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文档介绍:计算机控制系统的抗干扰技术和措施

计算机控制系统的抗干扰技术和措施

6.1 干扰信号的类型及其传输形式
6.2 抗干扰技术
6.3 电源干扰的抑制
6.4 CPU软件抗干扰技术
6.5 数字信号的软件抗干扰措施
计算机控制系统的抗干扰技术和措施

6.1 干扰信号的类型及其传输形式
6.1.1 按干扰耦合的形式分类
(1) 静电干扰:静电耦合是干扰电场通过电容耦合方式窜入其他回路中。在控制系统中,互容现象是很普遍的。两根导线之间构成电容;印刷电路板的印刷导线之间存在电容;变压器的线匝之间和绕组之间也都会构成电容。 电容为信号的传输提供了一条通路,但也容易造成电场干扰信号。
计算机控制系统的抗干扰技术和措施

(2) 电磁干扰:在任何通电导体周围空间都会产生磁场, 而且电流的变化必然引起磁场的变化,变化的磁场就要在其周围闭合回路中产生感应电动势。在设备内部,线圈或变压器的漏磁会引起干扰:在设备外部,当两根导线在很长的一段区间架设时,也会产生干扰。 
(3) 漏电耦合干扰:漏电耦合又称为电阻性耦合。当相邻的元件或导线间绝缘电阻降低时,有些信号便通过这个降低了的绝缘电阻耦合到信号传送的输入端而形成干扰。
计算机控制系统的抗干扰技术和措施

(4) 共阻抗感应干扰:在控制系统的回路之间不可避免地存在公共耦合阻抗。例如电源引线、 汇流排等都具有一定的阻抗,对于多回路来说就是一个公共阻抗,尽管数值很小, 但当流过较大电流时,其作用就像一根天线,将干扰信号引入各回路。
计算机控制系统的抗干扰技术和措施

6.1.2 按干扰与信号的关系分类
(1) 串模干扰信号:
串模干扰信号是指串联于有用信号源回路之中的干扰,也称横向干扰或正态干扰。其表现形式如图6-1所示。当串模干扰的幅值与有用信号相接近时,系统就无法正常工作,即这时提供给计算机系统的数据会严重失真,甚至是错误的。 
产生串模干扰的原因主要是当两个电路之间存在分布电容或磁环链现象时,一个回路中的信号就可能在另一个回路中产生感应电动势,形成串模干扰信号。另外信号回路中元件参数的变化也是一种串模干扰信号。
计算机控制系统的抗干扰技术和措施

图6-1 串模干扰示意图
计算机控制系统的抗干扰技术和措施

图6-2 共模干扰示意图
计算机控制系统的抗干扰技术和措施

(2) 共模干扰信号:
共模干扰信号是指由于对地电位的变化所形成的干扰信号, 也称为对地干扰、横向干扰或不平衡干扰。 共模干扰示意图见图6-2。由于计算机的地、信号源放大器的地以及现场信号源的地,通常要相隔一段距离,当两个接地点之间流过电流, 尽管接地点之间的电阻极小,也会使对地电位发生变化,形成一个电位差Uc,这个Uc对放大器就会产生共模干扰。
计算机控制系统的抗干扰技术和措施

共模干扰与串模干扰相比,容易被忽略而难以处理。在某些情况下,共模信号可能达到几伏甚至更高,完全将有用信号湮没。 
共模干扰的影响大都通过串模干扰的方式表现出来。 共模干扰产生的原因很多,主要有:通过对地分布电容和漏电导的耦合;同一系统的多点接地点之间形成的电位差。
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