一、强化高低压隔离：切断干扰传导路径

1. 电源隔离
   • 高压模块（如脉冲发生器、储能电路）与低压控制电路（MCU、传感器）采用隔离电源供电，例如使用隔离型 DC-DC 模块（隔离电压≥2kV），避免高压侧噪声通过电源回路传导至低压电路。
   • 若设备由电池供电，需在电池与敏感电路之间增加线性稳压器（LDO） 或低噪声 DC-DC，滤除电池放电过程中的纹波噪声（尤其大电流放电时）。
2. 信号隔离
   • 高压侧与低压侧的信号交互（如触发信号、状态反馈信号）需通过光耦隔离器或磁隔离芯片传输，避免电气直接连接导致的干扰耦合。例如：脉冲触发信号经光耦隔离后再驱动高压开关管，防止高压尖峰反向击穿 MCU 引脚。
   • 隔离器件的电源需独立供电（即隔离侧单独接低压电源），避免 “共地” 导致隔离失效。

二、电源净化：抑制电源噪声干扰

1. 多级滤波设计
   • 在敏感电路电源输入端串联π 型滤波器（电感 + 电容 + 电容），或集成 EMI 滤波模块，滤除从电源引入的高频干扰（如高压模块的开关噪声通过电源传导的成分）。
   • 针对 MCU、传感器等核心芯片，在其电源引脚处配置退耦电容组合：10-100μF 电解电容（滤除低频纹波）+ 0.1-0.01μF 陶瓷电容（滤除高频噪声），且陶瓷电容需紧贴芯片引脚（缩短布线长度，减少寄生电感），快速吸收芯片开关时的瞬时电流噪声。
2. 稳压与抗波动
   • 敏感电路采用低压差线性稳压器（LDO） 供电（而非开关稳压器），LDO 输出纹波小、噪声低，尤其适合对噪声敏感的模拟电路（如传感器信号放大电路）。
   • 在电源正极与地之间并联瞬态抑制二极管（TVS） 或压敏电阻，吸收电源线上的瞬态高压（如雷击感应的浪涌、电池插拔火花），避免高压击穿芯片。

三、信号链路防护：提升弱信号抗干扰能力

1. 信号传输抗干扰
   • 传感器信号线采用屏蔽线，屏蔽层单端接地（接信号地，避免地环路），减少外界电磁辐射（如高压脉冲的辐射噪声）耦合到信号线上。
   • 长距离信号线（如传感器与 MCU 之间超过 30cm）需在两端增加终端匹配电阻（根据线缆特性阻抗匹配，通常 50-100Ω），避免高频信号反射产生的噪声；中间串联磁珠或RC 低通滤波器（电阻 100-1kΩ + 电容 100-1000pF），滤除高于信号频率的干扰（如传感器信号频率为 1kHz，滤波器截止频率设为 5kHz）。
2. 信号调理电路优化
   • 传感器输出信号先经差分放大电路处理（而非单端放大），利用差分电路对共模干扰的抑制能力（共模抑制比 CMRR≥80dB），抵消信号线上耦合的共模噪声（如空间辐射产生的同相干扰）。
   • 模拟信号进入 ADC（模数转换）前，增加低通滤波器（如 RC 或有源滤波器），滤除高频噪声，避免噪声被 ADC 采样放大；ADC 参考电压单独供电并加退耦电容，确保转换精度不受电源噪声影响。

四、瞬态干扰防护：抵御 ESD、浪涌与尖峰

1. 接口防护
   • 设备外部接口（如传感器接口、调试接口）需串联自恢复保险丝（PPTC），限制过流；并联TVS 二极管（响应时间≤1ns），当接口电压超过阈值时快速导通，将瞬态高压钳位在安全范围（如 MCU 接口 TVS 选 5-6V，传感器接口选 3.3-5V）。
   • 金属外壳、裸露金属部件需通过接地螺栓可靠接地（接地电阻≤4Ω），将静电、雷击感应电荷快速泄放至大地，避免电荷积累击穿内部电路。
2. 内部器件防护
   • MCU、传感器等芯片的 I/O 口串联限流电阻（100-1kΩ），降低瞬态电流对芯片的冲击；关键引脚（如复位、时钟）并联小电容（10-100pF），滤除高频尖峰干扰。
   • 高压模块与敏感电路之间的连接线束套磁环（铁氧体磁芯），通过磁环的高阻抗特性抑制高频浪涌噪声沿导线传导。

五、PCB 布局布线：减少干扰耦合与辐射

1. 分区布局
   • 按功能将 PCB 划分为高压功率区（储能电容、高压开关管、变压器）、低压控制区（MCU、逻辑芯片）、信号采集区（传感器、放大电路），各区之间保持≥2cm 物理间距，避免高压 / 高频元件与敏感元件紧邻。
   • 敏感电路（如传感器放大电路、ADC）远离高压模块、变压器、大功率电阻等强干扰源，减少辐射耦合。
2. 接地优化
   • 采用分区接地设计：“功率地（PGND）” 接高压模块、功率器件，“信号地（SGND）” 接 MCU、传感器、模拟电路，两地通过单点接地（如 0 欧电阻、磁珠）连接，避免形成地环路（地环路会产生干扰电流，导致地电位差）。
   • 信号地平面完整铺设（大面积铜皮），敏感电路下方优先铺信号地，通过地平面的 “屏蔽作用” 吸收辐射噪声；功率地与信号地之间用隔离槽分隔，减少噪声窜扰。
3. 布线规则
   • 高频信号线（如 MCU 时钟线、脉冲触发线）短、直、粗，避免迂回布线，减少寄生电感和天线效应；关键信号线（如传感器输出线）远离高压导线、功率线，并行长度≤5cm，交叉时垂直交叉（减少电容耦合）。
   • 电源走线加粗（≥0.5mm 线宽），并在电源线上 “多点打地过孔”，将电源噪声通过地平面快速泄放；敏感电路的信号线与回路线紧邻平行布线（形成 “双绞线” 效果），降低回路面积，减少电磁辐射耦合。

六、软件辅助抗干扰：弥补硬件防护不足

1. 信号滤波算法
   • 对传感器采集的信号（易受瞬时干扰）采用软件滤波：如滑动平均滤波（取连续 N 次采样的平均值，N=5-10，滤除偶然脉冲干扰）、中值滤波（取连续采样的中值，抑制尖峰噪声）、限幅滤波（剔除超过合理范围的异常值）。
   • 对低频缓慢变化的信号（如振动传感器信号），增加一阶低通数字滤波，进一步削弱高频噪声成分。
2. 冗余与容错设计
   • 关键控制指令（如触发高压输出）采用多重校验：如指令加 CRC 校验码，接收端校验通过才执行，避免噪声导致的指令错误；设置 “触发条件冗余”，例如需同时满足 “红外探测信号持续 2 秒 + 振动信号触发” 才启动高压，减少单次干扰导致的误触发。
   • 增加 ** watchdog 定时器（看门狗）**，若 MCU 因干扰陷入死循环，看门狗会强制复位芯片，恢复正常工作；定期自检关键电路（如传感器、电源电压），发现异常时自动进入保护状态。

总结