自然干扰包括雷达、 大气层电场的变化、 电离层变 化以及太阳黑子的电磁辐射等等。雷电能在传输线上
干扰。这种干扰对测试系统危害较大， 甚至对具有专 门防干扰的设备， 在半径为 ５ ０ ｍ的范围内， 当频率为 ０ ． １ ５ 一 ０ ． ５ Ｍ Ｈ ｚ 时， 干扰电压最低仍可达 １ ０ ０ ０ 户； 当频
不停跳动。 内燃机点火系统是一个很强的干扰源。这种点火 系统产生强烈的冲击电流， 从而激励附属电路振荡， 并 由点火导线辐射出去。这种干扰的频率分量很高， 在 ２ ０ － － ｌ ０ ０ ０ Ｍ Ｈ ｚ 范围内， 干扰半径可达 ５ ０ 一ｌ ｏ ｏ ｍ的范 围。各种电气开关通 、 断时并不都会产生放电现象， 但
由于通、 断时产生强烈的脉冲电流有非常丰富的频率 分量， 这种干扰能通过开关联线辐射出去。
⑤ 射频干扰 通信设备、 无线电广播、 电视、 雷达等通过天线会
发射强烈的电波， 高频加热设备也会产生射频辐射。 电磁波在测试系统的传输线上以及接收天线上， 会感
位出大小不等的射频信号。有的电磁波在接收天线上 产生的电动势比欲接收的信号电动势大上万倍。这类 干扰的频带有限且可知 ， 选择适当滤波器即可消除。 １ ． ２ 信号通道干扰
图 １ 干扰系统三要素
最常见的电晕放电来自 高压输出线。高压输电线 因绝缘失效会产生间隙脉冲电流， 形成电晕放电。在 输电线垂直方向上的电晕干扰， 其电平随频率升高而 衰减。当频率低于 １ Ｍ Ｈ ｚ 时， 衰减微弱； 当频率高于 １ Ｍ Ｈ ｚ 时， 急剧衰减。因此电 晕放电干扰对高频系统影 响不大， 而对低频系统影响较为严重， 应引起注意。
② 辉光放电 辉光放电即气体放电。当两个接点之间的气体被 电离时， 由于离子碰撞而产生辉光放电， 肉眼可见到蓝 色的辉光。辉光放电所需电压与接点之间的距离、 气 体类型和气压有关。荧光灯、 霓虹灯、 闸流管以及工业
生产中 使用的大型辉光离子氧化炉等， 均是利用这一 原理制造的辉光放电设备。这类设备对测试系统而言
种放电出现在触点通断的瞬间， 如电动机、 电刷同邻近 的整流片反复接通和断开， 形成很宽频率范围的火花 放电干扰。这种干扰波虽被电机金属外壳屏蔽， 但还 会有部分通过窄小的空隙处和引出线辐射出来。尽管 如此， 这种干扰仍具有较大的能量。小型电钻的干扰 电平约为２ ０ 一 ８ ０ ｄ Ｂ （ ２ ０ Ｏ Ｍ ｌ ｆ ｚ 以下） ， 可使邻近电视图像
１ ． ２ ． １ 静电 藕合干扰 摩擦产生的静电作为能源来说是很小的， 但是电
压可达数万伏。带有高电位的人接触测试系统时， 人 体上的电荷会向系统放电， 急剧的放电电流造成噪声 干扰， 能影响测试系统的正常工作。 电路之间的寄生电容使检测系统内某一电路信号 的变化影响其它电路， 形成静电藕合干扰。只要电路 中有尖峰信号和脉冲信号等高频谱的信号存在， 就有 静电藕合干扰存在。因此， 检测系统中的计算机部分 和高频信号模拟电路都是产生静电藕合干扰的直接根
《 自动化仪表》 第２ ６ 卷第 ９ 期 ２ ０ ０ ５ 年， 月
率为２ ． ５ 一 １ ５ ０ Ｍ Ｈ ｚ 时， 也可达２ ０ ０ 尸。
④ 火花放电
电气设备触点处的继续电流将引起火花放电。这
干扰。放大电路的前级与后级间的公共地线阻抗上产 生的是共地干扰电压， 由数字电路产生的于扰电流流 经电源内阻产生的共电源干扰电压。
Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｌ ｉ ｍ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
０ 引言
随着自 动控制的迅速发展， 测试系统已经广泛应 用于科学研究和生产实践的各个领域。由于存在干 扰， 它对测试系统的稳定度和精确度产生直接的影响， 严重时可使测试系统不能正常工作。因此， 系统的设 计、 安装、 制造、 使用方式以及工作环境等各个方面都 需要考虑抗干扰的问题。所以对干扰的研究是测试技 术的重要课题。
产生幅值很高的高频浪涌电压， 对系统形成干扰， 甚至 破坏无线电通信设备。太阳黑子的电磁辐射能量很 强， 可造成无线电通信中断。来自 宇宙的自 然干扰， 只 有高频才能穿过地球外层的电离层， 频率在几十 Ｍ Ｈ ｚ
到２ ０ ０ Ｍ Ｈ ｚ 之间， 电压一般在户 量级， 对低频系统影
响甚微。
１ ． １ ． ２ 放电干扰
测试 系统的干扰及其抑制
李传伟
的 互感电 压为 岭二 ２ （ ｏ Ｍ Ｉ ， ， 此电 压在导线上是串联的。
从式中可知 ｖ ２ 与干扰的频率和互感量成正比。
一 ￣ ￣ Ｍｍ ｅ
一叶￣ Ｍ一一， ，
－ ｚ
图４ 导线的磁藕合
的电阻。通常， 数字系统的入地电流比模拟系统大得 多， 并且有较大的波动噪音。即使 Ｒ ｃ ｎ ， 很小， 数字电路 也会在其两端形成较高电压， 使模拟系统的接地电压 不能为零。图Ｓ ｂ 中模拟电路是测量前置放大器， 数字
８导线分布 ｂ 等效 电路
１ ． ２ ． ２ 共模干扰 共模干扰对检测系统放大电路形成的干扰较大。 如图２ 所示， 检测系统的各种信号电流通过电源内阻 Ｚ ｃ 和公共地线阻抗Ｚ ， ， 都会产生干扰电压， 形成共模
图 ３ 平行导线容性辆合示意图
② 感性（ 磁性） Байду номын сангаас合
当干扰源是以电流形式出现的， 此电流所产生的 磁场通过互感祸合对邻近信号形成干扰。图 ４ 是互感
测试系统的干扰及其抑制 李传伟
测试系统的干扰及其抑制
Ｉ ｎ ｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ Ｉ ｔ ｓ Ｅ ｌ ｉ ｍ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
李传伟
（ 山东威海职业技术学院， 威海 ２ ６ ４ ２ ０ ０ ）
由 式（ １ ） ． （ ２ ） ． （ ３ ） 可知， 容性藕合干扰随着藕合电容的
增大而增大。
Ｖ ２＝ｊ Ｗ Ｃ ， ２ Ｒ Ｖ ， （ ３ ）
： 班 Ｃ Ｔ ・ Ｃ Ｇ ： Ｃ ， － ｒ Ｖ Ｉ ｓ ２ Ｖ 丫 ＇ Ｉ Ｉ 事
祸合示意图， 两邻近导线之间存在分布互感 Ｍ， Ｍ二
｝ Ｏ Ｉ Ｉ ， （ 其中， Ｉ ， 是流过导线１ 的电 流， Ｔ 是电流Ｉ ， 产生
图 ２ 共模干扰的形成
的与导线 ２ 交线的磁通） ， 由互感藕合在导线 ２ 上形成
Ａ Ｕ Ｔ Ｏ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｉ Ｎ ｓ ｉ ｋ Ｕ ＭＥ Ｎ Ｔ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｖ ｏ ｌ ． ２ ６ Ｎ ｏ ． ９ Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍ ｂ ｅ ｒ ２ ０ ０ ５
① 电晕放电
１ 干扰因素
干扰形成的全过程是由于干扰源发出的干扰信 号， 经过藕合通道传到感受器上， 构成对整个系统的干 扰。干扰的三个环节， 称之为干扰系统的三要素， 如 图１ 所示。要有效地抑制干扰， 首先要找到干扰的发
源地， 抑制发源地的干扰是抑制整个系统受干扰的积 极措施。当产生了难以避免的干扰时， 削弱通道对干 扰的藕合以及提高感受器的抗干扰能力就成为非常重 要的方法。 Ｉ干 扰 源 日 辐 合 通 道 日 感 受 器 ｝
源。
当Ｒ ＞ ＞ Ｕ ｊ ｏ （ Ｃ １ ２ ＋ Ｃ ２ ） 时， 式（ １ ） 可简化为：
Ｖ ２ ＝Ｃ ， ２ Ｖ Ｉ ／ （ Ｃ １ ２ ＋Ｃ ２ ） （ ２ ） 此时 Ｖ ２ 按电容分压， 这种祸合情况是严重的。
当Ｒ ｃｖ ． ｚ ｏ （ Ｃ １ ２ ＋ Ｃ ２ ） 时， 则 式（ １ ） 可 简 化 为：
系 统的人地电流（ 若为２ Ａ ） 在ｋ ｍ （ 若为０ ． ０ １ ０ ） 上产生
电压 （ ２ ０ ｍ Ｖ ） ， 此电压与测量 电压 Ｖ ｓ 叠加。若 Ｖ ｓ ＝ ｌ ０ ０ ｍ ｖ ， 那么测量精度将会低于 ２ ０ ％ｏ
模拟系统 Ｉ Ｉ 数字系统
１ ． ３ 电源干扰 所产生的干扰主要是从电源和电源引线侵人系 统。情况如下： 当系统与其它经常变动的大负载共用电源时， 会 产生电源噪声。系统一般由工业用电网络供电， 工业 系统中的某些大设备的启动、 停机等， 可能引起电源过 压、 欠压、 浪涌、 下陷及产生尖峰干扰， 这些电压噪声均 会通过电源内阻藕合到检测系统的电路， 给系统造成 极大的危害。 当使用较长的电源引线来进行传输时， 所产生电 压降及感应电势等也会形成噪声。系统所需的直流电 源， 一般均为由电网交流电经滤波、 稳压后提供， 有时 会因某种原因净化不佳， 对系统产生干扰。这种干扰 常给高精度系统带来麻烦， 应引起重视。 １ ． ４ 数字电路引起的干扰 数字集成电路引出的直流电流虽然只有 ｍ Ａ级， 但是当电路处在高速开关时， 就会形成较大的干扰。 例如， Ｔ Ｍ门电路在导通状态下从直流电源引出 Ｓ ｍ Ａ 左右的电流， 截至状态下则为 １ ｍ Ａ ， 在Ｓ ｎ ｓ 的时间内其
中， 导线 １ 和导线２ 是两条平行线， Ｃ ， 和 几分别是各 线对地的分布电容， Ｃ １ ２ 是两线间分布的祸合电容， Ｖ ，
是导线 １ 对地电压， Ｒ是导线 ２ 对地电阻。由图 ３ ｂ 等
效电路可得， 导线 １ 电压通过藕合导线 ２ 上产生的电 压Ｖ ２ 为： 几二 如Ｃ ， ２ Ｒ Ｖ ， ／ 仁 １ ＋ 如（ Ｃ ， ２ ＋Ｃ ２ ） Ｒ ］ （ １ ）
都是干扰源， 频率一般为超高频。如荧光灯干扰 ， 电压 为几十到几千微伏， 甚至可达几十毫伏。 ③ 弧光放电 弧光放电即金属雾放电。最具典型的弧光放电是 金属电焊。弧光放电产生高频振荡， 以电波形式形成
主要存在空间辐射干扰， 检测系统中， 信号通道干 扰、 电源干扰、 数字电路干扰、 地线千扰及系统内部的 其他干扰等。 １ ． １ 空间辐射干扰 １ ． １ ． １ 自 然干扰
摘 要 阐 述了检测系统中的 各类干扰， 并对其产生的原因作了 较详细的分析。针对干扰的特性， 指出了它们的危害范围 及程度， 提 出了检测系统抗干扰的方法和措施。 关键词 测试系统 干扰 抑制