电气测量2014第十章

1、University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 现代测试技术 第十章第十章 干扰与抑制干扰与抑制 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 电磁干扰电磁干扰 干扰的表示方法干扰的表示方法 干扰的抑制干扰的抑制 电源干扰的抑制电源干扰的抑制 本章主要内容 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 10.110.1 电磁干扰 1 电磁干扰的三要

2、素： 噪声源向外发送干扰的源 耦合途径传播电磁干扰的途径 受扰设备承受电磁干扰的客体 干扰源受扰设备 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 抑制干扰的三条措施： 消除或抑制噪声源的产生源上消除 加强受扰设备抵抗电磁干扰的能力，降低对噪声的敏感度。 切断干扰途径： 噪声的耦合和辐射途径 2 干扰源 1) 内部噪声干扰内部噪声干扰：来自测量设备内部的电路或器件产生的噪声干扰。如元 件的热噪声、晶体管的低频噪声和其在外部触发下产生的自激等。 2) 外来噪声干扰外来噪声干扰：外部侵入电子装置和设备的噪声干扰。如

3、自然界雷电产 生的噪声干扰；机器和设备产生的人为噪声干扰。 静电耦合 互感器耦合 公共阻抗耦合 漏电流耦合 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 3 耦合途径（4种） （1 1） 静电耦合（电容性耦合）静电耦合（电容性耦合）经杂散电容耦合到电路中经杂散电容耦合到电路中 受扰电路在c、d点间所感受到的干扰信号为 2 21 2 1 Z UU Z jC 受扰电路所感受到的干扰信号受扰电路所感受到的干扰信号U U2 2随随U U1 1、 C C、Z Z2 2和干扰信号的频率和干扰信号的频率 增大而增大。增大而增

4、大。 降低静电耦合的干扰与噪声降低静电耦合的干扰与噪声减小受减小受 扰电路的等效输入阻抗扰电路的等效输入阻抗Z2Z2和电路间的寄和电路间的寄 生电容生电容C C University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) H CC C H CC C U CC C U CC C U 31 1 31 3 1 11 1 H CC C U CC C U 42 2 2 若UH很高，通过局部电容 C1、C2、C3、C4耦合到无 屏蔽的双输入线上的对地 电压U1及U2 University of Electronic Science an

5、d Technology of China (UESTC) （2 2）互感器耦合（电感性耦合）互感器耦合（电感性耦合）由电路间寄生互感耦合到电路由电路间寄生互感耦合到电路 受扰电路在c、d点间所感受到的干扰信号为 12 MIjU 受扰电路所感受到的干扰信号U2随I1、 M和干扰信号的频率增大而增大。 降低互感耦合的干扰与噪声减小受 扰电路的寄生互感M University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) University of Electronic Science and Technology of China (

6、UESTC) （3 3） 公共阻抗耦合公共阻抗耦合公共阻抗耦合到电路公共阻抗耦合到电路 受扰电路在c、d点间所感受到的干扰信号为 21 21 12 ZZ ZZ IU 受扰电路所感受到的干扰信号U2随I1、Z1 的增大而增大。 降低公共阻抗耦合干扰与噪声减小干 扰电路和受扰电路的公共阻抗Z1 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) （4 4）漏电流耦合）漏电流耦合由漏电流耦合到电路由漏电流耦合到电路 受扰电路在c、d点间所感受到的干扰信号为 1 2 1 2 1 1 U Z Z U 受扰电路所感受到的干扰信号

7、U2随U1和 Z2的增大而增大，随Z1的增大而减小。 降低漏电流耦合的干扰与噪声增大干 扰电路和受扰电路间的漏电阻抗Z1，减小 受扰电路的等效输入阻抗Z2。 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 10.2 10.2 干扰的表示方法干扰的表示方法 1 分类分类 从来源上 根据干扰进入仪器的测量电路方式 内部噪声干扰内部噪声干扰 外来噪声干扰外来噪声干扰 串模干扰 共模干扰 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 10

8、.2.1 10.2.1 串模干扰串模干扰 串模干扰是由外界条件引起的、叠加在被测信号的干扰信 号，并通过测量的输入通道一起进入测量系统的干扰。 抗串模干扰能力的表示抗串模干扰能力的表示串模抑制比（串模抑制比（SMRRSMRR） )(lg20dB U U SMRR n nm 串模干扰源串模干扰源 电压的峰值电压的峰值 串模干扰引串模干扰引 起的误差电起的误差电 压的有效值压的有效值 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 10.2.2 10.2.2 共模干扰共模干扰 相对公共地电位为基准点，在仪器的两输入端

9、上同时出 现的干扰 。 抗抗共共模干扰能力的表示模干扰能力的表示共模抑制比共模抑制比 （CMRCMR） 共模干扰源共模干扰源 电压的峰值电压的峰值 共模干扰引起共模干扰引起 的误差电压的误差电压 )(lg20dB U U CMR c om University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 10.3 10.3 干扰的抑制干扰的抑制 1 接地接地 接地原则：单点接地接地原则：单点接地 目的：为了消除各电路目的：为了消除各电路 电流流经一个公共地线阻电流流经一个公共地线阻 抗产生的噪声电压以及避抗产生的噪声电压以及避 免

10、形成回路。免形成回路。 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 2 2 电缆屏蔽层的接地电缆屏蔽层的接地 （1）一个不接地信号源和一个接地 的放大器相连时屏蔽端的接地应该 接自放大器的地端。 （2）一个接地信号源和一个不接地 的放大器相连时屏蔽端的接地应该 接自信号源的地端。 （3）若信号源和电路均接地，则屏 蔽线两端也须接地，这时靠屏蔽体 分流电扰 （4）若远方一屏蔽与地断开，则该 端接地也得断开，直接接屏蔽端。 地线已断即变成单点接地，未形成 干扰回路 单地未形成干扰回路 靠屏蔽体分流干扰 Unive

11、rsity of Electronic Science and Technology of China (UESTC) University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 10.3.2 10.3.2 屏蔽屏蔽 1 屏蔽的原理 屏蔽容器壳体对 干扰信号的反射与吸收作用 2 屏蔽的结构形式与材料 （1）屏蔽的结构形式主要有屏蔽罩、屏蔽栅网、屏蔽铜箔、隔离仓和导电涂料等。 （2）屏蔽的材料 电场屏蔽材料：电导率较高的铜或铝材料 磁场屏蔽材料：磁场屏蔽一般采用磁导率较高的磁材料 R1、R2反射能量 P1 P2内部干扰能量 U

12、niversity of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 在高电压强磁场的环境下，测量仪器经常采用浮地系统。为了防止在外壳上感应出 高电压，外壳必须接大地，而被测信号地以及外壳也必须是接大地系统。 机壳内有阻抗Z1 可使导线上的Icm1、Icm2减小。 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 内外层屏蔽间的阻抗Z1 Z2，从而使得Icm1和Icm2值更小。 串模干扰降到单层屏蔽的百万分之一 University of Electroni

13、c Science and Technology of China (UESTC) 10.3.3 10.3.3 隔离隔离 通常采用光电耦合器切断地线环路，即利用通常采用光电耦合器切断地线环路，即利用光电耦合光电耦合，将两个电路的，将两个电路的 电气连接隔开，两个电路用不同的电源供电，有各自的地点为基准，二者电气连接隔开，两个电路用不同的电源供电，有各自的地点为基准，二者 互相独立而不会造成干扰。此种方法常用于数字系统的隔离，而模拟系统互相独立而不会造成干扰。此种方法常用于数字系统的隔离，而模拟系统 常用隔离放大器。常用隔离放大器。 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC) 10.3.10.3. 其它抗干扰措施其它抗干扰措施 采用滤波器采用滤波器 低通串模干扰信号高于被测信号的频率，抑制高频。 高通串模干扰信号低于被测信号的频率，抑制低频； 带通串模干扰