信號(hào)的干擾及其抑制

第六章信號(hào)的干擾及其抑制報(bào)告人：

學(xué)號(hào)：第一節(jié)概述

一、干擾對(duì)測(cè)試裝置的影響

各種測(cè)試裝置普遍存在著干擾，嚴(yán)重的干擾甚至?xí)箿y(cè)試系統(tǒng)不能正常工作。

信號(hào)的干擾及其抑制

二、干擾的形成信號(hào)的干擾及其抑制

干擾源干擾通道受感器信號(hào)三、研究干擾問(wèn)題的方法和步驟

弄清噪聲源弄清對(duì)干擾敏感的電路了解噪聲是如何傳輸和通過(guò)什么途徑傳輸?shù)摹?/p>

第二節(jié)干擾源

一、干擾的分類

按照干擾形成的原因分：

自然干擾人為干擾按照干擾源的位置來(lái)分：

外部干擾內(nèi)部干擾按照干擾原理分：

有電場(chǎng)干擾磁場(chǎng)干擾電磁場(chǎng)干擾按照干擾的波形特征分：

正弦型、脈沖型干擾穩(wěn)態(tài)型、瞬態(tài)型干擾周期型、非周期型干擾按照干擾的頻譜分：

有低頻、高頻干擾窄帶、寬帶干擾

二、外部干擾

1.自然干擾大氣層發(fā)生的自然現(xiàn)象所引起的干擾以及來(lái)自宇宙的電磁輻射干擾。

2.電氣設(shè)備干擾（對(duì)測(cè)試裝置正常工作的影響較為嚴(yán)重）

電氣設(shè)備所產(chǎn)生的干擾：放電干擾、工頻干擾、開(kāi)關(guān)干擾及射頻干擾等。

電暈放電(如高壓輸電線);輝光放電(如熒光燈、霓紅燈、閘流管);弧光放電(如電焊);火花放電(如點(diǎn)火系統(tǒng)、電火花加工)。(1)放電干擾

(2)工頻干擾

供電設(shè)備和輸電線造成工頻干擾。

(3)射頻干擾

無(wú)線電廣播、電視、雷達(dá)通過(guò)天線發(fā)射強(qiáng)烈的電波，高頻加熱電器也會(huì)產(chǎn)生射頻輻射。

三、內(nèi)部干擾

內(nèi)部干擾：設(shè)備內(nèi)部由于設(shè)計(jì)不良或某些器件工作所形成的干擾。

內(nèi)部干擾長(zhǎng)期干擾：溫差電勢(shì)、熱噪音、信號(hào)耦合、工頻紋波等。

瞬時(shí)干擾：轉(zhuǎn)接過(guò)程、微音干擾、壓電效應(yīng)等。第三節(jié)干擾耦合

一、電阻耦合

公共電源線和地線所存在的電阻，在電路間形成干擾。

導(dǎo)線存在電壓降，使各電路實(shí)際供電電壓以及接地電壓都受到其它電路電流的影響。

模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)的公共接地線電阻產(chǎn)生干擾

即使Rcm很小，數(shù)字電流也會(huì)在其兩端形成較高電壓，使模擬系統(tǒng)的接地電壓不等于零。

消除電阻耦合的方法：

采用單點(diǎn)供電與單點(diǎn)接地。但在相當(dāng)多的電路中難免使用公共電源線和地線，此時(shí)應(yīng)盡量將公共線縮短、加粗。

二、容性（電場(chǎng)）耦合（干擾源為電壓形式）

干擾源電路

耦合電容由等效電路可得：

一般jωCZs<<1，忽略分母中jωCZs并取模，得：

由上式可得以下結(jié)論：頻率越高，干擾越大。干擾電壓Vs正比電路的輸入阻抗Zs。與耦合電容C成正比。

減小電容耦合的方法：通常ω及Zs由設(shè)備的性能指標(biāo)所確定，因此減小耦合電容C是抑制干擾的必要措施。

三、

感性（磁場(chǎng)）耦合

兩個(gè)電路之間存在互感時(shí)，當(dāng)干擾源是以電源形式出現(xiàn)時(shí)，此電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)互感耦合對(duì)鄰近信號(hào)形成干擾。

由互感耦合在導(dǎo)線2上形成的感應(yīng)電壓為:干擾源耦合電感由上式可得以下結(jié)論：互感耦合干擾電壓與干擾源的頻率成正比。感應(yīng)電壓與互感量成正比。減小電感耦合的方法：減少互感量是抑制磁場(chǎng)耦合干擾的關(guān)鍵。互感量與導(dǎo)線的尺寸、形狀、距離有關(guān)，在直流測(cè)量裝置中,布線時(shí)應(yīng)使直流控制線與交流動(dòng)力線處于垂直方向。

第四節(jié)干擾抑制技術(shù)針對(duì)三要素采取措施：消除或抑制噪聲源；阻截干擾傳遞途徑；削弱接收電路對(duì)噪聲干擾的敏感性.

一、屏蔽技術(shù)

電磁屏蔽：用導(dǎo)電體或?qū)Т朋w做成外殼，將干擾源或信號(hào)電路罩起來(lái)，使電磁場(chǎng)的耦合受到很大的衰減。

（1）電場(chǎng)屏蔽

用導(dǎo)電性能良好金屬作屏蔽盒，干擾源被屏蔽起來(lái)，并將屏蔽罩接地。如果屏蔽罩不接地，其耦合干擾更為嚴(yán)重。如果干擾源不屏蔽，而將信號(hào)電路屏蔽，所得結(jié)果與上述屏蔽類似。

（2）磁場(chǎng)屏蔽

磁場(chǎng)屏蔽是為了抑制磁場(chǎng)的耦合干擾。隨著頻率的不同，其屏蔽原理和使用的屏蔽材料也不同。

低頻磁場(chǎng)屏蔽

用具有高導(dǎo)磁率的鐵磁材料將干擾源屏蔽起來(lái)，使干擾源產(chǎn)生的磁通被引導(dǎo)至鐵磁材料中，而不與被干擾電路交連。注：屏蔽罩應(yīng)有足夠的厚度高頻磁場(chǎng)屏蔽

高頻磁場(chǎng)屏蔽是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象在屏蔽殼體表面所產(chǎn)生的渦流的反磁場(chǎng)來(lái)達(dá)到其目的。因此，希望屏蔽體上形成的渦流越大越好。

屏蔽材料采用良導(dǎo)體。由于高頻集膚效應(yīng)，渦流僅在屏蔽盒表面薄層流通，高頻屏蔽盒無(wú)需做得很厚。對(duì)于屏蔽導(dǎo)線，通常采用多股線編織網(wǎng)，多股線在相同體積下有更大的表面積。

高頻磁場(chǎng)屏蔽

高頻磁場(chǎng)屏蔽是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象在屏蔽殼體表面所產(chǎn)生的渦流的反磁場(chǎng)來(lái)達(dá)到其目的。因此，希望屏蔽體上形成的渦流越大越好。

屏蔽材料采用良導(dǎo)體。由于高頻集膚效應(yīng)，渦流僅在屏蔽盒表面薄層流通，高頻屏蔽盒無(wú)需做得很厚。對(duì)于屏蔽導(dǎo)線，通常采用多股線編織網(wǎng)，多股線在相同體積下有更大的表面積。

二、接地技術(shù)1．安全接地為了人身和設(shè)備的安全，電子設(shè)備的機(jī)殼、底座都應(yīng)接大地。2．信號(hào)接地信號(hào)接地是指各信號(hào)的公共參考電位線。以直流電源的正極線或負(fù)極線作為信號(hào)地線。信號(hào)接地的三種形式

共用地線串聯(lián)一點(diǎn)接地

從抑制電阻耦合角度看，這種接地方式最不可取，尤其是強(qiáng)電流電路對(duì)弱信號(hào)電路干擾更為嚴(yán)重。采用這種接地方式時(shí)，應(yīng)把弱信號(hào)電路放在接地點(diǎn)最近處。

獨(dú)立地線并聯(lián)一點(diǎn)接地

可避免電阻耦合干擾，最適用于低頻

存在問(wèn)題：布線復(fù)雜，接地線長(zhǎng)而多，由于存在分布電感與分布電容，隨著頻率升高，地線間的感性耦合、容性耦合越趨嚴(yán)重，并且長(zhǎng)線也會(huì)成為輻射干擾信號(hào)的天線，因此不適用于高頻。

多點(diǎn)接地方式

適用高頻段。在多點(diǎn)接地時(shí)，地線常用導(dǎo)電線連成網(wǎng)（或是一塊金屬網(wǎng)板），各電路單元分別以最短連線接地，以降低接地阻抗。

3、電纜屏蔽層的接地

當(dāng)放大器與傳感器距離較遠(yuǎn)時(shí)，信號(hào)傳輸線都要采用屏蔽導(dǎo)線，并且屏蔽層應(yīng)接地，以防止外界干擾。

三．隔離技術(shù)

1．隔離變壓器

采用隔離變壓器可以阻隔地環(huán)路電流。

圖1地環(huán)路干擾