计算机控制技术 西电版PPT第3章输入输出通道接口技术

1、第3章输入输出通道接口技术(jsh)共七十六页第3章 输入(shr)/输出通道接口技术 概述 输入输出通道的结构 模拟量输入通道接口技术 模拟量输出(shch)通道接口技术 数字量输入输出通道 过程通道的抗干扰与可靠性设计共七十六页3.1 概 述 在计算机控制系统中，为了实现对生产过程的控制，必须把现场的各种测试参数，如温度、压力、流量等连续变化的物理量或开关量，转换为计算机可识别的数字量输入到计算机进行数据处理。处理结果又必须转换为电压或电流 ，以推动执行机构工作。因此在计算机和生产过程之间，必须设置信息传递和变换(binhun)装置，这个装置称为过程输入/输出通道。共七十六页典型的单片机测

2、控系统硬件(yn jin)组成框图 单片计算机接口DAAD多路开关反多路开关开关量输入开关量输出执行机构传感器变送器接口接口接口生产设备或过程通用外设输入/输出通道共七十六页 输入/输出信号一般有两种类型：一种是随时间连续(linx)变化的物理量，称为模拟信号；一种是只有开和关(或1和0)两种状态的量，称为开关量（数字量）。因此计算机控制系统中，输入/输出通道分模拟量通道和数字量（开关量）通道两类。3.2 输入/输出(shch)通道的结构共七十六页 信息(xnx)种类信息(xnx)来源通道类型数字量开关量输入阀门的开、关，接点的通、断，电平的高、低数字量输入通道数据数码各类数字传感器、控制器等

3、脉冲量输入 长度、转速、流量测定转换等中断输入操作人员请求、过程报警等模拟量电流信号压力、温度、液位、湿度、速度、质量、位移等模拟量输入通道电压信号共七十六页信息来源 输出驱动输出信息种类通道类型数字量计算机输出的阀门的开、关，触点的通、断，电机的启、停等开关量 数字量输出通道数字量（数字设备）数字量执行器（电动、气动、液压执行器械）电压或电流 模拟量 输出通道共七十六页3.2.1 模拟量输入通道(tngdo)的结构输入通道的一般(ybn)结构：1、并行转换结构CPUI/O接口电路A/D转换采样/保持器采样/保持器A/D转换来自现场的信号2、共享转换结构多路开关信号处理信号处理信号处理 放大器

4、逻辑控制S/HA/DI/O接口电路CPU共七十六页3.2.2 模拟量输出(shch)通道结构输出通道的一般结构：1、多通道独立D/A转换(zhunhun)形式CPUI/O接口电路D/A转换隔离执行器放大转换D/A转换隔离执行器放大转换2、多通道共享D/A转换形式CPUI/O接口电路D/A转换反多路开关保持器保持器共七十六页3.3 模拟量输入(shr)通道接口技术 在单片机的实时测控和智能化仪表等应用系统中，常需将检测到的连续变化的模拟量(如温度、压力、流量、速度、液位和成分(chng fn)等)通过模拟量输入通道转换成单片机可以接收的数字量信号，输入到单片机中进行处理。A/D转换器是模拟量输入

5、通道的主要组成部分，完成模拟量到数字量的转换。 A/D转换接口设计主要是根据用户提出的数据采集精度及速度等要求，按一定的技术准则和经济原因合理的选择通道结构和A/D转换器芯片，并适当配置多路模拟开关、前置放大器、采样保持器、接口和控制电路等，实现模拟量到数字量的线性转换，对被测信号进行采集和处理。共七十六页A/D转换器一般分类如下：（1）按转换输出数据的方式，可分为(fn wi)串行与并行两种，其中并行（串行）ADC又可根据数据宽度分为(fn wi)8位、12位、14位、16位等。（2）按输出数据类型可分为BCD码输出型和二进制输出型。（3）按转换原理可分为逐次逼近式、双积分式和并行式。共七十

6、六页3.3.1 A/D 主要(zhyo)技术指标1、分辨率：用数字量的位数来表示，位数越高，分辨率越高，对输入量的变化越灵敏。2、量程：所能转换的电压（电流）范围(fnwi)。3、转换时间：转换时间是指启动A/D转换到转换结束所需的时间 。4、线性误差：满量程输入范围内，偏离理想转换特性的最大误差。 另外还有工作温度范围、对参考电压的要求、转换精度（绝对精度和相对精度）、偏移误差、满刻度误差等 。共七十六页 ADC0809 主要特性：1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。2）具有转换起、停控制(kngzh)端。3）转换时间为100s(时钟为640kHz时)，130s（时钟为500

7、kHz时）。4）单个+5V电源供电5）模拟输入电压范围0+5V，不需零点和满刻度校准。6）工作温度范围为-40+85摄氏度。7）低功耗，约15mW。3.3.2 并行(bngxng)ADC及接口技术共七十六页ADC0809地址锁存和译码OE通道选择开关ADDAADDBADDC1N0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN78位三态锁存缓冲器DACVcc比较器CLOCKSTARTGNDVREF(+)VREF(-)ALE逐次逼近寄存器SAR定时和控制D0D1D2D3D4D5D6D7 EOCADC0809的内部结构共七十六页例1：如图所示，试用中断方式编写程序，对IN0IN7通道上的模拟电压数据进行(

8、jnxng)一次采集，并将转换结果送入内部RAM 20H单元开始的数据缓冲区中。RDWRCP DQQD0D1D2CLKSTARTALEOEEOCIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN774LS 373P1.0 ADDAADDBADDCD0D7ALEP0INT0 P2.7 MCS-51单片机1 1 OEGADC0809共七十六页;主程序START: MOV DPTR，#7FFFH MOV R2，#08H MOV R0，#20H MOV R1，#00H ；IN0通道号 SETB EA SETB EX0 ；开外中断0 SETB IT0 ；中断请求信号为下降沿触发(chf) MOV A，R1

9、MOVX DPTR，A ；启动A/D转换 LOOP: SJMP LOOP ；等待中断;中断服务程序 ORG 1000HADINT0: MOVX A，DPTR ；读取A/D转换数据 MOV R0，A ；存储数据 INC R1 ；指向下一个通道 INC R0 DJNZ R2，ROT CLR EX0 JMP EXITROT:MOV A，R1 MOVX DPTR，AEXIT:RETI END共七十六页若采用(ciyng)C语言编程，清单如下：#includereg51.h#define uchar unsigned charuchar xdata *adch;uchar data *addata;uc

10、har i;void main() adch=0 x7fff; addata=0 x20; i=0; EA=1; EX0=1;IT0=1; *adch=i; while(1); void ADint0 (void) interrupt 0 uchar j; j=*adch; *addata=j; addata+; i+; if(i=0 x08) EX0=0; else *adch=i; 共七十六页 串行ADC具有输出占用的数据线少，转换后的数据逐位输出，输出速度较慢的特点，但它具有两大优势：其一，便于信号隔离，在数据输出时，只需少数几路光电隔离器件，就可以很简单地实现与单片机间的电气隔离；其二

11、，在转换精度要求日益提高的前提下，使用串行ADC的性价比较高，且芯片(xn pin)小，引脚少，便于线路板制作。 3.3.3 串行ADC及接口技术共七十六页 ADC0832由NS公司研制的8位逐次逼近型串行A/D转换器，其主要特点如下： 1) 8位分辨率； 2) 双通道A/D转换； 3) 输入输出电平与TTL/CMOS相兼容； 4) 5V电源供电(n din)时输入电压在05V之间； 5) 工作频率为250KHZ，转换时间为32S； 6) 一般功耗仅为15mW； 7) 8PDIP（双列直插）、PLCC多种封装；ADC0832共七十六页ADC0832引脚及功能(gngnng)Vcc：电源端，接+

12、5V电源。GND：信号地。CLK：串行时钟输入端。 DO：数字量串行输出(shch)口。CS：使能端。DI：两路模拟输入选择端。 CH0、CH1：两路模拟信号输入端。12348765 CS CH0 CH1 GND Vcc/ref CLK DO DIADC08321. 转换时，先将CS置于低电平并且保持到转换完全结束。2. 由DI端输入启动位和配置位，同时输入CLK时钟脉冲。在第1个时钟脉冲的下降沿之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下降沿之前DI端应输入2位数据（SGL、Odd）用于选择通道功能，当此2位数据为“1”、“0”时， 选择CH0。当2位数据为“1”、“1”时，选择

13、CH1。3. 完成输入启动位、通道选择之后，就可以开始读出数据。 共七十六页4.7F 例2：编写(binxi)令AD0832工作的程序。ADC0832 ADC0832与MCS-51接口(ji ku)电路 Vcc DICSCLKGNDCH0 P1.0 P1.1 P1.2 MCS-51 单 片 机0.1F +5V + P1.3 DO共七十六页 #include sbit CS=P10; sbit CLK=P11; sbit D1=P12; sbit D0=P13; void delay(int timer) while(-timer); void pulse(void) CLK=1; delay(

14、4); CLK=0; void main(void) char i, a; CS=0; /选芯片 a=0 x03; /通道选择(xunz)03通道0； 07通道1 for(i=0;i1; pulse(); /启动 共七十六页a=0 x00;delay(50); /等待转换结束 for(i=0;i8;i+) pulse(); a = a1; if(D0) a = a+1; /读数 CS=1; /关闭芯片(xn pin)选择 共七十六页3.4 模拟量输出(shch)通道接口技术 D/A转换器是模拟量输出通道的主要组成部分，完成数字量到模拟量的转换。D/A转换器一般可分类如下： 1）根据输出是电流还

15、是电压，可以分为电压输出型和电流输出型。 2）根据输出端是串口还是并口，可以分为串行输出型和并行输出型。 3）根据内部(nib)是否有锁存器，可以分为无锁存器型和带锁存器型。 共七十六页3.4.1 DAC的主要(zhyo)性能指标 1. 分辨率：是D/A转换器对输入量变化敏感程度的描述。 2. 转换精度：实际(shj)模拟输出和理论值的接近程度。3. 非线性误差 ：是指实际转换特性曲线与理想转换特性曲线之间的最大偏差。 4. 建立时间：建立时间是描述D/A转换速率快慢的一个重要参数。共七十六页3.4.2 并行(bngxng)DAC及接口技术DAC0832主要特性： 1）分辨率为8位； 2）电流

16、稳定(wndng)时间1us； 3）可单缓冲、双缓冲或直接数字输入； 4）单一电源供电（+5V+15V）； 5） VREF的范围为-10V+10V 6）低功耗，20mW 共七十六页LE2LE1RfbAGNDDAC0832VccILEVREF输入寄存器DGND DI0DI7D/A转换器DAC寄存器Iout2Iout1CSWR1WR2XFER1. DAC0832的内部结构共七十六页Vout-Iout1Rfb-(D/28)VREF单极性电压(diny)输出2.DAC0832的输出(shch)方式RfbIout2Iout1Vout+_AGNDADIVREF共七十六页设 VREF5VDFFH255时，最

17、大输出电压(diny)：Vmax（255/256）5V4.98VD00H时，最小输出电压：Vmin（0/256）5V0VD01H时，一个最低有效位（LSB）电压：VLSB（1/256）5V0.02V共七十六页双极性电压(diny)输出Vout2(D27)/27)VREFR1（R）R3（2R）R2（2R）RfbIout2Iout1AGNDDIVREFVout1+_A1Vout2+_A2共七十六页设 VREF5VDFFH255时，最大输出(shch)电压：Vmax（255128）/1285V4.96VD00H时，最小输出电压：Vmin（0128）/1285V5VD81H129时，一个最低有效位电压

18、：VLSB（129128/1285V0.04V共七十六页3.DAC0832 的工作方式(fngsh)及与MCS-51的接口例3：根据(gnj)下图分别输出锯齿波、三角波及方波信号。设选通地址为FEH。VoutFEH CS +5V ILE WR +5V XFER D0D7 WR2 ALE P0 _ARfb Iout2 Iout1 VREF DAC0832 MCS-51单片机 锁存器 译码器 WR1 共七十六页 锯齿(jch)波程序： ORG 0100H MOVR0，#0FEH CLRA ；转换初值LOOP： MOVX R0，A ；D/A转换 INC A ；转换值增量 NOP ；延时 NOP NO

19、P SJMP LOOP END#include”absacc.h”#include”intrins.h”#define DA0832 PBYTE0 xfe#define uchar unsigned charvoid main()uchar i;while(1) for (i=0;i=255;i=i+) DA0832=i; _nop_(); _nop_(); _nop_(); 共七十六页三角(snjio)波程序： ORG 0100H MOV R0，#0FEH CLR ADOWN：MOVX R0，A ；线性段下降(xijing) INC A JNZ DOWN MOV A，#0FEH ； UP：M

20、OVX R0，A ；线性上升段 DEC A JNZ UP SJMP DOWN END#include”absacc.h”#define DA0832 PBYTE0 xfe#define uchar unsigned charvoid main()uchar i;while(1) for (i=0;i0;i=i-) DA0832=i; 共七十六页方波程序(chngx)： ORG 0200H MOV R0，#0FEH LOOP： MOVA，#00H；置上限(shngxin)电平 MOVX R0，A ACALL DELAY；形成方波顶宽 MOV A，#0FFH；置下限电平 MOVX R0，A ACA

21、LL DELAY；形成方波底宽 SJMP LOOP END#include”absacc.h”#define DA0832 PBYTE0 xfe#define uchar unsigned charvoid delay()uchar i;for (i=0;i0 xff;i=i+);void main()uchar i;while(1) DA0832=0; delay(); DA0832=0 xff; delay(); 共七十六页3.4.3 串行DAC及接口技术 并行D/A转换芯片，转换时间短，通常不超过10s，但它们的引脚较多，芯片体积大，与单片机连接时电路较复杂。因此，在有些远距离通信中，为

22、节省连结导线，而且对转换速度要求不是很高的场合，可以选用串行D/A转换芯片，虽然(surn)输出建立时间较并行D/A转换芯片长，但是串行D/A转换芯片与单片机连接时所用引线少、电路简单，而且芯片体积小、价格低。共七十六页 TLV5614是美国TI公司生产的4路12位电压输出型串行输入的D/A转换器，其数字量由高位到低位逐次一位一位地输入。主要特点如下： 1） 12位分辨率，电压输出型； 2） 四通道D/A转换； 3） 可以与TMS320、SPI、QSPI和51内核单片机接口； 4） 采用双电源供电，即DVDD和DGND、AVDD和AGND； 5） 转换时间为3 9S； 6）一般(ybn)功耗仅

23、为8mW； 7） 具有两种封装形式: SOIC 和TSSOP；TLV5614共七十六页1234567816151413121110 9 DVDD PD LDAC DIN SCLK CS FS DGND AVDD VrefAB OUTA OUTB OUTC OUTD VrefCD AGNDTLV5614DVDD、DGND: 串行接口电源, 范围为: 2.7 5.5 V。AVDD、AGND: 输出端口的模拟电源, 范围为: 2.7 5. 5V; 在用户对精度和抗干扰的要求不是很严格的情况下, 两种电源可以合用。VrefAB、VrefCD: 输出端基准电压输入端, 二者可以不同。由于TLV5614采

24、用 2倍增益输出方式, 当需要(xyo)输出 05V的模拟量时, 基准电源为2.5V, 需要(xyo)输出010V 的模拟量时, 基准电源为5V。PD: 掉电模式。CS: 片选。LDAC: 为低电平时, DAC 输出端口进行数据刷新。FS: 帧同步输入, 帧同步脉冲的下降沿表示串行数据帧的开始。SCLK: 串行时钟输入。DIN: 串行数据输入。VoutA、Vou tB、VoutC、VoutD: DAC 输出端口。1.TLV5614引脚功能(gngnng)共七十六页1）TLV 5614输出16位数据，16位数据字由两部分组成: 控制位( D15 D12)和数据位( D11 D0)。 PWR: “

25、1”快速转换模式, “0”慢速转换模式;SPD: “1”DAC 掉电状态, “0”DAC正常状态;2）注意LDAC引脚，低电平的时候才会刷新DA数据。3）FS是帧同步信号，和片选CS一样，芯片必须检测到一个下降沿才开始第一帧的数据同步。 4）数字量由高位到低位逐次(zh c)一位一位地输入。D15D14D13D12D11 D0A1A0PW RSPD 数据位2.TLV5614使用(shyng)说明共七十六页2.TLV5614与MCS-51单片机的接口(ji ku)电路SCLKLDACDINFSP1.0 P1.1P1.2VOUTATLV5614MCS-51 单 片 机P1.3VOUTBVOUTCV

26、OUTDCSPD+5V共七十六页#include sbit LDAC=P10; / /控制DAC 的刷新sbit DIN=P11; / /数据输入(shr)sbit SCLK=P12; / /时钟输入sbit FS=P13; / /帧同步输入void TLV5614(char CH, int code) int data com; char data i ;switch ( CH )case 0: com = code&0 x2fff;break;case 1: com = code&0 x6fff;break;case 2: com = code&0 xafff;break;case 3:

27、com = code&0 xefff;break;default:break; / /通道选择LDAC = 0; / /数据刷新FS=1;FS=0; / /下降沿帧同步(tngb)输入for(i=16; i0; i-) DIN= (bit) (com&0 x8000); / /写数据SCLK=1;com=1; / /数据移位SCLK=0; / /时钟输入LDAC =1;FS= 1; 共七十六页3.5 开关(kigun)量输入输出通道 开关量输入通道的主要任务是将现场的开关信号或仪表盘中各种继电器接点信号有选择地传送给计算机，在控制系统中主要起以下作用：1）随时检测系统的启动、停止、暂停按钮状态

28、，以做相应的处理。2）定时记录生产过程中某些设备的状态，例如电动机是否在运转、阀门是否开启、行程开关是否到位等。3）对生产过程中的某些状态进行定时检查，以保证生产顺利进行，如是否过温过压、料位是否超限、是否发生故障等。 这些开关量信号的电平状态通常无法满足单片机控制系统中I/O接口(ji ku)的工作电平，因此在开关量输入通道中，需要完成电平转换任务，同时为了系统的安全、可靠，还需考虑信号的消抖、滤波和隔离等问题。 3.5.1 开关量输入通道共七十六页1.输入信号调理(tio l)电路_R1 C1 D2+ D1R2来自现场 数字信号共七十六页2.防抖动输入(shr)电路+5V3.6K+5V3.

29、6K输出信号+5V输出信号双稳态电路(dinl)斯密特电路共七十六页 可以应用于计数(j sh)、位置状态、转速等多方面的测试。 D T P1.0 8031 3. 防干扰(gnro)输入隔离及电平转换电平转换电路+24V+5VL_ D T X C1R1 C2 R2利用光电隔离及电平转换共七十六页光电传感器在产量计数(j sh)中的应用 图中，红外发光二极管和红外接收三极管分别(fnbi)安装在产品流水线传送带的两边，每当传送带上有一个产品经过，就会遮挡红外光线一次，使红外接收三极管输出一个脉冲电平信号。单片机对输入的脉冲信号进行计数，就可以对产品的产量进行统计。共七十六页 光电传感器在位置(w

30、i zhi)检测中的应用 图中，当移动的物体一旦挡住红外光线，红外接收三极管就会输出一个脉冲(michng)信号。此装置可以用来检测物体的有或无，可以作为运动物体的限位检测电路，可以作为外人侵入的报警检测电路，也可以作为自动门的控制电路。 共七十六页 除了(ch le)光电传感器外，还有电感式接近开关。下图是电感式接近开关的应用原理图。 感应线圈产生高频振荡信号形成一交变(jio bin)磁场，当有金属类物体接近时，在金属物体内产生涡流并吸收振荡器的能量，使振荡信号变弱或停止振荡，在检波放大器和输出电路的作用下，产生一个开关信号输入单片机的P1.0端口，用于有无物体接近的检测。因此电感式接近开

31、关可以和红外光电管一样，用于有无物体接近或对经过物体进行计数，或者用于物体的位置状态进行检测。利用电磁感应隔离及电平转换共七十六页R利用(lyng)继电器隔离及电平转换 现场的开关触点控制小型继电器，由继电器触点经电平转换电路(dinl)得到逻辑电平再输入到接口。+12V+5VL_X继电器CD共七十六页3.5.2 开关量输出(shch)通道 在工业过程控制系统中，对被控设备的驱动常采用模拟量输出驱动和开关量输出驱动两种方式。 模拟量输出是指其输出信号(电压、电流)可变，根据控制算法，使设备在零到满负荷之间运行，在一定的时间T内输出所需的能量P。 开关量输出则是通过控制设备处于“开”或“关”状态

32、(zhungti)的时间来达到运行控制目的。如根据控制算法，同样要在T时间内输出能量P，则可控制设备满负荷工作时间t，即采用脉宽调制的方法，可达到相同的要求。 开关量输出控制已越来越广泛地被应用，由于采用数字电路和计算机技术，对时间控制可以达到很高精度。因此，在许多场合开关量输出控制精度比一般的模拟量输出控制高，而且利用开关量输出控制往往无须改动硬件，而只需改变程序就可用于不同的控制场合。共七十六页1. 光电耦合接口(ji ku) 光电耦合接口是通过光电元器件来实现的，光电元器件由发光二极管和光电三极管构成。可应用于信号隔离、开关电路、数模转换、逻辑电路(lu j din l)、长线传输、过载

33、保护、高压控制和电路变换等电路。注意:单片机系统的接地与光电隔离器的输出部分的地不能共地，两者的供电也不同，才能达到电气上隔离的作用。 D T 8031 P1.02003K5V5V共七十六页双向晶闸管触发(chf)接口(ji ku)电路5+VMCS-51 P1.07407 200220V 330RfzVTMOC3021 共七十六页2.电磁(dinc)继电器输出 继电器是电气控制中常用的控制器件，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”，因此在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 电磁继电器（EMR）一般由通电线圈和触点（常开或常闭）构成。当线圈通电时，由于磁场的作用，使

34、常开触点闭合以及常闭触点断开，而触点输出部分可以直接与高电压(diny)连接，控制执行机构动作。共七十六页电磁(dinc)继电器接口(ji ku)+5V J-1TIL117 VCDMCS-51 P1.07407 2003kJ VC1k1kT 9013D 共七十六页3. 固态(gti)继电器接口 固态继电器（SSR）是一种新型的电子开关，与机械式继电器相比，其控制电流小，无触点，无噪声，可以实现光电隔离，工作频率高，体积小，寿命长等特点，在计算机测控领域(ln y)中，有替代传统的机械式电磁继电器的趋势。 固态继电器有直流型和交流型两种。直流型主要用于直流大功率场合，交流型有过零触发和非过零触发

35、两种。交流型固态继电器本质是带光电隔离的可控硅组合装置，是一个有二个输入端，二个输出端的四端器件，外面用环氧封装。SSR1234共七十六页 直流型固态(gti)继电器的驱动电流在3-20mA，控制输出的工作电压在10-200V左右。 DC - SSR负载 如果负载是感性的，需加二极管吸收反电势引起的电能，保护直流固态(gti)继电器的输出部分，引脚4接负载端地，千万不能与控制端共地。共七十六页直流固态(gti)继电器接口(ji ku)电路+5V R MCS-51 P1.0DC-SSRZfz共七十六页 交流型固态继电器有三相和单相之分。在电路中，如要控制三相交流电机，则三相电源通过交流型固态继电

36、器加到电动机上，在控制方式上与直流型固态继电器相似。 在具体(jt)应用中，应根据控制电压和被控制电压的大小，选择适当的固态继电器，使用中，千万不能使负载端短路，造成大电流烧毁器件，要考虑器件的散热条件，使用感性负载时要加保护元件，一般固态继电器适用于大功率的控制场合。共七十六页单相(dn xin)交流固态继电器内部结构框图 交流固态(gti)继电器应用电路 共七十六页4. 电磁阀 电磁阀是常用的二位式电动执行器，它是依靠电磁力而工作的。它有电开型（通电(tng din)阀打开）和电闭型（通电(tng din)阀闭合）两种，当产品样本未标注时，一般均为电开型。 共七十六页电磁阀驱动(q dn)

37、电路电磁阀驱动(q dn)电路共七十六页3.6.1 串模干扰(gnro)及其抑制3.6 过程(guchng)通道的抗干扰与可靠性设计 串模干扰是指干扰电压与有效信号串联叠加后作用到系统上的。串模干扰通常来自于高压输电线、与信号线平行铺设的电源线及大电流控制线所产生的空间电磁场。由传感器来的信号线有时长达一二百米，干扰源通过电磁感应和静电耦合作用加上如此长的信号线上的感应电压，其数值是相当可观的。共七十六页 在控制系统中， 主要的抗串模干扰措施是用低通输入(shr)滤波器滤除交流干扰， 而对于直流串模干扰则采用补偿措施。 常用的低通滤波器有RC网络、 LC网络、 双T网络及有源滤波器。共七十六页

38、一般情况下可以考虑如下原则： (1) 若串模干扰频率比被测信号频率高，则采用低通滤波器来抑制高频串模干扰。 (2) 如果串模干扰频率比被测信号频率低，则采用高通滤波器来抑制低频串模干扰。 (3) 如果干扰频率处于被测信号频谱的两侧，则使用带通滤波器较为适宜。 (4) 当尖峰型串模干扰成为主要干扰源，系统对采样速率要求不高时，使用双斜率积分式A/D 转换器可以削弱串模干扰的影响。 (5) 对于主要来自电磁感应的串模干扰，应尽可能早地对被测信号进行前置放大，以提高回路中的信噪比(SIN)，或尽可能早地完成A/D 转换或采用隔离和屏蔽等措施。 (6) 如果串模干扰的变化速度与被测信号相当(xingd

39、ng)，则应消除产生串模干扰的根源，并在软件中使用数字滤波技术。 共七十六页3.6.2 共模(n m)干扰及其抑制 共模干扰是两个信号线之间或者一个信号线和地线之间的干扰。共模干扰是在信号线与地之间传输(chun sh)，属于非对称性干扰。往往是指同时加载在各个输入信号接口段的共有的信号干扰。 对于三相电路来说，共模干扰存在于任何一相与大地之间。是载流导体与大地之间的电位差。共七十六页变压器隔离(gl)示意图1. 变压器隔离变压器隔离干扰的原理图如下所示， 利用变压器把模拟信号电路与数字信号电路隔离开来， 即把模拟地与数字地断开， 使共模干扰电压不成回路(hul)， 抑制共模干扰。共七十六页2

40、. 光电隔离光耦合器， 简称光耦， 是以光为媒介传输信号的器件， 其输入端配置发光源， 输出端配置受光器， 因而输入和输出在电气上是完全隔离的， 如下图所示。 利用光耦合器完成信号的传送(chun sn)， 实现电路的隔离。 光耦合隔离(gl)电路图共七十六页3. 继电器隔离 利用继电器的线圈与触点之间没有电气联系的特点， 在信号通道(tngdo)里加接继电器可实现强弱电之间的抗干扰隔离。 常用电路如下图所示。继电器隔离(gl)示意图4. 屏蔽方法利用屏蔽方法使输入信号的“模拟地” 浮空， 从而达到抑制共模干扰的目的。共七十六页3.6.3 长线(chn xin)传输干扰的抑制 微机在工业测控系统中的普