第六章信號的干擾及其抑制

1、本章內(nèi)容及要求本章內(nèi)容及要求n主要內(nèi)容主要內(nèi)容: :介紹介紹干擾的種類、傳輸途徑和抑干擾的種類、傳輸途徑和抑制干擾的措施和方法。制干擾的措施和方法。n本章要求本章要求: :了解各種干擾源及干擾源對信號了解各種干擾源及干擾源對信號產(chǎn)生干擾的機(jī)理；了解常見抑制干擾的措產(chǎn)生干擾的機(jī)理；了解常見抑制干擾的措施和方法。施和方法。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 一、干擾對測試裝置的影響一、干擾對測試裝置的影響 各種測試裝置普遍存在著干擾，嚴(yán)重的干擾各種測試裝置普遍存在著干擾，嚴(yán)重的干擾甚至?xí)箿y試系統(tǒng)不能正常工作。甚至?xí)箿y試系統(tǒng)不能正常工作。 信號的干擾及其抑制信號的干擾及其抑制 二、二、干擾的形成干擾的形成信

2、號的干擾及其抑制信號的干擾及其抑制 干擾源干擾源干擾通道干擾通道受感器受感器信號信號三、研究干擾問題的方法和步驟三、研究干擾問題的方法和步驟 弄清噪聲源弄清噪聲源 弄清對干擾敏感的電路弄清對干擾敏感的電路 了解噪聲是如何傳輸和通過什么途徑了解噪聲是如何傳輸和通過什么途徑 傳輸?shù)膫鬏數(shù)摹?第二節(jié)第二節(jié) 干擾源干擾源 一、干擾的分類一、干擾的分類 按照干擾形成的原因分：按照干擾形成的原因分： 自然干擾自然干擾人為干擾人為干擾按照干擾源的位置來分：按照干擾源的位置來分： 外部干擾外部干擾內(nèi)部干擾內(nèi)部干擾按照干擾原理分：按照干擾原理分： 有電場干擾有電場干擾磁場干擾磁場干擾電磁場干擾電磁場干擾按照干擾

3、的波形特征分：按照干擾的波形特征分： 正弦型、脈沖型干擾正弦型、脈沖型干擾 穩(wěn)態(tài)型、瞬態(tài)型干擾穩(wěn)態(tài)型、瞬態(tài)型干擾 周期型、非周期型干擾周期型、非周期型干擾按照干擾的頻譜分：按照干擾的頻譜分： 有低頻、高頻干擾有低頻、高頻干擾 窄帶、寬帶干擾窄帶、寬帶干擾 二、外部干擾二、外部干擾 1.自然干擾自然干擾 大氣層發(fā)生的自然現(xiàn)象所引起的干擾以及來大氣層發(fā)生的自然現(xiàn)象所引起的干擾以及來自宇宙的電磁輻射干擾。自宇宙的電磁輻射干擾。 2.電氣設(shè)備干擾電氣設(shè)備干擾（對測試裝置正常工作的影響較為嚴(yán)重） 電氣設(shè)備所產(chǎn)生的干擾：放電干擾、工頻電氣設(shè)備所產(chǎn)生的干擾：放電干擾、工頻干擾、開關(guān)干擾及射頻干擾等。干擾、開

4、關(guān)干擾及射頻干擾等。 電暈放電電暈放電(如高壓輸電線如高壓輸電線); 輝光放電輝光放電(如熒光燈、霓紅燈、閘流管如熒光燈、霓紅燈、閘流管); 弧光放電弧光放電(如電焊如電焊); 火花放電火花放電(如點(diǎn)火系統(tǒng)、電火花加工如點(diǎn)火系統(tǒng)、電火花加工)。(1)(1)放電干擾放電干擾 (2)(2)工頻干擾工頻干擾 供電設(shè)備和輸電線造成工頻干擾。供電設(shè)備和輸電線造成工頻干擾。 (3)(3)射頻干擾射頻干擾 無線電廣播、電視、雷達(dá)通過天線發(fā)射強(qiáng)無線電廣播、電視、雷達(dá)通過天線發(fā)射強(qiáng)烈的電波，高頻加熱電器也會產(chǎn)生射頻輻射。烈的電波，高頻加熱電器也會產(chǎn)生射頻輻射。 三、內(nèi)部干擾三、內(nèi)部干擾 內(nèi)部干擾：設(shè)備內(nèi)部由于設(shè)

5、計(jì)不良或某些器件工內(nèi)部干擾：設(shè)備內(nèi)部由于設(shè)計(jì)不良或某些器件工作所形成的干擾。作所形成的干擾。 內(nèi)部干擾內(nèi)部干擾長期干擾：溫差電勢、熱噪音、長期干擾：溫差電勢、熱噪音、信號耦合、工頻紋波等。信號耦合、工頻紋波等。 瞬時(shí)干擾：轉(zhuǎn)接過程、微音干瞬時(shí)干擾：轉(zhuǎn)接過程、微音干擾、壓電效應(yīng)等。擾、壓電效應(yīng)等。 第三節(jié)第三節(jié) 干擾耦合干擾耦合 一、電阻耦合 公共電源線和公共電源線和地線所存在的電地線所存在的電阻，在電路間形阻，在電路間形成干擾。成干擾。 導(dǎo)線存在電壓降，使各電路實(shí)際供電電壓導(dǎo)線存在電壓降，使各電路實(shí)際供電電壓以及接地電壓都受到其它電路電流的影響。以及接地電壓都受到其它電路電流的影響。 模擬系統(tǒng)

6、和數(shù)字系統(tǒng)的模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)的公共接地線電阻產(chǎn)生干擾公共接地線電阻產(chǎn)生干擾 模i數(shù)icmR模數(shù)ii 即使即使Rcm很小，數(shù)字電流也會在其兩端形成很小，數(shù)字電流也會在其兩端形成較高電壓，使模擬系統(tǒng)的接地電壓不等于零。較高電壓，使模擬系統(tǒng)的接地電壓不等于零。 消除電阻耦合的方法：消除電阻耦合的方法： 采用單點(diǎn)供電與采用單點(diǎn)供電與單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地。但在相當(dāng)多的。但在相當(dāng)多的電路中難免使用公共電源線和地線，此時(shí)應(yīng)盡電路中難免使用公共電源線和地線，此時(shí)應(yīng)盡量將量將公共線縮短、加粗公共線縮短、加粗。 二、容性（電場）耦合二、容性（電場）耦合（干擾源為電壓形式）（干擾源為電壓形式） 干擾源干擾源電路電路

7、耦合電容耦合電容gsssVCZjCZjV1由等效電路可得：由等效電路可得： 一般一般jCZsRg時(shí)，可認(rèn)為時(shí)，可認(rèn)為Ei=Eg,使測量誤差盡量小。使測量誤差盡量小。 在靜態(tài)的勢變量測量中，有兩個(gè)測量環(huán)節(jié)相串聯(lián)在靜態(tài)的勢變量測量中，有兩個(gè)測量環(huán)節(jié)相串聯(lián)：信號在兩個(gè)環(huán)節(jié)間的傳遞信號在兩個(gè)環(huán)節(jié)間的傳遞 gigiixZZZx從上例推廣得：從上例推廣得：設(shè)設(shè)A、B環(huán)節(jié)的靜態(tài)靈敏度分別為環(huán)節(jié)的靜態(tài)靈敏度分別為S1和和S2，整個(gè)整個(gè)系統(tǒng)的輸入為系統(tǒng)的輸入為x x，輸出為輸出為y y，可得：可得： xSxSSSxSZZZSyTigi2121xSxg1gigiixZZZxixSy2TSS傳遞環(huán)節(jié)的靈敏度傳遞環(huán)節(jié)

8、的靈敏度 系統(tǒng)的總靈敏度系統(tǒng)的總靈敏度 例：例：電流表測電流。電流表測電流。被測系統(tǒng)中的電流被測系統(tǒng)中的電流為為Ig。 gggREI接入電流表后，流經(jīng)電流表的電流為：接入電流表后，流經(jīng)電流表的電流為： iggiRREIgiggiIRRRI靜態(tài)流變量檢測的串接系統(tǒng)中有：靜態(tài)流變量檢測的串接系統(tǒng)中有： giggxZZZxiggTZZZS2動態(tài)負(fù)載效應(yīng)動態(tài)負(fù)載效應(yīng) 阻抗阻抗Z以及輸入以及輸入x和輸出和輸出y表示成頻率的函數(shù)。表示成頻率的函數(shù)。B環(huán)節(jié)與環(huán)節(jié)與A環(huán)節(jié)串接時(shí)環(huán)節(jié)串接時(shí)，對勢變量傳遞的影響，對勢變量傳遞的影響程度為程度為 ：)()()()()(jXjZjZjZjXgigii傳遞環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)

9、函數(shù)為傳遞環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)函數(shù)為 ：)()()()(jZjZjZjHigiT)()()()(21jHjHjHjHT總頻率響應(yīng)函數(shù)總頻率響應(yīng)函數(shù) ：注：串接的各環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)函數(shù)應(yīng)滿足不失真的條件，同時(shí)要求HT(j)在被傳遞的信號的頻帶范圍內(nèi)，也滿足不失真的條件 。二、幾種阻抗配合的負(fù)載效應(yīng) 1Zg(j) 和Zi(j)均為純電阻 Zg(j)=Rg，Zi(j)=Ri，則傳遞環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)函數(shù)為 KRRRjHigiT)(幅頻特性和相頻特性為 常數(shù))(TA0）（T 純電阻配合時(shí)假想環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)函數(shù)這種阻抗配合的形式，其測量結(jié)果并不會產(chǎn)生波形這種阻抗配合的形式，其測量結(jié)果并不會產(chǎn)生波形失真，只是信號的幅值有變化。失真，只是信號的幅值有變化。 n幅值誤差 在測量單頻信號時(shí)，若忽視了阻抗配合的影響，將會造成幅值誤差。 %10011%1001giigiRRRRRRi/Rg愈大，其幅值誤差愈小。愈大，其幅值誤差愈小。 2Zg(j)為純電阻，Zi(j)為電阻電容并聯(lián)ggRZiiiiCRjRZ1，則傳遞環(huán)節(jié)的頻率響應(yīng)函數(shù)為 iiigiiiTCRjRRCRjRjH11)(igigCRjRR) 1(1幅頻特性和相頻特性為 22)(11)(igigTCRRRAigiigTRR