干扰的抑制技术.ppt

* * 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 电 气 工 程 系 第二讲 干扰的抑制技术 一、形成干扰的三要素 二、抑制干扰的措施 三、常用抗干扰技术 1、干扰的形成途径 一、形成干扰的三要素 噪声源产生的噪声必须经过一定的耦合通道，才能够对电子测量系统的正常工作造成不良影响。 噪声形成干扰需要同时具备三要素：干扰源、对噪声敏感的接收电路及噪声源到接收电路之间的耦合通道（干扰途径）。三要素之间的联系如图6-2-1所示。 干扰源 干扰途径 接收电路 图6-2-1 形成干扰的三要素 二、抑制干扰的措施 1、消除或抑制干扰源 抑制干扰积极、主动的措施是消除干扰源。要消除干扰源， 必须首先确定何处是干扰源。在无法消除干扰源时，可采取抑制措施，在越靠近干扰源的地方采取措施，干扰抑制效果就越好。一般来说，电流或电压剧变的地方就是干扰源， 具体地说，继电器通断、电容充电、电机运转、集成电路开关工作等都可能成为干扰源。另外，市电电源也并非理想的50 Hz正弦波，而是含有各种频率的噪声， 是不可忽略的噪声源。 2、破坏干扰途径 对于以“电路”的形式侵入的干扰，可采取诸如提高绝缘性能，采用隔离变压器、光耦合器等切断干扰途径；采用退耦、滤波等手段引导干扰信号的转移；改变接地形式切断干扰途径等。对于以“辐射”的形式侵入的干扰，一般采取各种屏蔽措施，如静电屏蔽、电磁屏蔽、磁屏蔽等。 3、削弱接收电路对干扰的敏感性 要削弱接收电路对干扰的敏感性，必须提高检测装置的抗干扰能力。一般来说，高输入阻抗的电路比低输入阻抗的电路易受干扰；模拟电路比数字电路的抗干扰能力差。一个设计良好的检测装置应该具备对有用信号敏感、对干扰信号尽量不敏感的特性。 三、常用抗干扰技术 1、屏蔽技术 A、静电屏蔽 由静电学可知，处于静电平衡状态下的导体内部无电力线， 即各点等电位。利用金属导体的这一性质，并加上接地措施， 则静电场的电力线就在接地金属导体处中断，从而起到隔离电场的作用。如图6-2-2所示。 +Q +Q +Q A A A B B 图6-2-2 静电屏蔽原理图 静电屏蔽可以防止静电耦合干扰，用它可消除或削弱两电路之间由于寄生分布电容耦合而产生的干扰。  　在电源变压器的原边与副边绕组之间，插入一个梳齿形导体，并将其接地，以此来防止两绕组之间的静电耦合，这是静电屏蔽的典型应用之一。 为了达到较好的静电屏蔽效果，应注意以下几个问题： ①选用铜、铝等低电阻金属材料做屏蔽盒； ②屏蔽盒要良好接地； ③尽量缩短被屏蔽电路伸出屏蔽盒之外的导线长度。 开关电源采用带孔的屏蔽外壳，既可散热，又可防止电磁干扰外泄。 电磁屏蔽的基本原理是采用导电良好的金属材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等不同的外形，将被保护的电路包围在其中，利用高频电磁场对屏蔽金属的电磁感应作用，在屏蔽金属内产生涡流，用涡流产生的磁场抵消或减弱干扰磁场的影响，从而得到屏蔽的效果。它主要用来防止高频电磁场的影响，对于低频磁场干扰的屏蔽效果很小。 图6-2-3是电磁屏蔽示意图。 B、电磁屏蔽 　 A B CN A G B CN 图6-2-3是电磁屏蔽示意图 因为电磁屏蔽,使得汽车里收不到电台,而必须将收音机天线拉出车外。 C、磁屏蔽 　 低频磁屏蔽是用来隔离低频(主要指50Hz)磁场或固定磁场(也称静磁场，其幅度、方向不随时间变化，如永久磁铁产生的磁场)耦合干扰的有效措施。任何通过电流的导线或线圈周围都存在磁场，它们可能对检测仪器的信号线或仪器造成磁场耦合干扰。电磁屏蔽对这种低频磁通干扰的屏蔽效果是很差的，这时必须采用高导磁材料作屏蔽层，以便让低频干扰磁力线从磁阻很小的磁屏蔽层中通过，使内部电路免受低频磁场耦合干扰的影响。 D、驱动屏蔽 　 驱动屏蔽又称“电位跟踪屏蔽”，就是用被屏蔽导体的电位通过1∶1电压跟随器来驱动屏蔽导体的电位，其原理如图6-2-4所示。若1∶1电压跟随器是理想的，则导体B与屏蔽层C二者等电位，于是在二者之间无电力线，各点等电位。 这说明， 噪声源导体A的电场影响不到导体B。尽管导体B与屏蔽层C之间有寄生电容存在，但因B与C等电位，故此寄生电容不起作用。 因此驱动屏蔽能有效地抑制通过寄生电容的耦合干扰。 驱动屏蔽属于有源屏蔽，只有当线性集成电路出现以后，才有实用价值，目前它已在工程中得到了越来越广泛的应用。 图6-2-4 驱动屏蔽原理图 2、接地技术 　　在电子测量系统中，地的含义包括两种。一是代表一个系统或一个电路的等电位参考点，接地的目的是为系统或电路的各部分提供一个稳定的基准电位，并以低的阻抗为信号电流回流到信号源提供通路。这种地又称为信号地。显然，没