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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。