现代监测技术.第四章(一).ppt

第四章 干扰与抑制 电磁波可以通过电网以及直接辐射的形式传播到离这些噪声源很远的监测装置中。在工频输电线附近也存在强大的交变电场，在强电流输电线附近存在干扰磁场，对监测装置造成干扰。由于这些干扰源功率强大，要消除他们的影响较为困难，必须采取多种措施来防护。 电磁兼容（EMC）概念 我国从２０世纪80年代至今已制定了上百个电磁兼容的国家标准，强制要求多数电气设备必须通过相关电磁兼容标准的性能测试，否则为不合格产品。通俗地说，电磁兼容是指电子系统在规定的电磁干扰环境中能正常工作的能力，而且还不允许产生超过规定的电磁干扰 。 4.1 电磁干扰的来源 电磁干扰源分为两大类：自然界干扰源和人为干扰源，后者是检测系统的主要干扰源。 1.自然界干扰源包括地球外层空间的宇宙射电噪声、太阳耀斑辐射噪声以及大气层的天电噪声。 2.人为干扰源包括无线电发射装置发出的电磁波、生产现场的电弧、高压发电、电火花加工产生的电磁干扰、电源产生的工频干扰等 自然界干扰源和人为干扰源 X光机产生大功率 高频干扰 雷达会产生大功率高频干扰 电吹风机干扰电视机的演示 电吹风机产生的电磁波干扰以两种途径到达电视机：一是通过共用的电源插座，二是以空间电磁场传输的方式由电视机的天线接收。应设法切断这些干扰途径。 路和场的干扰 路的干扰必须在干扰源和被干扰对象之间有完整的电路连接，干扰沿着这个通路到达被干扰对象。例如通过电源线、变压器引入的干扰 ；场的干扰不需要沿着电路传输，而是以电磁场辐射的方式进行。例如，电源线对传感器的信号线的电场耦合干扰；又如电焊机电缆上的强电流对信号线的磁场耦合干扰。 1．通过路的干扰 由泄漏电阻 引起的干扰 由共阻抗耦合引起的干扰 当两个或两个以上的电路共同享有或使用一段公共的线路, 而这段线路又具有一定的阻抗时, 这个阻抗成为这两个电路的共阻抗。第二个电路的电流流过这个共阻抗所产生的压降就成为第一个电路的干扰电压。常见的例子是通过接地线阻抗引入的共阻抗耦合干扰。 由电源配电回路引入的干扰 交流供配电线路在工业现场的分布相当于一个吸收各种干扰的网络, 而且十分方便地以电路传导的形式传遍各处，经检测装置的电源线进入仪器内部造成干扰。最明显的是电压突变和交流电源波形畸变，它使工频的高次谐波 (从低频一直延伸至高频) 经电源线进入仪器的前级电路。例如，由调压或逆变电路中的晶闸管引起的大功率高次谐波干扰；又如开关电源经电源线往外泄漏出的几百千赫兹尖脉冲干扰。 2．通过场的干扰 由电场耦合引起的干扰： 电场耦合实质上是电容性耦合。要减少电源线对信号线的电场耦合干扰，就必须减小两者间的分布电容，必须尽量保持电路和信号线的对地平衡，布线时，多采用双绞扭屏蔽线。 由磁场耦合引起的干扰 磁场耦合干扰的实质是互感性耦合干扰。防止磁场耦合干扰途径的办法有：使信号线远离强电流干扰源，从而减小互感量M ；采用低频磁屏蔽，从而减小信号线感受到的磁场；采用绞扭导线使引入到信号处理电路两端的干扰电压大小相等、相位相同，使差模干扰转变成共模干扰 。 由电焊引起的干扰 电焊机电缆产生强磁场干扰 共模干扰与串模干扰 如果干扰源对两根信号传输线的干扰大小相等、相位相同, 就属于共模干扰。由于“仪用放大器”的共模抑制比 KCMR 较大, 所以共模干扰可以被抑制。但当系统两个输入端出现很难避免的不平衡时, 共模电压的一部分将转换为串模干扰，就较难消除了。 共模干扰仪可依靠放大器的共模抑制比KCMR来克服。较好的放大器共模抑制比可达100dB以上,所以共模干扰对检测装置的影响不大。但当系统的两个输入端出现很难避免的不平衡时, 共模电压的一部分将转换为串模干扰，就较难消除了。因此必须尽量保持电路的对地平衡。 共模干扰与串模干扰举例 * * 闪电产生电磁场干扰 变电站会产生50Hz的高次 谐波干扰以及电晕放电干扰 当仪器的信号输入端子与220V电源进线端子之间产生漏电、印制电路板上前置级输入端与整流电路存在漏电等情况下，噪声源可以通过这些漏电电阻作用于有关电路而造成干扰。被干扰点的等效阻抗越高，由泄漏电阻而产生的干扰影响越大。 1-干扰源 2-仪器输入端子 3-仪器的输入电阻 R?-漏电阻 负载（喇叭）的电流较大，它与放大器的负电源线共用了一段地线，在地线