测控电路第八章抗干扰.pptVIP

第八章 测控电路中的抗干扰技术 电磁干扰 自然界的各种充放电现象和人类的各种用电活动，都会使空间电场和磁场产生有序或无序的变化。 电磁环境及其变化过程对处于该环境的各种电气设备产生各种形式的电磁干扰。 抗电磁干扰技术—— “电磁兼容性技术”。 装置或系统在其设置的预定场所投入实际运行时，既不受周围电磁环境的影响，又不影响周围的环境，也不发生性能恶化和误动作，而能按设计要求正常工作的能力。 形成电磁干扰的要素 噪声源－－向外发送干扰的源。（措施：抑制噪声源，直接消除干扰原因） 噪声的耦合和辐射－－传播电磁干扰的途径。（措施：消除噪声源和受扰设备之间的噪声耦合和辐射） 受扰设备－－承受电磁干扰的客体。（措施：加强受扰设备抵抗电磁干扰的能力，降低其对噪声的敏感度。 电磁兼容不等式 噪声发送量×耦合因素噪声敏感阈值 如果电子设备所有噪声入口处都达到这一条件并有足够裕量，则设备达到抗干扰要求; 如果电子设备的某个或某些噪声入口,不满足上述不等式要求，或者虽能勉强满足但裕量太小，则该电子设备达不到抗干扰要求。 一、干扰和噪声源 外部噪声 自然界噪声源(主要指自然界雷电产生的噪声，如电离层的电磁现象产生的噪声)和人为噪声源(如电气设备、电台干扰等)； 内部噪声 又名固有噪声，它是由检测装置的各种元件内部产生的，如热噪声、散粒噪声等。 噪声与一般的电信号不同 一般的电信号可以用确定的时间函数来描述(如正弦信号、脉冲信号) 噪声是不能用预先确定的时间函数来描述的。 表征一个系统干扰的主要指标——“信噪比S／N” 在信号通道中，有用信号成分与噪声信号成分之比。 内部噪声 由于检测装置内部元件的物理性的无规则波动所形成的固有噪声源有三种：热噪声、散粒噪声和接触噪声。 热噪声 又称电阻噪声，是由于电阻中电子的热运动所形成的。 电阻两端的噪声电压也是无规则的 所包含的频率成分是十分复杂的 热噪声电压的有效值与电阻值的平方根成正比 减小电阻、带宽和降低温度有利于降低热噪声 散粒噪声 存在于电子管和晶体管中，是通过晶体管基区的载流子的无规则扩散以及电子空穴对的无规则运动和复合形成的。 接触噪声 由于两种材料之间不完全接触，从而形成电导率的起伏而产生的 发生在两个导体连接的地方，如继电器的接点、电位器的滑动接点等 接触噪声正比于直流电流的大小 接触噪声通常是低频电路中最重要的噪声源 外部噪声 1．放电噪声 在放电过程中会向周围空间辐射出从低频到高频的电磁波，而且会传播得很远。 例如在一个大气压的空气中，对曲率半径较小的两电极间施加电压，电压慢慢升高时，最初几乎无电流流过，当电压升高到一定数值时，如果电极中介质完全被电离时(称为电晕)，电极尖端引起局部破坏，电流急剧增加，形成电晕放电；如果继续升高电压，将会经过火花放电过渡到弧光放电，此时空气击穿，同时向周围辐射出各种频率的电磁波。几乎对各种电子设备都有影响。 1)电晕放电噪声 主要来源于高压输电线; 间隙性，产生脉冲电流，伴随高频振荡; 主要对电力线载波电话、低频航空无线电台及调幅广播等产生影响，对电视和调频广播则影响不大 2)放电管(如日光灯、霓虹灯)放电噪声 属于辉光放电和弧光放电 放电管负阻抗特性，与外电路连接时引起高频振荡，对电视有影响 3)火花放电噪声 例如雷电、电气设备中电刷和整流子间周期性放电、火花式高频焊机、继电器触点的通断(电流很大时则会产生弧光放电)、汽车发动机的点火装置等 只要电流断续，则在触点间引起的火花放电都是噪声源 二、干扰与噪声的耦合方式 三、干扰与噪声抑制的一般措施 一是直接抑制、减弱或消除干扰与噪声源的对外作用； 二是切断或减弱从干扰与噪声源到受扰电路的耦合通道。 主要措施有屏蔽、接地、隔离、合理布线、灭弧、净化、滤波和采用专门电路与器件等。 Pl为干扰与噪声的入射能量，Rl为干扰与噪声在第一边界面上的反射能量，R2为干扰与噪声在第二边界面上被反射与在屏蔽层内被吸收的能量，P2为干扰与噪声透过第二边界面后的剩余能量。如果屏蔽形式与材料选择得好，可使由屏蔽容器外部进入其内部的干扰能量P2明显小于P1，或者使从屏蔽内部干扰源逸出到容器外面的干扰能量显著减小。 本章小结 电磁兼容性概念 形成干扰的三要素 干扰与噪声抑制的一般措施 作业 8-1 实验安排 实验七　ＰＷＭ调速 本周六上午 8:00－9:30 9:30－11:00 11:00－12:30 实验八　温度测量系统 本周六下午 13：00－14：30 14：30－16：00 16：00－17：30 分组情况同实验六，地点：KJ225 答疑时间 下周二３－５节，地点：ＫＪ２１９ 从嗓声源发出的传导噪声或辐射噪声经过导线或空间到达电子设备的相应部位，进入电源电路、输入电路等