串模抑制比：
图7.1 串模干扰示意图
SMRR20lgUn (dB) U
串模抑制比：使输出信息发生规定变化的串模电压，与由被测量引起的能使输出产生相同变化的 电压之比。
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2. 共模干扰 共模干扰：在电路输入端相对公共接地点同时出现的干扰，即输入通道上共有的干扰电压。共
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被测电路中，被测信号Us有单端对地输入和双端不对地输入两种。
信号源的内阻抗
共模干扰电压全部转为串 模干扰电压
输入电路的
UA
Ucm Zs1 Zc1
Zc1 输入阻抗
单端对地
双端不对地
共模干扰电压Ucm在仪表输入端A,B两端
U 形成的共模电压为： U Z Z Z A
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7.1.1 干扰的来源
智能仪表
传输通道
主机
I/O 电路
传感 执行器
对象
直流稳压电源
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直流稳压电源
干扰 市电
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系统的内部干扰主要是由分布电容、分布电感引起的耦合感应、多点接地造成的电位差和寄生 电容振荡、热噪声等引起的，内部的电源变压器、继电器、开关以及电源线等也均可能成为干扰源。 内部干扰的主要因素为：
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7.1.2 干扰的作用途径
干扰信号主要通过以下途径进入系统内部： (1) 电磁感应(磁耦合) (2) 静电感应(电耦合) (3) 传导耦合 (4) 公共阻抗耦合 (5) 其他形式
串模干扰信息与电气工程学院干扰源cmc2
s1
c2
UB
Ucm Zs2 Zc1
Zc1
一般情况下，共模干干扰扰电电压压总：是转化成一U 定的A B 串模干U 扰A 出 现U B[Zs1Z c2Zc2Zs2Z c1Zc1]U cm
在两个输入端之间。
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为衡量一个输入电路抑制共模干扰的能力，用共模抑制比CMRR来表示：
模干扰主要由电源的地、放大器的地以及信号源的地之间的传输线上电压降造成的。
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图7.2 共模干扰示意图 山东科技大学
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共模干扰可以是直流电压，也可以是交流电压，其幅值可达1~10V。因为在计算机控制生产过程 中，被控制和被测试的参量可能很多，并且是分散在生产现场的各个地方，一般用长导线将计算机 发出的控制信号传送到现场的某个控制对象，或者把安装在某个装置中的传感器产生的被测信号传 送到计算机的A/D转换器。因此，被测信号Us的参考接地点和计算机输入信号的参考接地点往往存在 一定的电位差Ucm。对于A/D转换器的两个输入端来说，分别有两个输入信号：Us+Ucm和Ucm。故 Ucm是共模干扰电压。
(2) 当尖峰型串模干扰成为主要干扰源，系统对采样速率要求不高时，采用双积分式A/D转换器可以削 弱周期性的串模干扰。
(3) 通过提高阈值电平抑制低噪声的干扰。 (4) 高速逻辑器件抑制低频干扰；低速逻辑器件或人为附加电容抑制高频干扰(脉冲干扰)。 (5) 若串模干扰的频率与被测信号频率相近时，信号线应选用带屏蔽的双绞线或电缆线，并应有良好的 接地系统；或在软件中使用数字滤波。
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工程实践中常采用二级RC低通滤波器，其原理图如下：
该滤波器的时间常数要小于200ms，可使50Hz的串模干扰信号衰减600倍左右。当被测信号变化较快时， 应相应改变网络参数，适当减小时间常数。
图7.3 RC双级网络示意图
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由于共模干扰它不和信号相叠加，但它能通过测量系统形成到地的泄漏电流，这泄漏电流通过 电阻的耦合就能直接作用于仪表，产生干扰。
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7.2 硬件抗干扰技术
7.2.1 串模干扰的抑制 控制系统中，串模干扰的抑制方法应从干扰信号的特性和来源入手。 (1) 若串模干扰频率比被测信号频率高，则采用低通滤波器来抑制高频串模干扰；若串模干扰频率比 被测信号频率低，则采用高通滤波器来抑制高频串模干扰；若串模干扰频率在被测信号频谱两侧， 则采用带通滤波器。 一般串模干扰比被测信号变化快，可用低通滤波器滤除交流干扰。常用的低通滤波器有RC网络、 LC网络、双T网络及有源滤波器。(P162)
交流电源/接地系统 公共阻抗
I/O信号传输线路 电磁感应 静电场感应
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7.1.3 干扰的作用形式
1. 串模干扰(差动干扰) 串模干扰是指干扰电压与有效信号串联叠加联合作用到仪表上的干扰。通常来自高压输电线，
与信号线平行铺设的电源线及大电流控制线所产生的空间电磁场。
(1) 元器件本身的性能与可靠性； (2) 系统结构设计； (3) 安装与调试。
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外部干扰有电网的波动、大型用电设备的起停、电磁辐射，一些大功率的用电设备以及电力设 备，甚至空间条件可能成为干扰源等。外部干扰的主要因素为：
(1) 外部电气条件：如电源电压的稳定性、强电场与磁场等； (2) 外部空间条件：如温度、湿度、空气清洁度等； (3) 外部机械条件：如振动、冲击等。
Un是转化成的串模干扰电压。 对于单端对地输入方式，Un=Ucm，故CMRR=0，说明无共模抑制能力；
CMRR20lgU (dB) 对于双端不对地输入方式，Ucm引入的串模干扰Un越小，cm CMRR越大，抗共模干扰能力越强。 Un
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通常IN/OUT线与大地或机壳之间发生的干扰都是共模干扰，信号线收到静电感应时产生的干扰 也是共模干扰。
第七章计算机控制系统的抗干扰技 术
7.1 工业现场的干扰及对系统的影响 7.2 硬件抗干扰技术 7.3 软件抗干扰技术 7.4 接 地 技 术 7.5 电源系统的抗干扰技术 7.6 小 结
第十六讲
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7.1 工业现场的干扰及对系统的影响
影响应用系统可靠、安全运行的主要因素来自系统内部和外部的各种电磁干扰，以及系统结构 设计、元器件安装、加工工艺和外部电磁环境条件等，这些因素对系统造成的干扰后果主要表现在 以下几个方面： 1. 测量数据误差加大 2. 影响存储数据 3. 控制系统失灵 4. 程序运行失常