第七章 抗干擾技術(shù)

1、第七章 抗干擾技術(shù)l7.1噪聲干擾的形成噪聲干擾的形成l7.2硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)l7.3軟件抗干擾技術(shù)軟件抗干擾技術(shù)按噪聲產(chǎn)生原因分類： 1）放電噪聲 2）高頻振蕩噪聲 3）浪涌噪聲噪聲的定義：指電路或系統(tǒng)中出的非期望的電信號(hào)1、內(nèi)部噪聲源1) 電路元器件產(chǎn)生的固有噪聲2）感性負(fù)載切換時(shí)產(chǎn)生的噪聲干擾3）接觸噪聲噪聲干擾的三個(gè)要素：噪聲源、對(duì)噪聲敏感的接收電路、噪聲源到接收電路間的耦合通道一、噪聲源一、噪聲源2、外部噪聲源、外部噪聲源1）天體和天電干擾2）放電干擾3）射頻干擾4）工頻干擾二、噪聲的耦合方式l1、靜電耦合（電容耦合）l2、電磁耦合（電感性耦合）l3、漏電耦合（電阻耦合）

2、l4、共阻抗耦合1、靜電耦合（電容耦合）、靜電耦合（電容耦合） 由于兩個(gè)電路之間存在寄生電容，產(chǎn)生靜電效應(yīng)而引起的干擾2、電磁耦合（電感性耦合）、電磁耦合（電感性耦合）電磁耦合是由于兩個(gè)電路間存在互感3、漏電耦合（電阻耦合）、漏電耦合（電阻耦合）是測(cè)試時(shí)由于絕緣不良，流經(jīng)絕緣電阻R的漏電流使電測(cè)裝置引起的干擾4、共阻抗耦合、共阻抗耦合1）電源內(nèi)阻抗的耦合干擾當(dāng)用一個(gè)電源同時(shí)對(duì)幾個(gè)電路供電時(shí)，電源內(nèi)阻R0和電阻R就成為幾個(gè)電路的公共電阻，當(dāng)某一電路中電流的變化，在公共阻抗上產(chǎn)生的電壓就成了對(duì)其他電路的干擾源減少措施：減小電源內(nèi)阻，在電路中增加電源退耦濾波電路2）公共地線耦合干擾）公共地線耦合干擾

3、 由于地線本身就有一定的阻抗，當(dāng)其中有電流通過(guò)時(shí)，在地線上必產(chǎn)生電壓，該電壓就成為對(duì)有關(guān)電路的干擾電壓3）輸出阻抗耦合干擾）輸出阻抗耦合干擾 當(dāng)信號(hào)輸出電路同時(shí)向幾路負(fù)載供電時(shí)，任何一路負(fù)載電壓的變化都會(huì)通過(guò)線路公共阻抗耦合而影響其他路的輸出，產(chǎn)生干擾三、噪聲的干擾模式1、差模噪聲 差模噪聲是指能夠使接收電路的一個(gè)輸入端相對(duì)另一個(gè)辦輸入端產(chǎn)生電位差的噪聲，這種噪聲通常與輸入信號(hào)串聯(lián)，也叫串模噪聲2、共模噪聲、共模噪聲 共模噪聲是相對(duì)于公共的電位基準(zhǔn)點(diǎn)，在系統(tǒng)的接收電路的兩個(gè)輸入端上同時(shí)出現(xiàn)的噪聲7.2 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)7.2.1接地技術(shù)7.2.2屏蔽技術(shù)7.2.3長(zhǎng)線傳輸?shù)母蓴_及抑

4、制7.2.4共模干擾的抑制硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)第一節(jié)：接地技術(shù)“大地”（安全地） 地“系統(tǒng)基準(zhǔn)地”（信號(hào)地） 接地就是指在系統(tǒng)與某個(gè)電位基準(zhǔn)面之間建立低阻的導(dǎo)電通路。 1、2、測(cè)控系統(tǒng)的中的地線種類（1）信號(hào)地：信號(hào)地是各種物理量信號(hào)源零電位的公共基準(zhǔn)地線。（典型電路圖） 一、基本概念 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)（2）模擬地：模擬地是模擬電路零電位的公共基準(zhǔn)地線。 （3）數(shù)字地：數(shù)字地是數(shù)字電路零電位的公共基準(zhǔn)地線。 （4）負(fù)載地：大功率負(fù)載或感性負(fù)載的地線。（5）系統(tǒng)地：系統(tǒng)接地就是使系統(tǒng)建立與大地的連接，使設(shè)備防止干擾并正常地工作。 系統(tǒng)的接地應(yīng)當(dāng)注

5、意以下幾點(diǎn)：參照設(shè)備的接地注意事項(xiàng)； 設(shè)備外殼用設(shè)備外殼地線和機(jī)柜外殼相連； 機(jī)柜外殼用機(jī)柜外殼地線和系統(tǒng)外殼相連； 對(duì)于系統(tǒng)，安全接地螺栓設(shè)在系統(tǒng)金屬外殼上，并保持良好電氣連接； 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)3、共地和浮地共地：系統(tǒng)與大地相連。共地系統(tǒng)與大地點(diǎn)位相同。一般的工業(yè)電子控制裝置宜采用共地系統(tǒng)，它有利于信號(hào)線的屏蔽處理，機(jī)殼接地可以免除操作人員的觸電危險(xiǎn)。浮地：系統(tǒng)不與大地相連。系統(tǒng)與大地之間無(wú)直流聯(lián)系，阻斷了干擾電路的通路，明顯地加大了測(cè)量電路放大器公共線與地(或機(jī)殼)之間的阻抗，因此浮地與共地相比能大大減小共模干擾電流。 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)其缺點(diǎn)是該電路易受寄生電容的

6、影響，而使該電路的地電位變動(dòng)和增加了對(duì)模擬電路的感應(yīng)干擾。 一個(gè)折衷方案是在浮地與公共地之間跨接一個(gè)阻值很大的泄放電阻，用以釋放所積累的電荷。注意控制釋放電阻的阻抗，太低的電阻會(huì)影響設(shè)備泄漏電流的合格性。 4、接地方式單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地低頻電路中，布線和元件間的寄生電感影響不大，頻率小于1MHz時(shí)，因而常采用單點(diǎn)接地。單點(diǎn)接地有串聯(lián)接地和并聯(lián)接地兩種方式，如圖所示。 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)串聯(lián)方式不利于噪聲的抑制，低頻電路非常適用并聯(lián)接地方式。 高頻電路中，布線元件間的寄生電感及分布電容將造成各接地線之間的耦合，影響比較突出，頻率處于110MHz之間時(shí)，若其

7、地線長(zhǎng)度超過(guò)波長(zhǎng)的1/20 一般采用多點(diǎn)接地。二、接地環(huán)路與共模干擾接地環(huán)路：當(dāng)信號(hào)源和系統(tǒng)地都接大地時(shí)，兩者之間就構(gòu)成了接地環(huán)路。 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)相串聯(lián)作為放大器輸入信號(hào)的一部分，形成了噪聲干擾。這個(gè)干擾是由于兩個(gè)信號(hào)輸入電路上所加的共模電壓 引起的，所以稱為共模干擾在信號(hào)源和放大器兩端接地的情況下，共模電壓 是下列因素產(chǎn)生的：兩個(gè)接地點(diǎn)之間存在電位差，信號(hào)源對(duì)地存在某一電壓，低頻噪聲磁場(chǎng)在接地閉合回路中產(chǎn)生感性耦合以及噪聲對(duì)兩根信號(hào)傳輸線的容性和感性耦合。兩點(diǎn)接地如果改為單點(diǎn)接地，并保持信號(hào)源與地隔離。如圖所示。則干擾電壓為 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗

8、干擾技術(shù) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)三、系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)接地設(shè)計(jì)的兩個(gè)基本要求：1、消除各電路電流流徑一個(gè)公共地線阻抗時(shí)所產(chǎn)生的噪聲電壓2、避免形成接地環(huán)路，引進(jìn)共模干擾。系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)包括：1、輸入信號(hào)傳輸線屏蔽接地點(diǎn)的選擇當(dāng)放大器接地而信號(hào)源浮地時(shí) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)當(dāng)信號(hào)源接地而放大器浮地時(shí) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)2、電源變壓器靜電屏蔽層的接地 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)3、直流電源接地點(diǎn)的選擇不同性質(zhì)的電源地線不能任意互連，而應(yīng)分別匯集于一點(diǎn)，再與系統(tǒng)地相連接。4、印刷電路板的地線布

9、局 (1)模擬地和數(shù)字地分設(shè) （2）盡可能減少地線電阻 （3）系統(tǒng)復(fù)雜時(shí)，采取串聯(lián)單點(diǎn)接地方案5、機(jī)柜地線的布局（1）各個(gè)單元電路的各種地線不得混接，并與機(jī)殼浮離 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)（2）單元電路板不多時(shí)，可采用并聯(lián)單點(diǎn)接地方案。（3）系統(tǒng)復(fù)雜時(shí)，采用串聯(lián)單點(diǎn)接地方案。 第二節(jié) 屏蔽技術(shù)1、靜電屏蔽：靜電屏蔽就是利用了與大地相連接的導(dǎo)電性良好的金屬容器，使其內(nèi)部的電力線不外傳，同時(shí)也不使外部的電力線影響其內(nèi)部。 靜電屏蔽能防止靜電場(chǎng)的影響，用它可以消除或削弱兩電路之間由于寄生分布電容耦合而產(chǎn)生的干擾。 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù) 2、電磁屏蔽、電磁屏蔽 電磁屏蔽是采用導(dǎo)電良好的金屬

10、材料做成屏蔽層，利用高頻干擾電磁場(chǎng)在屏蔽體內(nèi)產(chǎn)生渦流，再利用渦流消耗高頻干擾磁場(chǎng)的能量，從而削弱高頻電磁場(chǎng)的影響。 若將電磁屏蔽層接地，則同時(shí)兼有靜電屏蔽的作用。也就是說(shuō)，用導(dǎo)電良好的金屬材料做成的接地電磁屏蔽層，同時(shí)起到電磁屏蔽和靜電屏蔽兩種作用3、磁屏蔽磁屏蔽 在低頻磁場(chǎng)干擾下，采用高導(dǎo)磁材料作屏蔽層以便將干擾磁力線限制在磁阻很小的磁屏蔽體內(nèi)部，防止其干擾作用。通常采用坡莫合金之類的對(duì)低頻磁通有高導(dǎo)磁系數(shù)的材料。同時(shí)要有一定的厚度，以減少磁阻。 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù) 第三節(jié)：長(zhǎng)線傳輸干擾及其抑制長(zhǎng)線傳輸是造成過(guò)程通道干擾的主要原因，且主頻越高，長(zhǎng)線傳輸造成的干擾越大。經(jīng)驗(yàn)值：當(dāng)主頻

11、為1MHZ時(shí)，傳輸線在0.5m以上就要當(dāng)作長(zhǎng)線傳輸進(jìn)行抗干擾性處理 當(dāng)主頻為4MHZ時(shí)，傳輸線在0.3m以上就要當(dāng)作長(zhǎng)線傳輸進(jìn)行抗干擾性處理 解決 常見干擾及其抑制措施：1、長(zhǎng)線感應(yīng)干擾及其抑制： 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)當(dāng)控制系統(tǒng)的信號(hào)線較長(zhǎng)時(shí)，通過(guò)電磁和靜電耦合所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓有可能達(dá)到與信號(hào)相同的數(shù)量級(jí) ，并且，由于被測(cè)對(duì)象與測(cè)控系統(tǒng)相距很遠(yuǎn)，信號(hào)地與系統(tǒng)地之間的電位差即地電位差Um很大。因此存在長(zhǎng)線感應(yīng)干擾。當(dāng)采用單線傳輸單端對(duì)地輸入方式時(shí)，如圖a所示 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)此時(shí)，為了避免上述情況，采用雙線傳輸雙端差動(dòng)輸入的方式（如圖b所示）此時(shí) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)

12、注意：兩根傳輸線要處于完全相同的條件：產(chǎn)生的感應(yīng)干擾電壓完全相同；內(nèi)阻相同；對(duì)地分布電容和漏電阻相同。通常采用雙絞線。2、反射干擾及抑制反射干擾：由于傳輸線兩端阻抗不匹配而出現(xiàn)的信號(hào)在傳輸線上反射的現(xiàn)象。抑制措施阻抗匹配長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)（1）阻抗匹配始端阻抗匹配終端阻抗匹配始端串聯(lián)阻抗匹配（如圖b）終端接鉗位二極管匹配（如圖d）終端并聯(lián)隔直流匹配（如圖c）終端并聯(lián)阻抗匹配（如圖a）四種形式 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù) 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)（2）長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路接收電路驅(qū)動(dòng)電路：它將TTL信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)，再經(jīng)長(zhǎng)線傳至接收電路。為了使多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路能公用一條傳輸線

13、，一般驅(qū)動(dòng)電路都附有禁止電路，以便在該驅(qū)動(dòng)電路不工作時(shí)，禁止其輸出。接收電路：它具有差分輸入端，把接收到的信號(hào)放大后，再轉(zhuǎn)換成TTL信號(hào)輸出。由于差動(dòng)放大器有很強(qiáng)的共模抑制能力，而且工作在線性區(qū)，所以容易做到阻抗匹配。 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)第四節(jié) 共模干擾的抑制一、隔離技術(shù)1、變壓器隔離利用變壓器把模擬信號(hào)電路與數(shù)字信號(hào)電路隔離開來(lái)，也就是把模擬地與數(shù)字地?cái)嚅_，以使共模干擾電壓不成回路，從而抑制了共模干擾。注意，隔離前和隔離后應(yīng)分別采用兩組互相獨(dú)立的電源，切斷兩部分的地線聯(lián)系 。如圖所示 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)2、光電隔離光電隔離是利用光電耦合器完成信號(hào)的傳送，實(shí)現(xiàn)電路的隔離。如

14、圖所示。根據(jù)所用的器件及電路不同，通過(guò)光電耦合器既可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的隔離，更可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的隔離。注意，光電隔離前后兩部分電路應(yīng)分別采用兩組獨(dú)立的電源。 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)3、縱向扼流圈 當(dāng)傳輸?shù)男盘?hào)中有直流分量或有很低的頻率分量時(shí)，就不能利用隔離變壓器，此時(shí)可用縱向扼流圈。 扼流圈的電感量L應(yīng)具有以下關(guān)系：LRC/，式中為騷擾源的角頻率，RC為扼流圈的繞組及連接導(dǎo)線的電阻。 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)二、浮置技術(shù)（浮地技術(shù)） 浮置又稱浮空、浮接，它指的檢測(cè)裝置的輸入信號(hào)放大器公共線不接機(jī)殼或大地。這種被浮置的檢測(cè)裝置的測(cè)量電路與機(jī)殼或大地之間無(wú)直流聯(lián)系，阻斷了干擾電路的通路，明顯

15、地加大了測(cè)量電路放大器公共線與地(或機(jī)殼)之間的阻抗，因此浮置與接地相比能大大減小共模干擾電流。 浮地技術(shù)的注意事項(xiàng) 1）盡量提高浮地系統(tǒng)的對(duì)地絕緣電阻，從而有利于降低進(jìn)入浮地系統(tǒng)之中的共模干擾電流。 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)2）注意浮地系統(tǒng)對(duì)地存在的寄生電容，高頻干擾信號(hào)通過(guò)寄生電容仍然可能耦合到浮地系統(tǒng)之中。 3）浮地技術(shù)必須與屏蔽、隔離等電磁兼容性技術(shù)相互結(jié)合應(yīng)用，才能收到更好的預(yù)期效果。 4）采用浮地技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意靜電和電壓反擊對(duì)設(shè)備和人身的危害。 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù)三、浮動(dòng)電容切換法在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，如果輸入信號(hào)上迭加的共模電壓比較大，超過(guò)了MUX或PGA的額定輸入電

16、壓值，可以采用如圖所示的浮動(dòng)電容多路切換器。（如圖所示） 硬件抗干擾技術(shù)硬件抗干擾技術(shù) 差模噪聲可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為是與被測(cè)信號(hào)疊加在一起的差模噪聲可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為是與被測(cè)信號(hào)疊加在一起的噪聲，它可能是信號(hào)源產(chǎn)生的，也可能是引線感應(yīng)耦合來(lái)噪聲，它可能是信號(hào)源產(chǎn)生的，也可能是引線感應(yīng)耦合來(lái)的。差模噪聲與被測(cè)信號(hào)疊加在一起，所以對(duì)信號(hào)就會(huì)形的。差模噪聲與被測(cè)信號(hào)疊加在一起，所以對(duì)信號(hào)就會(huì)形成干擾，即差模干擾。成干擾，即差模干擾。 抑制差模干擾一方面采取措施切斷噪聲耦合途徑，抑制差模干擾一方面采取措施切斷噪聲耦合途徑，如將引線屏蔽；另一方面利用干擾與信號(hào)的差別來(lái)把干擾如將引線屏蔽；另一方面利用干擾與信號(hào)的差

17、別來(lái)把干擾消除掉或減小到最小。常用的方法有以下幾種。消除掉或減小到最小。常用的方法有以下幾種。7.2.5 差模干擾的抑制差模干擾的抑制1 頻率濾波法頻率濾波法 該方法是利用差模干擾與有用信號(hào)在該方法是利用差模干擾與有用信號(hào)在 頻率上的差異，頻率上的差異，采用高（低）通濾波器濾除比有用信號(hào)頻率低（高）的差采用高（低）通濾波器濾除比有用信號(hào)頻率低（高）的差模干擾。模干擾。2 積分法 雙積分雙積分A/D轉(zhuǎn)換器由積分器、過(guò)零比較器（轉(zhuǎn)換器由積分器、過(guò)零比較器（C）、時(shí)鐘脈沖控制）、時(shí)鐘脈沖控制門（門（G）和定時(shí)器、計(jì)數(shù)器（）和定時(shí)器、計(jì)數(shù)器（FF0FFn）等幾部分組成。）等幾部分組成。C1nFFR1J

18、1KC1n-1FFR1J1KC11FFR1J1KC10FFR1J1K1111ACRCvOvCTCS2n級(jí)計(jì)數(shù)器DDDn-110.( MSB)( LSB)數(shù)字量輸出Qn-1Q1Q0QnCR+A1ISVvREFSVB1CP&vG 工作原理：工作原理： （1）準(zhǔn)備階段）準(zhǔn)備階段 計(jì)數(shù)器清零，積分電容放電，計(jì)數(shù)器清零，積分電容放電， Uo=0V。 （2）第一次積分階段）第一次積分階段 t=0時(shí)，開關(guān)時(shí)，開關(guān)S1與與A端接輸入電壓端接輸入電壓Ui加到積分器的輸入端。積分器加到積分器的輸入端。積分器從從0開始分：開始分： 由于由于Uo0V，比較器輸出，比較器輸出Uc=0，控制門，控制門G被被關(guān)閉，

19、計(jì)數(shù)停止。關(guān)閉，計(jì)數(shù)停止。ICnIPUTUTU21dtUUtUttREFPO)(1)(212 在此階段結(jié)束時(shí)在此階段結(jié)束時(shí)UO的表達(dá)式可寫為：的表達(dá)式可寫為： 設(shè)設(shè)T2=t2t1，于是有：，于是有： 設(shè)在此期間計(jì)數(shù)器所累計(jì)的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)為設(shè)在此期間計(jì)數(shù)器所累計(jì)的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)為，則：，則： T2=Tc 可見，可見，T2與與UI成正比，成正比，T2就是雙積分就是雙積分A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程的中間變量。轉(zhuǎn)換過(guò)程的中間變量。0)(1)(212dtUUtUttREFPOICnREFUTTU22IREFCnUUTT22 假設(shè)被測(cè)信號(hào)假設(shè)被測(cè)信號(hào)Us上疊加有干擾電壓上疊加有干擾電壓Un，即，即Ui= Us Un ，

20、并，并假定假定 ,則轉(zhuǎn)換結(jié)果為則轉(zhuǎn)換結(jié)果為 誤差項(xiàng)為誤差項(xiàng)為 令令 T1=k/f 將其與將其與 代入上式得代入上式得IREFnCUUTT22)sin(tUUnmnnREFNSXUUUN2)2sin(2sin2)sin(1111011TTTUdttUTUNMTNMN)sin(sinkkkUUNMNf2 顯然顯然 干擾抑制效果為干擾抑制效果為 當(dāng)定時(shí)積分時(shí)間當(dāng)定時(shí)積分時(shí)間T1選定為干擾噪聲周期的整數(shù)倍，即選定為干擾噪聲周期的整數(shù)倍，即k為整數(shù)時(shí)，為整數(shù)時(shí)，NMR 。kkUnmsinmaxkkUNMRnmsinlg20lg20max 3 電平鑒別法 如果信號(hào)和噪聲在幅值上有較大的差別，且信號(hào)幅值較大

21、，如果信號(hào)和噪聲在幅值上有較大的差別，且信號(hào)幅值較大，噪聲幅值較小，則可用電平鑒別法將噪聲消除。噪聲幅值較小，則可用電平鑒別法將噪聲消除。 （1）采用脈沖隔離門抑制干擾）采用脈沖隔離門抑制干擾 可以用硅二極管的正向壓降對(duì)幅度較小的干擾脈沖加以阻擋，可以用硅二極管的正向壓降對(duì)幅度較小的干擾脈沖加以阻擋，而讓幅度較大的脈沖信號(hào)順利通過(guò)。如圖所示。電路中的二極管而讓幅度較大的脈沖信號(hào)順利通過(guò)。如圖所示。電路中的二極管最好選用開關(guān)管。最好選用開關(guān)管。 （2）采用削波器抑制干擾）采用削波器抑制干擾 當(dāng)噪聲電壓低于脈沖信號(hào)波形的波峰值時(shí)，可以采用下圖所示的當(dāng)噪聲電壓低于脈沖信號(hào)波形的波峰值時(shí)，可以采用下圖

22、所示的削波器。該削波器只讓高于電壓削波器。該削波器只讓高于電壓U的脈沖信號(hào)通過(guò)的脈沖信號(hào)通過(guò),而低于電壓而低于電壓U的噪的噪聲被削去。聲被削去。 4 脈寬鑒別法 如果噪聲幅值較高，但噪聲波形的脈寬要比信號(hào)脈寬窄的如果噪聲幅值較高，但噪聲波形的脈寬要比信號(hào)脈寬窄的多，則可以利用多，則可以利用RC積分電路來(lái)有效的消除脈寬較窄的噪聲。一積分電路來(lái)有效的消除脈寬較窄的噪聲。一般要求般要求RC積分電路的時(shí)間常數(shù)要大于噪聲的脈寬而小于信號(hào)的積分電路的時(shí)間常數(shù)要大于噪聲的脈寬而小于信號(hào)的脈寬。脈寬。 RC積分電路原理圖如下所示。積分電路原理圖如下所示。RCuiiiu+uI-SoI12 uI=0，iI=0，因

23、此有因此有 i1=i2=i，電容電容C就以電流就以電流 i=uS/R進(jìn)行充電。假設(shè)電進(jìn)行充電。假設(shè)電 容容器器C初始電壓為零，則初始電壓為零，則 上式表明，輸出電壓上式表明，輸出電壓uO為輸入為輸入uS對(duì)時(shí)間的積分，負(fù)對(duì)時(shí)間的積分，負(fù)號(hào)表示它們?cè)谙辔簧鲜窍喾刺?hào)表示它們?cè)谙辔簧鲜窍喾吹?。的。dtRuCdtiCidtCuuSOI1111（a）輸入波形）輸入波形 （b）輸出波形）輸出波形uuOOUUUomSSOS-tdtuRCuSO1 值得提出的是當(dāng)值得提出的是當(dāng)t= 時(shí)，時(shí)，uO=US。當(dāng)當(dāng)t 時(shí)，時(shí)，uO增增大，直到大，直到uO=+Uom，即運(yùn)放輸出電壓的最大值即運(yùn)放輸出電壓的最大值Uom受直受

24、直流電源電壓的限制，致使運(yùn)放進(jìn)入飽和狀態(tài)，流電源電壓的限制，致使運(yùn)放進(jìn)入飽和狀態(tài)，uO保持不保持不變，而停止積分。變，而停止積分。 1 從供電系統(tǒng)竄入的干擾從供電系統(tǒng)竄入的干擾 （1）大功率的感性負(fù)載或可控硅切換時(shí)，在電網(wǎng)中產(chǎn)）大功率的感性負(fù)載或可控硅切換時(shí)，在電網(wǎng)中產(chǎn)生的強(qiáng)大瞬態(tài)高壓所對(duì)系統(tǒng)的嚴(yán)重干擾；生的強(qiáng)大瞬態(tài)高壓所對(duì)系統(tǒng)的嚴(yán)重干擾； （2）采用整流方式供電時(shí)，由于濾波不良產(chǎn)生的紋波噪聲；）采用整流方式供電時(shí)，由于濾波不良產(chǎn)生的紋波噪聲； （3）采用直流直流變換器或開關(guān)穩(wěn)壓電源時(shí)，產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲）采用直流直流變換器或開關(guān)穩(wěn)壓電源時(shí)，產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲干擾；干擾； （4）電源的進(jìn)線和輸

25、出線很容易受到的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)以及天線的各種干擾）電源的進(jìn)線和輸出線很容易受到的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)以及天線的各種干擾噪聲。噪聲。2 供電系統(tǒng)抗干擾措施供電系統(tǒng)抗干擾措施（1）電源濾波和退耦）電源濾波和退耦 此方法是抑制電源干擾的主要措施。此方法是抑制電源干擾的主要措施。 （1）采用不間斷電源（）采用不間斷電源（UPS）和開關(guān)式直流穩(wěn)壓電源）和開關(guān)式直流穩(wěn)壓電源 UPS除了有很強(qiáng)的抗電網(wǎng)干擾的能力外，更主要的是萬(wàn)一電網(wǎng)除了有很強(qiáng)的抗電網(wǎng)干擾的能力外，更主要的是萬(wàn)一電網(wǎng)斷電，它能以極短的時(shí)間切換到后備電源上斷電，它能以極短的時(shí)間切換到后備電源上 去。去。 開關(guān)式穩(wěn)壓電源由于開關(guān)頻率可達(dá)開關(guān)式穩(wěn)壓電源由于開關(guān)頻率可

26、達(dá)1020kHz或更高，因而扼流圈和或更高，因而扼流圈和變壓器都可小型化，高頻開關(guān)晶體管工作在飽和截止?fàn)顟B(tài)，效率可達(dá)變壓器都可小型化，高頻開關(guān)晶體管工作在飽和截止?fàn)顟B(tài)，效率可達(dá)60%70%,抗干擾性能強(qiáng)，故被廣泛應(yīng)用?？垢蓴_性能強(qiáng)，故被廣泛應(yīng)用。 3 系統(tǒng)分別供電和采用電源模塊單獨(dú)供電系統(tǒng)分別供電和采用電源模塊單獨(dú)供電 當(dāng)同時(shí)向兩個(gè)易于相互干擾的電感設(shè)備供電時(shí)，供電線路要分當(dāng)同時(shí)向兩個(gè)易于相互干擾的電感設(shè)備供電時(shí)，供電線路要分開。開。 近年來(lái)，在一些數(shù)據(jù)采集板卡上，廣泛采用近年來(lái)，在一些數(shù)據(jù)采集板卡上，廣泛采用DC-DC電源電路模塊，電源電路模塊，或三端穩(wěn)壓集成塊如或三端穩(wěn)壓集成塊如7805等

27、組成的穩(wěn)壓電源單獨(dú)供電。等組成的穩(wěn)壓電源單獨(dú)供電。 采用單獨(dú)供電方式與集中供電相比的優(yōu)點(diǎn)有：采用單獨(dú)供電方式與集中供電相比的優(yōu)點(diǎn)有： 不致因個(gè)別電源影響整個(gè)系統(tǒng)；不致因個(gè)別電源影響整個(gè)系統(tǒng)； 有利于減小公共阻抗的相互耦合和電源散熱；有利于減小公共阻抗的相互耦合和電源散熱； 有利于提高板卡可靠性。有利于提高板卡可靠性。 4 供電系統(tǒng)饋線要合理布線供電系統(tǒng)饋線要合理布線 （1）從電源引入口經(jīng)開關(guān)器件至低通濾波器之間的饋線盡量用）從電源引入口經(jīng)開關(guān)器件至低通濾波器之間的饋線盡量用粗線；粗線； （2）電源后面的一段均應(yīng)用雙絞線且要短，還要分開布線；）電源后面的一段均應(yīng)用雙絞線且要短，還要分開布線； （

28、3）盡量避免公共線。）盡量避免公共線。 印刷電路板是測(cè)控系統(tǒng)印刷電路板是測(cè)控系統(tǒng)中器件、信號(hào)線、電源線中器件、信號(hào)線、電源線的高度集合體，印刷電路的高度集合體，印刷電路板設(shè)計(jì)的合理性，對(duì)抗干板設(shè)計(jì)的合理性，對(duì)抗干擾能力影響很大。從抗干擾能力影響很大。從抗干擾設(shè)計(jì)角度去看，通常有擾設(shè)計(jì)角度去看，通常有以下幾種布線原則。以下幾種布線原則。 1 合理布置印刷電路板上的器件合理布置印刷電路板上的器件 印刷電路板上器件的布置應(yīng)符合器件之間電氣干擾小和易于散熱的印刷電路板上器件的布置應(yīng)符合器件之間電氣干擾小和易于散熱的原則。原則。 （1）器件之間干擾）器件之間干擾 應(yīng)將器件按照其功率的大小及抗干擾能力的強(qiáng)

29、弱分類集中布置。應(yīng)將器件按照其功率的大小及抗干擾能力的強(qiáng)弱分類集中布置。 （2）散熱問(wèn)題）散熱問(wèn)題 散熱器的安裝；散熱器的安裝； 發(fā)熱元件分散布置；發(fā)熱元件分散布置； 熱敏元件遠(yuǎn)離發(fā)熱元器件。熱敏元件遠(yuǎn)離發(fā)熱元器件。 散熱材料的選用散熱材料的選用電路板電路板2 合理分配印刷電路板插腳合理分配印刷電路板插腳 當(dāng)印刷電路板是插入當(dāng)印刷電路板是插入PC及及S-100等總線擴(kuò)展槽中使用時(shí)，為了等總線擴(kuò)展槽中使用時(shí)，為了抑制線間干擾，對(duì)印刷電路板的插腳必須進(jìn)行合理分配。抑制線間干擾，對(duì)印刷電路板的插腳必須進(jìn)行合理分配。3 印刷電路板合理布線印刷電路板合理布線 （1）交叉配線最好改為通過(guò)）交叉配線最好改為通過(guò) 元器件實(shí)行跨接線方法；元器件實(shí)行跨接線方法； （2）配線不要做成環(huán)路；）配線不要做成環(huán)路；