电磁噪声保护电路制造技术

保护处理所需信号的电子设备的电磁噪声保护电路，包含：传感装置１１、１２，用于感知周围电磁噪声的存在，电子设备需受保护以免受这类噪声的干扰，以及滤波装置２，与传感装置１１、１２耦合并在传感装置１１、１２感知周围电磁噪声存在的时段内中止电子设备的运行。传感装置１１、１２可包括鉴别装置１１，用于将受周围电磁噪声干扰影响的所需信号和不受周围电磁噪声影响的所需信号区分出来，其中，鉴别装置１１可由窗口比较器１１构成，该窗口比较器包含至少三个触发装置和一个逻辑门装置，并产生指明输入信号是否低于某一下阈值或高于某一上阈值的逻辑输出信号。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及的领域，为含有控制或测量模块的电子设备，这类模块如放大器、马达控制器、继电器控制器、数字面板表、(电容性、电感性、光学、超声等等)传感器和变送器、多功能定时器等。本专利技术特别涉及电磁噪声保护电路，用来保护这种处理所需信号的电子设备。各种电子设备普遍对周围电磁噪声的干扰十分敏感，这类噪声可以以介电性质改变或ESD(静电放电)的形式存在。瞬时静电放电通常在传统的电子设备的外机壳上感应了大量的静电时发生，例如在塑料颗粒经过及(或)摩擦电子设备的敏感区域时就可能发生上述情况。这种瞬时静电放电常常会破坏这类电子设备敏感的输入或输出信号。特别地，这种所谓快速瞬变或突发瞬变类型的电磁噪声常常给电子设备带来问题。在交流(AC)或直流(DC)传输、控制、输入/输出以及在电感性负载如马达或继电器断开时的电源线上，都会产生快速瞬变或突发瞬变。后者导致触点跳动，产生一系列幅度不同的快速多次重复的单脉冲。在工业环境下，这类快速瞬变或突发瞬变的频率可以非常高。对于安装在这样的工业环境中的控制和测量模块来说，这些突发瞬变极有可能和传输、控制、输入/输出及电源线产生容性耦合。这种耦合所带来的不希望的结果，就是在电子设备的抗干扰能力不够强的情况下，周围的高频电磁噪声会影响这些设备并使其失效。例如，在适用于工业环境的通用抗干扰标准EN50082-2和一般抗干扰标准IEC1000-4-4中，对抗干扰要求及如何根据EMC(电磁兼容性)规定进行检测作了规定。传统的减少这类周围高频(HF)电磁噪声的方法，是对所有的传输、控制、输入/输出及电源线进行高频滤波。然而，在很多情况下，要对所有的传输、控制、输入/输出及电源线进行有效的高频滤波是比较困难的。例如，对传感器来说，由于其所探测或测量的数值位于它的外面，因此不能给传感器加上接地的钢壳以使其与外界隔离。另外一种传统的减少这类周围高频(HF)电磁噪声的方法，是将电子设备如印刷电路板(PCB)的敏感部分屏蔽起来。然而，采用如铜箔屏蔽的方法不仅价格昂贵，而且在增加电子设备对周围某一种电磁噪声的抗干扰能力的同时，常常使得电子设备对周围另一种电磁噪声抗干扰能力下降。总之，现有技术中的屏蔽电子设备和对它们的输出信号进行滤波的方法比较困难，所产生的效果也不总是可靠而满意，并常常以响应时间作为代价。此外，传统的抗周围电磁噪声的保护装置，不仅价格比较昂贵，同时由于它们的元件比较多，生产和使用都相当不便。最后，这种方法需占用较大的体积，这与电子设备小型化的目标即为这些设备提供小型甚至微型电子线路的情况相矛盾。传统的抗周围电磁噪声的保护装置，没有解决电子设备存在的这些主要缺点。一般来说，根据上面技术的电子设备，其精确度和可靠性都远不能令人满意。考虑到上述问题，本专利技术的目标，是为电子设备提供一个电磁噪声保护电路，该保护电路与现有技术不同，目的是确保产生精确可靠的效果，从而使电子设备避免失效。这个目标意味着，本专利技术所提供的电子设备的电磁噪声保护电路，使得该设备在正常和受干扰的工作情况下都能快速响应。此外，本专利技术的目标在于提供一种电磁噪声保护电路，由于该电路所用元件数量有限，不仅价格比较便宜，而且易于生产和使用。最后，本专利技术设计提供的电磁噪声保护电路所占的体积并不大，这与电子设备小型化的目标即为这些设备提供小型甚至微型电子线路的情况相一致。上述目标的达到，在于电磁噪声保护电路包含传感装置和滤波装置，传感装置用来感觉周围电磁噪声的存在，电子设备需受保护以免受这类噪声的干扰，滤波装置与传感装置相耦合，并在传感装置感觉周围电磁噪声存在的时段内暂停电子设备的运行。在本专利技术的优选实施方案中，传感装置包括鉴别装置，用于将受周围电磁噪声影响的有效信号和不受周围电磁噪声影响的有效信号区别开来。根据本专利技术的一个特别有利的实施方案，鉴别装置优先采用窗口比较器，该比较器产生指明输入信号是否低于某一下阈值Vwc，low或高于某一上阈值Vwc，low的逻辑输出信号。该窗口比较器优先由集成元件、带有合适的外围元件的运算放大器或包含分立晶体管的部件组成。根据本专利技术的一个特别有利的实施方案，该窗口比较器至少包含三个触发装置和一个逻辑门装置。这三个触发装置的构成可以采用将第一和第二个触发装置串联后与第三个触发装置并联的方法。第二个触发装置的输出端和第三个触发装置的输出端可以与逻辑门装置的输入端相耦合。根据本专利技术的一个有利的实施方案，触发装置由触发器构成，如果触发器输入端的输入信号V2，in低于某一下阈值Vit，low时，则在其输出端产生高电平输出信号V2，out。如果触发器输入端的输入信号V2，in高于某一上阈值Vit，up时，则在其输出端产生低电平输出信号V2，out。触发装置优先选用翻转施密特触发器或带有合适的外围元件的运算放大器或包含分立晶体管的部件。根据本专利技术的一个有利的实施方案，传感装置至少包括一个导电传感片，该传感片具有很高的阻抗并与外接地容性耦合。由该导电传感片决定的高阻抗点最好由鉴别装置进行监测。导电传感片可以由印刷电路板上的金属区构成，其作用相当于一个天线。根据本专利技术的一个优选实施方案，鉴别装置输入端的参考电压点与分压装置的抽头点相耦合。电子设备最好由控制或测量模块如放大器、马达控制器、继电器控制器、数字面板表、传感器、多功能定时器和变送器所组成。根据本专利技术的一个特别有利的实施方案，电子设备还包含振荡器装置，用来测量容性变化。振荡器装置最好包含一个单位增益缓冲寄存器，用来缓存传感装置上的电压而不给后者施加任何负载，单位增益缓冲寄存器的输出端与充电装置的输入端相耦合，通过与传感装置和充电装置的输出端相耦合的电阻给传感装置充放电。传感装置最好与单位增益缓冲寄存器的输入端相耦合。根据本专利技术的一个有利的实施方案，充电装置由触发器构成，如果触发器输入端的输入信号V2，in低于某一下阈值Vit，low时，则在其输出端产生高电平输出信号V2，out。在前半个振荡周期内，触发器输出端的电流经电阻给传感装置充电。如果触发器输入端的输入信号V2，in高于某一上阈值Vit，up时，则在其输出端产生低电平输出信号V2，out，从而产生从传感装置经电阻流向触发器输出端的电流。结果，传感装置上的电压在后半个振荡周期内下降。充电装置最好选用翻转施密特触发器、带有合适的外围元件的运算放大器或包含分立晶体管的部件。根据本专利技术的一个特别有利的实施方案，电子设备包含频率探测装置，用来测量振荡装置的信号fout的频率变化。该频率探测装置最好包含分频器(分频因子如210＝1024)、基准振荡器和频率比较器，频率比较器用来将振荡装置的分频信号fout/n与基准振荡器的信号fref进行对比。由于基准振荡器可以微调，因此有可能加上一个开/关输出，这类输出经常用在电子设备上，并且依赖于某个可外调的阈值点。不用说，对频率fout进行n分频有利于得到满意的积分效果，例如，由于拉平了周围电磁噪声，周期时间Tout＝1/fout的误差会很小。或者，频率检测装置也可以包含检波器、低通滤波器、本机振荡器和将振荡装置的频率信号fout与本机振荡器的频率信号floc混频的调制器，例如可将本机振荡器调成零拍频。通过将fout和floc混频，产生了特征拍频fbeat。低通本文档来自技高网...

【技术保护点】
保护处理所需信号的电子设备的电磁噪声保护电路，该电磁噪声保护电路包含：传感装置（１１、１２），用于感知周围电磁噪声的存在，电子设备需受保护以免受这类噪声的干扰，以及滤波装置（２），与传感装置（１１、１２）耦合并在传感装置（１１、１２ ）感知周围电磁噪声存在的时段内中止电子设备的运行。

【技术特征摘要】
EP 1996-2-23 96102755.41.保护处理所需信号的电子设备的电磁噪声保护电路，该电磁噪声保护电路包含传感装置(11、12)，用于感知周围电磁噪声的存在，电子设备需受保护以免受这类噪声的干扰，以及滤波装置(2)，与传感装置(11、12)耦合并在传感装置(11、12)感知周围电磁噪声存在的时段内中止电子设备的运行。2.根据权利要求1的电路，其中，传感装置(11、12)包括鉴别装置(11)，用于将受周围电磁噪声干扰影响的所需信号和不受周围电磁噪声影响的所需信号区分出来。3.根据权利要求2的电路，其中，鉴别装置(11)是一个窗口比较器(11)，用于产生指明输入信号是否低于某一下阈值Vwc，low或高于某一上阈值Vwc，up的逻辑生产信号。4.根据权利要求3的电路，其中，窗口比较器(11)由集成电路或带有合适的外围元件的运算放大器或包含分立晶体管的部件构成。5.根据权利要求3或4的电路，其中，窗口比较器(11)包含至少三个重复装置(111、112、113)和一个逻辑门装置(114)。6.根据权利要求5的电路，其中，三个触发装置(111、112、113)的构成采用将第一个触发装置(111)和第二个触发装置(112)串联后再将第一和第二个触发装置(111，112)与第三个触发装置(113)并联的方法。7.根据权利要求6的电路，其中，第二个触发装置(112)和第三个触发装置(113)的输出端与逻辑门装置(114)的输入端相耦合。8.根据权利要求5至7中任一项，其中，触发装置(111、112、113)由触发器构成，如果触发器输入端的输入信号V2，in低于某一下阈值Vit，low，那么其输出端的输出信号V2，out为高电平，而如果触发器输入端的输入信号V2，in高于某一下阈值Vit，up，那么其输出端的输出信号V2，out为低电平。9.根据权利要求8的电路，其中，触发装置(111、112、113)由翻转施密特触发器或带有合适的外围元件的运算放大器或包含分立晶体管的部件构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：G蒙奇，J汉森，
申请(专利权)人：卡洛加瓦兹服务公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]