抗干扰技术.ppt

第7章测试技术的工程应用
第一节抗干扰技术
干扰的因素
干扰的种类
干扰的抑制
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第一节抗干扰技术
一、干扰的三个要素

产生干扰信号的设备被称为干扰源,如变压器、继电器、微波设备、电机、无绳电话和高压电线等都可以产生空中电磁信

传播途径是指干扰信号的传播路径。

接收载体是指受影响的设备的某个环节,该环节吸收了干扰信号,并转化为对系统造成影响的电器参数。
二干扰的种类
按照干扰源的位置,可分为
外部干扰:来源于测试设备之外,与测试系统结构无关,由工作环境和使用条件所决定,它主要来自于自然界的干扰和电气设备的干扰
内部干扰:测试系统内部由于设计不良或各种元件工作引起的干扰,包括长期干扰和瞬时干扰。
二干扰的种类
按干扰的耦合模式分类,干扰分为以下五种类型:
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磁场耦合干扰是指大电流周围磁场对机电一体化设备回路耦合形成的干扰。

漏电耦合干扰是因绝缘电阻降低而由漏电流引起的干扰,多发生于工作条件比较恶劣的环境或器件性能退化、器件本身老化的情况下。
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共阻抗干扰是指电路各部分公共导线阻抗、地阻抗和电源内阻压降相互耦合形成的干扰,这是机电一体化系统普遍存在的一种干扰。如图7-1所示的串联接地方式,由于接地电阻的存在,三个电路的接地电位明显不同。

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由各种大功率高频、中频发生装置,各种电火花以及电台、电视台等产生的高频电磁波向周围空间辐射,形成电磁辐射干扰。雷电和宇宙空间也会有电磁波干扰信号。
图7-1 接地共阻抗干扰
三干扰的抑制
1、屏蔽技术
屏蔽是指利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状屏蔽体,将干扰源或干扰对象包围起来,从而割断或削弱干扰场的空间耦合通道,阻止其电磁能量的传输。按需屏蔽的干扰场的性质不同,可分为静电屏蔽、电磁屏蔽和低频磁屏蔽。
静电屏蔽是为了消除或抑制由于电场耦合引起的干扰。
电磁屏蔽是为了消除或抑制由于磁场耦合引起的干扰。
如图7-4所示的变压器,在变压器绕组线包的外面包一层铜皮作为漏磁短路环。
在如图7-5所示的同轴电缆中,为防止信号在传输过程中受到电磁干扰,在电缆线中设置了屏蔽层。
图7-4 变压器的屏蔽
图7-5 同轴电缆示意图
2、隔离技术
(1)光电隔离
光电隔离是以光作为媒介在隔离的两端之间进行信号传输的,所用的器件是光电耦合器。由于光电耦合器在传输信息时,不是将其输入和输出的电信号进行直接耦合,而是借助于光作为媒介物进行耦合的,因而具有较强的隔离和抗干扰能力。图7-6(a)所示为一般光电耦合器组成的输入/输出线路。在控制系统中,它既可以用作一般输入/输出的隔离,也可以代替脉冲变压器起线路隔离与脉冲放大作用。由于光电耦合器具有二极管、三极管的电气特性,使它能方便地组合成各种电路;又由于它靠光耦合传输信息,使它具有很强的抗电磁干扰的能力,因而在机电一体化产品中获得了极其广泛的应用。
图7-6光电隔离和变压器隔离原理
(a)光电隔离;(b)变压器隔离