光电耦合器的特点
1. 密封在一个管壳里或模压塑料封装，不受外界光的干扰； 2. 靠光传递信号，切断了各部件电路之间的地线联系； 3. 发光二极管的动态电阻小，而干扰源的内阻一般比较大，能 够传送到光电耦合器输入端的干扰信号很小； 4. 光电耦合器的传输比和晶体管的放大倍数相比一般很小，远 不如晶体管对干扰信号灵敏，而光电耦合器的发光二极管只 在通过一定电流时才发光，因此即使在干扰电压幅值比较高 的情况下，由于没有足够的能量，仍不能使发光二极管发光， 从而可以有效抑制干扰信号。
在计算机控制系统中，被测信号有单端对地输入和双端不对地 输入两种输入形式
对于存在共模干扰的场合，不能采用单端对地输入方式，因为此 时的共模干扰电压将全部成为串模干扰电压，如左图所示。所以必须 采用双端输入不对地方式，如右图所示。
ZS、ZS1、ZS2为信号源US的内阻抗，ZC、ZC1、ZC2为输入电路的输入 阻抗。共模干扰电压Ucm对两个输入端形成两个电流回路，每个输入端A 和B的共模电压和两个输入端之间的共模电压分别为：
•一般情况下，共模干扰电压Ucm总是转换成一定的串模干扰Un 出现在两个输入端之间。
•为了衡量一个输入电路抑制共模干扰的能力，常用共模抑制 比CMRR(Common Mode Rejection Ratio)来表示，即
U cm CMRR 20lg (dB) Un
•Ucm是共模干扰电压，Un是Ucm转化成的串模干扰电压。显然， 对于单端对地输入方式，由于Un=Ucm，所以CMRR=0，说明 无共模抑制能力。对于双端不对地输入方式来说，由Ucm引入 的串模干扰Un越小，CMRR就越大，所以抗共模干扰能力越 强。
2.过程通道抗干扰技术
干扰沿过程通道进入计算机系统的主要原因是过程通道与主机 之间存在公共地线。
(1)串模干扰及其抑制方法 串模干扰：指叠加在被测信号上的干扰噪声。 抑制方法：应根据干扰信号的特性和来源采用不同的措施。
串模干扰的抑制方法
•①如果串模干扰频率比被测信号频率高，则采用输入低通滤 波器来抑制高频率串模干扰；如果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低频串模干扰；如果串模干扰 频率落在被测信号频谱的两侧，则应用带通滤波器。 • 一般情况下，串模干扰均比被测信号变化快，故常用二级 阻容低通滤波网络作为模/数转换器的输入滤波器。当被测信 号变化较快时，应相应改变网络参数，以适当减小时间常数。
硬件抗干扰技术
• 硬件抗干扰技术
(一) 计算机控制系统中的干扰源及途径
(二)抗干扰措施
过程通道抗干扰技术
系统供电
CPU抗干扰技术 接地技术
1干扰源及其转播路径
干扰源：外部干扰源与内部干扰源 外部：与系统结构无关，由外部环境因素决定。主要是 空间电或磁的影响，环境温度、湿度等气象条件，如各种 电气装置（电机、电焊机、家电和交通工具等）的起停以 及运行中发出的电磁波，太阳以及其它天体发出的电磁波、 供电电源的波动以及沿供电线路串入的干扰等。 内部：由系统结构、制造工艺决定。如不同信号的感应 （分布电容、分布电感引起的耦合感应，电磁场辐射感 应），多点接地造成的电位差，长线传输的波反射，元器 件产生的噪声等。
•④从选择逻辑器件入手，利用逻辑器件的特性来抑制串 模干扰。 • ⑤采用双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应，并且 使各个小环路的感应电势互相呈反向抵消。选用带有屏蔽 的双绞线或同轴电缆做信号线，且有良好接地，并对测量 仪表进行电磁屏蔽。
(2)共模干扰及其抑制方法
共模干扰：模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。共 模干扰也称为共态干扰。
电磁场屏蔽：作用是防止高频电磁场对电路的影响。方法是屏 蔽加滤波，屏蔽罩用非磁性材料做，不能有孔缝，并让屏蔽罩接 地，在受干扰设备地输入端加入LC组合的滤波器。
对于由于空间感应引起的干扰，主要采用屏蔽技术来消除干扰。
磁场屏蔽：作用是将低频磁场干扰限制在屏蔽体内，方法是 利用高导磁率的金属材料做屏蔽罩。要求屏蔽罩不能有孔缝， 屏蔽物的厚度影响屏蔽效果。 导线屏蔽：在信号线上加一个金属编织的网状屏蔽套从而 屏蔽两点之间由于单根导线连接而产生的干扰。在使用屏蔽套 时，屏蔽套必须接地。 目前常用双绞线传输信号以抵消磁场干扰。因为双绞线的每 一分节形成一个相互靠近的环路，环路空间中电流方向相反， 故产生的磁场相互抵消。
干扰的主要传播路径：空间电磁感应、过程I/O通道、供 电系统、接地系统。如下图所示：
空间感应 过程I/O通道 干扰信号 供电系统 接地系统 微机系统
2 抗干扰措施 1、屏蔽技术
电场屏蔽：作用是抑制电路之间由于分布电容的耦合而产生的 电场干扰，方法是利用号Us的参考接地点和计算机输入信号的参考接 地点之间往往存在着一定的电位差Ucm
共模干扰示意图
U cm UA Zc1 单端对地输入和双端不对地输入 Z s1 Zc1
U cm UB Zc 2 Z s 2 Zc 2
U AB Z c1 Zc 2 U A UB ( )U cm Z s1 Z c1 Z s 2 Z c 2
•②当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时，用双积分式A/D转 换器可以削弱串模干扰的影响。因为此类转换器是对输入信 号的积分值进行测量，而不是测量信号的瞬时值。若干扰信 号是周期性的而积分时间又为信号周期或信号周期的整数倍， 则积分后干扰值为零，对测量结果不产生误差。
•③对于串模干扰主要来自电磁感应的情况下，对被测信号应 尽可能早地进行前置放大，从而达到提高回路中的信号噪声 比的目的；或者尽可能早地完成模/数转换或采取隔离和屏蔽 等措施。
共模干扰的抑制方法 ①变压器隔离
•利用变压器把模拟信号电路与数字信号电路隔离开来，也就是 把模拟地与数字地断开，以使共模干扰电压Ｕcm不成回路，从 而抑制了共模干扰。另外，隔离前和隔离后应分别采用两组互 相独立的电源，切断两部分的地线联系。
②光电隔离
•光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管封装在一个管壳 内组成的，发光二极管两端为信号输入端，光敏三极管的集 电极和发射极分别作为光电耦合器的输出端，它们之间的信 号是靠发光二极管在信号电压的控制下发光，传给光敏三极 管来完成的。