第8讲第2章-青岛大学.ppt

两个输入端之间的共模电压为 一般情况下，共模干扰电压Ucm总是转化成一定的串模干扰Un出现在两个输入端之间。 3.长线传输干扰及其抑制方法 （1）长线传输干扰 ① 长线的“长”是相对的； ②信号在长线中传输遇到三个问题： 一是长线传输易受到外界干扰， 二是具有信号延时， 三是高速度变化的信号在长线中传输时，还会出现波反射现象。 波反射现象：阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。 消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。 (2)长线传输干扰的抑制方法 采用双端输入、平衡式发送方式，外加匹配电阻即终端阻抗匹配或始端阻抗匹配，可以消除长线传输中的波反射或者把它抑制到最低限度。 在计算机控制系统中，常常采用双绞线和同轴电缆作信号线双绞线与同轴电缆。 双绞线的波阻抗一般 在100至200Ω之间， 绞花越密，波阻抗越低。 ①终端匹配 * * 国家级精品课程《计算机控制技术》 主讲教师：潘松峰 教授 青岛大学 第8讲 第2章 输入输出接口与过程通道（六） 1.串模抗干扰技术 2.共模抗干扰技术 3.长线传输干扰及其抑制方法 0.与干扰相关的几个概念 2.5.1 过程通道抗干扰技术 干扰:就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。 抗干扰措施：硬件措施，软件措施，软硬结合的措施 干扰的来源：外部干扰和内部干扰。 外部干扰：空间电或磁的影响，环境温度、湿度等气象条件。 内部干扰：分布电容、分布电感引起的耦合感应，电磁场辐射感应，长线传输的波反射，多点接地造成的电位差引起的干扰，寄生振荡引起的干扰，甚至元器件产生的噪声。 0.与干扰相关的几个概念 分布电容： 分布电容是指由非电容形态形成的一种分布参数。一般是指在印制板或其他形态的电路形式，在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容。这种电容的容量很小，但可能对电路形成一定的影响。在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响，尤其是在工作频率很高的时候。 分布电感： 在电路中，由于导线布线和元器件的分布而存在的电感叫分布电感。根据电感器的频率特性，可以知道由于分布电感的数值一般不大，在低频可以不考虑分布电感的影响，但对于高频交流电路，分布电感的影响就不能忽略了。 0.与干扰相关的几个概念 1.串模干扰及其抑制方法  (1)串模干扰 所谓串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声。也称为常态干扰。 一般情况下，串模干扰均比被测信号变化快，故常用二级阻容低通滤波网络作为模/数转换器的输入滤波器。 当被测信号变化较快时，应相应改变网络参数，以适当减小时间常数。 （2）串模干扰的抑制方法 串模干扰的抑制方法应从干扰信号的特性和来源入手。 ①采用低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器。 1.串模干扰及其抑制方法 ② 当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时，用双积分式A/D转换器可以削弱串模干扰的影响。若干扰信号是周期性的而积分时间又为信号周期或信号周期的整数倍，则积分后干扰值为零，对测量结果不产生误差。 ③对于串模干扰主要来自电磁感应的情况下，对被测信号应尽可能早地进行前置放大，从而达到提高回路中的信号噪声比的目的；或者尽可能早地完成模/数转换或采取隔离和屏蔽等措施。 1.串模干扰及其抑制方法 ④从选择器件入手，利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰。 ⑤采用双绞线减少电磁感应，并且使各个小环路的感应电势互相呈反向抵消。选用带有屏蔽的双绞线或同轴电缆做信号线，且有良好接地，并对测量仪表进行电磁屏蔽。 采用附加电容器 降低某个逻辑电路的工作速度 来抑制高频干扰 使得逻辑电路的工作速度较慢 来抑制高频干扰 通过高阈值电平 来抑制低频噪声干扰 1.串模干扰及其抑制方法 采用高抗扰度逻辑器件 采用低速逻辑器件 （1）共模干扰 共模干扰是指模/数转换器两个输入端上共有的干扰电压。共模干扰也称为共态干扰。 共模干扰产生的原因： 被测信号Us的参考接地点和计算机输入信号的参考接地点之间往往存在着一定的电位差Ucm。 共模干扰示意图 2.共模干扰及其抑制方法 单端对地输入和双端不对地输入 对于存在共模干扰的场合，不能采用单端对地输入方式，因为此时的共模干扰电压将全部成为串模干扰电压。所以必须采用双端输入不对地方式。 ZS、ZS1、ZS2为信号源US的内阻抗，ZC、ZC1、ZC2为输入