10检测系统中的抗干扰技术

1、任务十任务十 检测系统中的抗干扰技术检测系统中的抗干扰技术【学习目标】【学习目标】（1）了解干扰产生的原因。（2）了解干扰的分类。（3）了解抗干扰系统组成。（4）掌握抗干扰系统的理论分析能力。【知识准备】【知识准备】一、干扰的分类一、干扰的分类 按干扰的来源，可以将干扰分为内部干扰和外部干扰。 （一）外部干扰外部干扰就是指那些与系统结构无关，由使用条件和外界环境因素所决定的干扰。它主要来自于自然界的干扰以及周围电气设备的干扰。 （二）内部干扰内部干扰是指系统内部的各种元器件、信道、负载、电源等引起的各种干扰。计算机检测系统重常见的信号通道干扰、电源电路干扰和数字电路干扰。二、干扰的引入二、干扰

2、的引入干扰是一种破坏因素，但它必须通过一定的传播途径才能影响到测量系统。所以有必要对干扰的引入或传播进行必要的分析，切断或抑制耦合通道，采取使接收电路对干扰不敏感或使用滤波等手段，有效地消除干扰。干扰的引入和传播主要有以下几种： （1）静电耦合：又称静电感应，即干扰经杂散电容耦合到电路中去。 （2）电磁耦合：又称电磁感应，即干扰经互感耦合到电路中去。 （3）共阻抗耦合：即电流经两个以上电路之间的公共阻抗耦合到电路中去。 （4）辐射电磁干扰和漏电流耦合：即在电能频繁交换的地方和高频换能装置周围存在的强烈电磁辐射对系统产生的干扰和由于绝缘不良由流经绝缘电阻的电流耦合到电流中去的干扰。 对于检测系统

3、，干扰引入的电路方式有串模干扰和共模干扰。（一）串模干扰串模干扰的等效电路 Un 检测检测 系统系统 Us 其中，Us为输入信号，Un为干扰信号。抗串模干扰能力用串模抑制比来表示： 式中：Ucm为串模干扰源的电压峰值； Un为串模干扰引起的误差电压。ncmUUSMRlg20 Un 检测检测 系统系统 Us （二）共模干扰信号通道间可能存在共模干扰，可以归纳为下面三类：（1）由被测信号源的特点产生共模干扰（2）电磁场干扰引起共模干扰（3）由不同地电位引起的共模干扰三、干扰的抑制方法三、干扰的抑制方法目前在计算机检测系统中，主要从硬件和软件两个方面来考虑干扰抑制问题。其中，接地、屏蔽、去耦，以及软

4、件抗干扰等是抑制干扰的主要方法。（一）常见的接地的类型（1）一点接地和多点接地（2）交流地与信号地（3）浮地与接地（4）数字地（5）模拟地（6）信号地(传感器地)（7）屏蔽地（8）电缆和接插件的屏蔽（9）其他接地：（二）隔离与耦合 采用各种隔离与耦合的方式也可提高系统的抗干扰能力。使用这种方法可以让两个电路相互独立而不形成一个回路，例如在系统中既有数字电路，又有模拟电路，当输入的模拟信号很小时，数字电路会对模拟电路产生较大的干扰，所以在实际的电路设计中应该避免数字电路和模拟电路之间有共同回路，即将二者加以隔离。 此外，检测系统中单片机与数字电路、脉冲电路、开关电路的接口，一般也用光电耦合器进行隔离，以切断公共阻抗环路，避免长线感应和共模干扰。高增益的放大器（60dB），需要在输入级设级间耦合。在需要采用较长信号传输线的场合，可以采用屏蔽与光电耦合相结合的办法。放大器间的光电隔离 IC1 IC2 IC3 Ib Ib U0 R5 R4 R1 R2 R3 （三）布线抗干扰措施在检测系统中，印制板上电力线、信号线等线路的布局、板上器件空余管脚安排