淺議檢測(cè)系統(tǒng)抑制干擾方法

彭俊珍

(湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北孝感 432000)

淺議檢測(cè)系統(tǒng)抑制干擾方法

彭俊珍

(湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北孝感 432000)

指出了檢測(cè)系統(tǒng)干擾信號(hào)辨別方法,并提出了抑制干擾的措施。

檢測(cè)系統(tǒng) 干擾信號(hào) 抑制 措施

傳感器與測(cè)量裝置構(gòu)成一個(gè)完整的檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng)主要存在空間電磁波的干擾、信道耦合干擾、高速開(kāi)關(guān)通道間的串?dāng)_干擾、電源干擾、共電阻耦合干擾等.干擾輕則對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量產(chǎn)生誤差，重則使檢測(cè)系統(tǒng)工作失效.干擾的抑制和排除成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

1 干擾信號(hào)的辨別

不同的干擾源產(chǎn)生不同頻域的干擾信號(hào)，干擾信號(hào)頻域不同使得干擾方式也不同，一般高電壓小電流的干擾主要是電場(chǎng)干擾，低電壓大電流的干擾主要是磁場(chǎng)干擾，電壓電流頻率較高時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)干擾都必須考慮。在具體測(cè)試系統(tǒng)中一般按干擾源頻域確定抑制干擾的方法。

2 抑制干擾方法

2.1 合理接地抑制干擾

接地有兩種：保護(hù)接地和工作接地。保護(hù)接地是為了保障人身和設(shè)備安全采取的措施，工作接地是為了保證系統(tǒng)正常工作，防止地環(huán)路形成的共電阻耦合干擾。工作接地的方式：在低頻電路中一般采用一點(diǎn)接地，高頻電路采用多點(diǎn)接地。

在接地過(guò)程中，注意幾點(diǎn)：低電平信號(hào)電路，為了防止電源地線間電壓干擾，交流地和信號(hào)地不能共用；特殊系統(tǒng)不能接地場(chǎng)合，在保證絕緣情況下用浮地阻斷干擾電流通路；TTL、CMOS等數(shù)字邏輯電路接地時(shí)印刷板中地線應(yīng)呈網(wǎng)狀，其它布線不能形成環(huán)路且條狀線不要長(zhǎng)距離平行，必要時(shí)要加隔離電極和跨接地線或做屏蔽處理；A/D轉(zhuǎn)換器采用浮空隔離方式；傳感器的地以5Ω導(dǎo)體一點(diǎn)入地且不浮空；屏蔽接地方法要根據(jù)屏蔽對(duì)象制定；功率地線線徑粗且連直流地，功率地要注意與信號(hào)地線、安全地完全分開(kāi)。

2.2 采用屏蔽技術(shù)有效防止電場(chǎng)或磁場(chǎng)的干擾

在檢測(cè)系統(tǒng)中可以通過(guò)屏蔽抑制電場(chǎng)干擾和磁場(chǎng)干擾，屏蔽的接法按屏蔽對(duì)象有電場(chǎng)屏蔽、電磁場(chǎng)屏蔽、磁路屏蔽和放大電路屏蔽。為了獲得最佳屏蔽效果，電場(chǎng)屏蔽用于解決信道分布電容問(wèn)題，一般接大地；電磁場(chǎng)屏蔽解決空間電磁波輻射，屏蔽材料是低阻金屬材料如銅、鋁或鍍銀銅等，接大地；磁路屏蔽材料是高導(dǎo)磁材料，封閉式結(jié)構(gòu)且接大地，放大電路屏蔽用金屬罩且金屬罩要接到放大電路公共端。

基于以上幾種常用的屏蔽技術(shù)，在檢測(cè)系統(tǒng)中干擾比較嚴(yán)重的地方，通常要對(duì)電纜和接插件進(jìn)行屏蔽，通常采用復(fù)合屏蔽電纜，即外層是低頻磁屏蔽層，內(nèi)層是電磁屏蔽層，達(dá)到雙重屏蔽的作用，注意高低電平線不走同一電纜，不走同一接插件且單獨(dú)屏蔽，出入電纜部分的接插件應(yīng)保持屏蔽完整，低頻線纜屏蔽層單點(diǎn)接地，高頻信號(hào)屏蔽層多點(diǎn)接地。

2.3 隔離與耦合

在檢測(cè)系統(tǒng)中，常采用各種隔離與耦合的方式提高系統(tǒng)抗干擾能力，使用這種方法可以讓兩個(gè)電路相互獨(dú)立而不形成一個(gè)回路。在檢測(cè)系統(tǒng)接口電路中，如出現(xiàn)兩點(diǎn)以上接地時(shí)，可能引入共阻耦合干擾和地環(huán)路電流干擾，抑制這類(lèi)干擾的方法是采用隔離與耦合技術(shù)。通常有隔離變壓器隔離、光電耦合器件隔離、繼電器隔離和隔離放大器隔離等，隔離變壓器隔離利用隔離變壓器來(lái)切斷環(huán)流，由于地環(huán)路被切斷，兩電路有獨(dú)立的地電位基準(zhǔn)，因而不會(huì)造成干擾，信號(hào)通過(guò)耦合形式進(jìn)行傳遞；光電耦合器件隔離是利用光電耦合器輸入與輸出在電氣上的絕緣性提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.4 其他抗干擾技術(shù)

在檢測(cè)系統(tǒng)中，經(jīng)常采用的抗干擾措施還有：合理選擇器件、合理選擇放大電路、充分利用濾波器的作用、合理布線、對(duì)穩(wěn)壓電源優(yōu)化設(shè)計(jì)及利用軟件進(jìn)行數(shù)字濾波、選頻和相關(guān)處理等都可以抑制干擾信號(hào)。

3 結(jié)語(yǔ)

抑制干擾是得到高質(zhì)量信號(hào)的重要措施之一，抑制干擾必須確定干擾源、干擾傳入點(diǎn)和傳播路徑，在實(shí)踐中將硬件抗干擾方法和軟件抗干擾方法結(jié)合起來(lái)，可以達(dá)到良好的干擾抑制效果。

[1]吳旗.傳感器及應(yīng)用.北京：高等教育出版社,2002.83-90.

[2]盧勝利.智能儀器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).重慶：重慶大學(xué)出版社2003.214-215.

[3]柳桂國(guó).傳感器與檢測(cè)技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社,2011.243-246.

[4]李行善,左毅,孫杰.自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)集成技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社,2004.234-244.

彭俊珍(1965-)湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授,主要研究電子技術(shù)。