擾能力比較強的產品，也能讓我們在之后的成品測試過程中降低許多毋須要的困惑。
產生干擾的三個基本誘因
（1）干擾源，指形成干擾的器件、設備或訊號。如：雷電、繼電器、可控硅、電機、高頻時鐘等都可能成為干擾源。
（2）傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感元件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過導線的傳導和空間的幅射。
（3）敏感元件，指容易被干擾的對象。如：A/D、D/A變換器，單片機，數字IC，弱訊號放大器等。
抑制干擾源
抑制干擾源就是盡可能的減少干擾源。這是抗干擾設計中最優先考慮和最重要的原則，經常會起到事半功倍的療效。主要是通過在干擾源兩端并聯電容來實現。抑制干擾源的常用舉措如下：
（1）熔斷器線圈降低續流三極管，去除斷掉線圈時形成的反電動勢干擾。僅加續流晶閘管會使熔斷器的斷掉時間滯后，降低穩壓三極管后熔斷器在單位時間內可動作更多的次數。
（2）在熔斷器接點兩端并接火花抑制電路（通常是RC串聯電路，內阻通常選幾K到幾十K，電容選0.01uF），降低電火花影響。
（3）給馬達加檢波電路，注意電容、電感引線要盡量短。
（4）電路板上每位IC要并接一個0.01μF～0.1μF高頻電容，以減少IC對電源的影響。注意高頻電容的布線電容與電感并聯怎么算，連線應緊靠電源端并盡量粗短，否則等于減小了電容的等效串聯阻值，會影響混頻療效。
（5）布線時防止90度折線，降低高頻噪音發射。
（6）可控硅兩端并接RC抑制電路，減少可控硅形成的噪音。
