文档介绍：辐射电磁场对探测总线的影响以及对抗措施
扬州威克Victor电子科技公司冯炳辉
摘要:本文介绍辐射电磁场对总线制火灾探测器总线的影响,从产品设计和工程安装两个环节,阐述提高抗干扰性能的措施。
关键词:辐射电磁场,火灾探测器,误报警,低通滤波,数字通讯。
随着电气自动化程度的不断提高,各类工业电气设备,通讯设备的大量使用,以及家用电器的日趋普及,大大提高人们的工作效率和生活质量,但同时这些电气、电子设备在使用过程中释放出复杂的电磁波,影响着其他电子设备的正常运行。自动报警系统是安全警报设备,系统一旦受到强的电磁干扰,将无法正常工作,也就失去安全警报的作用。本篇分析辐射电磁对报警系统中探测总线的干扰,干扰的传播途径,以及采取的抗干扰措施。报警控制系统探测总线上的电磁干扰,主要来自雷电、电器设备的辐射,探测总线吸收电磁波后,干扰信号与总线上有用信号叠加,改变有用信号波形;或通过探测总线的传导,干扰报警控制器、探测器的运行。探测器及总线受到电磁干扰产生“故障”或“火警”现象,探测器误报警往往被误认为仅仅是探测器的电气原因,总线制报警控制系统中,故障的原因是多方面的,就产品本身而言,主要是报警控制器的总线接口电路设计不完善,甚至是控制器的软件因素。工程中,与探测总线敷设的路径,管线材料,探测器或报警控制器与电力设备的相对位置都有一定关系。
探测总线受到电磁干扰,探测器误报“故障”,多因报警控制器接口电路的滤波措施不当丢码所致。那么干扰是怎样导致丢码的呢?以编码器件HT- 12E为例加以说明。由于传输线路存在分布电感,分布电容,电导以及负载大小等因素,信号波形在传输过程中发生畸变(图1C ),受到电磁干扰时畸变加剧,其实质是干扰信号与有用信号叠加,干扰信号淹没数字脉冲信号,信号脉冲越窄相对畸变越严重(图1D)。试验证明,振荡频率Fosc越高,传输线路电感,电容效应越明显,抗干扰性能相应降低,如图1所示。但是,HT- 12E频率过低,在一定时间内查寻探测器数量少,将占用CPU大量时间,因此,合理选择HT-12E(或其它芯片)的工作频率,对总线抗干扰性能以及控制点容量起重要作用。Fosc振荡频率一般选在 10KHz-30KHz 为宜,并且适当增大数据脉冲振幅,可有效的减少丢码现象。
为了提高总线抗干扰性能,还可采取软件延时,多次校验的方法来减少误报“故障”或“火警”。这一措施方便易行,对于随机性干扰具有显著效果,但是,仅靠这一措施处理复杂的电磁干扰是不够的,如宽频段持续的电磁干扰仍会引发误报警。我们必须在硬件方面采取滤波,隔离,改善信号传输方式等措施。
1 、接口电路的硬件措施。因为编码芯片工作频率 Fosc=10KHz-30KHz,相对 1MHz -1GHz 高频干扰,在总线输出输入端引入低通滤波器,可有效地抑制来自总线的高频干扰,因各厂家机型的差异,低通滤波器也不尽相同,恕不画出滤波电路图。一个好的接口电路,不仅要有效的滤波环节,还要引入光耦隔离,电源DC/DC隔离,使报警控制器CPU核心电路与易受干扰的接口外围电路“分开”,确保控制器运行不受干扰。接口电路抗干扰环节框图图2所示:
2 、模拟量信息传输方式。探测器检测到的现场烟浓度信息以何种方式传送给报警控制器,将会影响信息的可信度,多为厂家采用的传输方式有两类:一类是把表征烟浓度高低的电信号