当前位置:
文档之家› 第六章信号的干扰及其抑制案例
第六章信号的干扰及其抑制案例
•高频磁场屏蔽
高频磁场屏蔽是利用电磁感应现象在屏蔽壳 体表面所产生的涡流的反磁场来达到其目的。因 此,希望屏蔽体上形成的涡流越大越好。 屏蔽材料采用良导体。由于高频集肤效应, 涡流仅在屏蔽盒表面薄层流通,高频屏蔽盒无 需做得很厚。对于屏蔽导线,通常采用多股线 编织网,多股线在相同体积下有更大的表面积。
3、电缆屏蔽层的接地 当放大器与传感器距离较远时,信号传输 线都要采用屏蔽导线,并且屏蔽层应接地,以 防止外界干扰。
减小电感耦合的方法:减少互感量是抑制磁场耦 合干扰的关键。互感量与导线的尺寸、形状、距 离有关,在直流测量装置中,布线时应使直流控 制线与交流动力线处于垂直方向。
第四节 干扰抑制技术
针对三要素采取措施: •消除或抑制噪声源; •阻截干扰传递途径; •削弱接收电路对噪声干扰的导电体或导磁体做成外壳,将干扰 源或信号电路罩起来,使电磁场的耦合受到很大 的衰减。 (1)电场屏蔽 用导电性能良好金属作屏蔽盒,干扰源被屏蔽 起来,并将屏蔽罩接地。如果屏蔽罩不接地,其 耦合干扰更为严重。 如果干扰源不屏蔽,而将信号电路屏蔽,所 得结果与上述屏蔽类似。
•独立地线并联一点接地 可避免电阻耦合干扰, 最适用于低频 存在问题:布线复杂,接地线长而多,由于 存在分布电感与分布电容,随着频率升高, 地线间的感性耦合、容性耦合越趋严重,并 且长线也会成为辐射干扰信号的天线,因此 不适用于高频。
•多点接地方式
适用高频段。在多点接地时,地线常用导电线连成网 (或是一块金属网板),各电路单元分别以最短连线接 地,以降低接地阻抗。
三、内部干扰
内部干扰:设备内部由于设计不良或某些器件工 作所形成的干扰。 长期干扰:温差电势、热噪音、 信号耦合、工频纹波等。
内部干扰
瞬时干扰:转接过程、微音干 扰、压电效应等。
第三节 干扰耦合
一、电阻耦合
• 公共电源线和 地线所存在的电 阻,在电路间形 成干扰。
导线存在电压降,使各电路实际供电电压 以及接地电压都受到其它电路电流的影响。
• 模拟系统和数字系统的 公共接地线电阻产生干扰
i数 i模
i模
Rcm
i数
即使Rcm很小,数字电流也会在其两端形成 较高电压,使模拟系统的接地电压不等于零。
消除电阻耦合的方法: 采用单点供电与单点接地。但在相当多的 电路中难免使用公共电源线和地线,此时应尽 量将公共线缩短、加粗。
二、容性(电场)耦合(干扰源为电压形式)
二、干扰的形成
干扰源
干扰通道
受感器
信号
三、研究干扰问题的方法和步骤
• 弄清噪声源 • 弄清对干扰敏感的电路 • 了解噪声是如何传输和通过什么途径 传输的。
第二节 干扰源
一、干扰的分类
按照干扰形成的原因分: 人为干扰 按照干扰源的位置来分: 外部干扰 自然干扰
内部干扰
按照干扰原理分:
有电场干扰 磁场干扰 电磁场干扰
三、 感性(磁场)耦合
两个电路之间存在互感时,当干扰源是以电 源形式出现时,此电流所产生的磁场通过互感耦 合对邻近信号形成干扰。
由互感耦合在导 线2上形成的感应 电压为:
干扰源 耦合电感
jMI V 2 1
jMI V 2 1
由上式可得以下结论: •互感耦合干扰电压与干扰源的频率成正比。 •感应电压与互感量成正比。
耦合电容 电路 干扰源
由等效电路可得:
V s
jCZ s Vg 1 jCZ s
一般jω CZs<<1,忽略分母中jω CZs并取模,得:
Vs CZ sVg
由上式可得以下结论: •频率越高,干扰越大。 •干扰电压Vs正比电路的输入阻抗Zs。 • 与耦合电容C成正比。
减小电容耦合的方法:通常ω 及Zs由设备的性 能指标所确定,因此减小耦合电容C是抑制干扰 的必要措施。
本章内容及要求
主要内容:介绍干扰的种类、传输途径和抑 制干扰的措施和方法。 本章要求:了解各种干扰源及干扰源对信号 产生干扰的机理;了解常见抑制干扰的措 施和方法。
信号的干扰及其抑制
第一节 概述
一、干扰对测试装置的影响
各种测试装置普遍存在着干扰,严重的干扰 甚至会使测试系统不能正常工作。
信号的干扰及其抑制
(1)放电干扰
• 电晕放电(如高压输电线); • 辉光放电(如荧光灯、霓红灯、闸流管); • 弧光放电(如电焊); • 火花放电(如点火系统、电火花加工)。
(2)工频干扰 供电设备和输电线造成工频干扰。 (3)射频干扰 无线电广播、电视、雷达通过天线发射强 烈的电波,高频加热电器也会产生射频辐射。
按照干扰的波形特征分:
•正弦型、脉冲型干扰
• 稳态型、瞬态型干扰
• 周期型、非周期型干扰
按照干扰的频谱分: • 有低频、高频干扰 • 窄带、宽带干扰
二、外部干扰
1.自然干扰 大气层发生的自然现象所引起的干扰以及来 自宇宙的电磁辐射干扰。
2.电气设备干扰(对测试装置正常工作的影响较为严重) 电气设备所产生的干扰:放电干扰、工频 干扰、开关干扰及射频干扰等。
(2)磁场屏蔽
磁场屏蔽是为了抑制磁场的耦合干扰。随 着频率的不同,其屏蔽原理和使用的屏蔽材料 也不同。 •低频磁场屏蔽
用具有高导磁率的铁磁材料将干扰源屏蔽起 来,使干扰源产生的磁通被引导至铁磁材料中, 而不与被干扰电路交连。 注:屏蔽罩应有足够的厚度
•高频磁场屏蔽
高频磁场屏蔽是利用电磁感应现象在屏蔽壳 体表面所产生的涡流的反磁场来达到其目的。因 此,希望屏蔽体上形成的涡流越大越好。 屏蔽材料采用良导体。由于高频集肤效应, 涡流仅在屏蔽盒表面薄层流通,高频屏蔽盒无 需做得很厚。对于屏蔽导线,通常采用多股线 编织网,多股线在相同体积下有更大的表面积。
二、接地技术
1.安全接地 为了人身和设备的安全,电子设备的机壳、底 座都应接大地。 2.信号接地 信号接地是指各信号的公共参考电位线。以直 流电源的正极线或负极线作为信号地线。
信号接地的三种形式 •共用地线串联一点接地 从抑制电阻耦合角度看, 这种接地方式最不可取,尤 其是强电流电路对弱信号电 路干扰更为严重。采用这种 接地方式时,应把弱信号电 路放在接地点最近处。