皮帶秤的抗干擾控制

1、 皮帶秤的抗干擾控制摘要；本文闡述了皮帶秤設(shè)備的特殊性及其電氣環(huán)境的重要性，通過對電氣干擾產(chǎn)生的根源及其危害的分析，提出了針對這些問題采取相應(yīng)的防范措施，并以具體的工程實例加以說明。關(guān)鍵詞： 皮帶秤 稱重傳感器 測速傳感器 抗干擾 接地線 1。概述 山東泰山鋼鐵煉鐵廠108、109皮帶秤， 工業(yè)現(xiàn)場動力線路密布，設(shè)備啟停運(yùn)轉(zhuǎn)繁忙，因此存在嚴(yán)重的電場和磁場干擾。而工業(yè)控制系統(tǒng)又有幾十乃至幾百個輸入輸出通道分布在其中，導(dǎo)線之間形成相互耦合是通道干擾的主要原因， 這兩條皮帶秤安裝時間較長，現(xiàn)場電氣設(shè)備有四只稱重傳感器并聯(lián)、一只測速傳感器。對電氣干擾非常敏感，更關(guān)鍵的是這些設(shè)備若運(yùn)行不穩(wěn)定，出現(xiàn)故障或

2、是損壞，將牽涉到公司及質(zhì)量系統(tǒng)的多個部門，其影響及經(jīng)濟(jì)損失將是巨大的。因此怎樣消除和抑制各種電氣干擾，保證設(shè)備穩(wěn)定可靠地工作，考慮各種電氣擾動對設(shè)備安全運(yùn)行的影響，電氣干擾主要有電壓擾動和過大的諧波電流及對地泄漏電流。2原因分析在電子系統(tǒng)中，形成干擾的基本要素有三個： （1）干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號，用數(shù)學(xué)語言描述如下：du/dt， di/dt大的地方就是干擾源。如：雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時鐘等都可 能成為干擾源。（2）傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳 播路徑是通過導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。 （3）敏感器件，指容易被干擾的對象。如：A/D、D

3、/A變換器，單片機(jī)，數(shù)字IC， 弱信號放大器等。通過分析電氣干擾產(chǎn)生的根源及其對設(shè)備的危害，來提出相應(yīng)的解決措施及設(shè)計注意事項。 1、 ）電壓擾動 電壓擾動包括瞬態(tài)過電壓，電壓驟降和電壓波動 1瞬態(tài)過電壓 瞬態(tài)過電壓表現(xiàn)為有快速突升的高電壓脈沖疊加到供電電壓上。其起因有兩方面：一是大氣雷電的強(qiáng)大瞬變電磁場對地面電氣線路產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓；二是大功率電感性負(fù)荷或改善功率因數(shù)的電容器投切時回路周圍磁場的瞬間變化對鄰近線路產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓，瞬態(tài)過電壓可使電子設(shè)備損壞，并且可通過電感對數(shù)據(jù)線的耦合造成計算機(jī)及通訊設(shè)備上的數(shù)據(jù)失誤。 .2電壓驟降 電壓驟降是指線路電壓的驟然大幅度降低，其持續(xù)時間可長達(dá)幾秒

4、鐘。它的起因是線路所接大功率重負(fù)載電動機(jī)起動時造成線路以至所接母線電壓的下降。如果電壓驟降時間過長，可引起電子信息設(shè)備的數(shù)據(jù)丟失。 .3電壓波動 電壓波動實質(zhì)是小幅值的電壓驟降，它也可使高靈敏度的電子信息設(shè)備工作失常。 4 電壓擾動的防范措施 對瞬態(tài)過電壓的主要防范措施是在電源線路和信息線路有關(guān)部位裝設(shè)過電壓保護(hù)器，即大樓交流變壓器高低壓側(cè)的三根相線分別對地加裝無間隙氧化鋅避雷器。 5電力線均在出入口加裝電涌保護(hù)器。消除電壓驟降的措施是對大樓內(nèi)大功率電機(jī)采取軟起動方式，另外電信設(shè)備與其它空調(diào)水泵等負(fù)荷分開變壓器供電。 過大的諧波電流 6諧波電流的產(chǎn)生及其危害 諧波電流起源于現(xiàn)代日益增長的非線性

5、負(fù)荷的應(yīng)用。眾所周知，當(dāng)三相負(fù)荷不平衡時，甚至出現(xiàn)中性線電流大于相線電流情況，這就容易出現(xiàn)因中性線過載而引發(fā)火災(zāi)事故。設(shè)備本身是諧波電流發(fā)生源，其諧波電流引起的嚴(yán)重諧波電壓傳導(dǎo)到其它狀態(tài)完好的電子信息設(shè)備，使其工作不穩(wěn)定甚至元件損壞，特別是電腦主機(jī)和打印機(jī)電源部分。另外，過大的諧波電流還使得電子信息設(shè)備的配電回路的斷路器誤動作，因為含有大量的諧波電流回路的電流實際有效值要比計算所得或簡單測得的值要大。 過大諧波危害的防范措施 由以上分析我們看出有非線性負(fù)荷就有諧波存在，我們防范的措施主要是避免諧波電流的匯合增大和減小回路諧波電壓的分量。3解決方法： a. 所有電氣線路穿鋼管敷設(shè)，因為接地良好的

6、金屬導(dǎo)管為穿過它的導(dǎo)線起到了對射頻干擾的屏蔽作用。 b. 每相用各自的中性線，對產(chǎn)生諧波的設(shè)備回路 c. 選用D1YN11接線的三相配電變壓器為三次諧波電流提供環(huán)流通路。 d. 將敏感設(shè)備與其它設(shè)備分開，從低壓配電室開始由單獨配電柜引出專用回路供電信設(shè)備用電。 e. 適當(dāng)限制每個回路的插座數(shù)量，以減少分支配電回路中敏感設(shè)備的數(shù)量，有助于減小回路諧波電壓的含量。 3、 過大的對地泄漏電流4、 3.1泄漏電流的產(chǎn)生和危害，輸入端上均配濾波器即在相線和中性線上各串一個小電感并連接一個小電容器接地，這樣濾波器的電容在相線和保護(hù)接地線間形成一條通路而有電流流過，此為工頻對地泄漏電流。對一臺設(shè)備而言，這種

7、電流十分微小（通常小于3.5mA），但是多臺設(shè)備并聯(lián)時，其合成電流就可能相當(dāng)大， 式中：IC對地泄漏電流（A） UO相對地標(biāo)稱電壓（220V） f 工頻頻率（50HZ） C濾波電容器的電容量（F） XC容抗（） 按此式計算，當(dāng)濾波電容大于0.217F時，正常工頻漏電電流即有15mA以上，實際上回路合閘時的電容充電電流更數(shù)倍于此，因此使得漏電斷路器RCD誤動作而切斷電源，影響正常工作。最危險的是當(dāng)電流至設(shè)備處PE線任一處中斷還有可能導(dǎo)致人體接觸電壓大大超過接觸電壓限制50V，造成電擊事故。 5、 3.2防止對地泄漏電流危害的措施 通常地我們在配電線路末端插座回路裝設(shè)漏電保護(hù)器，它可以在相線和保護(hù)

8、線間的偶然接觸時跳閘，以保護(hù)人身安全，這只是消除其危害的一方面。更主要的是對地泄漏電流產(chǎn)生的噪聲對通訊設(shè)備和信息設(shè)備造成嚴(yán)重干擾，要克服這一點，就要將這些設(shè)備連接到干凈的或無噪聲的“地”上去，這個接地稱為“接地”。 6、 常規(guī)的建筑物接地系統(tǒng)主要是在故障情況下保證人身設(shè)備安全，而現(xiàn)在必須同時能承載連續(xù)的泄漏電流并要用來抑制高頻噪聲電流，因此其接地方式和用材都有所不同。接地分工作接地 保護(hù)接地和防雷接地三種，按均壓等電位的原理，這三種接地最終組成一個聯(lián)合接地網(wǎng)。機(jī)房接地采用網(wǎng)形接地布置方式，在機(jī)房活動地板下設(shè)閉合環(huán)形接地線，作為地板金屬支架接地引線排，其材料為銅導(dǎo)線，截面積應(yīng)不小于50mm2，并

9、從接地匯集線上引出不少于二根截面積為5075mm2的銅質(zhì)接地線與引線排的南北或東西側(cè)連通，地系統(tǒng)的連接方式。7、 主鋼筋通長焊接成閉合回路作為共用接地網(wǎng)，總接地電阻不大于1歐姆，基礎(chǔ)層設(shè)接地總匯集環(huán)，室外設(shè)人工接地環(huán)，接地總匯集環(huán)與基礎(chǔ)接地網(wǎng)或室外環(huán)形接地體每隔510米相互連接一次，所有接地裝置及連接點上進(jìn)行防腐處理。其接地系統(tǒng)接線圖見圖5、 實施原理 1、接地原理。根據(jù)法拉第籠均壓屏蔽的原理，充分利用建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋作接地裝置，使整個建筑物成為一個等電位體；第二，大樓內(nèi)各種接地線應(yīng)從接地匯集線或接地網(wǎng)上分別引入；第三，機(jī)房內(nèi)采用網(wǎng)接地形式，建立相同且相對穩(wěn)定的零電位，從而屏去干擾。 接地總匯集

10、線采用40X5的扁銅 2，該干擾直接串入電源中，形成串模干擾，該干擾是本線路中試驗發(fā)現(xiàn)最明顯的。 火花或電弧熄滅時間很短，又將產(chǎn)生感應(yīng)電壓，所以在不斷地“通斷”的瞬變過程中電源上串入了很大的高頻干擾信號和浪涌電流。對于這種干擾實際上最有效的辦法是在電感負(fù)載上并接一個吸收回路即可，但是電感負(fù)載是多種不同設(shè)備，且有很多是在運(yùn)行中的產(chǎn)品，這樣就自然的把問題踢給了新產(chǎn)品（被試產(chǎn)品）。 在試驗中本人啟用了圖（二）接線的抑制回路，作用是用以抑制高頻干擾，試驗效果明顯。 2、直流電壓紋波引起的工頻干擾，該種干擾在一般的產(chǎn)品設(shè)計中都有措施抑制，在試驗中很少發(fā)現(xiàn)這種干擾。對于這種干擾，在試驗中采用了以下圖三的電

11、路，該電路具有消除低頻干擾和高頻干擾雙重作用，但對于電容耐壓要求較高。 3、線間串?dāng)_，該干擾是因信號線（電源、交流等）靠近和平行放置在一起而引起，雖在電壓不高時顯示不出來，但在受沖擊電壓時難免會引起干擾，這就是該干擾最難預(yù)測和最難控制的因素之一。這一點要求在布線方面注意干擾。 以上僅是一個簡單的電路，旨在只說明干擾存在的普遍性，根據(jù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境和自動化裝置發(fā)展的實際情況，現(xiàn)在很多產(chǎn)品在“靜電放電干擾、快速瞬變干擾和輻射電磁場干擾”方面實際上都沒有很好辦法，有些產(chǎn)品對電磁干擾還非常敏感，拒動、誤動、死機(jī)、改變定值等現(xiàn)象都有發(fā)生。因此，自動化裝置抗電磁干擾能力的提高，仍然需各位專業(yè)人士艱苦努

12、力。以下是根據(jù)我在多年的產(chǎn)品設(shè)計中，針對 “靜電放電干擾、快速瞬變干擾和輻射電磁場干擾電磁干擾”采取的一些措施和方法，供大家參考，不當(dāng)之處請批評指正。 一、抗靜電放電干擾 靜電放電干擾試驗，主要是模擬人體帶靜電以后，操作自動化裝置時，將產(chǎn)生靜電放電現(xiàn)象，對保護(hù)裝置造成影響和破壞，其防護(hù)措施簡述如下： 1、面板上的開關(guān)、撥碼開關(guān)、信號燈、按鈕、液晶顯示屏都有可能將靜電放電干擾引入到裝置內(nèi)部，引起裝置內(nèi)部電路元器件的失效和損壞，所以沒有必須的話，盡量少放，對于的必須的液晶顯示屏等都應(yīng)該認(rèn)真的考慮硬件、軟件方面的防護(hù)，在這方面應(yīng)該注意兩點： （1）面板和器件都要可靠接地，使靜電放電電流有一個良好的接

13、地通道,因為對于脆弱的裝置，靜電放電過程中放電火花產(chǎn)生的高頻輻射干擾，可能引起裝置的混亂和誤動。 （2）器件內(nèi)部電路與金屬外殼的電氣間隙要足夠大。使高壓靜電不至于由于間隙過小產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象，進(jìn)入器件的內(nèi)部電路。 2、裝置采用整體式金屬機(jī)殼、整體式金屬面板，比插件式金屬面板要好得多。 (1)因為機(jī)箱外殼整體面板，容易可靠接地，但采用了整體金屬面板，還要設(shè)計專門的接地線，僅僅依靠金屬面板的固定螺釘或面板與機(jī)箱的金屬鉸鏈實現(xiàn)接地,這樣很不可靠，很容易在靜電放電干擾過程中出問題，金屬面板上要有專門的接地螺釘或其它措施通過專用接地線實現(xiàn)可靠接地。 (2)插件式面板、接地困難，常常只能夠靠面板背面與機(jī)箱框架

14、的接觸實現(xiàn)接地連結(jié)，面板上噴漆的漆膜或鋁型材的氧化膜都不導(dǎo)電，且很難清除。無法保證面板與金屬機(jī)箱框架之間形成良好的電接觸。 (3)如果通過插件印制板布排專門的面板接地線，往往是得不償失，很可能把靜電放電過程中產(chǎn)生的高電壓大電流直接引入到印制板上一一形成“干擾地線”，使裝置抗靜電放電干擾的能力更加脆弱。同時該地線還有可能對一些導(dǎo)電回路的絕緣性能帶來不利的影響o 如選用雙面板進(jìn)行布線，則更要對整個電路進(jìn)行仔細(xì)推敲，精心布置，要遠(yuǎn)離易受干擾的器件和布線，在電路中起隔離作用器件的進(jìn)線和出線要分開。如光電耦合器的輸入和輸出的布線一定要盡可能的分開，繼電器線圈和接點的布線也要遠(yuǎn)離，的進(jìn)出線更要嚴(yán)格分離”

15、3、裝置輸入、輸出回路的配線和布線 自動化裝置的特點是有大量的輸入、輸出回路，如電源回路、電壓回路、電流回路，開入回路、開出回路等，由于整屏布線時很難把他們一一分開，分別布置，它們常常都是捆扎在一起，由電纜通過各種溝、槽通道連到各個取樣點或控制點，因此，通過分布電容的鍋臺，各個輸入、輸出回路，都可能會引入干擾。對這樣的輸入、輸出線，在裝置內(nèi)部的布線一定要精心安排，進(jìn)入裝置后要盡快進(jìn)入隔離器件，如 PT、CT、開關(guān)電源、光耦等，布線越短越好，不能與裝置內(nèi)插件間的連線捆扎在一起或混排交叉。對裝置內(nèi)一些必需的軟引線也應(yīng)采取措施，如各個回路采用單獨緊密絞合雙較線。正確的布線也是種很有效的抗干擾措施，它

16、能大大降低干擾，不需增加工程序和成本，卻可收到滿意的抗干擾效果，希望大家能夠?qū)Υ私o予足夠的關(guān)注o 4、開關(guān)電源 開關(guān)電源對電源回路的干擾有一定的隔離作用。但開關(guān)電源的進(jìn)出線一定要分開布線，有的裝置裝有電源開關(guān)，并把電源開關(guān)布置在面板上，對這樣的設(shè)計一定要小心安排，首先開關(guān)連線要取在電源濾波器(開關(guān)電源的內(nèi)部濾波器)的后面，面板開關(guān)的線一定要相對“干凈”一些，最好選用屏蔽線，其次，開關(guān)引線不能+5V、+-15V、+24V面板指示燈線捆扎或布排在一起，以減少輸入輸出間的干擾耦合， 許多開關(guān)電源中的輸入回路、輸出回路與接地線間都接有抗干擾電容，其中輸出回路的對地電容有時可能會對裝置的抗干擾效果帶來不

17、利的影響，因為接地線并不是“純的接地”？輸入回路上的干擾信號會通過輸入對地電容進(jìn)入地線，再經(jīng)過輸出電容進(jìn)入輸出回路。從而引入干擾，必要時可拆除輸出回路的對地電容，使內(nèi)部電路與“地”徹底隔離，真正浮起來。 有的濾波器對快速瞬變干擾有明顯的抑制作用，它是提高裝置抗干擾水平最簡單，最有效的方法之一。但是濾波器的最終效果與濾波器的選用和安裝關(guān)系密切。一個好的濾波器很可能因為安裝不當(dāng)而起不到應(yīng)有的作用。濾波器應(yīng)直接安裝在裝置上，并按濾波器的使用要求進(jìn)行安裝布線，這樣才能使濾波器發(fā)揮應(yīng)有的作用濾波器的外殼要良好接地，以保證其濾波效果。另一方面，前面提到自動化裝置的特點是輸入、輸出回路特別多，常常捆扎在一起

18、，任一回路防護(hù)不當(dāng)都有可能使干擾竄入裝置內(nèi)部，所以在濾波器的選擇上應(yīng)選用有較多回路的組合濾波器對眾多回路同時進(jìn)行防護(hù)，也可通過試驗只對一些敏感回路進(jìn)行濾波防護(hù)。當(dāng)然如能通過元器件的選用，印制板電路、元器件的布局，各個接地回路的安排處理，以及軟件上的各種措施等，使裝置的各個回路對干擾都不敏感，也就無需使用外掛濾波器，這就是最好的結(jié)果。 它們可以通過兩根電源線傳導(dǎo)到電網(wǎng)的其它線路之中和干擾其它電子設(shè)備；i4是共模干擾信號，它是電流i1回路通過電磁感應(yīng)其它電路與大地或機(jī)殼組成的回路產(chǎn)生的，并且其它電路與大地或機(jī)殼是通過電容耦合構(gòu)成回路的，共模干擾信號可以通過電源線與大地傳導(dǎo)到電網(wǎng)其它線路之中和干擾其

19、它電子設(shè)備盡量縮短電路引線的長度和減小電流回路的面積，是減小電磁輻射的有效方法；正確使用儲能濾波電容，把儲能濾波電容盡量近地安裝在有源器件電源引線的兩端，每個有源器件獨立供電，或單獨用一個儲能濾波電容供電(充滿電的電容可以看成是一個獨立電源)，防止各電路中的有源器件(放大器)通過電源線和地線產(chǎn)生串?dāng)_；把電源引線的地和信號源的地嚴(yán)格分開，或?qū)π盘栆€采取雙線并行對中交叉的方法，讓干擾信號互相抵消，也是一種減小電磁輻射的有效方法；利用電纜是系統(tǒng)中導(dǎo)致電磁兼容問題的最主要因素。因此，在實際中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)：當(dāng)將設(shè)備上的外拖電纜取下來時，設(shè)備就可以順利通過試驗，在現(xiàn)場中遇到電磁干擾現(xiàn)象時，只要將電纜拔下來，

20、故障現(xiàn)象就會消失。這是因為電纜是一根高效的接收和輻射天線。另外，電纜中的導(dǎo)線平行傳輸?shù)木嚯x最長，因此導(dǎo)線之間存在較大的分部電容和互電感，這會導(dǎo)致導(dǎo)線之間發(fā)生信號的串?dāng)_。 電纜產(chǎn)生輻射的機(jī)理有兩種，一種是電纜中的信號電流(差模電流)回路產(chǎn)生的差模輻射，另一種是電纜中的導(dǎo)線(包括屏蔽層)上的共模電流產(chǎn)生的。電纜的輻射主要來自共模輻射。共模輻射是由共模電流產(chǎn)生的，共模電流的環(huán)路面積是由電纜與大地(或鄰近其它大型導(dǎo)體)形成的，因此具有較大的環(huán)路面積，會產(chǎn)生較強(qiáng)的輻射，減小這種共模電流的有效方法是減小差?；芈返淖杩?，從而促使大部分信號電流從信號地線返回。一般信號線與回線靠得越近，則差模電流回路的阻抗越小

21、。信號地線就是信號的回流線，因此，地線上的兩點之間必然存在電壓，一種推薦的方法是在電纜端口設(shè)置“干凈地”。所謂干凈地就是這塊地線上沒有可以產(chǎn)生噪聲的電路，因此地線上的局部電位幾乎相等。如果機(jī)箱是金屬機(jī)箱，將這塊干凈地與金屬機(jī)箱連接起來。電纜長度：在滿足使用要求的前提下，盡量使用短的電纜。但電纜長度往往受到設(shè)備之間連接距離的限制，不能隨意縮短。而且，當(dāng)電纜的長度不能減小到波長的一半以下時，減小電纜長度也沒明顯效果；設(shè)備組裝完成后，設(shè)備電纜上產(chǎn)生的共模電壓也就一定了。這時，減小電纜上的共模電流的方法就是增加共模電流回路的阻抗。實用而有效的方法是在電纜上串聯(lián)共模扼流圈，共模扼流圈能夠?qū)材ｋ娏餍纬奢^

22、大的阻抗，而對差模信號沒有影響，因此使用上很簡單，并且共模扼流圈不需要接地，可以直接加到電纜上。將整束電纜穿過一個鐵氧體磁環(huán)就構(gòu)成了一個共模扼流圈，根據(jù)需要，也可以將電纜在磁環(huán)上繞幾匝。為了工程方便，很多廠家提供分體式的磁環(huán)，這種磁環(huán)可以很容易地卡在電纜上。 電纜上套了鐵氧體磁環(huán)后，輻射強(qiáng)度的改善量取決于原來共模電流回路的阻抗，從共模輻射的公式容易推導(dǎo)出下面的結(jié)論 (推導(dǎo)中，應(yīng)用共模電壓不變的條件)： 共模輻射改善 20lg(E1 / E2)= 20lg(ICM1 / ICM2) 20lg(ZCM2 / ZCM1) 20lg ( 1 + Z/ZCM1) 式中： E1加鐵氧體前的輻射強(qiáng)度， E2

23、加鐵氧體后的輻射強(qiáng)度， ICM1加鐵氧體前的共模電流， ICM2加鐵氧體后的共模電流， ZCM2加鐵氧體后的共模環(huán)路阻抗， ZCM1加鐵氧體前的共模環(huán)路阻抗， Z共模扼流圈的阻抗。 例如，如果沒加共模扼流圈時的共模電流環(huán)路阻抗為100W，共模扼流圈的阻抗為1000 W，則共模輻射改善為20dB，而如果原來的共模電流環(huán)路阻抗為1000W，則改善量僅為6dB。 為了獲得預(yù)期的干擾抑制效果，在使用鐵氧體磁環(huán)時，需要注意以下問題： 但是，如果電路的兩端接地，則不再具有上述特征。因為這時每根導(dǎo)線與地平面之間構(gòu)成了一個面積很大的回路，在這個回路中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。由于兩根導(dǎo)線是不平衡的，因此會產(chǎn)生差模電壓。

24、在信號線上套一個非磁性材料的屏蔽套，并且單點接地。對于磁場而言，當(dāng)非磁性材料的屏蔽層單點接地時，信號回路中的磁場沒有變化，因此磁場感應(yīng)是相同的，即這種結(jié)構(gòu)沒有屏蔽效果。這種情況屏蔽效果定義為0dB，作為參考點。 將屏蔽層兩端接地。這時就能夠提供一定的屏蔽效能了。因為由屏蔽層與地平面構(gòu)成的環(huán)路中也感應(yīng)了電流，這個電流產(chǎn)生了一個與原磁場相反的磁場，使信號回路中的磁場減弱，感應(yīng)噪聲減小。路只在單點接地，利用電纜的屏蔽層作為回流路徑，大大減小了感應(yīng)回路的面積，因此屏蔽效能大幅度提高。將H中的屏蔽層兩端接地后，導(dǎo)致屏蔽效能下降。這是因為屏蔽層兩端接地后，在屏蔽層上產(chǎn)生了感應(yīng)電流，這個電流在雙絞線上感應(yīng)出

25、電流，由于電路不是平衡的，導(dǎo)致產(chǎn)生差模電壓。 抗干擾設(shè)計的基本原則是：抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的 抗干擾性能。（類似于傳染病的預(yù)防）1 抑制干擾源 抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的du/dt，di/dt。這是抗干擾設(shè)計中最優(yōu) 先考慮和最重要的原則，常常會起到事半功倍的效果。 減小干擾源的du/dt主要是通過在干擾源兩端并聯(lián)電容來實現(xiàn)。減小干擾源的 di/dt則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來實現(xiàn)。 抑制干擾源的常用措施如下： （1）繼電器線圈增加續(xù)流二極管，消除斷開線圈時產(chǎn)生的反電動勢干擾。僅加 續(xù)流二極管會使繼電器的斷開時間滯后，增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單

26、位時間內(nèi)可動作更多的次數(shù)。 （2）在繼電器接點兩端并接火花抑制電路（一般是RC串聯(lián)電路，電阻一般選幾K 到幾十K，電容選0.01uF），減小電火花影響。 （3）給電機(jī)加濾波電路，注意電容、電感引線要盡量短。 （4）電路板上每個IC要并接一個0.01F0.1F高頻電容，以減小IC對電源的 影響。注意高頻電容的布線，連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電 容的等效串聯(lián)電阻，會影響濾波效果。 （5）布線時避免90度折線，減少高頻噪聲發(fā)射。 （6）可控硅兩端并接RC抑制電路，減小可控硅產(chǎn)生的噪聲（這個噪聲嚴(yán)重時可能 會把可控硅擊穿的）。 按干擾的傳播路徑可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩類。 所謂傳導(dǎo)

27、干擾是指通過導(dǎo)線傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和 有用信號的頻帶不同，可以通過在導(dǎo)線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾 噪聲的傳播，有時也可加隔離光耦來解決。電源噪聲的危害最大， 要特別注意處理。 所謂輻射干擾是指通過空間輻射傳播到敏感器件的干擾。 一般的解決方法是增加干擾源與敏感器件的距離，用地線把它們隔離和在敏感器件上加蔽罩。2 切斷干擾傳播路徑的常用措施如下： （1）充分考慮電源對單片機(jī)的影響。電源做得好，整個電路的抗干擾就解決了一大半。許多單片機(jī)對電源噪聲很敏感, 要給單片機(jī)電源加濾波電路或穩(wěn)壓器，以減小電源噪聲對單片機(jī)的干擾。比如，可以利用磁珠和電容組成形濾波電路，當(dāng)然條件要求不高時

28、也可用100電阻代替磁珠。 （2）如果單片機(jī)的I/O口用來控制電機(jī)等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離（增加形濾波電路）。 控制電機(jī)等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離（增加形濾波電路）。 （3）注意晶振布線。晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近，用地線把時鐘區(qū)隔離起來，晶振外殼接地并固定。此措施可解決許多疑難問題。 （4）電路板合理分區(qū)，如強(qiáng)、弱信號，數(shù)字、模擬信號。盡可能把干擾源 （如電機(jī)，繼電器）與敏感元件（如單片機(jī)）遠(yuǎn)離。 （5）用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離，數(shù)字地與模擬地要分離，最后在一點接于電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則，廠家分配A/D、D/A芯片 引腳排列時已考慮此要求

29、。 （6）單片機(jī)和大功率器件的地線要單獨接地，以減小相互干擾。 大功率器件盡可能放在電路板邊緣。 （7）在單片機(jī)I/O口，電源線，電路板連接線等關(guān)鍵地方使用抗干擾元件 如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器，屏蔽罩，可顯著提高電路的抗干擾性能。3 提高敏感器件的抗干擾性能 提高敏感器件的抗干擾性能是指從敏感器件這邊考慮盡量減少對干擾噪聲 的拾取，以及從不正常狀態(tài)盡快恢復(fù)的方法。（3）給電機(jī)加濾波電路，注意電容、電感引線要盡量短。 （4）電路板上每個IC要并接一個0.01F0.1F高頻電容，以減小IC對電源的 影響。注意高頻電容的布線，連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電 容的等效串聯(lián)電阻，會影響濾

30、波效果。所謂傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)線傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和 有用信號的頻帶不同，可以通過在導(dǎo)線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾 噪聲的傳播，有時也可加隔離光耦來解決。電源噪聲的危害最大， 要特別注意處理。 所謂輻射干擾是指通過空間輻射傳播到敏感器件的干擾。 一般的解決方法是增加干擾源與敏感器件的距離，用地線把它們隔離和在敏感器件上加蔽罩 （7）在單片機(jī)I/O口，電源線，電路板連接線等關(guān)鍵地方使用抗干擾元件 如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器，屏蔽罩，可顯著提高電路的抗干擾性能。5）用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離，數(shù)字地與模擬地要分離，最后在一點接于電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則，廠家分配

31、A/D、D/A芯片 引腳排列時已考慮此要求）布線時，電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外，更重要的是降低耦 合噪聲。 （3）對于單片機(jī)閑置的I/O口，不要懸空，要接地或接電源。其它IC的閑置 端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源。電磁干擾是指在工作過程中受環(huán)境因素的影響，出現(xiàn)的一些與有用信號無關(guān)的，并且對系統(tǒng)性能或信號傳輸有害的電氣變化現(xiàn)象。這些有害的電氣變化現(xiàn)象使得信號的數(shù)據(jù)發(fā)生瞬態(tài)變化，增大誤差，出現(xiàn)假象，甚至使整個系統(tǒng)出現(xiàn)異常信號而引起故障。例如傳感器的導(dǎo)線受空中磁場影響產(chǎn)生的感應(yīng)電勢會大于測量的傳感器輸出信號，使系統(tǒng)判斷失靈干擾的形成包括三個要素：干擾源、傳播途徑和接受載體。三個要素缺

32、少任何一項干擾都不會產(chǎn)生。傳播途徑是指干擾信號的傳播路徑。電磁信號在空中直線傳播，并具有穿透性的傳播叫作輻射方式傳播；電磁信號借助導(dǎo)線傳入設(shè)備的傳播被稱為傳導(dǎo)方式傳播。傳播途徑是干擾擴(kuò)散和無所不在的主要根據(jù)干擾的定義可以看出，信號之所以是干擾是因為它對系統(tǒng)造成的不良影響，反之，不能稱其為干擾。從形成干擾的要素可知，消除三個要素中的任何一個，都會避免干擾。抗干擾技術(shù)就是針對三個要素的研究和處理。大電流周圍磁場對機(jī)電一體化設(shè)備回路耦合形成的干擾。動力線、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、電源變壓器和繼電器等都會產(chǎn)生這種磁場。產(chǎn)生磁場干擾的設(shè)備往往同時伴隨著電場的干擾，因此又統(tǒng)一稱為電磁干擾。共阻抗干擾是指電路各部分

33、公共導(dǎo)線阻抗、地阻抗和電源內(nèi)阻壓降相互耦合形成的干擾。這是機(jī)電一體化系統(tǒng)普遍存在的一種干擾。如圖1所示的串聯(lián)的接地方式，由于接地電阻的存在，三個電路的接地電位明顯不同。當(dāng)I1（或I2、I3）發(fā)生變化時，A、B、C點的電位隨之發(fā)生變化，導(dǎo)致各電路的不穩(wěn)定在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，被測信號是直流（或變化比較緩慢），而干擾信號經(jīng)常是一些雜亂的波形和含有尖峰脈沖，如圖2c所示，圖中US表示理想測試信號，UC表示實際傳輸信號，Ug表示不規(guī)則干擾信號。干擾可能來自信號源內(nèi)部（圖2a），也可能來源于導(dǎo)線的感應(yīng)（圖2b）。共模干擾往往是指同時加載在各個輸入信號接口斷的共有的信號干擾。如圖3所示檢測信號輸入A/D轉(zhuǎn)換

34、器的兩個輸入端上的公有的電壓干擾。由于輸入信號源與主機(jī)有較長距離，輸入信號Us的參考接地點和計算機(jī)控制系統(tǒng)輸入端參考接地點之間存在電位差Ucm。這個電位差就在轉(zhuǎn)換器的兩個輸入端上形成共模干擾。以計算機(jī)接地點為參考點，加到輸入點A上的信號為Us+Ucm，加到輸入點B上也有信號Ucm在產(chǎn)品內(nèi)設(shè)法抑制外來干擾的影響，以保證系統(tǒng)可靠地工作屏蔽是利用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻暮袪罨驓钇帘误w，將干擾源或干擾對象包圍起來從而割斷或削弱干擾場的空間耦合通道，阻止其電磁能量的傳輸。按需屏蔽的干擾場的性質(zhì)不同，可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽。電場屏蔽是為了消除或抑制由于電場耦合引起的干擾。通常用銅和鋁等導(dǎo)電性能良好的金屬材料作屏蔽體。屏蔽體結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量完整嚴(yán)密并保持良好的接地隔離是指把干擾源與接收系統(tǒng)隔