變頻空調(diào)單片機測控系統(tǒng)的抗干擾分析與設計

圖3光耦合器的應用

圖4光耦合器的應用

（1）采用隔離電源消除各功能模塊間的相互影響，提高抗干擾的能力；

（2）使用低通濾波器電源系統(tǒng)的干擾源大部分是高次諧波，因此利用低通濾波器濾掉高次諧波，以改善電源波形；

（3）采用分散獨立的功能塊供電在每塊系統(tǒng)功能模塊上用三端穩(wěn)壓集成芯片，如7805等集成穩(wěn)壓電源。每個功能塊單獨對電源進行過載保護，不會因某塊穩(wěn)壓電源故障而使整個系統(tǒng)遭到破壞，且減少了公共阻抗的相互耦合和公共電源的相互耦合，大大提高了供電可靠性，也有利于電源散熱。

地線干擾通常表現(xiàn)為外部干擾通過公共地線進入主機系統(tǒng)，數(shù)字地線的干擾還表現(xiàn)為邏輯地的不等電位。因此，單片機系統(tǒng)的地線布置相當重要。解決地線干擾的辦法是正確處理好地線隔離問題，同時為了避免模擬電路引入的噪聲通過地阻抗對數(shù)字電路產(chǎn)生影響，數(shù)字地與模擬地應分開布線，單點連接。

將以上原則應用于實際系統(tǒng)的設計中，本系統(tǒng)采用了如圖2所示的電源、地線抗干擾設計。

23過程通道抗干擾措施

過程通道主要是單片機系統(tǒng)本身和外圍器件所產(chǎn)生的聯(lián)系。前向接口、后向接口與主機以及主機之間相互進行信息傳輸?shù)穆窂?，它的干擾主要是長線傳輸?shù)母蓴_。系統(tǒng)中解決的辦法是采取光電耦合的措施。

光電耦合是采用半導體光電耦合器件進行隔離。它的主要優(yōu)點是能有效地抑制尖峰脈沖及各種干擾，使輸入電路中的干擾信號不能直接從電路上進入輸出電路，從而使過程通道上信噪比大大提高。光電耦合有很強的抗干擾能力，原因如下：

（1）光電耦合的輸入阻抗很小，一般只有100Ω～1kΩ之間，而干擾源內(nèi)阻很大，通常為100kΩ～100MΩ之間，因此分壓到光電耦合器輸入端的噪聲很??；

（2）干擾噪聲雖有較大的電壓幅度，但能量小，只

能形成微弱電流，而光電耦合器輸入部分的發(fā)光二極管是在電流狀態(tài)下工作的，即使有很高電壓幅值的干擾由于不能提供足夠的電流而被吸收；

（3）光電耦合是在密封條件下實現(xiàn)輸入電路和輸

出電路的光耦合，不會受到外界光線的干擾；

（4）輸入電路和輸出電路之間分布電容極小，一

般為0.5～2pF之間，而且絕緣電阻極大。因此，電路一邊的干擾很難通過光電耦合器饋送到另一邊去。[2]

系統(tǒng)主要在三種情況下應用了光電耦合器。其一是室內(nèi)機信號由CPU的P21腳經(jīng)過光耦輸入到通信線上去，如圖3所示。為了使光耦兩端的輸入和輸出電平與各自的電路匹配，將光耦兩邊的電源分別置為各自電路的電源。電路中的＋12V電源通過一個1kΩ的電阻接光耦的輸入端，這個電阻作為光耦通路中的限流電阻，通過光耦輸入端的電流大小為I=12mA。因為電流傳輸率接近100％，故在輸出一側(cè)使220V電源通過一個22kΩ的電阻，I′=220/22k=10mA，略小于輸入端電流。第二個應用光電耦合的地方是室內(nèi)機接收室外機的信號處。第三個應用光電耦合的場合是單片機輸出驅(qū)動PG電機處，如圖4所示。其原理分析完全同上，不再贅述。

從以上的分析看出，通過AC/AC隔離電源和光電耦合電路，使以單片機為核心的中央處理控制系統(tǒng)與外界完全隔離開來，極大地提高了系統(tǒng)運行的抗干擾能力，如圖5所示。