現(xiàn)代監(jiān)測技術(shù).第四章(一)

第四章干擾與抑制

電磁波可以通過電網(wǎng)以及直接輻射的形式傳播到離這些噪聲源很遠(yuǎn)的監(jiān)測裝置中。在工頻輸電線附近也存在強(qiáng)大的交變電場，在強(qiáng)電流輸電線附近存在干擾磁場，對(duì)監(jiān)測裝置造成干擾。由于這些干擾源功率強(qiáng)大，要消除他們的影響較為困難，必須采取多種措施來防護(hù)。7/17/20241電磁兼容（EMC）概念我國從２０世紀(jì)80年代至今已制定了上百個(gè)電磁兼容的國家標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制要求多數(shù)電氣設(shè)備必須通過相關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的性能測試，否則為不合格產(chǎn)品。通俗地說，電磁兼容是指電子系統(tǒng)在規(guī)定的電磁干擾環(huán)境中能正常工作的能力，而且還不允許產(chǎn)生超過規(guī)定的電磁干擾。

7/17/202424.1電磁干擾的來源

電磁干擾源分為兩大類：自然界干擾源和人為干擾源，后者是檢測系統(tǒng)的主要干擾源。

1.自然界干擾源包括地球外層空間的宇宙射電噪聲、太陽耀斑輻射噪聲以及大氣層的天電噪聲。

2.人為干擾源包括無線電發(fā)射裝置發(fā)出的電磁波、生產(chǎn)現(xiàn)場的電弧、高壓發(fā)電、電火花加工產(chǎn)生的電磁干擾、電源產(chǎn)生的工頻干擾等

7/17/20243自然界干擾源和人為干擾源X光機(jī)產(chǎn)生大功率高頻干擾

閃電產(chǎn)生電磁場干擾7/17/20244雷達(dá)會(huì)產(chǎn)生大功率高頻干擾

變電站會(huì)產(chǎn)生50Hz的高次諧波干擾以及電暈放電干擾7/17/20245電吹風(fēng)機(jī)干擾電視機(jī)的演示電吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電磁波干擾以兩種途徑到達(dá)電視機(jī)：一是通過共用的電源插座，二是以空間電磁場傳輸?shù)姆绞接呻娨暀C(jī)的天線接收。應(yīng)設(shè)法切斷這些干擾途徑。

7/17/20246路和場的干擾路的干擾必須在干擾源和被干擾對(duì)象之間有完整的電路連接，干擾沿著這個(gè)通路到達(dá)被干擾對(duì)象。例如通過電源線、變壓器引入的干擾；場的干擾不需要沿著電路傳輸，而是以電磁場輻射的方式進(jìn)行。例如，電源線對(duì)傳感器的信號(hào)線的電場耦合干擾；又如電焊機(jī)電纜上的強(qiáng)電流對(duì)信號(hào)線的磁場耦合干擾。

7/17/202471．通過路的干擾由泄漏電阻引起的干擾當(dāng)儀器的信號(hào)輸入端子與220V電源進(jìn)線端子之間產(chǎn)生漏電、印制電路板上前置級(jí)輸入端與整流電路存在漏電等情況下，噪聲源可以通過這些漏電電阻作用于有關(guān)電路而造成干擾。被干擾點(diǎn)的等效阻抗越高，由泄漏電阻而產(chǎn)生的干擾影響越大。1-干擾源2-儀器輸入端子3-儀器的輸入電阻R

-漏電阻7/17/20248

負(fù)載（喇叭）的電流較大，它與放大器的負(fù)電源線共用了一段地線，在地線的微小電阻上產(chǎn)生了壓降，造成了干擾。由共阻抗耦合引起的干擾當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路共同享有或使用一段公共的線路,而這段線路又具有一定的阻抗時(shí),這個(gè)阻抗成為這兩個(gè)電路的共阻抗。第二個(gè)電路的電流流過這個(gè)共阻抗所產(chǎn)生的壓降就成為第一個(gè)電路的干擾電壓。常見的例子是通過接地線阻抗引入的共阻抗耦合干擾。負(fù)載電流干擾壓降正確接線7/17/20249由電源配電回路引入的干擾

交流供配電線路在工業(yè)現(xiàn)場的分布相當(dāng)于一個(gè)吸收各種干擾的網(wǎng)絡(luò),而且十分方便地以電路傳導(dǎo)的形式傳遍各處，經(jīng)檢測裝置的電源線進(jìn)入儀器內(nèi)部造成干擾。最明顯的是電壓突變和交流電源波形畸變，它使工頻的高次諧波(從低頻一直延伸至高頻)經(jīng)電源線進(jìn)入儀器的前級(jí)電路。例如，由調(diào)壓或逆變電路中的晶閘管引起的大功率高次諧波干擾；又如開關(guān)電源經(jīng)電源線往外泄漏出的幾百千赫茲尖脈沖干擾。7/17/2024102．通過場的干擾

由電場耦合引起的干擾：電場耦合實(shí)質(zhì)上是電容性耦合。要減少電源線對(duì)信號(hào)線的電場耦合干擾，就必須減小兩者間的分布電容，必須盡量保持電路和信號(hào)線的對(duì)地平衡，布線時(shí)，多采用雙絞扭屏蔽線。帶電物體產(chǎn)生的電場7/17/202411由磁場耦合引起的干擾磁場耦合干擾的實(shí)質(zhì)是互感性耦合干擾。防止磁場耦合干擾途徑的辦法有：使信號(hào)線遠(yuǎn)離強(qiáng)電流干擾源，從而減小互感量M；采用低頻磁屏蔽，從而減小信號(hào)線感受到的磁場；采用絞扭導(dǎo)線使引入到信號(hào)處理電路兩端的干擾電壓大小相等、相位相同，使差模干擾轉(zhuǎn)變成共模干擾。

C型變壓器的漏感比E型的小4對(duì)雙絞扭線7/17/202412由電焊引起的干擾電焊機(jī)電纜產(chǎn)生強(qiáng)磁場干擾磁場交鏈信號(hào)線7/17/202413共模干擾與串模干擾

如果干擾源對(duì)兩根信號(hào)傳輸線的干擾大小相等、相位相同,就屬于共模干擾。由于“儀用放大器”的共模抑制比KCMR較大,所以共模干擾可以被抑制。但當(dāng)系統(tǒng)兩個(gè)輸入端出現(xiàn)很難避免的不平衡時(shí),共模電壓的一部分將轉(zhuǎn)換為串模干擾，就較難消除了。共模干擾儀可依靠放大器的共模抑制比KCMR來克服。較好的放大器共模抑制比可達(dá)100dB以上,所以共模干擾對(duì)檢測裝置的影響不大。但當(dāng)系統(tǒng)的兩個(gè)輸入端出現(xiàn)很難避免的不平衡時(shí),共模電壓的一部分將轉(zhuǎn)換為串模干擾，就較難消除了。因此必須盡量保持電路的對(duì)地平衡。7/17/2