天大測(cè)控電路講義第十章

1、測(cè)控電路測(cè)控電路測(cè)控電路測(cè)控電路第十章第十章 抗干擾性設(shè)計(jì)抗干擾性設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 干擾的來(lái)源干擾的來(lái)源第二節(jié)第二節(jié) 噪聲的耦合方式噪聲的耦合方式第三節(jié)第三節(jié) 抗干擾設(shè)計(jì)的三要素和各種具體措施抗干擾設(shè)計(jì)的三要素和各種具體措施返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路第一節(jié)第一節(jié) 干擾的來(lái)源干擾的來(lái)源1 1、機(jī)械干擾、機(jī)械干擾2 2、熱干擾、熱干擾3 3、光干擾、光干擾4 4、濕度干擾、濕度干擾5 5、化學(xué)干擾、化學(xué)干擾6 6、電磁干擾（最常見(jiàn)、最嚴(yán)重的干擾）、電磁干擾（最常見(jiàn)、最嚴(yán)重的干擾）（1 1）放電噪聲）放電噪聲（雷電、電火花、電弧、點(diǎn)火裝置、電機(jī)和開(kāi)關(guān)設(shè)備、熒光燈（雷電、電火花、電弧、點(diǎn)火裝置、電機(jī)和

2、開(kāi)關(guān)設(shè)備、熒光燈 ）（2 2）電氣干擾電氣干擾（工頻、高頻和射頻的傳輸線，脈沖發(fā)生器、電子開(kāi)關(guān)的連線）（工頻、高頻和射頻的傳輸線，脈沖發(fā)生器、電子開(kāi)關(guān)的連線）（3 3）固有噪聲源）固有噪聲源（熱噪聲、散粒噪聲和接觸噪聲）（熱噪聲、散粒噪聲和接觸噪聲） 返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路第二節(jié)第二節(jié) 噪聲的耦合方式噪聲的耦合方式電場(chǎng)耦合電場(chǎng)耦合磁場(chǎng)耦合磁場(chǎng)耦合電磁耦合電磁耦合共阻抗耦合共阻抗耦合傳導(dǎo)耦合傳導(dǎo)耦合漏電流耦合漏電流耦合返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路第三節(jié)第三節(jié) 抗干擾設(shè)計(jì)的三要素和各種具體措施抗干擾設(shè)計(jì)的三要素和各種具體措施在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)或其他電子設(shè)備中，一個(gè)電路所受干在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)或其他電子設(shè)

3、備中，一個(gè)電路所受干擾的程度用下式描述：擾的程度用下式描述： 式中，式中，S 電子線路受干擾的程度；電子線路受干擾的程度； W干擾發(fā)生源的強(qiáng)度；干擾發(fā)生源的強(qiáng)度； C 干擾源通過(guò)某途徑到達(dá)受干擾處的耦合因素；干擾源通過(guò)某途徑到達(dá)受干擾處的耦合因素； I 受干擾電路的抗干擾性能。受干擾電路的抗干擾性能。 噪聲抑制的基本思想噪聲抑制的基本思想WCSI返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路各種抗干擾性措施：各種抗干擾性措施：屏蔽技術(shù)屏蔽技術(shù)電源技術(shù)電源技術(shù)接地技術(shù)接地技術(shù)濾波技術(shù)濾波技術(shù)布線技術(shù)布線技術(shù)隔離技術(shù)隔離技術(shù)返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路屏蔽技術(shù)屏蔽技術(shù)屏蔽：就是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域之間采用屏蔽體進(jìn)行隔離，以控

4、制電屏蔽：就是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域之間采用屏蔽體進(jìn)行隔離，以控制電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。即用屏蔽體將元器件、電路、組合件、電纜或整個(gè)系統(tǒng)的干擾源即用屏蔽體將元器件、電路、組合件、電纜或整個(gè)系統(tǒng)的干擾源包圍起來(lái)，防止干擾電磁場(chǎng)向外擴(kuò)散；或用屏蔽體將接收電路包圍起來(lái)，防止干擾電磁場(chǎng)向外擴(kuò)散；或用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來(lái)，防止它們受到外界電磁場(chǎng)的影響。、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來(lái)，防止它們受到外界電磁場(chǎng)的影響。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路電場(chǎng)屏蔽電場(chǎng)屏蔽電場(chǎng)屏蔽：主要用于抑制靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的影響，消除兩個(gè)或電場(chǎng)屏蔽：主要

5、用于抑制靜電場(chǎng)和恒定磁場(chǎng)的影響，消除兩個(gè)或幾個(gè)電路之間由于分布電容耦合而產(chǎn)生的干擾。幾個(gè)電路之間由于分布電容耦合而產(chǎn)生的干擾。電場(chǎng)屏蔽的機(jī)理是：將電場(chǎng)感應(yīng)看成分布電容之間的耦合。電場(chǎng)屏蔽的機(jī)理是：將電場(chǎng)感應(yīng)看成分布電容之間的耦合。電場(chǎng)屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：屏蔽板以靠近受保護(hù)物為好，而且屏蔽電場(chǎng)屏蔽的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：屏蔽板以靠近受保護(hù)物為好，而且屏蔽板的接地必須良好；屏蔽板的形狀對(duì)屏蔽效能的高低有明顯影板的接地必須良好；屏蔽板的形狀對(duì)屏蔽效能的高低有明顯影響，全封閉的金屬盒最好，但工程中很難做到；屏蔽板的材料響，全封閉的金屬盒最好，但工程中很難做到；屏蔽板的材料為良導(dǎo)體，但對(duì)厚度無(wú)要求，只要有足夠的強(qiáng)度

6、即可。為良導(dǎo)體，但對(duì)厚度無(wú)要求，只要有足夠的強(qiáng)度即可。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路電場(chǎng)屏蔽可以消除或削弱兩電路之間由于寄生分布電容耦合電場(chǎng)屏蔽可以消除或削弱兩電路之間由于寄生分布電容耦合而產(chǎn)生的干擾。而產(chǎn)生的干擾。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路磁場(chǎng)屏蔽磁場(chǎng)屏蔽磁場(chǎng)屏蔽：通常指對(duì)靜磁場(chǎng)或交變磁場(chǎng)的屏蔽。磁場(chǎng)屏蔽：通常指對(duì)靜磁場(chǎng)或交變磁場(chǎng)的屏蔽。磁場(chǎng)屏蔽的原理是：由屏蔽體對(duì)干擾磁場(chǎng)提供低磁阻的磁通磁場(chǎng)屏蔽的原理是：由屏蔽體對(duì)干擾磁場(chǎng)提供低磁阻的磁通路，從而對(duì)干擾磁場(chǎng)進(jìn)行分流，主要用于防止交變電場(chǎng)、路，從而對(duì)干擾磁場(chǎng)進(jìn)行分流，主要用于防止交變電場(chǎng)、交變磁場(chǎng)及交變電磁場(chǎng)的影響。交變磁場(chǎng)及交變電磁場(chǎng)的影響。選

7、擇鋼、鐵、坡莫合金等高磁導(dǎo)率的材料，設(shè)計(jì)盒、殼等封選擇鋼、鐵、坡莫合金等高磁導(dǎo)率的材料，設(shè)計(jì)盒、殼等封閉殼體成為磁屏蔽的兩個(gè)關(guān)鍵因素。閉殼體成為磁屏蔽的兩個(gè)關(guān)鍵因素。屏蔽體的磁導(dǎo)率越高，厚度越大，磁阻越小，磁場(chǎng)屏蔽的效屏蔽體的磁導(dǎo)率越高，厚度越大，磁阻越小，磁場(chǎng)屏蔽的效果越好。果越好。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路磁場(chǎng)屏蔽磁場(chǎng)屏蔽采用坡莫合金之類(lèi)的對(duì)低頻采用坡莫合金之類(lèi)的對(duì)低頻磁通有高導(dǎo)磁系數(shù)的材料。磁通有高導(dǎo)磁系數(shù)的材料。同時(shí)要有一定的厚度，以減同時(shí)要有一定的厚度，以減少磁阻。少磁阻。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路電磁屏蔽電磁屏蔽采用采用導(dǎo)電性好導(dǎo)電性好的金屬材料做屏蔽層，利用高頻干擾電磁場(chǎng)在的金屬

8、材料做屏蔽層，利用高頻干擾電磁場(chǎng)在屏蔽體內(nèi)產(chǎn)生屏蔽體內(nèi)產(chǎn)生渦流渦流，再利用渦流消耗高頻干擾磁場(chǎng)的能量，再利用渦流消耗高頻干擾磁場(chǎng)的能量，從而削弱高頻電磁場(chǎng)的影響。，從而削弱高頻電磁場(chǎng)的影響。電磁屏蔽層電磁屏蔽層接地接地，則同時(shí)兼有，則同時(shí)兼有靜電屏蔽靜電屏蔽的作用。也就是說(shuō)，的作用。也就是說(shuō)，用導(dǎo)電良好的金屬材料做成的接地電磁屏蔽層，同時(shí)起到用導(dǎo)電良好的金屬材料做成的接地電磁屏蔽層，同時(shí)起到電磁屏蔽和靜電屏蔽兩種作用。電磁屏蔽和靜電屏蔽兩種作用。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路電源技術(shù)電源技術(shù) 1)電源中的干擾來(lái)源電源中的干擾來(lái)源 混入電源網(wǎng)絡(luò)中的干擾?；烊腚娫淳W(wǎng)絡(luò)中的干擾。 電源變壓器的漏磁通干擾

9、。電源變壓器的漏磁通干擾。 整流電路的干擾。整流電路的干擾。 穩(wěn)壓電路的干擾。穩(wěn)壓電路的干擾。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路 2) 抗干擾措施抗干擾措施 過(guò)壓保護(hù)。過(guò)壓保護(hù)。 電源濾波。電源濾波。 浮地技術(shù)。浮地技術(shù)。 變壓器的使用和防護(hù)。變壓器的使用和防護(hù)。 采用性能好的穩(wěn)壓電源。采用性能好的穩(wěn)壓電源。 采用電池供電。采用電池供電。 返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路穩(wěn)壓直流電源穩(wěn)壓直流電源返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路簡(jiǎn)易直流電源簡(jiǎn)易直流電源返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路VCC返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路接地技術(shù)接地技術(shù)n數(shù)字地n模擬地n信號(hào)地n功率地n屏蔽地 n交流地 n直流地 返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路接地

10、技術(shù)接地技術(shù)n數(shù)字地n數(shù)字電路零電位的公共基準(zhǔn)地線。n數(shù)字電路工作在脈沖狀態(tài)，特別是脈沖的前、后沿較陡或頻率較高時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的電磁波干擾電路。乳溝接地不合理，會(huì)使干擾加劇。n對(duì)數(shù)字地接地點(diǎn)的選擇和接地線的鋪設(shè)也要充分考慮。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路接地技術(shù)接地技術(shù)n模擬地n模擬電路零電位的公共基準(zhǔn)地線。n所有接地中要求最高的一種。幾乎所有的系統(tǒng)都提出模擬地一點(diǎn)接地，而且接地電阻小于1歐。n電子設(shè)備在設(shè)計(jì)與制造中，在機(jī)柜內(nèi)部都安置了模擬地匯流排或其他設(shè)施。用戶(hù)在接線時(shí)將屏蔽線分別接到模擬地匯流排上，在機(jī)柜底部，用絕緣的銅辮連到一點(diǎn)，然后將各機(jī)柜的匯流點(diǎn)在用絕緣的銅辮或銅條以輻射狀連到接地點(diǎn)。n

11、各機(jī)柜模擬地對(duì)地電阻及各機(jī)柜間電阻均小于1歐。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路接地技術(shù)接地技術(shù)n信號(hào)地n各種電子電路都有一個(gè)基準(zhǔn)電位點(diǎn)，這個(gè)基準(zhǔn)電位點(diǎn)就是信號(hào)地。n信號(hào)地是各種物理量信號(hào)源零電位的公共基準(zhǔn)地線，它的作用是保證電路有一個(gè)統(tǒng)一的基準(zhǔn)電位，不至于浮動(dòng)而引起信號(hào)誤差。n同一設(shè)備的信號(hào)輸入端地與信號(hào)輸出端地不能連在一起，而應(yīng)分開(kāi)。前級(jí)設(shè)備的輸出地只能與后級(jí)的輸入地相連。否則，信號(hào)可能通過(guò)地線形成反饋，引起信號(hào)的浮動(dòng)。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路接地技術(shù)接地技術(shù)n功率地n是負(fù)載電路或功率驅(qū)動(dòng)電路零電位的公共基準(zhǔn)地線。n由于負(fù)載電路或功率驅(qū)動(dòng)電路的電流較強(qiáng)、電壓較高，如果接地的地線電阻較大，會(huì)產(chǎn)生顯

12、著的電壓降而生成較大的干擾，所以功率地線上的干擾較大。n功率地必須與其他弱電地分別設(shè)置，以保證整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路接地技術(shù)接地技術(shù)n屏蔽地 n屏蔽網(wǎng)絡(luò)的接地，n為了抑制變化的電磁場(chǎng)的干擾而采用的多種屏蔽層、屏蔽體，都必須良好地接地，才能起到良好的屏蔽作用。n屏蔽與接地應(yīng)當(dāng)配合使用，才能達(dá)到屏蔽的效果，如靜電屏蔽。n所有接地中，屏蔽地最復(fù)雜，屏蔽不良、接地不當(dāng)會(huì)引起干擾。n典型的屏蔽為靜電屏蔽與交變電場(chǎng)屏蔽。返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路接地技術(shù)接地技術(shù)n數(shù)字地n模擬地n信號(hào)地n功率地n屏蔽地 n交流地 n直流地 返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路低頻

13、電路的一點(diǎn)接地低頻電路的一點(diǎn)接地返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路高頻電路的多點(diǎn)接地高頻電路的多點(diǎn)接地返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路模擬地與數(shù)字地模擬地與數(shù)字地返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路浮地浮地返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路屏蔽接地：屏蔽接地：返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路濾波技術(shù)濾波技術(shù)無(wú)源濾波器無(wú)源濾波器有源濾波器有源濾波器數(shù)字濾波數(shù)字濾波調(diào)制與編碼技術(shù)調(diào)制與編碼技術(shù)返 回上一頁(yè)下一頁(yè)測(cè)控電路布線技術(shù)布線技術(shù)元件布局：位置排列，分塊布局，相關(guān)器件盡量集中；元件布局：位置排列，分塊布局，