信号线串扰,这个磨人的“小妖精”

电子同行们在新手期一定有过各种难忘的经历,我们手里的电路板就像是老天派来故意刁难我们的,把人折磨的死去活来!当然,征服一个个难题之后,也会带来难以言喻的“快感”!今天来说一下我曾经遇到的两个信号串扰的问题。


信号线串扰,这个磨人的“小妖精”

问题困扰

并行排线的相邻信号线串扰

这是一个快速多点采集系统,能够很快的检测出被测对象的所有点间的电阻值。采集模块之间通过扁平电缆连接,最多的情况下,总线上可以连接80个采集模块。调试过程中,当我们把采集模块数量增加到30多块之后,就会出现板子地址识别重复的现象。把地址重复的板子单独拿出来测试,又没有发现任何问题。把FPGA、单片机和上位机的代码查看了一遍又一边,还是没有发现问题。没办法只能一遍又一遍的测试,抓波形。比较头疼的是测试一遍的时间大概要1到2小时,而且也不是每次都能够复现。硬生生的死磕了三天,才发现是时钟线和地址线发生了串扰!当电缆长度到一定程度时,一根和时钟线相邻的地址线出现了干扰信号,导致板卡的地址识别出现了问题。迅速更改电路板设计,把接口处的线序做了调整,各路信号线之间增加地线用来加强屏蔽,后来的系统才算稳定下来,再也没有类似现象发生了。

信号线串扰,这个磨人的“小妖精”

示波器波形

高压线对信号线的影响

这次是要改造一个12寸的液晶电视,客户要求通过电脑来控制这个液晶电视。我们把原来的控制面板替换掉,通过USB线连接到电脑上,在用上位机对其进行控制。本以为是个很简单的项目,却折腾了我两天时间。当时的调试很顺畅,软件控制么有任何问题,可是把我们的外壳装好之后,就是各种胡乱反应,控制面板完全不受控,显示器调整菜单自己在那里蹦来蹦去,我一度怀疑是发生了灵异事件!打开外壳,测量信号、功能又全都正常,装好后马上出现问题。那两天我的工作就是在不停地拆卸、安装外壳。最后终于发现,是液晶屏的升压模块对信号产生了严重干扰。由于内部的结构问题,升压模块和裸屏并没有做到一起,之间是通过几根电缆来连接的。平时调试的时候,这几根电缆距离控制板的信号线比较远,所以没有问题,当装好外壳后,高压线的电缆跟信号线就挨得很近了,几百伏的电压对信号线造成了毁灭性的干扰!定位了故障就好办了,先在高压线外加屏蔽线,然后调整控制板的线缆位置,让它们距离尽量拉远,最后,问题解决!

信号线串扰,这个磨人的“小妖精”

屏蔽线

一名电子工程师一定要有足够的耐心和细心,一定要足够尊重你手里的电路板,只有如此,才能快速的成长。

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