干擾的抑制方法

干擾的抑制生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)低噪聲抗干擾生物信號(hào)測(cè)量基本條件Review形成干擾的三個(gè)環(huán)節(jié)干擾源耦合途徑敏感回路“經(jīng)公共阻抗耦合”形成干擾的原理近場(chǎng)感應(yīng)耦合及抑制措施

電容性耦合電感性耦合近場(chǎng)耦合抑制方法一、電容性耦合電容（器）是什么？

凡是被絕緣物分開的兩個(gè)導(dǎo)體的總體，都具有電容效應(yīng)。比如：平行兩導(dǎo)線之間，線圈的各匝之間，導(dǎo)線和大地之間……

在電子系統(tǒng)內(nèi)部元件和元件之間，導(dǎo)線和導(dǎo)線之間以及導(dǎo)線與元件，導(dǎo)線、元件與結(jié)構(gòu)件之間都存在著分布電容。分布電容：除電容器外，由于電路的分布特點(diǎn)而具有的電容效應(yīng)。一個(gè)導(dǎo)體上的電壓或干擾成份通過分布電容使其他導(dǎo)體上的電位受到影響，這種現(xiàn)象稱為電容性耦合。（本質(zhì)是位移電流）怎么影響呢？位移電流變化的電場(chǎng)引起根據(jù)R的取值R對(duì)于給定的電路一般為定值，主要是頻率發(fā)生變化：頻率較低時(shí)：頻率較高時(shí)：wm為轉(zhuǎn)折點(diǎn)頻率，對(duì)于生物電信號(hào)檢測(cè)，多數(shù)情況其為

kHz數(shù)量級(jí)實(shí)際情況，多數(shù)頻率低于wm估算干擾電壓的公式如下：靜電場(chǎng)中的屏蔽導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)為0，導(dǎo)體為等勢(shì)體將被干擾端進(jìn)行屏蔽

若將導(dǎo)線完全屏蔽：屏蔽若屏蔽線接地，則導(dǎo)線2受干擾的電壓也為01ssG

實(shí)際中的屏蔽應(yīng)用(部分屏蔽、芯線外露）：雖然，也為：但因?yàn)槠帘魏?，?dǎo)線伸出屏蔽層的長度短，C值顯著減小如果屏蔽層編織不緊密或接地不良，使C值增大，還不如不使用屏蔽導(dǎo)線故，U2s值減小。？？？C1）屏蔽層良好接地

2）盡量縮短芯線暴露長度

3）屏蔽層網(wǎng)編織緊密優(yōu)良的屏蔽應(yīng)具備的條件低噪聲抗干擾生物信號(hào)測(cè)量基本條件Review形成干擾的三個(gè)環(huán)節(jié)干擾源耦合途徑敏感回路近場(chǎng)感應(yīng)耦合及抑制措施

電容性耦合電感性耦合近場(chǎng)耦合抑制方法經(jīng)公共阻抗耦合形成干擾的原理遠(yuǎn)場(chǎng)、近場(chǎng)耦合的概念二、電感性耦合干擾電流產(chǎn)生的磁通隨時(shí)間變化經(jīng)閉合回路的互感而形成干擾電壓在系統(tǒng)內(nèi)部，線圈或變壓器的漏磁是形成干擾電壓的主要原因在系統(tǒng)外面，是由于兩根導(dǎo)線在長距離平行架設(shè)中形成干擾電壓本質(zhì)：電磁感應(yīng)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓（a）耦合示意圖；（b）用磁通密度表示的等效電路；（c）用互感表示. . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . . . 為了減小Us，可采取下述方法：①遠(yuǎn)離干擾源，削弱干擾源的影響②減小耦合通路，即減小A和cosθ值盡量使信號(hào)回路平面與干擾回路平面垂直使信號(hào)線貼近地平面布線，以減小回路閉合面積③采用單側(cè)或雙側(cè)絞合線的走線方式

絞合線效果

（a）受干擾側(cè)絞合（b）干擾側(cè)絞合感應(yīng)側(cè)被感應(yīng)側(cè)感應(yīng)側(cè)被感應(yīng)側(cè)注意

在電感性耦合中，干擾電壓的等效電壓源是串聯(lián)在信號(hào)回路中的，所以它的大小與信號(hào)回路的阻抗無關(guān)。（與電容耦合比較）因此抑制電感性耦合的關(guān)鍵，在于減小回路的面積，單純靠接地并不能抑制磁場(chǎng)的干擾。抗干擾措施干擾源：遠(yuǎn)離干擾源，削弱干擾源的影響耦合途徑（明確引入干擾的途徑）傳導(dǎo)耦合公共阻抗耦合電磁耦合：遠(yuǎn)場(chǎng)、近場(chǎng)電場(chǎng)、近場(chǎng)磁場(chǎng)人體電測(cè)量中抑制近場(chǎng)干擾的具體措施

1、減小分布電容C：增大間距，縮小分布電容的有效面積（非平行布線）

平行板小間距：

2、屏蔽接地

1）良好接地

2）盡量縮短中心導(dǎo)線暴露的長度

3）屏蔽層網(wǎng)編織緊密減小容性耦合的方法減小感性耦合的方法①遠(yuǎn)離干擾源，削弱干擾源的影響。②盡量減小耦合通路，即減小面積A和cosθ值。A)盡量使信號(hào)回路平面與干擾回路平面垂直;B)使信號(hào)線貼近地平面布線，以減小回路的閉合面積③采用絞合線的走線方式。實(shí)例分析人體信號(hào)測(cè)量中通過容性耦合引入的干擾人體信號(hào)測(cè)量中通過感性耦合引入的干擾Cd1為人體與50Hz、220V饋電線之間的分布電容，Cd2為人體與大地之間的分布電容1.人處于市電環(huán)境中所受干擾人體處于電場(chǎng)中，設(shè)定人體為等電勢(shì)體Cd1Cd2UCM通常Cd1<<Cd2若取Cd2=10Cd1電源饋電線2.導(dǎo)聯(lián)線形成容性耦合心電信號(hào)檢測(cè)電路如下：Z1和Z2表示電極和皮膚之間的接觸阻抗C1和C2表示市電供電線與人體之間形成的分布電容放大器輸入阻抗很大設(shè)Id1=Id2=6nA，Z1、Z2有5kΩ的不平衡，

UAB=Id（Z1-Z2）=30μV，約為心電信號(hào)的3%位移電流變化的電場(chǎng)引起如果有Z1=Z2

，且C1=C2，即導(dǎo)聯(lián)條件完全對(duì)稱，則位移電流形成的電壓互相抵消。

但是，通常情況下很難匹配。措施：減少電極與皮膚之間的接觸阻抗3.人體表面形成容性耦合Id=0.2μA，

0.2μA×800Ω=160μV，

它相當(dāng)于心電信號(hào)的16%以標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)I為例，假設(shè)兩臂間的體電阻為800Ω減小體電阻三個(gè)電極同時(shí)置于胸部但不易消除措施：4.生物電測(cè)量中磁場(chǎng)的感性干擾

病室中，Bcosθ約為3.2×10-7Wb/m2，則50Hz磁場(chǎng)的感應(yīng)電壓約為160·A（μV）?；芈访娣eA須限定在0.1m2以下，方可使感性耦合干擾電壓小于10μV屏蔽；

遠(yuǎn)離干擾源；

輸入導(dǎo)聯(lián)線絞合；容性、感性耦合原理近場(chǎng)耦合的抑制方法人體測(cè)量的實(shí)例分析Conclusions參考書目

1、電子電路抗干擾實(shí)用技術(shù)

（毛楠等著，國防工業(yè)出版社）

2、電磁兼容設(shè)計(jì)

（白同云等著，北京郵電大學(xué)出版社）

3、電磁干擾及控制

（林國榮等著，電子工業(yè)出版社）

作業(yè)：1、