(精)7_抗干扰技术.ppt

第七章 抗干扰技术 测控技术与仪器系 从干扰出现的区域分类 1)内部干扰 2)外部干扰 从干扰对电路作用的形式分类 1)差模干扰 2)共模干扰 抑制电磁干扰的基本方法 消除或抑制噪声源 　破坏干扰的耦合通道 　降低接收电路对干扰的敏感性 (硬件\软件) 4) 噪声源 内部噪声源 电路元器件产生的固有噪声 感性负载切换时产生的噪声干扰 感性负载――交、直流继电器、接触器、电磁铁和电机等。 感性负载切换时线圈两端会出现很高的瞬态电压，产生强烈的噪声干扰。 接触噪声 外部噪声源 天体和天电干扰 放电干扰 射频干扰 工频干扰 结论： 1）当干扰源的电压U1和角频率ω一定时，要降低静电电容性耦合效应就必须减小电路的等效输入阻抗R和寄生电容C12。 2）小电流、高电压噪声源对测试系统的干扰主要是通过电容性耦合。 电磁耦合是由于两个电路间存在互感。 结论： 1）干扰电压正比于干扰源角频率ω、互感系数M和干扰源电流。 2）大电流低电压干扰源，干扰耦合方式主要为电感性耦合。 4）共阻抗耦合 电源内阻抗的共阻抗耦合 公共地线的耦合 信号输出电路的相互干扰 电源内阻抗的耦合干扰 公共地线耦合干扰 由于地线本身具有一定的阻抗，当其中有电流通过时，在地线上必产生电压，该电压就成为对有关电路的干扰电压。 输出阻抗耦合干扰 当信号输出电路同时向几路负载供电时，任何一路负载电压的变化都会通过线路公共阻抗(包括信号输出电路的输出阻抗和输出接线阻抗)耦合而影响其他路的输出，产生干抗。 7．1．3噪声的干扰模式 2）共模抑制比 共模抑制比的定义 共模抑制比的意义 反映电路抑制共模干扰的能力； 共模噪声在输出端形成的干扰 【例7－1】常见的双线传输电路。图中r1,r2分别为两传输线的内阻，R1、R2分别为两传输线输出端即后接电路的两输入端对地电阻，试推导该电路的共模抑制比。 共模噪声在输出端产生的干扰电压为 令上两式相等得该电路的共模抑制比为 7.2.1接地技术 1) 接地的基本概念 “地”――电路或系统中为各个信号提供参考电位的一个等电位点或等电位面 “接地”――将某点与一个等电位点或等电位面之间用低电阻导体连接起来，构成一个基准电位。 1、测控系统中的地线种类 信号(源)地——指传感器本身的零电位基准线。 模拟地——模拟信号的参考点，即模拟电路的直流电源的参考点。 数字地——数字信号的参考点，即数字电路的直流电源的参考点。 负载地——指大功率负载或感性负载的地线。通常也称为噪声地。 系统地——整个系统的统一参考电位。系统或设备的机壳上的某一点通常与系统地相连接，供给系统各个环节的直流稳压或非稳压电源的参考点也都接在系统地上。 2、共地和浮地 3、接地方式 2)接地环路与共模干扰 1、信号源和系统地都接大地――会形成接地环路 两个接地点之间的电位差（地电压）将产生共模干扰： 2、信号源和系统地不都接大地（例如只系统地接大地） 由于信号源与大地绝缘，即漏电电阻很大，故形成的干扰很小： 3) 系统接地设计 1、接地设计的两个基本要求： 消除各电路电流流经一个公共地线阻抗时所产生的噪声电压； 避免形成接地环路，引进共模干扰。 2、输入信号传输线屏蔽接地点的选择 3、电源变压器静电屏蔽层的接地 4、直流电源接地点的选择 不同性质的电源地线不能任意互连，而应分别汇集于一点，再与系统地相接。 5、印刷电路板的地线布局 模拟地和数字地分设，通过不同的引脚与系统地相连，各个组件的模拟地和数字地引脚分别连到电路板上的模拟地线和数字地线上。 尽可能减少地线电阻，因此地线越宽越好。 模拟地线可用来隔离各个输入模拟信号之间以及输出和输入信号之间的有害耦合。 数字信号亦可用数字地线进行隔离。 6、机柜地线的布局 在中、低频系统中，地线布局须采用单点接地方案，其原则是： 各个单元电路的各种地线不得混接。 单元电路板不多时，可把各单元的不同地线直接与有关电源参考端分别相接。 单元电路板很多时，各印刷板一般被分装在多层框架上，在各个框架上安装几个横向汇流排，分别用以分配各种直流电源、沟通各个印刷板的各种地线。而各个框架之间安装若干纵向汇流排连接所有的横向汇流排。 7.2.2屏蔽技术 一、屏蔽的类型和原理 7.2.3长线传输的干扰及抑制 一、长线感应干扰的抑制方法 1、采用双线传输 2、长线驱动 7.2.4共模干扰的抑制 一、隔离技术― 断开地环路，阻止共模噪声通过但允许差模信号通过。 1、隔离变压器 适用于50Hz以上的信号，不适用于低频，特别是超低频。 当信号