新学习队员实验箱说明书传感器

一、干扰①噪声是绝对的，它的产生或存在不受接收者的影响，一、干扰①噪声是绝对的，它的产生或存在不受接收者的影响，②噪声与干扰是因果关系，噪声是干扰之因，干扰是噪§18.1干扰来源及分二、分干二、分干扰的类二、电磁干扰概二、电磁干扰概㈠、定义：任何可能引起装置、设备或系统性能降低电磁现象。（国标GB/T4365-㈡、电磁干扰的分1、按传播途径分传导干扰：通过电路耦合的干扰。（例如导线传2、按干扰的来源分⑴、自然干图①、雷电：干扰信号的频率：10～100kHz②、宇宙干扰：来自太阳和其他星系的电磁噪声干扰号的频率：几十M～几十Gz。例如太阳黑子活动造成⑵、人为干3、3、按信号的功能分非功能性干扰：无用的电磁泄漏产生的干扰4、按场的性质分类：电场干扰，磁场干5、按干扰的特性分频率：射频干扰（低频、高频、微波工频干扰带宽：宽带干扰、窄带干扰。㈢、产㈢、产生电磁干扰的三个要①、电磁干扰源②、对此类干扰敏感的仪器设备（被干扰体）③、干扰信号耦合的通道（传播途径：传导、辐射）四、噪声的耦合方◆电容AB～U 四、噪声的耦合方◆电容AB～U jωCmZi互感M◆U jωMI◆共阻电源内阻抗的共阻抗耦2.公共地线的耦信◆共阻电源内阻抗的共阻抗耦2.公共地线的耦信号输出电路的相互干BA◆漏电～◆传导◆辐◆传导◆辐射电磁场耦一、抑制电磁干扰的一、抑制电磁干扰的基本oo消除或抑制噪声破坏干扰的耦合消除接收电路对干扰的敏采用软件抑制干二、抑制电磁干扰的基本措1、屏二、抑制电磁干扰的基本措1、屏：静电屏；电磁屏；低频磁BBAAAΦΦeNΦΦeN2、接2、接3、浮C2～RC3、浮C2～RC4、对称电5、隔离技隔离变压电电～4、对称电5、隔离技隔离变压电电～6、滤6、滤7、脉冲电路的噪三、三、抗干扰技术的应传输线引入干扰的抑印制电路板的抗干A/D转换中的抗干采用软件方法提高A/D抗干扰能传感器的抗干负载干扰的抑电源所致干扰的抑••••••••••为什么要地地线问题－地环电缆屏蔽层的接安全++++安全++++信号定义：信号电流流回信号源的低阻信号定义：信号电流流回信号源的低阻抗地线引发干扰问题地线引发干扰问题的地线电位示意地线电位示意2mV~100mV~10mV~20mV~导线的阻Z=+导线的阻Z=+趋肤效I导线的频d=0.65cm d=0.27cm d=0.06cm d=0.04cm m导线的频d=0.65cm d=0.27cm d=0.06cm d=0.04cm m金属条与导线的阻抗金属条与导线的阻抗0S/123456789地线问题－地地线问题－地隔离变隔离变21光隔离光耦器光隔离光耦器共模扼流圈的作LR1VS+共模扼流圈的作LR1VS+IVN/RL/（RS+=R1/f平衡电路对地环路干扰的抑平衡电路对地环路干扰的抑VV地线问题－公共阻抗电路电路~地线问题－公共阻抗电路电路~接地方式种接地方式种单点接1AIII123BCARBRC23并联单点接串联单点单点接1AIII123BCARBRC23并联单点接串联单点接优点：简缺点：公共阻抗耦串联单点、并联单点混合接串联单点、并联单点混合接线路板上的地噪线路板上的地噪长地线的阻LLRRCZP=并联谐串联谐=设Z0=长地线的阻LLRRCZP=并联谐串联谐=设Z0=多点接多点接混合接~~混合接~~屏蔽的概屏蔽的概–电屏–磁屏–电磁屏实际屏蔽体的问双绞线和金属屏蔽屏蔽的屏蔽的••电屏电屏具有空腔的金属导体在静电平衡状态下，不仅导体内部场强为零，而且腔内场强也为零，因而置于腔内的物体不受外界电场的影响，这种作用叫静电屏蔽。电屏1.静电屏蔽的⼀般方法是在电容耦合通道插入⼀个接地的金属屏蔽导体2.电屏1.静电屏蔽的⼀般方法是在电容耦合通道插入⼀个接地的金属屏蔽导体2.由于金属屏蔽导体接地，其中的干扰电压为磁屏载流导体或线圈周围都会产生磁场，如果电流是随时间变化的，则磁场也随时间变化，这变化的磁屏载流导体或线圈周围都会产生磁场，如果电流是随时间变化的，则磁场也随时间变化，这变化的磁场会对其他元件或电路造成干扰；对于低频磁场的屏蔽，主要依赖高导磁率材料所具有的小磁阻起磁分路作用••高导磁率材料的磁旁路效高导磁率材料的磁旁路效SE=1+怎样屏蔽低频磁场怎样屏蔽低频磁场磁屏蔽材料的频率特坡磁屏蔽材料的频率特坡莫合μ金镍5冷轧1电磁屏电磁屏•电磁屏蔽与电磁屏蔽与静电屏静电屏蔽要求屏蔽体必须接地••••实际屏蔽体的实际屏蔽体的缝隙的低频起主要作高频起主要作缝隙的低频起主要作高频起主要作缝隙的缝隙的电磁密封电磁密封衬垫的种•••••指形簧片(不同表面涂覆层的指形指形簧螺旋螺旋管电磁密封衬电磁密封衬垫的主要电磁密封衬垫的主要屏蔽效回弹力（关系到盖板的刚度和螺钉间距最小密封压力（关系到最小压缩量最大形变量（关系到最大压缩量压缩永久形变（关系到允许盖板开关次数电化学相容性（关系到屏蔽效能的稳定性各种电磁密封衬垫的衬垫种屏蔽效弹形密价 高好小无低好小无中高好小有高好小无高低频高高好无中各种电磁密封衬垫的衬垫种屏蔽效弹形密价 高好小无低好小无中高好小有高好小无高低频高高好无中低频高高好小无低低频低高差大有高低频低高好好小小有有低低频高高低电磁密封衬垫的安装绝缘电磁密封衬垫的安装绝缘显示窗/器件屏蔽滤显示窗/器件屏蔽滤波操作器件的处操作器件的处通风口的通风口的处穿孔金属屏蔽电缆穿过屏蔽屏蔽电缆穿过屏蔽机箱的方屏蔽壳屏蔽壳体上的屏蔽壳体上不允许有任何导线穿过，屏蔽效能再高的屏蔽体，⼀旦有导线穿过屏蔽体，屏蔽体的屏蔽效能就会大幅度下降。这是因为导线充当了接收干扰和辐射干扰的天线。当有导线要穿过屏蔽体时，必须使用贯通滤波器，如图所示。这样可以将导线接收到的干扰滤除到屏蔽体上，从而搭电子设搭电子设备中，金属部件之间的低阻连接称为搭接。例如••••搭接不良的滤滤波搭接不良的滤滤波器接地阻搭接不良的机V搭接不良的机VI搭接阻抗的测搭接阻Z=V/I~搭接阻抗的测搭接阻Z=V/I~不同不同的搭接频率频率不同搭接方式不搭接搭接点的保双绞线和双绞线和金属屏蔽抑制静电感应干扰采用金属网的屏蔽线抑制电磁感应干扰采用双绞••金属金属屏双绞双绞线的节双绞线双绞线的接地与传送传送距离在5米以双绞线双绞线的接地与传送传送距离在10•屏蔽层不接地：VNVS=V1[/(+)屏蔽层接地时：VNVS屏蔽层不接地：VNVS=V1[/(+)屏蔽层接地时：VNVS屏蔽要点屏蔽要点••••滤波器的作•滤滤波器的作•滤波器的种信号滤波器的安装位滤波器的正确安•滤波器的滤波器的概衰减系••••EI滤EI滤波器基本的工作原理与普通滤波器⼀样，都EI滤波器的分1、反射式滤波器：由电感器和电容器组成，利用反射或旁路，使干扰信号不能通过。①、低通滤波器，使低频信号通过，高频信号衰减②、高通滤波器：抑制低频干扰信例如：从信号通道上滤除交流声干扰③、带③、带通滤波器：只允许某⼀频率范围内的信号通过④、带阻滤波器，只抑制某⼀频率范围内的干扰信号通过2、损耗滤波例如：铁氧体管，铁氧体磁环，磁环扼流圈等⑵、几种常用的损耗滤波①、铁氧体管，如图把铁氧②、电缆滤②、电缆滤波器：在导线包⼀层高频损耗材③、滤波连接器如图所示④、④、磁环扼流圈，如图(a)所示，在导线上套⼀个圆环应用：电源线，数字信号线⑤、穿心电容，外形如图(b)所示，原理如图(c)。⼀端片接导线，另⼀个通过外壳接地，用于高频滤波滤波器的作滤波器的作满足电源线干扰发射和抗扰度要满足电源线干扰发射和抗扰度要满足抗扰度及设备辐射发射信号满足抗扰度及设备辐射发射信号线滤波干扰开关电源噪50Hz的奇次谐波（1、3、5、）••开关频率的基频和谐波（1MHz以下差模为主，1MHz以上共模为主）开关电源噪50Hz的奇次谐波（1、3、5、）••开关频率的基频和谐波（1MHz以下差模为主，1MHz以上共模为主）滤波器的种滤波器的种低通滤波器类TC反L低通滤波器类TC反L滤波器的选根滤波器的选根据阻抗选用滤波电•器件参数的确低通滤波器对脉冲信号的影•根据阻抗选用滤波电源阻电路结负根据阻抗选用滤波电源阻电路结负载阻高C、、多高高、多级低低反、多级高低L、多级低器件参数的确LRRCL=R/对于T形（多级T）C=1/器件参数的确LRRCL=R/对于T形（多级T）C=1/形（多级π）πL/2实际电容器的引线长1.6mm的陶瓷电容1/2fCL谐振频率 实际电容器的引线长1.6mm的陶瓷电容1/2fCL谐振频率 0.1433001100680330陶瓷电容谐振阻Ω 陶瓷电容谐振阻Ω 温度对陶瓷电容容量的影50温度对陶瓷电容容量的影5000电压对陶瓷电容容量的影0电压对陶瓷电容容量的影00%额定电压实际电感器的f1/2LC实际电感器的f1/2LC电感寄生电容的来电感寄生电容的来每圈之间的电导线与磁芯之间的电容磁芯为导体时，CTC为主要因素磁芯为非导体时，CTT为主要因素克服电容非理想性的衰大电克服电容非理想性的衰大电频 LC并电感并联三端电容器的容形低通三端电容器的容形低通滤波着不良作普通电三端电容的正确三端电容的正确使接地点要12三端电容器的三端电容器的穿心电容更胜金属板隔输入输出一周接电感很穿心电容更胜金属板隔输入输出一周接电感很穿心电穿心电容、馈通滤波以穿心电容为基础的馈通滤波馈通滤波器馈通滤波器使用注意必须安装在金属板上，并在⼀周接•••最好焊接，螺纹安装时要使用带⻮焊接时间不能过上紧螺纹时扭矩不能过线路板上使用馈通滤线路板地线线路板上使用馈通滤线路板地线减小电感寄减小电感寄生电容的起始端与终⽌端远离（夹角大于40度尽量单层绕制，并增加匝间距，采分组绕制（要求高时，用大电感和小电感串联起来使用共模扼共模扼铁粉磁芯：铁粉磁芯：不易饱和、导磁率低，作差模扼流圈的磁锰锌：μr500~10000，R=0.1~100Ωm镍锌：μr10~100，R=1k~1MΩm铁氧体：最常超微晶：μr>10000，做大电感量共模扼流圈的磁干扰抑制用铁Z=jL+干扰抑制用铁Z=jL+LZR低通滤低通滤波器对脉冲信号的影信号滤波器的安装位板上滤波信号滤波器的安装位板上滤波板上滤波器的注意事滤波器要并排安为滤波设置干净滤波器板上滤波器的注意事滤波器要并排安为滤波设置干净滤波器靠近接在接口处设置档线路板的干净地与金属箱或大金属板紧密搭面板上滤波的简易（面板上滤波的简易（临时）方电缆滤波的方连接馈通滤波电缆滤波的方连