达几伏甚至更高，这取决于现场产生干扰的环境条件
和计算机等设备的接地情况。
（2）共模干扰来源
系统中“地”电位不一致；（地线电阻不等于0）
被测信号源
共模干扰示意图
在计算机控制系统中一般都用较长的导线把现场中的传感器或执行器引入至 计算机系统的输入通道或输出通道中，这类信号传输线通常长达几十米以至 上百米。这样，现场被测信号的参考接地点与计算机系统输入或输出通道的 参考接地点之间存在一个电位差Ucm ，它是加在放大器输入端上共有的干扰 电压，故称共模干扰电压。
如图1所示的变压器，在变压器绕组线包的外面包 一层铜皮作为漏磁短路环。
在如图2所示的同轴电缆中，为防止信号在传输过 程中受到电磁干扰，在电缆线中设置了屏蔽层。
图1 变压器的屏蔽
图2 同轴电缆示意图
（2）接地 接地线截面（加大，电阻小） ；接地点配置
（靠近，压降小） 。目的是减小阻抗耦合。
决于硬件的可靠性，特别是外围通道的可靠性。
系统的抗干扰能力，是提高系统可靠性的关键。
因此，必须采取有效的抗干扰措施，才能保证系统可靠
工作。
2、干扰的途径
（1）公共阻抗耦合Fra bibliotek通过公共电源线和公共地线的阻抗耦合(两个电路
的电流流经一个公共阻抗)，这是最常见的主要干扰。
（2）静电耦合
通过金属导体之间分布电容产生的电场耦合，如平
（1）屏蔽
屏蔽是指利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状 屏蔽体，将干扰源或干扰对象包围起来，从而割断或 削弱干扰场的空间耦合通道，阻止其电磁能量的传输。 按需屏蔽的干扰场的性质不同，可分为电场屏蔽、磁 场屏蔽和电磁场屏蔽。
电场屏蔽是为了消除或抑制由于电场耦合引起的
干扰。
磁场屏蔽是为了消除或抑制由于磁场耦合引起的 干扰。
双绞线可用来传输模 拟信号和数字信号， 用于点对点连接和多 点连接应用场合，传 输距离为几公里，数 据传输速率可达 2Mbps。
双绞线(Twist-Pair)相邻的扭绞处之间距离为双绞线的节距，双 绞线不同节距会对串模干扰起到不同的的抑制效果。
节距（mm） 干扰衰减比
100
14：1
75
71：1
50
变压器隔离
（6）消除噪声源
设备位置选择；电源选择。
（7）电缆选择
采用多芯电缆；动力线与信号线分开。
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4.1 过程通道抗干扰技术
按干扰对系统的作用形式(传导模式)分为串模干扰和共 模干扰。
1、串模干扰及其抑制方法
（1）串模干扰(横向干扰或常态干扰)
定义： 所谓串模干扰是指叠加在被测信号上的干
内部干扰由系统结构和制造工艺决定，主要是分布 电容、分布电感引起的耦合感应，电磁场辐射感应，长 线传输的波反射，多点接地造成的电位差引起的干扰， 寄生振荡引起的干扰，元器件产生的噪声等。
噪声干扰存在的三要素：干扰源；干扰的传输通道； 接收设备 (需保护免受干扰的设备) 。
4、抑制干扰的方法
包括硬件和软件。本章主要说明硬件抗干扰技术。
扰噪声。被测信号指有用的直流信号或变化缓慢的交变
信号，而干扰噪声是指无用的变化较快的杂乱交变信号。
如图2.16所示。
（2）串模干扰的来源
空间电磁场干扰；来自信号源内部或电源内部。
信号源
干扰源
干扰电压un与信号电压us相串加(串模干扰) 串模干扰和被测信号在回路中所处的地位相同，以两者之 和作为输入信号
112：1
25
141：1
平行线
1：1
屏蔽效果(dB) 23 37 41 43 0
2、共模干扰及其抑制方法
（1）共模干扰(纵向干扰或共态干扰)
定义：所谓共模干扰是指A/D转换器两个输入端
上共有的干扰，即干扰信号同时、同相、等量地出现
在A/D转换器两个输入端 。如图中ucm所示。
可以是直流电压，也可以是交流电压，其幅值
（3）串模干扰的抑制方法 ①采用输入滤波器
un的频率比信号频率高时，采用低通滤波器； un的频率比信号频率低时，采用高通滤波器； un的频率频率落在信号频谱两侧，采用带通滤波器。
②对于尖峰串扰，采用双积分式A/D转换器；(积分周期取 为干扰周期的整数倍) ③对电磁感应干扰，对被测信号尽早进行前置放大，以提 高信噪比，或尽早完成A/D转换或采取隔离屏蔽措施； ④利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰
第4章 抗干扰技术
本章主要说明干扰的来源、性质及抗干扰措施。
概述 4.1 过程通道抗干扰技术 4.2 CPU抗干扰技术 4.3 系统供电与接地技术
概述
干扰：就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不 能正常工作的破坏因素。
1、抗干扰的重要性
系统的可靠性，是系统的生命线，决定了系统是
否能长期运行，会不会被淘汰。系统的可靠性，主要取
采用高抗扰度逻辑器件（具有高阈值）； 采用低速逻辑器件，抑制高频干扰。 ⑤采用双绞线作为信号线
减小感应面积；双线场强接近；小环路感应电势相互 抵消，并屏蔽接地。
双绞线是由两根互相绝缘的导线扭绞缠绕组成，为了增 强抗干扰能力，可在双绞线的外面加金属编织物或护套形 成屏蔽双绞线，下图给出了带有屏蔽护套的多股双绞线实 物图。
（3）平衡 布线方式；电缆选择。补偿与对消方法，减小
干扰影响。
（4）滤波
滤波是抑制干扰传导的一种重要方法。由于干扰源发 出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽得多， 因而当接收器接收有用信号时，也会接收到那些不希望有 的干扰。
硬件滤波，如阻容吸收滤波电路等。
（5）隔离
光电隔离；磁隔离。
行导线传输。
（3）磁场耦合
通过载流导体磁场之间的互感产生的耦合。
（4）其它干扰途径
包括：热电势；脉冲反射；分布电容的变化；接触
电阻的变化；元器件的物理噪声；电极的麦克风效应等。
3、干扰的来源
干扰主要可分为：内部干扰和外部干扰。
外部干扰与系统结构无关，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 也是外来干扰。
目的：计算机安全，提高抗干扰能力。
变压器隔离：对于交流信号的传输,一般使用变压器隔离 干扰信号的办法。隔离变压器也是常用的隔离部件，用来 阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度， 把各种模拟负载和数字信号源隔离开来，也就是把模拟地 和数字地断开。传输信号通过变压器获得通路，而共模干 扰由于不形成回路而被抑制。如图所示。