测试系统的抗干扰技术实用教案

1、学习学习(xux)目标目标学习学习(xux)重点重点 本章主要学习电磁干扰及其抑制的有关内容。学完本章后，应了解电子测试系统干扰的类型、主要来源及耦合方式，在此基础上对抑制干扰的屏蔽技术(jsh)、接地技术(jsh)、浮置技术(jsh)等措施要有一定的掌握。 1. 电磁干扰的耦合方式。电磁干扰的耦合方式。2. 抑制电磁干扰的主要技术措施。抑制电磁干扰的主要技术措施。 第1页/共26页第一页，共27页。9.1 干扰的类型干扰的类型(lixng)及来源及来源 干扰和噪声：由某些内部或外部因素产生的叠加在有用信号干扰和噪声：由某些内部或外部因素产生的叠加在有用信号(xnho)之上的无用成分（电压或电

2、流）。之上的无用成分（电压或电流）。 按干扰按干扰(gnro)的来源分的来源分干扰的分类：干扰的分类： 按干扰进入测试系统的方式分按干扰进入测试系统的方式分 外部干扰外部干扰 内部干扰内部干扰 差模干扰差模干扰 共模干扰共模干扰 第2页/共26页第二页，共27页。9.1.1 外部外部(wib)干扰和内部干扰干扰和内部干扰1. 外部外部(wib)干扰干扰 自然自然(zrn)干扰干扰2. 内部干扰内部干扰 测量电路内部各种元器件的噪声所引起的干扰。测量电路内部各种元器件的噪声所引起的干扰。 各种自然现象如闪电、温度等变化产生的干扰。各种自然现象如闪电、温度等变化产生的干扰。 人为干扰人为干扰主要指

3、各种电气设备运行时所产生的电磁干扰。主要指各种电气设备运行时所产生的电磁干扰。 第3页/共26页第三页，共27页。9.1.2 差模干扰差模干扰(gnro)和共模干扰和共模干扰(gnro)1. 差模干扰差模干扰(gnro) 差模干扰差模干扰(gnro)等效电路等效电路 第4页/共26页第四页，共27页。差模干扰差模干扰(gnro)作用示意图作用示意图 第5页/共26页第五页，共27页。2. 共模共模(n m)干扰干扰 共模共模(n m)干扰等效电路干扰等效电路 对称对称(duchn) 不对称不对称 第6页/共26页第六页，共27页。9.2 干扰干扰(gnro)的耦合方式的耦合方式 干扰三要素：干

4、扰源、干扰耦合通道干扰三要素：干扰源、干扰耦合通道(tngdo)、被干扰对象。、被干扰对象。 9.2.1 静电静电(jngdin)耦合（电容性耦合）耦合（电容性耦合） niineCZjCZje 11iCZj nineCZje 若若则则 第7页/共26页第七页，共27页。9.2.2 磁场磁场(cchng)耦合（互感性耦合）耦合（互感性耦合） nnMie 第8页/共26页第八页，共27页。9.2.3 漏电流漏电流(dinli)耦合耦合 因电路内部因电路内部(nib)元件之间绝缘不理想而使相互元件之间绝缘不理想而使相互之间存在漏电阻而产生漏电流。之间存在漏电阻而产生漏电流。niineZRZe 第9页

5、/共26页第九页，共27页。9.2.4 共阻抗共阻抗(zkng)耦合耦合 共阻抗耦合干扰的产生是因为两个(lin )或两个(lin )以上的电路中存在共同的阻抗。当一个电路的电流在共阻抗产生电压降时，该电压降就会叠加在其它电路上，成为它们的干扰电压，干扰电压的大小与干扰源的电流大小和共阻抗的大小成正比 。 通过电源通过电源(dinyun)内阻的共阻抗耦合干扰内阻的共阻抗耦合干扰 通过公共地线的共阻抗耦合干扰通过公共地线的共阻抗耦合干扰 第10页/共26页第十页，共27页。9.3 干扰抑制干扰抑制(yzh)技术技术 抑制干扰的技术抑制干扰的技术(jsh)途径途径 ： 消除消除(xioch)或抑制

6、干扰源或抑制干扰源 阻断干扰传输通道阻断干扰传输通道 提高被干扰对象的抗干扰能力提高被干扰对象的抗干扰能力 第11页/共26页第十一页，共27页。9.3.1 屏蔽屏蔽(pngb)技术技术1. 静电屏蔽静电屏蔽(jn din pn b) 静电屏蔽可以有效静电屏蔽可以有效(yuxio)地抑制各种电场干扰。地抑制各种电场干扰。 第12页/共26页第十二页，共27页。2. 电磁电磁(dinc)屏蔽屏蔽 利用涡电流产生的反磁场利用涡电流产生的反磁场(cchng)抑制高频电磁场抑制高频电磁场(cchng)的干扰。的干扰。 第13页/共26页第十三页，共27页。3. 磁屏蔽磁屏蔽(pngb) 采用高磁导率材

7、料做屏蔽罩可有效抑制低频采用高磁导率材料做屏蔽罩可有效抑制低频(dpn)磁干扰。磁干扰。 第14页/共26页第十四页，共27页。4. 驱动驱动(q dn)屏蔽屏蔽 通过等电位驱动抑制因分布电容引起的静电通过等电位驱动抑制因分布电容引起的静电(jngdin)耦合干扰。耦合干扰。 第15页/共26页第十五页，共27页。9.3.2 接地接地(jid)技技术术1. 一点一点(y din)接地原则接地原则 系统的信号地线、交流电源地线和安全保护地线应连在一系统的信号地线、交流电源地线和安全保护地线应连在一起，并通过一公共点接地，否则会因接地点之间的电位差而产起，并通过一公共点接地，否则会因接地点之间的电

8、位差而产生共模生共模(n m)干扰。干扰。 第16页/共26页第十六页，共27页。两点接地两点接地(jid) 第17页/共26页第十七页，共27页。信号源与地隔离信号源与地隔离(gl)的一点接地的一点接地 第18页/共26页第十八页，共27页。2. 电缆屏蔽电缆屏蔽(pngb)层的接地层的接地 使用带屏蔽层的电缆传输信号时，应遵守下面的原则：如果测试系统是一点接地，则电缆的屏蔽层也应一点接地，即电缆屏蔽层应接至测试系统所设置的单一接地点上。当信号源的一端为系统的接地点时，电缆屏蔽层应接至信号源的这一端（公共端）上；如果系统的接地点设在测量(cling)电路的某一点处，则电缆屏蔽层也应接至该点（

9、公共端）上。 第19页/共26页第十九页，共27页。9.3.3 浮置（浮空、浮接）技术浮置（浮空、浮接）技术(jsh) 公共地既不接机壳，也不接大地，称为浮置。浮置公共地既不接机壳，也不接大地，称为浮置。浮置可使电路与机壳或大地之间的阻抗明显提高，从而阻断可使电路与机壳或大地之间的阻抗明显提高，从而阻断了干扰了干扰(gnro)电流的通道，大大减小了共模干扰电流的通道，大大减小了共模干扰(gnro)电流。电流。 第20页/共26页第二十页，共27页。某测温系统某测温系统(xtng)中的浮置中的浮置 第21页/共26页第二十一页，共27页。9.3.4 灭弧技术灭弧技术(jsh) 接通或断开某些电感

10、性负载时，会在电路中产生比正常电压接通或断开某些电感性负载时，会在电路中产生比正常电压（电流）高出许多倍的瞬时（电流）高出许多倍的瞬时(shn sh)电压（电流），并在切断电压（电流），并在切断处产生电弧或火花放电，这种瞬时处产生电弧或火花放电，这种瞬时(shn sh)高电压（电流）称高电压（电流）称为浪涌电压（电流）。它们会直接对电路器件造成损害，对测控为浪涌电压（电流）。它们会直接对电路器件造成损害，对测控电路造成极其严重的干扰。电路造成极其严重的干扰。 消除或减小这种干扰的方法是在电感性负载上并联各种吸收消除或减小这种干扰的方法是在电感性负载上并联各种吸收浪涌电压（电流）并抑制电弧或火花

11、放电的元器件（灭弧元件）。浪涌电压（电流）并抑制电弧或火花放电的元器件（灭弧元件）。 常用的灭弧元件有常用的灭弧元件有RC电路电路(dinl)、泄流二极管、硅堆整流、泄流二极管、硅堆整流器、充气放电管、压敏电阻器、雪崩二极管等。器、充气放电管、压敏电阻器、雪崩二极管等。 第22页/共26页第二十二页，共27页。9.3.5 其他干扰抑制其他干扰抑制(yzh)技术技术 使用滤波器抑制使用滤波器抑制(yzh)高、低频干扰高、低频干扰 ，对电源进行去耦，对电源进行去耦滤波滤波 使用隔离元器件切断共模干扰的电流使用隔离元器件切断共模干扰的电流(dinli)回回路路 采用适当的屏蔽抑制电源产生的工频干扰采

12、用适当的屏蔽抑制电源产生的工频干扰 用软件进行数字滤波等数据处理用软件进行数字滤波等数据处理 设计线路板时要进行合理的布线设计线路板时要进行合理的布线第23页/共26页第二十三页，共27页。 元件的安装位置应尽量根据信号的传输元件的安装位置应尽量根据信号的传输(chun sh)顺序排成顺序排成直线走向，以防止引起寄生耦合，避免相互干扰或自激振荡。直线走向，以防止引起寄生耦合，避免相互干扰或自激振荡。 电磁感应耦合元件应远离输入级，相互之间也应远离。电磁感应耦合元件应远离输入级，相互之间也应远离。 高输入阻抗放大器输入级的走线应设有屏蔽保护环。高输入阻抗放大器输入级的走线应设有屏蔽保护环。 低电

13、平电路中的电源变压器和输入变压器应相互远离，还需低电平电路中的电源变压器和输入变压器应相互远离，还需加屏蔽罩。加屏蔽罩。 将有关单元电路分块装配。将有关单元电路分块装配。 弱信号线应远离强信号线和电源线；直流信号线应远离交流弱信号线应远离强信号线和电源线；直流信号线应远离交流信号线；输入级与可引起寄生耦合的导线严禁平行且远离；一信号线；输入级与可引起寄生耦合的导线严禁平行且远离；一点接地；信号输入电缆的屏蔽层应选择适当的接地点。点接地；信号输入电缆的屏蔽层应选择适当的接地点。 线路板布线及元器件排布线路板布线及元器件排布(pi b)的原则：的原则：第24页/共26页第二十四页，共27页。本章本

14、章(bn zhn)小小结结 由于多数现代测试系统的主要部分都是电子装置，因此抗电磁干扰对它们来说就显得非常重要。电磁干扰可分为外部干扰和内部干扰两类。除采取一定(ydng)的措施消除干扰源以外，对外部干扰主要是通过屏蔽等措施阻断干扰通道来加以抑制，对内部干扰则应根据具体情况通过在电路上采取不同的措施来加以抑制。设计测试系统时，应特别注意强电与弱电的隔离、模拟电路与数字电路的隔离、信号的接地、线路板的布线等问题。除电磁干扰外，测试系统还可能会受到机械振动、热、杂散光等非电磁干扰的影响，对此也应采取相应的抑制措施。 第25页/共26页第二十五页，共27页。第9章 测试系统(xtng)的抗干扰技术感谢您的观看(gunkn)！第26页/共26页第二十六页，共27页。NoImage内容(nir