检测信号的干扰及其抑制技术精品.pptVIP

第3章 检测信号的干扰及其抑制技术 3.1 电子测量系统的干扰与抑制 3.2 噪声源与噪声耦合方式 3.3 形成干扰的三要素及抑制干扰的措施 3.1 电子测量系统的干扰与抑制 3.1.1 干扰与防护的概念 干扰：来自于电子测量系统内部和外部并且对系统正常工作产生影响的因素。 防护：各种抗干扰的技术措施。 防护的任务：消除或减弱各种干扰对电子测量 系统正常工作的影响。 防护的手段：设法割断或减弱电子测量系统与外界 有害的联系，而同时不影响进行测量所需要的联系。 3.1.2 各种常见干扰及其抑制方法 机械干扰：由于机械振动或冲击，造成电气或电子元件振动、变形，而改变了系统的电气参数。 措施：减振，如使用减震弹簧或减振橡皮垫等。 橡胶海绵软垫 橡胶垫及弹簧 热的干扰：电子测量系统工作时产生的热量所引起的温度波动和环境温度的变化等，导致电路元器件参数发生变化（温度漂移）或产生附加的热电势等。 措施：采取热屏蔽、恒温设备、对称平衡结构、温度补偿元件等。 光的干扰：由于在测量系统中广泛使用各种半导体元器件，而这些半导体材料在光线的作用下会激发出电子—空穴对，使半导体元器件产生电势或引起阻值的变化，从而影响电子测量系统的正常工作。 措施：对于具体光敏作用的元件，多注意光的屏蔽问题。 散热实例 散热风扇 湿度干扰：湿度增加会使绝缘体的绝缘电阻下降、漏电 流增加，会使高值电阻的阻值下降，会使电介质的介电 常数增加等等，固湿度的变化必然影响电子测量系统的 正常工作。 防潮措施：如电气元件和印刷电路板的浸漆、环氧树脂 封灌和硅橡胶封灌等。 化学干扰：某些化学物品如酸、碱、盐、各种腐蚀性气体以及沿海地区由海风带到岸上的盐雾也会造成与潮湿类似的漏电腐蚀现象，会损坏电子测量系统元件和部件。 防护措施：浸漆、密封、定期通电加热驱潮等。 用绝缘漆浸渍过的控制变压器 浸漆可防止水分进入线圈内部 仪器设备的防潮试验 喷淋试验 仪器设备的防潮试验 “步入式”恒温恒湿房（参考江苏省计量测试技术研究所资料） 体积：25m3 ，温度调节范围：（-40～+80）℃， 湿度调节范围：（30～90）%RH 可用于进行大型仪器设备的高低温、恒定湿热、交变湿热试验。 电、磁的干扰 电和磁可以通过电路和磁路对电子测量系统产生干扰作用，在电子线路设计中只要有电场或磁场存在，就会产生电磁干扰。而电磁干扰对于电子测量系统而言，是最为普遍和影响最为严重的干扰，必须要采取多种措施来防护。（在以后我们自己做研究的过程中，这也是我们需要面对的一个比较难处理的问题） 3.2 噪声源与噪声耦合方式 3.2.1 噪声与信噪比 噪声：只在电子测量系统工作时，除了有用信号之外还存在着无用的、变化不规则的信号会影响测量结果，这种不希望出现的无用信号称为“噪声”。 信噪比：指的是在信号通道中，有用信号功率与伴 随的噪声功率之比。 注：S/N表示信噪比，Ps为信号功率、信号电压为Us，噪声功率为Pn、噪声电压为Un，dB为单位。 由上式可知，信噪比越大，表示噪声对有用信号的影响越小。 信噪比S/N的计算举例 在扩音机输入端测得：话筒输出的做报告者声音的平均电压为50mV，50Hz干扰“嗡嗡”声的电压为0.5mV，求信噪比。 解：S/N=20lg(50/0.5)dB=40dB 3.2.2 噪声源 常见噪声源：放电噪声源、电气设备噪声源和固有噪声源。 一、放电噪声源 由各种放电现象产生的噪声称为放电噪声。在放电现象中属于持续放电的有电晕放电、辉光放电和弧光放电；属于过渡现象的有火花放电。 1）电晕放电噪声主要来源于高压输电线，它具有间隙性，并产生脉冲电流，从而成为一种干扰噪声。对于一般的检测仪表来说，其影响不大。 2）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。只要在哪里电流是断续的，则此时在触点间引起的火花放电都将成为噪声源。 3）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。通常放电管具有负阻抗特性，所以与外电路连接时容易引起高频振荡，有时可达很高的频段，对电视也有影响。 二、电气设备噪声源 1）工频噪声 大功率输电线是典型的工频噪声源低电平的信号线只要一段距离与输电线相平行，就会受到明显的干扰。即使是室内的一般交流电源线，对于输入阻抗和灵敏度很高的检测仪器来说也是威力很大的干扰源。另外，在电子装置的内部，由于工频感应也会产生交流噪声。 2）射频噪声 高频感应加热、高频焊接等工业电子设备以及广播机、雷达等通过辐射或通过电源线会给附近的电子测量仪器