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请大家帮我分析这个系统的干扰问题(接地方法)

院士
2006-09-17 18:14:16     打赏
请大家帮我分析这个系统的干扰问题(接地方法)



关键词: 大家     帮我     分析     这个     系统     干扰     问题     地方法    

院士
2006-12-22 22:43:00     打赏
2楼
问 系统说明:

     power 开关电源,输出5V 1A 电流 ,FG是开关电源机壳地
     
     cpu bord  单片机系统,接收pc机串口发送来的数据,产生控制信号
               PULSE驱动步进电机驱动器,PULSE信号通过74HC244缓冲发出
       
     motor driver 接收TTL电平信号,驱动马达工作,其中IN端内部由7LS06电路和5K上拉电阻组成,上拉电阻接驱动器内部5v;驱动器外壳为金属铁壳,内部和D短接

     box为铁壳机箱


    为了保证系统稳定,按照以下方法安装:
     (1)开关电源直接安装在机箱内部(开关电源外壳和机箱外壳通过安装固
定螺丝短接)
     (2)CPU板通过绝缘端子固定在机箱内部,串口DB9固定在机壳上,DB9金
属壳和机箱外壳短接
     (3)MOTOR DRIVER 直接安装在机箱内部(外壳和机箱外壳通过安装固定螺
丝短接)
     (4)G点为机箱上一个螺丝,此点接地(自来水管,或地下铁钉)
     (5)用万用表测试,A,B,C,D,G,FG 之间电阻为零


      机器安装调试完毕后,在车间连续考机一个月,运行一切正常,但是发到
用户那里出现以下问题:

     (1)机器开机正常,但是插上和PC机通信的串口线,PC机未发出任何数据
的情况下,出现OUT端电平混乱情况,拔下串口线,OUT端电平恢复正常。
         经过多次试验,发现分别采用以下任何一种方法都可解决此问题,但
         不知是什么原因:
        (A)将cpu板的232通信接口db9插座的金属壳与机箱绝缘
        (B)在CPU板上面盖一块环氧板
        (C)将PC机电源插头的中间接地线那个头掰掉

     (2)出现74HC244损坏的情况,它的8个输出端恰好是和IN相连的那一短
          烧坏。
     (3)出现PC机内部232接口烧坏。
     (4)出现CPU板上键盘接口的74HC14烧坏(3*3键盘,引线长度30cm)。


奇怪的就是在我单位车间里连续运行一个月,都不会出现问题,但是到了个别
用户那里就出现这些怪问题,而且烧毁坏片子的情况基本上都是在一开机的瞬间
烧坏了,马上换一片好的IC工作就正常了。我怀疑可能是用户那里的供电情况不
好?还是我这个接地处理的不好?还是现场感应电干扰导致?请各位帮我分析分
析,急!!!
1: 顶大家帮我分析分析 2: 大伙帮忙看一看啊 3: 大家帮帮我啊 4: 这是地电位不平衡所致解决方法,将232外壳地(PC地)与控制地间通过一103电容和一100欧磁珠电感相连,所有信号端与控制地间接102-103小电容,机壳与控制地单点相连,必要时也串接电容和磁珠。还有问题除以上处理外应更换开关电源的型号。 5: 还是接地不正常的问题。量各部件接地端压差来判断。 6: 我的看法有两点,主要是第一点。
1.怀疑系统设计不够稳定(内部电路看不到,具体的不好说)。如果是我的话,会把GND和FG隔离开。
2.用户供电的零线接地不好(比较常见)。到接地处检查。再打一个接地桩并浇盐水。 7: 接地问题,请检查pc机的接地和系统接地。 8: 那么开关电源的FG应该如何处理?那么开关电源的FG应该如何处理?

悬空?还是接在三孔插座保护地上? 9: 个人理解现象1)中的A、C是与计算机和装置的地电位不同有关,检查接地。另外一个解决方法可能是这样:POWER地输入采用三根线,220V火线零线在加上地线,其中地线和FG相连接。2)说明是CPU的GND和马达部分(我没有接触过马达不好说)的地处理不当。3)关注一下GND地处理。个人理解。仅供参考。 10: 请问chunyang加电容和磁珠的目的是什么?
磁珠选择什么参数的? 11: 不同的环境,系统的干扰是各有不同。建议:PC机通信的串口隔离;不使用成品的开关电源。俺过去在这两方面都出过问题。

另外,“在车间连续考机一个月”,不知道是如何做的测试。但肯定是没能模拟出现场的工作环境。
如果现场不能找到理想的地,那最好把FG悬空,PC的地应该接的。A,B,C,D,G,FG 这几点试着断开看看效果,应该把强电和弱电的地分别接到不同的地,以防串扰的产生。 12: 是ESD防护措施电容可吸收感应电荷而磁珠可抑制瞬态电流,用特征阻抗100欧或以上的磁珠。 13: 有没有把数字地和模拟地分开啊?? 14: 很多朋友提出开关电源的问题?很多朋友提出开关电源的问题,请问如果换成线性电源如何? 15: 这不是开关电源的问题 16: 工艺问题及解决方法    1)这个系统可以在一定环境下面正常工作(有一些不放心,因为不知道你是不是作过动态试验),可以认定电路结构及系统电气结构基本没有问题。
    2)从“(5)用万用表测试,A,B,C,D,G,FG 之间电阻为零”这个表述感觉到,你对系统设计缺少经验,因为这个指标没有任何意义。
    3)出现74HC244损坏的情况,不外乎两个因素:一是你的电路逻辑设计本身有问题,在启动中的静态逻辑有错误,对于74HC244比较好处理,只要是OE的封闭足够快足够长就可以了。二是在严重干扰的条件下而且74HC244的输入端波形又没有处理好(开关时间太长),74HC244因开关损耗而过负载。
    4)74HC14的损坏与74HC244损坏的情况类似。
    5)“PC机内部232接口烧坏”不明白是怎么个‘烧坏’。
    6)应该说你这个系统是比较复杂的,在本机系统里面渉及到开关电源的强瞬态干扰问题,辐射干扰问题;渉及到CPU部分逻辑处理,波形处理,阻抗处理等等电路问题,抗干扰工艺处理问题;在马达驱动部分(断想应该是步进马达)又渉及到强瞬态干扰问题;而且这个独立系统还要与PC通讯,当然涉及的问题就更多。
    7)处理方法:一,尽可能降低通讯接口的输入阻抗;二,完善接地系统:A)归纳电路小系统地(比如开关电源是一个小系统)大小电流分别归纳;电路级分别归纳;模拟与数字分别归纳(如果你的CPU部分有模拟的话);输入与输出分别归纳;B)通讯接口的地与PC地独立后与CPU电路总地连接;C)大地的地可以在BOX金属壳任意出线,再与PC的大地地先共线后入大地;D)小系统的金属壳不能以‘(外壳和机箱外壳通过安装固定螺丝短接)’的方法作地的连接,而必须各小系统的金属壳另外焊接粗线共一点(最好是大地点)连接;E)屏蔽地在小系统电气总地处连接,屏蔽点由试验确定。以上的(A)是电路板设计问题,其余各项是工艺问题。
    希望能够解决你的问题。
17: to:赖城基首先感谢赖城基帮我做了透彻的分析,并提出一些解决方案,其中有几个问题我们探讨一下:

(1)关于HC244,它作为驱动,直接接在P1口上,我的OE一直是使能。每次损坏
都是和IN相连的那一个输出端。所以我感觉和HC244的输入端信号波形关系不是很大。74HC244的那个输出端和motor driver 的输入端是通过30CM的导线相连,
导致的损坏是否和这个导线太长有关?
(2)74hc14烧坏的问题怎样解决?键盘过来的信号肯定波形不好啊,是否在74HC14的输入端加上阻容滤波?
(3)“PC机内部232接口烧坏“是指pc机内的232口不管用了,损坏了。应该是PC主板上的232接口ic烧坏了。后来在cmos设置中屏蔽掉pc机主板上的串口,重新插上一个多功能卡,232口恢复正常。
(4)我所做的拷机测试方法是:室内环境下,每天连续工作10小时,但是不关机,连续时间1个月。经过测试正常,才发到用户那里。


另外,您提出的解决方案中有几点不明白:
(1)“通讯接口的地与PC地独立后与CPU电路总地连接“是否说明我那个DB9接口和机壳不能相连?PC机的地是通过232串口通信电缆和cpu电路相连的,这样是否可以?
(2)您说的那个屏蔽地是指的什么?
(3)我的CPU板子是4层板,板子上没有模拟地,我把所有的地都通过via和ground plane 相连了。是否正确?

关于您讲的工艺方面问题还有详细的接地处理方法,十分感谢,上班后我去修改一下试一试。 18: 哪就等你上班以后我给你现场解决问题,QQ联系我的QQ是:63787910,有摄像头就更好 19: 过年去了,故迟复
复探讨:(1)TTL数字电路为晶体管结构,且负载能力有限(244也只有毫瓦级),当波形输入的边沿太差,又是连续不规则波形时,损坏的当然是输出端(功率损坏),而输入端一般在TTL中是发射极结构,是不容易损坏的。
        (2)其实与(1)类同。
复不明白:(1)“是否说明我那个DB9接口和机壳不能相连?PC机的地是通过232串口通信电缆和cpu电路相连的,”的方法是对的,但是这个通信电缆应该有两个地,一个是电气地,一个是屏蔽地,你的叙述是电气地,而电缆的屏蔽地则必须单端连接小系统机壳(注意单端连接)。
         (2)屏蔽地是指不一定与电气相关,作信号干扰隔离的地,比如电脑的IDE连接线。ATA133的连接线是80根,实际上有40根都是作屏蔽地使用的。这个地虽然与大地的地有类似的作用,但是在系统中却是连接最需要慎重的。连接的方法错误不但不能起屏蔽作用,反而是干扰的根源。
         (3)你的这个设计方法可以说是一种通行的方法,不一定好(关键是可以通过实际检测),正如我前面所述,PCB的地层应该归纳输入部分,输出部分,CPU处理部分。如果是一个供电系统,就在板上汇集后到供电入点,如果不是一个供电系统则要好办得多。


看来你不愿意与我QQ联系,其实你尽可放心,我已经是退出江湖多年的老电子爱好者了:) 。

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