電磁干擾和抗干擾措施

1、2022-3-141 電磁干擾和抗干擾措施電磁干擾和抗干擾措施一、電磁兼容（一、電磁兼容（EMCEMC）概念）概念 我國(guó)從世紀(jì)我國(guó)從世紀(jì)8080年代至今已制定了上百個(gè)年代至今已制定了上百個(gè)電磁兼容的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制要求多數(shù)電氣設(shè)備必電磁兼容的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)制要求多數(shù)電氣設(shè)備必須通過(guò)相關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的性能測(cè)試，否則為不須通過(guò)相關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的性能測(cè)試，否則為不合格產(chǎn)品。合格產(chǎn)品。 電磁兼容電磁兼容是指電子系統(tǒng)在規(guī)定的電磁干擾環(huán)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，而且也不向處于同一環(huán)境中能正常工作的能力，而且也不向處于同一環(huán)境的其它設(shè)備釋放超過(guò)允許范圍的電磁干擾境的其它設(shè)備釋放超過(guò)允許

2、范圍的電磁干擾 。 2022-3-142二、電磁干擾的來(lái)源二、電磁干擾的來(lái)源 電磁干擾源分類：電磁干擾源分類： 自然界干擾源和人為干擾源自然界干擾源和人為干擾源 有意干擾和無(wú)意干擾有意干擾和無(wú)意干擾 傳導(dǎo)型干擾和輻射型干擾傳導(dǎo)型干擾和輻射型干擾 2022-3-143三、電磁干擾的傳播途徑三、電磁干擾的傳播途徑電磁干擾的形成必須同時(shí)具備三項(xiàng)因素：電磁干擾的形成必須同時(shí)具備三項(xiàng)因素：n干擾源干擾源n干擾途徑干擾途徑傳導(dǎo)型干擾（路）、輻射型干擾（場(chǎng)）傳導(dǎo)型干擾（路）、輻射型干擾（場(chǎng)）n對(duì)電磁干擾敏感性較高的接收電路對(duì)電磁干擾敏感性較高的接收電路消除或減弱電磁干擾，可針對(duì)這三項(xiàng)因素采取措施：消除或減弱

3、電磁干擾，可針對(duì)這三項(xiàng)因素采取措施：n消除或抑制干擾源消除或抑制干擾源n切斷干擾途徑切斷干擾途徑n削弱接受回路對(duì)干擾的敏感性削弱接受回路對(duì)干擾的敏感性2022-3-144電吹風(fēng)機(jī)干擾電視機(jī)的演示電吹風(fēng)機(jī)干擾電視機(jī)的演示 電吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)電吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電磁波干擾生的電磁波干擾以兩種途徑到達(dá)以兩種途徑到達(dá)電視機(jī)：一是通電視機(jī)：一是通過(guò)共用的電源插過(guò)共用的電源插座，二是以空間座，二是以空間電磁場(chǎng)傳輸?shù)姆诫姶艌?chǎng)傳輸?shù)姆绞接呻娨暀C(jī)的天式由電視機(jī)的天線接收。應(yīng)設(shè)法線接收。應(yīng)設(shè)法切斷這些干擾途切斷這些干擾途徑。徑。 2022-3-145干擾途徑干擾途徑傳導(dǎo)型（通過(guò)路的干擾）：傳導(dǎo)型（通過(guò)路的干擾）： 供電干擾（電

4、源干擾）：供電干擾（電源干擾）：來(lái)自電源本身來(lái)自電源本身或由于電源異常抖動(dòng)引起的干擾或由于電源異常抖動(dòng)引起的干擾 強(qiáng)電干擾（信號(hào)通道干擾）：強(qiáng)電干擾（信號(hào)通道干擾）：來(lái)自信號(hào)來(lái)自信號(hào)通道內(nèi)部的各種干擾通道內(nèi)部的各種干擾 接地干擾：接地干擾：由于接地不當(dāng)引起的干擾由于接地不當(dāng)引起的干擾輻射型（通過(guò)場(chǎng)的干擾）：輻射型（通過(guò)場(chǎng)的干擾）： 輻射干擾：輻射干擾：來(lái)自空間的電磁干擾來(lái)自空間的電磁干擾 2022-3-146由電源配電由電源配電回路引入的回路引入的干擾干擾 交流供配電線路在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的分布相當(dāng)于一個(gè)吸交流供配電線路在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的分布相當(dāng)于一個(gè)吸收各種干擾的網(wǎng)絡(luò)收各種干擾的網(wǎng)絡(luò), , 而且十分方便地

5、以電路傳導(dǎo)的形而且十分方便地以電路傳導(dǎo)的形式傳遍各處，經(jīng)檢測(cè)裝置的電源線進(jìn)入儀器內(nèi)部造成式傳遍各處，經(jīng)檢測(cè)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使工頻的高次諧波 ( (從低頻一直延伸至高頻從低頻一直延伸至高頻) ) 經(jīng)電源經(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(kāi)關(guān)電源的晶閘管引起的大功率高次諧波干擾；又如開(kāi)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。經(jīng)電源線往外泄漏出的幾百千赫茲尖脈沖干擾。 20

6、22-3-147由磁場(chǎng)耦合引起的干擾由磁場(chǎng)耦合引起的干擾 磁場(chǎng)耦合干擾的實(shí)質(zhì)磁場(chǎng)耦合干擾的實(shí)質(zhì)是互感性耦合干擾。防止是互感性耦合干擾。防止磁場(chǎng)耦合干擾途徑的辦法磁場(chǎng)耦合干擾途徑的辦法有：使信號(hào)線有：使信號(hào)線遠(yuǎn)離強(qiáng)電流遠(yuǎn)離強(qiáng)電流干擾源，從而減小互感量干擾源，從而減小互感量M ；采用低頻磁屏蔽，從采用低頻磁屏蔽，從而減小信號(hào)線感受到的磁而減小信號(hào)線感受到的磁場(chǎng)；采用絞扭導(dǎo)線使引入場(chǎng)；采用絞扭導(dǎo)線使引入到信號(hào)處理電路兩端的干到信號(hào)處理電路兩端的干擾電壓大小相等、相位相擾電壓大小相等、相位相同，使差模干擾轉(zhuǎn)變成共同，使差模干擾轉(zhuǎn)變成共模干擾模干擾 。 C型變壓器的漏感比型變壓器的漏感比E型的小型的小2

7、022-3-148由電焊引起的干擾由電焊引起的干擾 電焊機(jī)電纜產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)干擾電焊機(jī)電纜產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)干擾磁場(chǎng)交鏈磁場(chǎng)交鏈信號(hào)線信號(hào)線2022-3-149四四 幾種電磁兼容控制技術(shù)幾種電磁兼容控制技術(shù) 抗電磁干擾技術(shù)有時(shí)又稱為電磁兼容控抗電磁干擾技術(shù)有時(shí)又稱為電磁兼容控制技術(shù)。制技術(shù)。 針對(duì)針對(duì)破壞干擾途徑破壞干擾途徑的目標(biāo)，常用的抗干的目標(biāo)，常用的抗干擾技術(shù)有擾技術(shù)有屏蔽屏蔽、接地接地、濾波濾波、隔離隔離等技術(shù)。等技術(shù)。 2022-3-1410四四 常見(jiàn)的電磁兼容控制技術(shù)常見(jiàn)的電磁兼容控制技術(shù) 屏蔽技術(shù)屏蔽技術(shù)：可抑制電磁干擾在空間的傳播，并切斷輻射：可抑制電磁干擾在空間的傳播，并切斷輻射 干擾的

8、傳播途徑干擾的傳播途徑接地技術(shù)接地技術(shù)：保護(hù)人身和設(shè)備安全；提供參考零電位；：保護(hù)人身和設(shè)備安全；提供參考零電位； 阻隔地環(huán)路阻隔地環(huán)路濾波技術(shù)濾波技術(shù)：根據(jù)頻率選擇性地抑制干擾信號(hào)：根據(jù)頻率選擇性地抑制干擾信號(hào)隔離技術(shù)隔離技術(shù)：阻斷干擾信號(hào)傳導(dǎo)通路，并抑制干擾信：阻斷干擾信號(hào)傳導(dǎo)通路，并抑制干擾信 號(hào)強(qiáng)度號(hào)強(qiáng)度 2022-3-1411一）屏蔽技術(shù)一）屏蔽技術(shù) 利用金屬材料制利用金屬材料制成容器，將需要防護(hù)成容器，將需要防護(hù)的電路包圍在其中，的電路包圍在其中，可以防止電場(chǎng)或磁場(chǎng)可以防止電場(chǎng)或磁場(chǎng)耦合干擾的方法稱為耦合干擾的方法稱為屏蔽屏蔽。屏蔽可分為。屏蔽可分為靜靜電屏蔽電屏蔽、低頻磁屏蔽低頻

9、磁屏蔽和和電磁屏蔽電磁屏蔽等幾種。等幾種。根據(jù)不同的對(duì)象，使根據(jù)不同的對(duì)象，使用不同的屏蔽方式。用不同的屏蔽方式。 未加屏蔽罩時(shí)，中頻變未加屏蔽罩時(shí)，中頻變壓器線圈易受外界干擾。壓器線圈易受外界干擾。加屏蔽罩后的中頻變壓器加屏蔽罩后的中頻變壓器2022-3-14121.靜電屏蔽靜電屏蔽 靜電屏蔽靜電屏蔽是用銅或鋁等導(dǎo)電性良好的金屬是用銅或鋁等導(dǎo)電性良好的金屬為材料制作成封閉的金屬容器，把需要屏蔽的為材料制作成封閉的金屬容器，把需要屏蔽的電路置于其中，使外部干擾電場(chǎng)的電力場(chǎng)不影電路置于其中，使外部干擾電場(chǎng)的電力場(chǎng)不影響其內(nèi)部的電路，反之，若封閉的金屬容器與響其內(nèi)部的電路，反之，若封閉的金屬容器與

10、地線連接，容器內(nèi)電路產(chǎn)生的電力線也無(wú)法影地線連接，容器內(nèi)電路產(chǎn)生的電力線也無(wú)法影響外電路。響外電路。 不僅能防止靜電干擾，也能防止交變電場(chǎng)干不僅能防止靜電干擾，也能防止交變電場(chǎng)干擾擾。 靜電屏蔽的容器壁上允許有較小的孔洞靜電屏蔽的容器壁上允許有較小的孔洞（作為引線孔或調(diào)試孔），它對(duì)屏蔽的影響不（作為引線孔或調(diào)試孔），它對(duì)屏蔽的影響不大。大。 2022-3-1413各種靜電屏蔽各種靜電屏蔽 儀器設(shè)備的屏蔽儀器設(shè)備的屏蔽外殼必須接地外殼必須接地帶孔屏蔽板帶孔屏蔽板2022-3-1414各種靜電屏蔽（續(xù)）各種靜電屏蔽（續(xù)） 開(kāi)關(guān)電源采用帶孔的屏開(kāi)關(guān)電源采用帶孔的屏蔽外殼，既可散熱，又蔽外殼，既可散熱

11、，又可防止電磁干擾外泄可防止電磁干擾外泄2022-3-1415各種靜電屏蔽（續(xù)）各種靜電屏蔽（續(xù)） 帶調(diào)試孔的屏蔽盒帶調(diào)試孔的屏蔽盒2022-3-1416屏蔽線屏蔽線 三絞扭屏蔽線三絞扭屏蔽線銅芯銅芯4對(duì)雙絞扭屏蔽線對(duì)雙絞扭屏蔽線（屏蔽層接地）（屏蔽層接地）聚氟乙烯聚氟乙烯絕緣層絕緣層銅線編織網(wǎng)銅線編織網(wǎng)（接地）（接地）2022-3-14172.低頻磁屏蔽低頻磁屏蔽 低頻磁屏蔽是用來(lái)隔離低頻磁屏蔽是用來(lái)隔離低頻（主要指低頻（主要指50Hz）磁場(chǎng)和固定磁場(chǎng)）磁場(chǎng)和固定磁場(chǎng)（也稱靜磁場(chǎng)，其幅（也稱靜磁場(chǎng)，其幅度、方向不隨時(shí)間變化，如永久磁鐵產(chǎn)生的度、方向不隨時(shí)間變化，如永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)）耦合干擾

12、的有效措施。磁場(chǎng)）耦合干擾的有效措施。 靜電屏蔽線或靜電屏蔽盒對(duì)低頻磁場(chǎng)不靜電屏蔽線或靜電屏蔽盒對(duì)低頻磁場(chǎng)不起隔離作用。必須采用起隔離作用。必須采用高導(dǎo)磁材料高導(dǎo)磁材料作屏蔽層，作屏蔽層，以便讓低頻干擾磁力線只從磁阻很小的磁屏以便讓低頻干擾磁力線只從磁阻很小的磁屏蔽層上通過(guò)，使低頻磁屏蔽層內(nèi)部的電路免蔽層上通過(guò)，使低頻磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受低頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。有時(shí)還將屏蔽受低頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。有時(shí)還將屏蔽線穿在接地的鐵質(zhì)蛇皮管或普通鐵管內(nèi)，同線穿在接地的鐵質(zhì)蛇皮管或普通鐵管內(nèi)，同時(shí)達(dá)到靜電屏蔽和低頻屏蔽的目的。時(shí)達(dá)到靜電屏蔽和低頻屏蔽的目的。 2022-3-1418低頻磁屏蔽舉例低頻磁

13、屏蔽舉例 多數(shù)儀器的外殼采用導(dǎo)磁多數(shù)儀器的外殼采用導(dǎo)磁材料（例如：鐵質(zhì)機(jī)殼）作屏材料（例如：鐵質(zhì)機(jī)殼）作屏蔽層，讓低頻干擾磁力線從磁蔽層，讓低頻干擾磁力線從磁阻很小的磁屏蔽層上通過(guò)，使阻很小的磁屏蔽層上通過(guò)，使受外殼保護(hù)的內(nèi)部電路免受低受外殼保護(hù)的內(nèi)部電路免受低頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。如果頻磁場(chǎng)耦合干擾的影響。如果將外殼接地，則同時(shí)達(dá)到靜電將外殼接地，則同時(shí)達(dá)到靜電屏蔽和低頻磁屏蔽的目的。屏蔽和低頻磁屏蔽的目的。 參考中國(guó)（廈門）微波高頻通信設(shè)備銷售公司資料參考中國(guó)（廈門）微波高頻通信設(shè)備銷售公司資料2022-3-14193.高頻磁屏蔽高頻磁屏蔽 高頻磁屏蔽是采用導(dǎo)電良好高頻磁屏蔽是采用導(dǎo)電良好

14、的金屬材料做成屏蔽罩、屏蔽盒的金屬材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等等不同的外形，將被保護(hù)的電路不同的外形，將被保護(hù)的電路包圍在其中。它屏蔽的干擾對(duì)象包圍在其中。它屏蔽的干擾對(duì)象是高頻（是高頻（40kHz以上）磁場(chǎng)。以上）磁場(chǎng)。 干干擾源產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)遇到導(dǎo)電良擾源產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)遇到導(dǎo)電良好的電磁屏蔽層時(shí)，就在其外表好的電磁屏蔽層時(shí)，就在其外表面感應(yīng)出同頻率的電渦流，從而面感應(yīng)出同頻率的電渦流，從而消耗了高頻干擾源磁場(chǎng)的能量。消耗了高頻干擾源磁場(chǎng)的能量。其次，電渦流也將產(chǎn)生一個(gè)新的其次，電渦流也將產(chǎn)生一個(gè)新的磁場(chǎng)，抵消了一部分干擾磁場(chǎng)的磁場(chǎng)，抵消了一部分干擾磁場(chǎng)的能量，從而使電磁屏蔽層內(nèi)部的能量，從而使

15、電磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受高頻干擾磁場(chǎng)的影響。電路免受高頻干擾磁場(chǎng)的影響。 鍍銅鍍銅電磁屏蔽盒電磁屏蔽盒2022-3-14203.高頻磁屏蔽高頻磁屏蔽 高頻磁屏蔽層所需的厚度與干擾頻率有關(guān)。高頻磁屏蔽層所需的厚度與干擾頻率有關(guān)。1）f 1MHz時(shí)，用時(shí)，用0.05mm厚的金屬制成的屏蔽體可厚的金屬制成的屏蔽體可將場(chǎng)強(qiáng)度減為原場(chǎng)強(qiáng)的將場(chǎng)強(qiáng)度減為原場(chǎng)強(qiáng)的1/100左右左右2） f 10MHz時(shí)，用時(shí)，用0.01mm厚的金屬制成的屏蔽體可厚的金屬制成的屏蔽體可將場(chǎng)強(qiáng)度減為原場(chǎng)強(qiáng)的將場(chǎng)強(qiáng)度減為原場(chǎng)強(qiáng)的1/100甚至更低甚至更低3） f 100MHz時(shí)，可在塑料殼體上鍍或噴以銅層或時(shí)，可在塑料殼體上鍍或噴

16、以銅層或銀層制成屏蔽體。銀層制成屏蔽體。 若將高頻屏蔽層接地，就同時(shí)具有靜電屏蔽的功能，若將高頻屏蔽層接地，就同時(shí)具有靜電屏蔽的功能，也常成為電磁屏蔽。也常成為電磁屏蔽。2022-3-1421軍用屏蔽帳篷軍用屏蔽帳篷幾種用導(dǎo)電纖維材導(dǎo)電纖維材料編織而成的軍用料編織而成的軍用電磁屏蔽器材電磁屏蔽器材（參考（參考常州雷寧電磁屏蔽設(shè)備公司資料）常州雷寧電磁屏蔽設(shè)備公司資料） 軍用軍用 電子方艙電子方艙屏蔽通信車屏蔽通信車2022-3-1422防電磁波屏蔽圍裙防電磁波屏蔽圍裙幾種用幾種用導(dǎo)電纖維材料編織而成的導(dǎo)電纖維材料編織而成的電磁屏蔽服電磁屏蔽服輻射源輻射源防電磁波防電磁波屏蔽服裝屏蔽服裝防電磁波

17、屏蔽防電磁波屏蔽圍裙的使用圍裙的使用2022-3-1423屏蔽室屏蔽室 導(dǎo)電導(dǎo)電PVC地板地板 用于防靜電及用于防靜電及 底部底部屏蔽屏蔽干擾信號(hào)無(wú)法穿透干擾信號(hào)無(wú)法穿透鋼板屏蔽室鋼板屏蔽室2022-3-1424二）二） 隔離技術(shù)隔離技術(shù) 變壓器隔離：變壓器隔離：采用隔離變壓器，隔離低頻干擾信號(hào)采用隔離變壓器，隔離低頻干擾信號(hào) （只能傳輸交流信號(hào)）（只能傳輸交流信號(hào)）扼流圈隔離：扼流圈隔離：抑制高頻干擾（可傳輸交、直流信號(hào)）抑制高頻干擾（可傳輸交、直流信號(hào)）光電耦合隔離：光電耦合隔離：光電耦合器是一種電光電耦合器是一種電光光電耦合器電耦合器 件，輸入量、輸出量都是電流，但兩者件，輸入量、輸出量

18、都是電流，但兩者 之間是絕緣的?？筛綦x兩電路單元間之間是絕緣的?？筛綦x兩電路單元間 的干擾信號(hào)。的干擾信號(hào)。繼電器隔離：繼電器隔離：實(shí)現(xiàn)強(qiáng)、弱電器件間的隔離，驅(qū)動(dòng)大功實(shí)現(xiàn)強(qiáng)、弱電器件間的隔離，驅(qū)動(dòng)大功 率設(shè)備。但有觸點(diǎn)，通斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花率設(shè)備。但有觸點(diǎn)，通斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花 或電弧引起干擾?；螂娀∫鸶蓴_。晶閘管隔離：晶閘管隔離：可代替繼電器驅(qū)動(dòng)負(fù)載，不會(huì)產(chǎn)生火花可代替繼電器驅(qū)動(dòng)負(fù)載，不會(huì)產(chǎn)生火花 或電弧干擾?；螂娀「蓴_。 2022-3-1425光電耦合技術(shù)光電耦合技術(shù) 光耦合器光耦合器，也稱光電耦合器（光電隔離器），也稱光電耦合器（光電隔離器）或光耦，它可較大地提高系統(tǒng)的抗共模干擾或光耦，它可較

19、大地提高系統(tǒng)的抗共模干擾能力。能力。 光耦合器是一種電光耦合器是一種電光光電耦合器件，它電耦合器件，它的輸入量是電流，輸出量也是電流，可是兩的輸入量是電流，輸出量也是電流，可是兩者之間從電氣上看卻是絕緣的，輸入、輸出者之間從電氣上看卻是絕緣的，輸入、輸出回路的絕緣電阻可高達(dá)回路的絕緣電阻可高達(dá)1010 、耐壓超過(guò)、耐壓超過(guò)1kV。光耦中的發(fā)光二極管一般采用砷化鎵紅外發(fā)光耦中的發(fā)光二極管一般采用砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而光敏元件可以是光敏二極管、光二極管，而光敏元件可以是光敏二極管、三極管、達(dá)林頓管，甚至可以是光敏三極管、達(dá)林頓管，甚至可以是光敏雙向晶雙向晶閘管、光敏集成電路等。閘管、光敏集成電路

20、等。 2022-3-1426光耦的外形光耦的外形雙列直插式雙列直插式貼片式貼片式2022-3-1427光耦的隔離、傳輸作用舉例光耦的隔離、傳輸作用舉例 下圖是用光耦傳遞信號(hào)并將輸入回路與輸出回路隔離的電下圖是用光耦傳遞信號(hào)并將輸入回路與輸出回路隔離的電路。光耦路。光耦的紅外發(fā)光二極管經(jīng)兩只限流電阻的紅外發(fā)光二極管經(jīng)兩只限流電阻R1、R2跨接到三相跨接到三相電源電路中。電源電路中。 請(qǐng)分析當(dāng)交流接觸器未吸合時(shí)和吸合后兩種狀態(tài)請(qǐng)分析當(dāng)交流接觸器未吸合時(shí)和吸合后兩種狀態(tài)下流過(guò)光耦中的紅外發(fā)光二極管下流過(guò)光耦中的紅外發(fā)光二極管V1的電流、光耦中的光敏三的電流、光耦中的光敏三極管極管V1的狀態(tài)，以及的狀

21、態(tài)，以及Ue、o的電平。的電平。 2022-3-1428光耦的隔離、傳輸、電平轉(zhuǎn)換作用舉例光耦的隔離、傳輸、電平轉(zhuǎn)換作用舉例 下圖是下圖是NPN常開(kāi)型接近開(kāi)關(guān)光耦電路。請(qǐng)分析當(dāng)常開(kāi)型接近開(kāi)關(guān)光耦電路。請(qǐng)分析當(dāng)金屬板靠近接近開(kāi)關(guān)至額定動(dòng)作距離時(shí)，發(fā)光二極管金屬板靠近接近開(kāi)關(guān)至額定動(dòng)作距離時(shí)，發(fā)光二極管 V2的狀態(tài)。的狀態(tài)。GND1與與GND2接在一起會(huì)有什么不良效接在一起會(huì)有什么不良效果？果？ 金金屬屬板板2022-3-1429三）三） 濾波技術(shù)濾波技術(shù) 按濾波器頻率特性分類：按濾波器頻率特性分類： 高通、低通、帶通、帶阻高通、低通、帶通、帶阻按濾波器對(duì)干擾信號(hào)的處理方式分類：按濾波器對(duì)干擾信號(hào)

22、的處理方式分類： 反射式、吸收（損耗式）反射式、吸收（損耗式）按濾波器構(gòu)成形式：按濾波器構(gòu)成形式： 硬件濾波器、軟件濾波器硬件濾波器、軟件濾波器 2022-3-1430四）接地技術(shù)：四）接地技術(shù)：保護(hù)人身和設(shè)備安全；保護(hù)人身和設(shè)備安全；提供參考零電位；提供參考零電位；阻隔地環(huán)路；阻隔地環(huán)路；屏蔽層（線接地）。屏蔽層（線接地）。2022-3-1431抗干擾措施抗干擾措施 1. 1.供電系統(tǒng)的抗干擾措施供電系統(tǒng)的抗干擾措施 對(duì)交流供電網(wǎng)絡(luò)：穩(wěn)（壓）、濾（波）、對(duì)交流供電網(wǎng)絡(luò)：穩(wěn)（壓）、濾（波）、 隔（離）、隔（離）、UPS UPS 2022-3-1432 濾波器是抑制交流差模干擾的有效手段之一。濾

23、波器是抑制交流差模干擾的有效手段之一。有有RCRC濾波器和濾波器和LCLC濾波器等幾種。濾波器等幾種。 1. RC濾波器：當(dāng)信號(hào)源為熱電偶、應(yīng)變片等信濾波器：當(dāng)信號(hào)源為熱電偶、應(yīng)變片等信號(hào)變化緩慢的傳感器時(shí)，利用小體積、低成本的無(wú)號(hào)變化緩慢的傳感器時(shí)，利用小體積、低成本的無(wú)源源RCRC低通濾波器將對(duì)串模干擾有較好的抑制效果。低通濾波器將對(duì)串模干擾有較好的抑制效果。 a）單節(jié)）單節(jié)RC濾波器與放大器的連接濾波器與放大器的連接 b）雙節(jié)）雙節(jié)RC濾波器濾波器 c）低通濾波器圖形符號(hào)）低通濾波器圖形符號(hào) d）頻率特性）頻率特性 2022-3-14332.2.交流電源濾波器交流電源濾波器 電源網(wǎng)絡(luò)吸收

24、了各種高、低頻噪聲，對(duì)此常電源網(wǎng)絡(luò)吸收了各種高、低頻噪聲，對(duì)此常用用LC濾波器濾波器來(lái)抑制混入電源的噪聲。來(lái)抑制混入電源的噪聲。 2022-3-1434交流電源濾波器外形交流電源濾波器外形 2022-3-1435交流電源濾波器外形交流電源濾波器外形帶帶交流電源交流電源 濾波器的插座濾波器的插座2022-3-1436交流電源濾波器的內(nèi)部電路交流電源濾波器的內(nèi)部電路 圖中的圖中的100 H電感、電感、0.1 F電容組成高頻濾波器，電容組成高頻濾波器，用于吸收從電源線傳導(dǎo)進(jìn)來(lái)的中短波段的高頻噪聲干用于吸收從電源線傳導(dǎo)進(jìn)來(lái)的中短波段的高頻噪聲干擾；圖中兩只對(duì)稱的擾；圖中兩只對(duì)稱的5mH電感是由繞在同一

25、只鐵心兩電感是由繞在同一只鐵心兩側(cè)、匝數(shù)相等的電感繞組構(gòu)成的，稱為共模電感，用側(cè)、匝數(shù)相等的電感繞組構(gòu)成的，稱為共模電感，用于吸收因電源波形畸變而產(chǎn)生的諧波干擾；圖中的壓于吸收因電源波形畸變而產(chǎn)生的諧波干擾；圖中的壓敏電阻用于吸收因雷擊等引起的浪涌電壓干擾。敏電阻用于吸收因雷擊等引起的浪涌電壓干擾。2022-3-1437交流電源濾波器的內(nèi)部電路（續(xù)）交流電源濾波器的內(nèi)部電路（續(xù)）共模電感共模電感差模電感差模電感2022-3-1438開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的電源濾波器及共模電感開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的電源濾波器及共模電感 2022-3-1439電源濾波器中的共模電感電源濾波器中的共模電感 當(dāng)當(dāng)50Hz電流流經(jīng)共模電

26、感時(shí)，由于進(jìn)線與出線電流流經(jīng)共模電感時(shí)，由于進(jìn)線與出線產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，相互抵消，不會(huì)產(chǎn)生壓降，產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向相反，相互抵消，不會(huì)產(chǎn)生壓降，但共模電感對(duì)共模干擾卻有較大的感抗。但共模電感對(duì)共模干擾卻有較大的感抗。三相共模電感三相共模電感 2022-3-1440交流電源濾波器的使用效果交流電源濾波器的使用效果使用電源濾波器前觀察到的干擾使用電源濾波器前觀察到的干擾使用電源濾波器使用電源濾波器后干擾消失后干擾消失2022-3-1441對(duì)直流電源：直流電源濾波器對(duì)直流電源：直流電源濾波器 直流電源往往為幾個(gè)電路所共用，為了避免通直流電源往往為幾個(gè)電路所共用，為了避免通過(guò)電源內(nèi)阻造成幾個(gè)電路間互相干

27、擾，應(yīng)在每個(gè)電過(guò)電源內(nèi)阻造成幾個(gè)電路間互相干擾，應(yīng)在每個(gè)電路的直流電源上加上路的直流電源上加上RC或或LC退耦濾波器。下圖中退耦濾波器。下圖中的電解電容用來(lái)濾除低頻噪聲，電解電容旁邊并聯(lián)的電解電容用來(lái)濾除低頻噪聲，電解電容旁邊并聯(lián)一個(gè)一個(gè)0.010.1 F的磁介電容或獨(dú)石電容，用來(lái)濾除的磁介電容或獨(dú)石電容，用來(lái)濾除高頻噪聲。高頻噪聲。 2022-3-1442實(shí)行電源分組供電實(shí)行電源分組供電 將微機(jī)系統(tǒng)的主機(jī)電源與輸入通道電源分將微機(jī)系統(tǒng)的主機(jī)電源與輸入通道電源分開(kāi)；將驅(qū)動(dòng)電路電源與控制系統(tǒng)電源分開(kāi)，開(kāi)；將驅(qū)動(dòng)電路電源與控制系統(tǒng)電源分開(kāi)，以防止設(shè)備間干擾。以防止設(shè)備間干擾。2022-3-1443

28、2.2.針對(duì)強(qiáng)電干擾（信號(hào)通道干擾）的措施針對(duì)強(qiáng)電干擾（信號(hào)通道干擾）的措施n對(duì)電感性負(fù)載引起的強(qiáng)電干擾對(duì)電感性負(fù)載引起的強(qiáng)電干擾：可用吸：可用吸收（濾波、穩(wěn)壓），隔離（光隔、變壓收（濾波、穩(wěn)壓），隔離（光隔、變壓器、扼流圈、繼電器、差動(dòng)運(yùn)算放大器、器、扼流圈、繼電器、差動(dòng)運(yùn)算放大器、隔離運(yùn)算放大器等）隔離運(yùn)算放大器等）n來(lái)自空間的輻射干擾來(lái)自空間的輻射干擾：濾波，屏蔽（信：濾波，屏蔽（信號(hào)傳輸線必須屏蔽），雙線平衡技術(shù)號(hào)傳輸線必須屏蔽），雙線平衡技術(shù)（雙絞線）。如雙絞線外加屏蔽層，效（雙絞線）。如雙絞線外加屏蔽層，效果更好。果更好。n盡早完成信號(hào)放大；盡早完成盡早完成信號(hào)放大；盡早完成A/D

29、轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換2022-3-14443 3、針對(duì)接地干擾的抗干擾措施、針對(duì)接地干擾的抗干擾措施1).1).地線的種類地線的種類 保安地線保安地線 接地起源于強(qiáng)電技術(shù)，它的本意是接大接地起源于強(qiáng)電技術(shù)，它的本意是接大地，主要著眼于安全。這種地線也稱為地，主要著眼于安全。這種地線也稱為“保保安地線安地線” ” 。它的接地電阻值必須小于規(guī)定。它的接地電阻值必須小于規(guī)定的數(shù)值。的數(shù)值。 2022-3-1445四種觸電情況四種觸電情況 2022-3-1446保安地線保安地線 電烙鐵的外殼電烙鐵的外殼必須良好地接大地，必須良好地接大地，以保證人身安全以以保證人身安全以及焊接對(duì)象不致被及焊接對(duì)象不致被靜電擊穿。靜

30、電擊穿。2022-3-1447接大地與防靜電的關(guān)系接大地與防靜電的關(guān)系 人在工頻電場(chǎng)中工作人在工頻電場(chǎng)中工作時(shí)，身體可能感應(yīng)出幾十時(shí)，身體可能感應(yīng)出幾十伏以上的電壓；當(dāng)人在地伏以上的電壓；當(dāng)人在地板上行走時(shí)，也可能因摩板上行走時(shí)，也可能因摩擦而帶上幾百伏以上的靜擦而帶上幾百伏以上的靜電。因此在焊接集成電路電。因此在焊接集成電路時(shí)，人體必須良好地接大時(shí)，人體必須良好地接大地，以保證集成電路的地，以保證集成電路的CMOS輸入端不致被靜電輸入端不致被靜電擊穿。人體接地的方法擊穿。人體接地的方法之之一是帶上接地的一是帶上接地的防靜電手防靜電手腕帶。腕帶。防靜電手腕帶防靜電手腕帶2022-3-1448防

31、靜電手腕帶防靜電手腕帶的使用的使用接地接地2022-3-14492.2.信號(hào)地線信號(hào)地線n對(duì)于儀器、通訊、計(jì)算機(jī)等電子技術(shù)來(lái)對(duì)于儀器、通訊、計(jì)算機(jī)等電子技術(shù)來(lái)說(shuō)，說(shuō)，“地線地線”多是指電信號(hào)的基準(zhǔn)電位，多是指電信號(hào)的基準(zhǔn)電位，也稱為也稱為“公共參考端公共參考端”，它除了作為各，它除了作為各級(jí)電路的電流通道之外，還是保證電路級(jí)電路的電流通道之外，還是保證電路工作穩(wěn)定、抑制干擾的重要環(huán)節(jié)。它可工作穩(wěn)定、抑制干擾的重要環(huán)節(jié)。它可以接大地，也可以與大地隔絕。常將儀以接大地，也可以與大地隔絕。常將儀器設(shè)備中的公共參考端稱為器設(shè)備中的公共參考端稱為信號(hào)地線信號(hào)地線。2022-3-1450信號(hào)地線分類信號(hào)地

32、線分類 模擬信號(hào)地線模擬信號(hào)地線(Grounded Wire of Analog Signal) 模擬信號(hào)地線是模擬信號(hào)的零信號(hào)電模擬信號(hào)地線是模擬信號(hào)的零信號(hào)電位公共線，作為變送器、放大器、位公共線，作為變送器、放大器、ADCADC、DACDAC中模擬電路的零電位。中模擬電路的零電位。 因?yàn)槟M信號(hào)電壓多數(shù)情況下均較弱、因?yàn)槟M信號(hào)電壓多數(shù)情況下均較弱、易受干擾，易形成級(jí)間不希望的反饋，所易受干擾，易形成級(jí)間不希望的反饋，所以模擬信號(hào)地線的橫截面積應(yīng)盡量大些。以模擬信號(hào)地線的橫截面積應(yīng)盡量大些。 2022-3-1451數(shù)字信號(hào)地線數(shù)字信號(hào)地線 (Grounded Wire of Digita

33、l Signal) 數(shù)字信號(hào)地線是數(shù)字信號(hào)的零電平公數(shù)字信號(hào)地線是數(shù)字信號(hào)的零電平公共線（作為各種數(shù)字電路的零電位）。由于共線（作為各種數(shù)字電路的零電位）。由于數(shù)字信號(hào)處于脈沖工作狀態(tài)，動(dòng)態(tài)脈沖電流數(shù)字信號(hào)處于脈沖工作狀態(tài)，動(dòng)態(tài)脈沖電流在接地阻抗上產(chǎn)生的壓降往往成為微弱模擬在接地阻抗上產(chǎn)生的壓降往往成為微弱模擬信號(hào)的干擾源，為了避免數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信信號(hào)的干擾源，為了避免數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾，兩者的地線應(yīng)分別設(shè)置，再匯集號(hào)的干擾，兩者的地線應(yīng)分別設(shè)置，再匯集于所選擇的一點(diǎn)。于所選擇的一點(diǎn)。 2022-3-1452信號(hào)源地線信號(hào)源地線 (Grounded Wire of Signal Sour

34、ce) 傳感器可看作是測(cè)量裝置的信號(hào)源，傳感器可看作是測(cè)量裝置的信號(hào)源，多數(shù)情況下信號(hào)較為微弱，通常傳感器安多數(shù)情況下信號(hào)較為微弱，通常傳感器安裝在生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，而測(cè)量裝置設(shè)在離現(xiàn)裝在生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，而測(cè)量裝置設(shè)在離現(xiàn)場(chǎng)一定距離的控制室內(nèi)，從測(cè)量裝置的角場(chǎng)一定距離的控制室內(nèi)，從測(cè)量裝置的角度看，可以認(rèn)為傳感器的公共參考端就是度看，可以認(rèn)為傳感器的公共參考端就是信號(hào)源地線，它必須與測(cè)量裝置進(jìn)行正確信號(hào)源地線，它必須與測(cè)量裝置進(jìn)行正確的連接才能提高整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾能的連接才能提高整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾能力。力。 2022-3-1453負(fù)載（功率）地線負(fù)載（功率）地線 (Load Grounded

35、Wire) 是大電流功率驅(qū)動(dòng)電路的零電位。負(fù)是大電流功率驅(qū)動(dòng)電路的零電位。負(fù)載的電流一般都比前級(jí)信號(hào)電流大得多，負(fù)載的電流一般都比前級(jí)信號(hào)電流大得多，負(fù)載地線上的電流有可能干擾前級(jí)微弱的信號(hào)，載地線上的電流有可能干擾前級(jí)微弱的信號(hào)，因此負(fù)載地線必須與其他信號(hào)地線分開(kāi)。因此負(fù)載地線必須與其他信號(hào)地線分開(kāi)。2022-3-14542) .單點(diǎn)單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地接地和多點(diǎn)接地 串聯(lián)式單點(diǎn)接地串聯(lián)式單點(diǎn)接地 若將多級(jí)電路的地若將多級(jí)電路的地線逐級(jí)串聯(lián)，在最后一線逐級(jí)串聯(lián)，在最后一段地線上將存在一定的段地線上將存在一定的對(duì)地電位差，有可能產(chǎn)對(duì)地電位差，有可能產(chǎn)生共阻抗耦合干擾，生共阻抗耦合干擾，應(yīng)應(yīng)采取并

36、聯(lián)接地方式，采取并聯(lián)接地方式，才才不易產(chǎn)生級(jí)與級(jí)之間的不易產(chǎn)生級(jí)與級(jí)之間的相互干擾。相互干擾。負(fù)載負(fù)載電流電流干擾干擾壓降壓降2022-3-14552) 單點(diǎn)單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地接地和多點(diǎn)接地 并聯(lián)式單點(diǎn)接地并聯(lián)式單點(diǎn)接地n并聯(lián)單點(diǎn)接地方式不易產(chǎn)生共阻抗耦合干擾，但需要多根地并聯(lián)單點(diǎn)接地方式不易產(chǎn)生共阻抗耦合干擾，但需要多根地線，在低頻時(shí)效果較好，但在高頻時(shí)反而會(huì)引起各地線間的線，在低頻時(shí)效果較好，但在高頻時(shí)反而會(huì)引起各地線間的互感耦合干擾，因此只在頻率為互感耦合干擾，因此只在頻率為1 MHz以下時(shí)予以采用。以下時(shí)予以采用。n設(shè)計(jì)多級(jí)電路的地線應(yīng)注意以下兩個(gè)原則：一是公用地線截設(shè)計(jì)多級(jí)電路的地線應(yīng)注意以下兩個(gè)原則：一是公用地線截面積應(yīng)盡量大些，以減小地線的內(nèi)阻，二是應(yīng)把電流最大的面積應(yīng)盡量大些，以減小地線的內(nèi)阻，二是應(yīng)把電流最大的電路放在距電源的接地點(diǎn)