航空電子設(shè)備維修專業(yè)畢業(yè)論文

1、摘 要闡述了測(cè)試系統(tǒng)中的各類干擾,并對(duì)其產(chǎn)生的原因作了較詳細(xì)的分析。針對(duì)干擾的特性,指出了它們的危害范圍及程度,以便于對(duì)其進(jìn)行抑制,增強(qiáng)抗干擾的效果。由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境往往都比較惡劣，干擾的存在較大地影響了檢測(cè)系統(tǒng)的正常工作，所以有效地排除和抑制各種干擾，機(jī)器能在實(shí)際應(yīng)用中可靠的工作，已成為必須探討和解決的重要問(wèn)題。關(guān)鍵詞：測(cè)試系統(tǒng) 干擾 干擾源test system described in the various types of interference, and its causes were a more detailed analysis. characteristics for

2、the interference that their scope and extent of damage to be restrained in to enhance the effect of interference.as the industrial field of the environment are often quite poor, there is a big interference affects the detection system to work, so effective in eliminating and suppressing all kinds of

3、 interference, the machine can be reliable in the practical application of the work, has become a need to explore and resolve important issue.隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域。由于存在干擾,它對(duì)測(cè)試系統(tǒng)的穩(wěn)定度和精確度受到了直接的影響,嚴(yán)重時(shí)可使測(cè)試系統(tǒng)不能正常工作。因此,從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、使用方式以及工作環(huán)境等各個(gè)方面都不得不優(yōu)先考慮抗干擾問(wèn)題。所以對(duì)干擾的研究是測(cè)試技術(shù)的重要課題。所謂干擾就是在檢

4、測(cè)系統(tǒng)及儀表電路中混進(jìn)去的無(wú)用信號(hào)對(duì)電路或系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。在檢測(cè)系統(tǒng)中存在著影響結(jié)果的各種干擾因素，這些干擾因素來(lái)自干擾源，根據(jù)干擾的來(lái)源，可把干擾分為內(nèi)部干擾和測(cè)試系統(tǒng)的外部干擾兩個(gè)方面。1. 干擾及干擾的形成形成干擾必須具備三個(gè)要素：干擾源、耦合通道和受感器。因此，抑制干擾的方法也相應(yīng)有三個(gè)：降低干擾源的強(qiáng)度、削弱通道對(duì)干擾的耦合以及提高受感器地抗干擾能力。1.1 干擾源根據(jù)干擾的來(lái)源，可把干擾分為內(nèi)部干擾和外部干擾。11.1來(lái)自測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)部的干擾內(nèi)部干擾源是由檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部和各種元器件引起的，主要有：(1)電路元器件產(chǎn)生的干擾。電路或系統(tǒng)內(nèi)部一般都含有電阻、晶體管、運(yùn)算放大器元件，這些元

5、器件都會(huì)產(chǎn)生干擾。(2)接觸干擾。接觸干擾是由于兩種材料之間的不完全接觸而引起導(dǎo)電率起伏所產(chǎn)生的干擾。(3)感性負(fù)載切換時(shí)產(chǎn)生地干擾。在檢測(cè)和控制系統(tǒng)中常常包含有許多感性負(fù)載如交、直流繼電器、接觸器、電磁鐵和電動(dòng)機(jī)等，它們都具有較大的自感。當(dāng)切換這些設(shè)備時(shí)，由于電磁感應(yīng)的作用，線圈兩端會(huì)帶來(lái)一系列的干擾問(wèn)題。這三種干擾通常叫做固定干擾。另外內(nèi)部干擾中還有一種過(guò)渡干擾它是帶電路在動(dòng)態(tài)工作時(shí)引起的干擾，固定干擾是引起測(cè)量隨機(jī)誤差的主要原因，一般很難消除，主要靠改進(jìn)工藝和元器件質(zhì)量來(lái)抑制。1.1.1.1 電源干擾所產(chǎn)生的干擾主要從電源和電源引線侵入系統(tǒng)。情況如下：(1)當(dāng)系統(tǒng)與其它經(jīng)常變動(dòng)的大負(fù)載共

6、用電源時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電源噪聲。(2)當(dāng)使用較長(zhǎng)的電源引線來(lái)進(jìn)行傳輸時(shí)，產(chǎn)生電壓降及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等也會(huì)形成干擾。(3)系統(tǒng)所需的直流電源，一般均為由電網(wǎng)交流電經(jīng)濾波、穩(wěn)壓后提供，有時(shí)會(huì)因某種原因凈化不佳，對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。這種干擾常常給精度系統(tǒng)帶來(lái)麻煩，應(yīng)引起重視。1.1.1.2 地線干擾測(cè)試系統(tǒng)往往共用一個(gè)直流電源或不同電源共用一個(gè)地線。因此，當(dāng)各部分電路的電流均流過(guò)公共地線時(shí)，會(huì)在其上產(chǎn)生電壓降，形成互相影響地干擾信號(hào)。這種情況在數(shù)字電路和模擬電路共地時(shí)非常明顯。圖2(a)中rcm是模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)地公共接地線的電阻。通常，數(shù)字系統(tǒng)的入地電流比模擬電流大得多，并且有較大的波動(dòng)干擾信號(hào)。即rcm很小

7、，數(shù)字電路也會(huì)在其兩端形成較高電壓，使模擬信號(hào)的接地電壓不能為零。圖2(b)中模擬電路是測(cè)量前置放大器，數(shù)字系統(tǒng)的入地電流(若為2a)在rcm(若為0.0)上產(chǎn)生電壓(20mv)，此電壓與測(cè)量電壓vb疊加。若vb=100mv，那么測(cè)量精度將會(huì)低于20%。1.1.2來(lái)自測(cè)試系統(tǒng)的外部干擾外部干擾源主要來(lái)自自然界以及檢測(cè)系統(tǒng)周?chē)碾姎庠O(shè)備，是由使用條件和外界環(huán)境決定的，與系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，主要有：(1)天體和天電干擾。天體干擾是由太陽(yáng)或其他恒星輻射電磁波產(chǎn)生的干擾。天電干擾是由雷電、大氣的電離作用、火山爆發(fā)及地震等自然災(zāi)害現(xiàn)象所產(chǎn)生的電磁波和空間電位變化所引起干擾。(2)放電干擾。放電干擾是指電

8、動(dòng)機(jī)的電刷和整流子間的周期性瞬間放電，電焊、電火花加工機(jī)床、電氣開(kāi)關(guān)設(shè)備中的開(kāi)關(guān)通斷，電氣機(jī)車(chē)和電車(chē)導(dǎo)線與電刷間的放電等對(duì)鄰近檢測(cè)系統(tǒng)的干擾。(3)射頻干擾。通信設(shè)備、無(wú)線電廣播、電視、雷達(dá)等通過(guò)天線會(huì)發(fā)射強(qiáng)烈的電波，高頻加熱設(shè)備有也會(huì)產(chǎn)生射頻輻射。電磁波在測(cè)試系統(tǒng)的傳輸線上以及接收天線上，會(huì)感位出大小不等的射頻信號(hào)。有的電磁波在接收天線上產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)比與接收的信號(hào)電動(dòng)勢(shì)大上萬(wàn)倍。這類干擾的頻帶有限且可知，選擇適當(dāng)濾波器即可消除。(4)工頻干擾。供電設(shè)備和輸出線都產(chǎn)生工頻干擾，這種干擾隨處可見(jiàn)。低頻信號(hào)只要有一段與供電線平行，50hz交流電就會(huì)耦合到信號(hào)線上成為干擾。(5)靜電干擾。摩擦產(chǎn)生的

9、靜電干擾作為能源來(lái)說(shuō)是很小的，但是電壓可能達(dá)到數(shù)萬(wàn)伏。帶有高電位的人接觸測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，人體上的電荷就會(huì)向系統(tǒng)放電，急劇的放電電流造成噪聲干擾，能影響測(cè)試系統(tǒng)的正常干擾。1.2 干擾的耦合方式干擾要通過(guò)一定的耦合通道或傳輸途徑才能對(duì)檢測(cè)裝置的正常工作造成不良的影響。常見(jiàn)的干擾耦合方式主要有靜電耦合、電磁耦合、共阻抗耦合和漏電流耦合。1.2.1 靜電耦合(電容性耦合)靜電耦合產(chǎn)生的干擾主要是指由于兩個(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，在圖3(a)中，導(dǎo)線1是干擾源，導(dǎo)線2是檢測(cè)系統(tǒng)傳輸出線，c1、c2為導(dǎo)線1、2的寄生電容，c12是導(dǎo)線1和2之間的寄生電容。r為導(dǎo)線2被干擾電路的等效輸

10、入阻抗。根據(jù)電路理論，此時(shí)干擾源v1在導(dǎo)線2上產(chǎn)生的干擾電壓v2為當(dāng)r>>1/j(c12+c2)時(shí),式（1）可簡(jiǎn)化為：v2=c12v1/（c12+c2） （2）此時(shí)v2按電容分壓,這種耦合情況是嚴(yán)重的。當(dāng)r<<1/j(c12+c2)時(shí),則式（1）可簡(jiǎn)化為：v2=jc12rv1 (3)從上式可以看出，當(dāng)干擾源的電壓v1和角頻率一定時(shí)，要降低電容性耦合效應(yīng)必須減小電路的等效輸入阻抗r和寄生電容c12。另外，干擾源的頻率越高，靜電耦合引起的干擾也越嚴(yán)重，因此應(yīng)盡量降低干擾源的頻率。小電流高電壓噪聲源對(duì)測(cè)試系統(tǒng)干擾主要通過(guò)這種電容性耦合。1.2.2 電磁耦合(電感性耦合)電磁耦

11、合又稱互感耦合，是由于兩個(gè)電路間存在互感，如圖4所示：圖中導(dǎo)線1為干擾源，導(dǎo)線2為檢測(cè)系統(tǒng)的一段電路，設(shè)導(dǎo)線1、2間的互感為m。當(dāng)導(dǎo)線1中有電流i1變化時(shí)，根據(jù)電路理論則通過(guò)耦合產(chǎn)生的互感干擾電壓v2=jmi1。從上式可以看出：干擾電壓v2正比于干擾源角頻率、互感m和干擾源電壓i1。大電流電壓干擾源，干擾耦合方式主要為這種電感性耦合。1.2.3 阻抗耦合共阻抗耦合干擾是是由于兩個(gè)或兩個(gè)以上電路有公共阻抗，當(dāng)一個(gè)電路中的電流流過(guò)公共阻抗產(chǎn)生壓降時(shí)，就形成對(duì)其他電路的干擾電壓，共阻抗耦合干擾主要有電源內(nèi)阻抗的耦合干擾、公共耦合干擾和輸出阻抗耦合干擾三種方式。1.2.4 漏電流耦合由于與絕緣不良，流

12、經(jīng)絕緣電阻r的漏電流會(huì)對(duì)檢測(cè)裝置引起的干擾叫做漏電流干擾耦合。漏電流耦合經(jīng)常發(fā)生在用儀表測(cè)量較高的直流電壓的場(chǎng)合，或在檢測(cè)裝置附近有較高的直流電壓源時(shí)，或在高輸入阻抗的直流放大器中。2.硬件抗干擾技術(shù)根據(jù)干擾具備的三個(gè)因素，檢測(cè)裝置的干擾控制方式主要是消除或抑制干擾源:阻斷或減弱干擾的耦合通道或傳輸途徑；削弱接收電路對(duì)干擾的靈敏度。這三種措施比較起來(lái)消除干擾源是最有效、最徹底地方法，但在實(shí)際中是很難完全消除的。削弱接收電路對(duì)干擾的靈敏度可通過(guò)電子線路板的合理布局，如輸入電阻采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)、信號(hào)的數(shù)字傳輸、信號(hào)傳輸線采用雙絞線等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。干擾的控制就是如何阻斷干擾控制方法常采用的有屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)、隔離技術(shù)、濾波技術(shù)等硬件干擾措施，以及冗余技術(shù)、陷阱技術(shù)等微軟技術(shù)抗干擾措施。2.1 屏蔽技術(shù)屏蔽技術(shù)主要是抑制電磁感應(yīng)對(duì)檢測(cè)裝置的干擾，這是利用銅或鋁等低阻材料或磁材料把元件、電路、組合件或傳輸出線等包圍起來(lái)以隔離內(nèi)外電磁的相互干擾暗暗，屏蔽包括靜電屏蔽、電磁屏蔽和低頻屏蔽等。(1)靜電屏蔽在靜電作用下，導(dǎo)體內(nèi)部無(wú)電力線，即各點(diǎn)等電位，因此采用導(dǎo)電性能良好的金屬做屏盒，并將它接地，可使其內(nèi)部的電力線不外傳，同時(shí)也使外部的電力線不影響其內(nèi)