6抗干扰技术.docVIP

第6章 抗干扰技术 课题1：抗干扰技术 课时安排：2 教材分析 难点： 干扰的抑制手段 重点： 干扰的作用方式和抑制手段 教学目的和要求 1、了解干扰的来源和分类 2、掌握干扰的作用方式和抑制手段 采用教学方法和实施步骤： 讲授、幻灯片放映 教学内容 一、噪声与干扰： 传感器电路中出现的无规律的，与被测量无关的信号称为噪声，常叠加在有用信号上。由噪声所造成的不良效应称为干扰。当噪声电压使电路不正常工作时，噪声就形成了干扰，噪声电压就是干扰电压。 对测量装置形成噪声干扰有三个基本要素：（1）噪声源；（2）噪声源到接收电路的耦合通道；（3）对噪声敏感的接收电路。即噪声源----耦合通道----接收电路。 二、干扰的来源与形式： 1、分类：外部干扰和内部干扰。外部干扰又可分为自然干扰和人为干扰（工业干扰）。 2、外部噪声干扰：放电噪声干扰、电气设备干扰。 放电噪声干扰又分为：（1）电晕放电噪声：主要来自高压输电线。对一般仪表来说其影响不大。主要来自：自然界的雷电、电机电刷火花、继电器，接触器接点在闭合和断开时产生的火花、汽车发动机的点火装置以及高压电器由于绝缘不良引起的放电等等都是火花放电噪声源主要来自各种放电管。例：交流供电的萤光灯以及霓虹灯等等也成为一种严重的噪声源。大功率输电线是典型的工频噪声源。室内的交流电源线对输入阻抗高、灵敏度高的检测仪表其干扰作用很强。工频电源电压波形的失真、产生高次谐波分量而产生严重干扰高频焊机、高频感应加热等工业设备以及广播机、雷达等通过幅射或电源线严重影响附近的检测仪表或装置。电子开关在通、断时并不会产生火花，但是由通断速度极快使电路中的电压和电流发生急剧变化，形成冲击脉冲而成为检测装置的严重干扰源。可控硅的电压调整电路对其它电子装置的干扰就是一种典型的例子。又称内部噪声源，它包括：热噪声和散粒噪声以及接触噪声，它是由于物理性的无规则波动而造成的噪声，具有随机性。a）热噪声：是指电阻元件不与电源相连，在它两端也会存在极微弱的电压值。这种电压是由于电阻中的电子热运动而形成的噪声电压。由于其电子运动的随机性所以其两端的噪声电压也是随机的。b)散粒噪声：是指电子管阳极的电子的随机发射，以及半导体晶体管基区载流子的随机扩散而形成的噪声电流1/f噪声，它取决于元器件材料表面特性。接触噪声是由两种材料之间的不完全接触，从而引起电导率的起伏而产生的噪声。例如：继电器的接点、电位器的滑动触点等。噪声比 在实际检测工作中，人们不希望有各类噪声，但也无法完全排除，所以只能要求噪声尽可能小些。因此引入一个噪声比概念。 噪声比）是指有用信号功率（）与伴随的无用的噪声功率（）之比值。单位是：分贝（dB）其表达式：　　　　其值越大，即表示噪声的作用影响越小。（2）共阻抗耦合干扰。主要有电源内阻和接地线阻抗。 共阻抗耦合是由于两个电路共有阻抗，当一电路中有电流流过时，通过共有阻抗便在另一个电路中产生干扰。例如：几个电路共同由同一个电源电时，会通过电源内阻互相干扰。在放大器中，各放大级通过接地线电阻互相干扰等等。其等效共阻抗耦合电路（1）通过电场耦合的干扰： 静电耦合又称电容性耦合，它是由于两电路之间存在有寄生电容使一个电路的电荷变化，影响另一个电路。如图所示，两根平行导线之间存在静电耦合的情况。电磁耦合电磁耦合又称互感耦合。它是由于两个电路之间存在有互感，使一个电路的电流变化通过磁交链影响到另一个电路。例如，电子装置内部线圈或变压器的漏磁是对邻近电路一种很严重的干扰。各种噪声源产生的噪声必然要通过各种耦合方式进入仪表，并对其产生干扰。根据噪声进入信号测量电路的方式及与有用信号的关系，可将噪声干扰分为差模干扰和共模干扰。 1、差模干扰（又称串模干扰） 它使检测仪表的一个信号输入端子相对另一个信号输入端子的电位差发生变化。即干扰信号是与有用信号按电势源形式串联起来作用于输入端。因为它和有用信号迭加起来直接作用于输入端，所以直接影响测量结果。 它可以用二种方式的等效电路图表示。 a)磁场耦合干扰 b)漏电阻耦合干扰 c)共阻抗耦合干扰 2、共模干扰：（又称对地干扰、同相干扰） 干扰信号使两个输入端的电位相对于某一公共端一起变的属共模干扰。它是相对于公共的电位基准点（通常为接地点），在检测仪表的两个输入端子上同时出现的干扰。虽然它不直接影响测量结果，但是当信号输入电路参数不对称时，它会转化成差模干扰，而影响测量结果。 实际上由于共模干扰的电压数值上比较大，而且它的耦合过程不易搞清，排除困难，所以它比差模的影响更为严重。 a)等效电路 b)漏电流干扰 c)分布电容耦合干扰 d)两点接地干扰 五、干扰的抑制技术： 消除或抑制干扰源；破坏干扰途径；削弱接收电路对干扰的敏感性