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生物医学电子学 医学测量仪器中的干扰和噪声 医学测量仪器中的干扰和噪声 对于信号来说，干扰和噪声是有害的扰动， 严重的影响了信号的检测。 为了区别，一般把可以外界因素对放大电路 中各部分的影响称为干扰，而把由于材料或器件的 物理原因所产生的扰动称为噪声。 1 干扰  磁场干扰  电场干扰  电磁场干扰 (1) 磁场干扰 磁场的干扰来源于变压器、电动机和荧光灯 的镇流器等设备，这些设备中的线圈通以交流 电时，就会产生一个交变的磁场，在交变磁场 中的其他导线环路或其他线圈都会感应出电动 势。 磁场干扰通过电感性耦合进入放大电路。 电感性耦合  电感性耦合又称磁耦合；  起因：干扰电流产生的磁通随时间变化从 而形成干扰电压。  在系统内部，线圈和变压器的漏磁是形成干扰 电压的主要原因。  在系统外部，多数是由于两条导线在长距离架 设中形成干扰电压。 电感性耦合 (a)耦合示意图 (b)电路II的等效电路 (c)用互感表示的等效电路 电感性耦合 感应电压： u ωBA cosθ s 2 A为闭合回路Ⅱ所包围的面积(m ) ， B为正弦变化磁通密度的均方根值(wb ／m2) ． ω 为角频率(rad/s)，θ为B与面积A法线的夹角。 电感性耦合  根据法拉第电磁感应定律，这种干扰的强度与电路或线圈的 环路面积成正比。  磁场干扰直接影响医学测量仪器，必须采取措施予以抑制。  一般说来，磁场干扰的频率较低，当作用距离较近时，作用 较强。 (2) 电场干扰 电场的干扰主要来源于交流电源，其中50Hz的工频干 扰最普遍。 一般放大电路的直流电源是用50HZ的交流电源经整流、 滤波、稳压后得到的，如果滤波不齐，整流电源输出的 电压就有50HZ的纹波电压，使电路的电流产生波动而形 成干扰电压，特别是第一级，由于电源所产生的干扰电 压将被后续各级放大而使输出端产生较大的干扰电压。  50Hz的工频干扰除了通过传感器及其引线引入放大电路意 外，还通过电容性耦合形成进入放大电路形成电场干扰。 （交流信号） 电容性耦合  起因：分布电容  在电子系统内部元件和元件之间，导线与导线以及导 线与元件之间等等都存在着分布电容。  一个导体上的电压或干扰成分通过分布电容使导体上 电位受到影响——电容性耦合。 电容性耦合 平行导线容性耦合 (3) 电磁场干扰 电磁场干扰的主要来源是各类无线电发射装置、各种工 业干扰、无线电台和设备内部的高频电磁场干扰。 电磁场干扰的特点是频率高，作用距离远，幅值不稳定。 交流电源线、测试系统中的长线都能引起传导耦合，它 们都具有天线的效果，能够拾取空间的干扰引入测试系统。 干扰的抑制  屏蔽  合理接地  其他抑制干扰的方法 I. 屏蔽  所谓屏蔽，泛指在两个空间区域加以金属隔离，用以控 制从一个区域到另一个区域电场或磁场的传播。  屏蔽分主动屏蔽和