第十二章檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

1、2022-7-11第十二章第十二章 檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)檢測系統(tǒng)的抗干擾技術(shù) 章節(jié)導(dǎo)入：章節(jié)導(dǎo)入： 采購的儀表，數(shù)碼顯示不穩(wěn)定；安裝到車間的采購的儀表，數(shù)碼顯示不穩(wěn)定；安裝到車間的儀表數(shù)據(jù)不穩(wěn)、動(dòng)作失常；帶計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)，計(jì)儀表數(shù)據(jù)不穩(wěn)、動(dòng)作失常；帶計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)容易死機(jī)等等。算機(jī)容易死機(jī)等等。本章要點(diǎn)：本章要點(diǎn)： 1、了解干擾源的種類以及掌握對應(yīng)防護(hù)措施、了解干擾源的種類以及掌握對應(yīng)防護(hù)措施 2、了解電磁干擾的種類、傳播途徑以及掌握對應(yīng)、了解電磁干擾的種類、傳播途徑以及掌握對應(yīng) 防護(hù)措施防護(hù)措施 3、掌握抗電磁干擾技術(shù)中的屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)、掌握抗電磁干擾技術(shù)中的屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)、 電

2、源濾波技術(shù)以及光電耦合技術(shù)電源濾波技術(shù)以及光電耦合技術(shù)2022-7-12第一節(jié)第一節(jié) 干擾源及防護(hù)干擾源及防護(hù) 在非電量測量裝置的電路中出現(xiàn)的無用的背景信號(hào)與被在非電量測量裝置的電路中出現(xiàn)的無用的背景信號(hào)與被測信號(hào)疊加在一起，這稱為干擾，有時(shí)也采用噪聲這一習(xí)慣測信號(hào)疊加在一起，這稱為干擾，有時(shí)也采用噪聲這一習(xí)慣用語。用語。 噪聲對檢測裝置的影響必須與有用信號(hào)共同分析才有意噪聲對檢測裝置的影響必須與有用信號(hào)共同分析才有意義。衡量噪聲對有用信號(hào)的影響常用信噪比（義。衡量噪聲對有用信號(hào)的影響常用信噪比（S/N）來表示，）來表示，它是指在信號(hào)通道中，有用信號(hào)功率它是指在信號(hào)通道中，有用信號(hào)功率PS與噪

3、聲功率與噪聲功率PN 之比，之比，或有用信號(hào)電壓或有用信號(hào)電壓US與噪聲電壓與噪聲電壓UN 之比。信噪比常用對數(shù)形式之比。信噪比常用對數(shù)形式來表示，單位為來表示，單位為dB，即，即 S/N=10lg（ PS / PN ）=20lg（ US / UN ）（）（dB） 在測量過程中應(yīng)盡量提高信噪比，以減少噪聲對測量結(jié)在測量過程中應(yīng)盡量提高信噪比，以減少噪聲對測量結(jié)果的影響。果的影響。 靠增加放大倍數(shù)減少干擾是于事無補(bǔ)的靠增加放大倍數(shù)減少干擾是于事無補(bǔ)的 干擾與噪聲干擾與噪聲2022-7-13信噪比（信噪比（S/NS/N）的計(jì)算舉例）的計(jì)算舉例 在擴(kuò)音機(jī)輸入端測得：話筒輸出的做報(bào)告者聲在擴(kuò)音機(jī)輸入端

4、測得：話筒輸出的做報(bào)告者聲音的平均電壓為音的平均電壓為50mV50mV，50Hz50Hz干擾干擾“嗡嗡嗡嗡”聲的電壓聲的電壓為為0.5mV0.5mV，求信噪比。，求信噪比。 解：解：S/N=20lgS/N=20lg（50/0.550/0.5） dB =40 dBdB =40 dB 結(jié)論：當(dāng)結(jié)論：當(dāng)S/NS/N分別為分別為20 dB20 dB、0 dB 0 dB 、-20 dB -20 dB 時(shí)，時(shí)，信噪比說明做報(bào)告者聲音與干擾聲音轉(zhuǎn)換的電壓之信噪比說明做報(bào)告者聲音與干擾聲音轉(zhuǎn)換的電壓之間各為間各為1010倍、相同、倍、相同、 -10-10倍的關(guān)系；而為倍的關(guān)系；而為40dB40dB為為1001

5、00倍；倍；60dB60dB為為10001000倍的關(guān)系。倍的關(guān)系。 2022-7-14噪聲源及干擾源噪聲源及干擾源 一、機(jī)械干擾一、機(jī)械干擾 1 1、產(chǎn)生的原因：、產(chǎn)生的原因： 機(jī)械干擾是指機(jī)械振動(dòng)或沖擊使電子檢測裝置機(jī)械干擾是指機(jī)械振動(dòng)或沖擊使電子檢測裝置中的元件發(fā)生振動(dòng)，改變了系統(tǒng)的電氣參數(shù)，造成中的元件發(fā)生振動(dòng)，改變了系統(tǒng)的電氣參數(shù)，造成可逆或不可逆的影響?？赡婊虿豢赡娴挠绊?。2 2、造成的危害：、造成的危害： 焊點(diǎn)脫焊；電位器滑動(dòng)臂移動(dòng)；電感線圈電感焊點(diǎn)脫焊；電位器滑動(dòng)臂移動(dòng)；電感線圈電感量變化；電纜接插件滑脫；開關(guān)、繼電器、插頭及量變化；電纜接插件滑脫；開關(guān)、繼電器、插頭及各種緊固

6、螺釘松動(dòng)；共振時(shí)還會(huì)引起零件的振幅加各種緊固螺釘松動(dòng)；共振時(shí)還會(huì)引起零件的振幅加大，造成零件斷裂。大，造成零件斷裂。2022-7-153 3、機(jī)械干擾采取措施：、機(jī)械干擾采取措施： （1 1）減震）減震 對機(jī)械干擾，可選對機(jī)械干擾，可選用專用減振彈簧用專用減振彈簧- -橡膠墊橡膠墊腳或吸振橡膠海綿墊來腳或吸振橡膠海綿墊來降低系統(tǒng)的諧振頻率，降低系統(tǒng)的諧振頻率，吸收振動(dòng)的能量，吸收振動(dòng)的能量， 從而從而減小系統(tǒng)的振幅。減小系統(tǒng)的振幅。 橡膠海綿軟墊橡膠海綿軟墊橡膠墊腳及彈簧橡膠墊腳及彈簧2022-7-16機(jī)械干擾采取措施：機(jī)械干擾采取措施： （2）振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái) 將被測儀器（如圖中的電子天

7、平）固定在振動(dòng)將被測儀器（如圖中的電子天平）固定在振動(dòng)臺(tái)上，逐漸增大振幅，測試在不同頻率的規(guī)定振幅臺(tái)上，逐漸增大振幅，測試在不同頻率的規(guī)定振幅下，產(chǎn)品指標(biāo)是否變化。下，產(chǎn)品指標(biāo)是否變化。固定固定2022-7-17機(jī)械干擾采取措施：機(jī)械干擾采取措施：（3）跌落試驗(yàn)）跌落試驗(yàn) 產(chǎn)品在運(yùn)輸產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中常因?yàn)樵膺^程中常因?yàn)樵馐軇×艺饎?dòng)或跌受劇烈震動(dòng)或跌落而損壞或性能落而損壞或性能變差，因此需要變差，因此需要做抗跌落試驗(yàn)和做抗跌落試驗(yàn)和測試。測試。跌落試驗(yàn)機(jī)跌落試驗(yàn)機(jī)2022-7-18二、濕度及化學(xué)干擾二、濕度及化學(xué)干擾 1、 產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的原因： 當(dāng)環(huán)境相對濕度大于當(dāng)環(huán)境相對濕度大于65%65

8、%時(shí)，物體表面就會(huì)附時(shí)，物體表面就會(huì)附著一層著一層0.010.010.1um0.1um的水膜，并滲入材料內(nèi)部。的水膜，并滲入材料內(nèi)部。 2 2、造成的危害：、造成的危害： 降低了絕緣強(qiáng)度，造成了漏電、擊穿和短路降低了絕緣強(qiáng)度，造成了漏電、擊穿和短路現(xiàn)象；潮濕還會(huì)加速金屬材料的腐蝕，并產(chǎn)生原電現(xiàn)象；潮濕還會(huì)加速金屬材料的腐蝕，并產(chǎn)生原電池電化學(xué)干擾電壓；在較高的溫度下，潮濕還會(huì)促池電化學(xué)干擾電壓；在較高的溫度下，潮濕還會(huì)促使霉菌的生長，并引起有機(jī)材料的霉?fàn)€。使霉菌的生長，并引起有機(jī)材料的霉?fàn)€。 某些化學(xué)物品如酸、堿、鹽、各種腐蝕性氣體某些化學(xué)物品如酸、堿、鹽、各種腐蝕性氣體以及沿海地區(qū)由海風(fēng)帶到

9、岸上的鹽霧也會(huì)造成與潮以及沿海地區(qū)由海風(fēng)帶到岸上的鹽霧也會(huì)造成與潮濕類似的漏電腐蝕現(xiàn)象。濕類似的漏電腐蝕現(xiàn)象。2022-7-19 3、采取的措施、采取的措施 （1 1）將變壓器等易漏電或擊）將變壓器等易漏電或擊 穿的元器件用絕緣漆穿的元器件用絕緣漆 或環(huán)氧樹脂浸漬，將或環(huán)氧樹脂浸漬，將 整個(gè)印刷電路板密封。整個(gè)印刷電路板密封。 （2 2）對設(shè)備定期加熱驅(qū)潮，）對設(shè)備定期加熱驅(qū)潮， 或保持箱內(nèi)的微熱狀或保持箱內(nèi)的微熱狀 態(tài)。態(tài)。 （3 3）對易受潮的電子線路）對易受潮的電子線路 安裝在不透氣的機(jī)箱安裝在不透氣的機(jī)箱 中，箱蓋用橡膠圈密中，箱蓋用橡膠圈密 封。封。用絕緣漆浸用絕緣漆浸漬過漬過的控制

10、的控制變壓器變壓器浸漆可防止水分浸漆可防止水分進(jìn)入線圈內(nèi)部進(jìn)入線圈內(nèi)部2022-7-110采取的措施采取的措施（4 4）儀器設(shè)備的）儀器設(shè)備的 防潮試驗(yàn)防潮試驗(yàn)噴淋試驗(yàn)噴淋試驗(yàn)2022-7-111采取的措施采取的措施儀器設(shè)備的防潮試驗(yàn)儀器設(shè)備的防潮試驗(yàn)恒溫恒濕房恒溫恒濕房 可用于進(jìn)行大型儀器設(shè)備的高低溫、恒定濕熱、可用于進(jìn)行大型儀器設(shè)備的高低溫、恒定濕熱、交變濕熱試驗(yàn)。交變濕熱試驗(yàn)。體積：體積：25m25m3 3 溫度調(diào)節(jié)范圍：溫度調(diào)節(jié)范圍：（-40-40+80+80） 濕度調(diào)節(jié)范圍：濕度調(diào)節(jié)范圍：（30309090）%RH%RH2022-7-112三、熱干擾三、熱干擾 1 1、造成的危害：、

11、造成的危害： 熱量，特別是溫度波動(dòng)以及不均勻的溫度場對檢測裝置的熱量，特別是溫度波動(dòng)以及不均勻的溫度場對檢測裝置的干擾主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：干擾主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： （1 1）元件參數(shù)的變化（溫漂）元件參數(shù)的變化（溫漂） （2 2）接觸熱電勢干擾）接觸熱電勢干擾 （3 3）元器件長期在高溫下工作時(shí)，引起壽命和耐壓）元器件長期在高溫下工作時(shí)，引起壽命和耐壓 等級(jí)降低等。等級(jí)降低等。 2 2、克服熱干擾的防護(hù)措施有：、克服熱干擾的防護(hù)措施有： （1 1）選用低溫漂元件）選用低溫漂元件 （2 2）采取軟、硬件溫度補(bǔ)償措施）采取軟、硬件溫度補(bǔ)償措施 （3 3）選用低功耗、低發(fā)熱元件）選用低功耗、

12、低發(fā)熱元件 （4 4）提高元器件規(guī)格余量）提高元器件規(guī)格余量 （5 5）儀器的前置輸入級(jí)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件）儀器的前置輸入級(jí)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件 （6 6）加強(qiáng)散熱）加強(qiáng)散熱 （7 7）采用熱屏蔽等）采用熱屏蔽等 2022-7-113 散熱風(fēng)扇散熱風(fēng)扇2022-7-114四、固有噪聲干擾四、固有噪聲干擾 產(chǎn)生的原因及采取的措施：產(chǎn)生的原因及采取的措施： 在電路中，電子元件本身產(chǎn)在電路中，電子元件本身產(chǎn)生的、具有隨機(jī)性、寬頻帶的噪生的、具有隨機(jī)性、寬頻帶的噪聲稱為固有噪聲。例如電視機(jī)的聲稱為固有噪聲。例如電視機(jī)的雪花現(xiàn)象；喇叭、耳機(jī)的噪聲；雪花現(xiàn)象；喇叭、耳機(jī)的噪聲；輸出電壓無規(guī)律跳變。輸出電壓無規(guī)律跳變。

13、（1 1）電阻熱噪聲：）電阻熱噪聲： 電阻不與電源相連，兩端有電阻不與電源相連，兩端有噪聲電壓。輸入信號(hào)較小時(shí)，會(huì)噪聲電壓。輸入信號(hào)較小時(shí)，會(huì)被電阻熱噪聲產(chǎn)生的電壓淹沒。被電阻熱噪聲產(chǎn)生的電壓淹沒。 應(yīng)根據(jù)需要確定電路帶寬；應(yīng)根據(jù)需要確定電路帶寬；不要強(qiáng)調(diào)高頻輸入和高輸入電阻；不要強(qiáng)調(diào)高頻輸入和高輸入電阻；盡量降低前置級(jí)的溫度。盡量降低前置級(jí)的溫度。2022-7-115四、固有噪聲干擾四、固有噪聲干擾 （2 2）半導(dǎo)體散粒噪聲：）半導(dǎo)體散粒噪聲： 在半導(dǎo)體噪聲中，載流子的隨機(jī)擴(kuò)散以及電在半導(dǎo)體噪聲中，載流子的隨機(jī)擴(kuò)散以及電子子- -空穴對隨機(jī)發(fā)生及復(fù)合，干擾測量結(jié)果?？昭▽﹄S機(jī)發(fā)生及復(fù)合，干擾

14、測量結(jié)果。 采取的措施：采取的措施： 采用低噪聲以及較大放大倍數(shù)的三極管；減采用低噪聲以及較大放大倍數(shù)的三極管；減小半導(dǎo)體器件的電流和電路的帶寬。小半導(dǎo)體器件的電流和電路的帶寬。（3 3）接觸噪聲：）接觸噪聲： 元器件之間不完全接觸，引起電導(dǎo)率的起伏。元器件之間不完全接觸，引起電導(dǎo)率的起伏。 例如：開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、電位器觸點(diǎn)、接例如：開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、電位器觸點(diǎn)、接線端子電阻、晶體管內(nèi)的不良接觸。線端子電阻、晶體管內(nèi)的不良接觸。 采取的措施：采取的措施： 是低頻電路的主要噪聲，減小流過觸點(diǎn)的直是低頻電路的主要噪聲，減小流過觸點(diǎn)的直流電流；采用鍍金或鍍銠觸點(diǎn)；增加接觸壓力。流電流；采用鍍金或鍍

15、銠觸點(diǎn)；增加接觸壓力。2022-7-116五、電、磁噪聲干擾五、電、磁噪聲干擾 1、產(chǎn)生的原因：、產(chǎn)生的原因： 電磁波可以通過電網(wǎng)以及直接輻射的形式傳播到電磁波可以通過電網(wǎng)以及直接輻射的形式傳播到離這些噪聲源很遠(yuǎn)的檢測裝置中。離這些噪聲源很遠(yuǎn)的檢測裝置中。 2、造成的危害：、造成的危害： 在工頻輸電線附近也存在強(qiáng)大的交變電場，在強(qiáng)在工頻輸電線附近也存在強(qiáng)大的交變電場，在強(qiáng)電流輸電線附近存在干擾磁場，他們將對十分靈敏的電流輸電線附近存在干擾磁場，他們將對十分靈敏的檢測裝置造成干擾。檢測裝置造成干擾。 3、采取的措施：、采取的措施： 由于這些干擾源功率強(qiáng)大，要消除他們的影響較由于這些干擾源功率強(qiáng)大

16、，要消除他們的影響較為困難，必須采取多種措施來防護(hù)。在下一節(jié)詳細(xì)學(xué)為困難，必須采取多種措施來防護(hù)。在下一節(jié)詳細(xì)學(xué)習(xí)。習(xí)。 2022-7-117第二節(jié)第二節(jié) 檢測技術(shù)中的電磁兼容原理檢測技術(shù)中的電磁兼容原理 一、電磁兼容（一、電磁兼容（EMCEMC）概念）概念 電磁兼容是指電子系統(tǒng)在規(guī)定的電磁干擾環(huán)境電磁兼容是指電子系統(tǒng)在規(guī)定的電磁干擾環(huán)境中能正常工作的能力，而且還不允許產(chǎn)生超過規(guī)定的中能正常工作的能力，而且還不允許產(chǎn)生超過規(guī)定的電磁干擾電磁干擾 。 二、電磁干擾的來源二、電磁干擾的來源 電磁干擾源分為兩大類：自然界干擾源和人為電磁干擾源分為兩大類：自然界干擾源和人為干擾源，后者是檢測系統(tǒng)的主要

17、干擾源。干擾源，后者是檢測系統(tǒng)的主要干擾源。 1.1.自然界干擾源包括地球外層空間的宇宙射電自然界干擾源包括地球外層空間的宇宙射電噪聲、太陽耀斑輻射噪聲以及大氣層的天電噪聲。后噪聲、太陽耀斑輻射噪聲以及大氣層的天電噪聲。后者的能量頻譜主要集中在者的能量頻譜主要集中在30MHz30MHz以下，對檢測系統(tǒng)的以下，對檢測系統(tǒng)的影響較大。影響較大。 2.2.人為干擾源又可分為有意發(fā)射干擾源和無意人為干擾源又可分為有意發(fā)射干擾源和無意發(fā)射干擾源。發(fā)射干擾源。 2022-7-118干擾源舉例干擾源舉例自然界干擾源自然界干擾源X X光機(jī)產(chǎn)生大功率光機(jī)產(chǎn)生大功率 高頻干擾高頻干擾 閃電產(chǎn)生電磁場干擾閃電產(chǎn)生電

18、磁場干擾人為干擾源人為干擾源2022-7-119人為干擾源人為干擾源雷達(dá)會(huì)產(chǎn)生大功率高頻干擾雷達(dá)會(huì)產(chǎn)生大功率高頻干擾 變電站會(huì)產(chǎn)生變電站會(huì)產(chǎn)生50Hz的高次諧波的高次諧波干擾、電暈放電干擾、電暈放電干擾干擾2022-7-120三、電磁干擾的傳播途徑三、電磁干擾的傳播途徑 干擾源干擾源敏感接收器敏感接收器干擾途徑干擾途徑電磁干擾必須同時(shí)具備三個(gè)因素：電磁干擾必須同時(shí)具備三個(gè)因素： 消除或減弱電磁干擾的方法針對三方面因素，采取消除或減弱電磁干擾的方法針對三方面因素，采取三方面措施：三方面措施： （1 1）消除或抑制干擾源。例如使干擾的電氣設(shè)備）消除或抑制干擾源。例如使干擾的電氣設(shè)備原理檢測裝置；整

19、流子電動(dòng)機(jī)改為無刷；繼電器、接觸原理檢測裝置；整流子電動(dòng)機(jī)改為無刷；繼電器、接觸器加消弧線圈。器加消弧線圈。 （2 2）破壞干擾途徑。提高電路絕緣性能；隔離變）破壞干擾途徑。提高電路絕緣性能；隔離變壓器；光耦合器；改變接地形式；采取電、磁、電磁屏壓器；光耦合器；改變接地形式；采取電、磁、電磁屏蔽。蔽。 （3 3）削弱接收回路對干擾的敏感性。數(shù)字電路比）削弱接收回路對干擾的敏感性。數(shù)字電路比模擬電路抗干擾；低輸入阻抗比高輸入阻抗抗干擾。模擬電路抗干擾；低輸入阻抗比高輸入阻抗抗干擾。2022-7-121電磁干擾途徑：電磁干擾途徑：電吹風(fēng)機(jī)干擾電視機(jī)電吹風(fēng)機(jī)干擾電視機(jī) 電吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電吹風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的電

20、磁波干擾以兩種途電磁波干擾以兩種途徑到達(dá)電視機(jī)：一是徑到達(dá)電視機(jī)：一是通過共用的電源插座，通過共用的電源插座，二是以空間電磁場傳二是以空間電磁場傳輸?shù)姆绞接呻娨暀C(jī)的輸?shù)姆绞接呻娨暀C(jī)的天線接收。應(yīng)設(shè)法切天線接收。應(yīng)設(shè)法切斷這些干擾途徑。此斷這些干擾途徑。此時(shí)電吹風(fēng)為干擾源。時(shí)電吹風(fēng)為干擾源。 總結(jié)：電磁干擾總結(jié)：電磁干擾有有“路路”和和“場場”的的干擾。干擾。 2022-7-122“路路”和和“場場”的干擾區(qū)別的干擾區(qū)別 路的干擾必須在干擾源和被干擾對象之間有完路的干擾必須在干擾源和被干擾對象之間有完整的電路連接，干擾沿著這個(gè)通路到達(dá)被干擾對象。整的電路連接，干擾沿著這個(gè)通路到達(dá)被干擾對象。例如

21、通過電源線、變壓器引入的干擾例如通過電源線、變壓器引入的干擾 。 場的干擾不需要沿著電路傳輸，而是以電磁場場的干擾不需要沿著電路傳輸，而是以電磁場輻射的方式進(jìn)行。例如，電源線對傳感器的信號(hào)線輻射的方式進(jìn)行。例如，電源線對傳感器的信號(hào)線的電場耦合干擾；又如電焊機(jī)電纜上的強(qiáng)電流對信的電場耦合干擾；又如電焊機(jī)電纜上的強(qiáng)電流對信號(hào)線的磁場耦合干擾。號(hào)線的磁場耦合干擾。 2022-7-1231 1通過路的干擾通過路的干擾 （1 1）由泄漏電阻引起的干擾）由泄漏電阻引起的干擾 當(dāng)儀器的信號(hào)輸入端子與當(dāng)儀器的信號(hào)輸入端子與220V220V電源進(jìn)線端子之間電源進(jìn)線端子之間產(chǎn)生漏電、印制電路板上前置級(jí)輸入端與整

22、流電路存產(chǎn)生漏電、印制電路板上前置級(jí)輸入端與整流電路存在漏電等情況下，噪聲源可以通過這些漏電電阻作用在漏電等情況下，噪聲源可以通過這些漏電電阻作用于有關(guān)電路而造成干擾。被干擾點(diǎn)的等效阻抗越高，于有關(guān)電路而造成干擾。被干擾點(diǎn)的等效阻抗越高，由泄漏電阻而產(chǎn)生的干擾影響越大。由泄漏電阻而產(chǎn)生的干擾影響越大。1-1-干擾源干擾源 2-2-儀器輸入端子儀器輸入端子 3-3-儀器的輸入電阻儀器的輸入電阻 R R - -漏電阻漏電阻 2022-7-124采取的措施采取的措施 此干擾為差模干擾采取的措施有：此干擾為差模干擾采取的措施有： （1 1）消除印制板的泄漏電阻引起的干擾：）消除印制板的泄漏電阻引起的干

23、擾： 在印制電路板正、反面各制作一個(gè)接地的環(huán)狀印在印制電路板正、反面各制作一個(gè)接地的環(huán)狀印制電路，將高輸入阻抗的元件電路及單元包圍在環(huán)的制電路，將高輸入阻抗的元件電路及單元包圍在環(huán)的里面，由印制電路引起的漏電流直接通過接地保護(hù)環(huán)里面，由印制電路引起的漏電流直接通過接地保護(hù)環(huán)流入地線。流入地線。 （2 2）消除電源變壓器的漏電引起的干擾：）消除電源變壓器的漏電引起的干擾： 將變壓器真空浸漆或用環(huán)氧樹脂灌封。將變壓器真空浸漆或用環(huán)氧樹脂灌封。 （3 3）信號(hào)輸入端漏電引入的干擾：）信號(hào)輸入端漏電引入的干擾： 信號(hào)源遠(yuǎn)離信號(hào)源遠(yuǎn)離220V220V電源進(jìn)線端子，并在它周圍設(shè)置電源進(jìn)線端子，并在它周圍設(shè)

24、置接地保護(hù)端子。接地保護(hù)端子。2022-7-125（2 2）由共阻抗耦合引起的干擾）由共阻抗耦合引起的干擾 共阻抗：共阻抗： 當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路共同享有或使用一段當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路共同享有或使用一段公共的線路公共的線路, , 而這段線路又具有一定的阻抗時(shí)而這段線路又具有一定的阻抗時(shí), , 這這個(gè)阻抗成為這兩個(gè)電路的共阻抗。個(gè)阻抗成為這兩個(gè)電路的共阻抗。 引起的干擾：引起的干擾： 第二個(gè)電路的電流流過這個(gè)共阻抗所產(chǎn)生的壓第二個(gè)電路的電流流過這個(gè)共阻抗所產(chǎn)生的壓降就成為第一個(gè)電路的干擾電壓。降就成為第一個(gè)電路的干擾電壓。 常見的例子是通過接地線阻抗引入的共阻抗耦常見的例子是通過接地線阻抗引

25、入的共阻抗耦合干擾。合干擾。 2022-7-126 負(fù)載（喇叭）的電流負(fù)載（喇叭）的電流較大，它與放大器的負(fù)電較大，它與放大器的負(fù)電源線共用了一段地線，在源線共用了一段地線，在地線的微小電阻上產(chǎn)生了地線的微小電阻上產(chǎn)生了壓降，造成了干擾。壓降，造成了干擾。 此干擾也為差模干擾此干擾也為差模干擾 采取的措施：將地線分開采取的措施：將地線分開設(shè)置。具體方法在第三節(jié)設(shè)置。具體方法在第三節(jié)詳細(xì)學(xué)習(xí)。詳細(xì)學(xué)習(xí)。由共阻抗耦合引起的干擾由共阻抗耦合引起的干擾 負(fù)載電流負(fù)載電流干擾壓降干擾壓降正確接線正確接線2022-7-127（3 3）由電源配）由電源配 電回路引電回路引 入的干擾入的干擾產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的

26、原因： 交流供配電線路在工業(yè)現(xiàn)場的分布相當(dāng)于一個(gè)吸交流供配電線路在工業(yè)現(xiàn)場的分布相當(dāng)于一個(gè)吸收各種干擾的網(wǎng)絡(luò)收各種干擾的網(wǎng)絡(luò), , 而且十分方便地以電路傳導(dǎo)的形而且十分方便地以電路傳導(dǎo)的形式傳遍各處，經(jīng)檢測裝置的電源線進(jìn)入儀器內(nèi)部造成式傳遍各處，經(jīng)檢測裝置的電源線進(jìn)入儀器內(nèi)部造成干擾。最明顯的是電壓突變和交流電源波形畸變，它干擾。最明顯的是電壓突變和交流電源波形畸變，它使工頻的高次諧波使工頻的高次諧波 ( (從低頻一直延伸至高頻從低頻一直延伸至高頻) ) 經(jīng)電源經(jīng)電源線進(jìn)入儀器的前級(jí)電路。例如，由調(diào)壓或逆變電路中線進(jìn)入儀器的前級(jí)電路。例如，由調(diào)壓或逆變電路中的晶閘管引起的大功率高次諧波干擾；又

27、如開關(guān)電源的晶閘管引起的大功率高次諧波干擾；又如開關(guān)電源經(jīng)電源線往外泄漏出的幾百千赫茲尖脈沖干擾。經(jīng)電源線往外泄漏出的幾百千赫茲尖脈沖干擾。 2022-7-1282 2通過場的干擾通過場的干擾 工業(yè)現(xiàn)場各種線路的電壓、電流的變化反映在工業(yè)現(xiàn)場各種線路的電壓、電流的變化反映在其對應(yīng)的電場、磁場的變化，各種噪聲源通過這些場其對應(yīng)的電場、磁場的變化，各種噪聲源通過這些場的途徑將噪聲源的部分能量傳遞給檢測電路，造成干的途徑將噪聲源的部分能量傳遞給檢測電路，造成干擾。擾。 （1 1）由電場耦合引起的干擾：）由電場耦合引起的干擾： 電場耦合實(shí)質(zhì)上是電容性耦合。電場耦合實(shí)質(zhì)上是電容性耦合。 采取的措施：采取

28、的措施： 必須減小兩者間的分布電容；必須減小兩者間的分布電容； 必須盡量保持電路和信號(hào)線的對地平衡；必須盡量保持電路和信號(hào)線的對地平衡； 布線時(shí)，多采用雙絞扭屏蔽線。布線時(shí)，多采用雙絞扭屏蔽線。 2022-7-129（2 2）由磁場耦合引起的干擾）由磁場耦合引起的干擾 磁場耦合干擾的實(shí)質(zhì)是互磁場耦合干擾的實(shí)質(zhì)是互感性耦合干擾。感性耦合干擾。 防止磁場耦合干擾途徑的防止磁場耦合干擾途徑的辦法有：辦法有： 使信號(hào)線使信號(hào)線遠(yuǎn)離強(qiáng)電流干擾遠(yuǎn)離強(qiáng)電流干擾源，從而減小互感量源，從而減小互感量M ； 采用低頻磁屏蔽，從而減采用低頻磁屏蔽，從而減小信號(hào)線感受到的磁場；小信號(hào)線感受到的磁場； 采用絞扭導(dǎo)線使引

29、入到信采用絞扭導(dǎo)線使引入到信號(hào)處理電路兩端的干擾電壓大號(hào)處理電路兩端的干擾電壓大小相等、相位相同，使差模干小相等、相位相同，使差模干擾轉(zhuǎn)變成共模干擾擾轉(zhuǎn)變成共模干擾 。 C型變壓器的漏感比型變壓器的漏感比E型的小型的小4對雙絞扭線對雙絞扭線2022-7-1303 3、共模干擾與串模干擾、共模干擾與串模干擾 如果干擾源對兩根信號(hào)傳輸線的干擾大小相等、如果干擾源對兩根信號(hào)傳輸線的干擾大小相等、相位相同相位相同, 就屬于共模干擾。由于就屬于共模干擾。由于“儀用放大器儀用放大器”的的共模抑制比共模抑制比 KCMR 較大較大, 所以共模干擾可以被抑制。所以共模干擾可以被抑制。但當(dāng)系統(tǒng)兩個(gè)輸入端出現(xiàn)很難避

30、免的不平衡時(shí)但當(dāng)系統(tǒng)兩個(gè)輸入端出現(xiàn)很難避免的不平衡時(shí), 共模共模電壓的一部分將轉(zhuǎn)換為串模干擾，就較難消除了。電壓的一部分將轉(zhuǎn)換為串模干擾，就較難消除了。 熱電偶引線熱電偶引線與與220V電源線靠電源線靠得太近將引起電得太近將引起電場偶合干擾。如場偶合干擾。如果果UNi對兩根信號(hào)對兩根信號(hào)傳輸線的干擾大傳輸線的干擾大小相等、相位相小相等、相位相同同,就屬于共模干就屬于共模干擾。擾。2022-7-131共模干擾與串模干擾舉例共模干擾與串模干擾舉例 2022-7-132第三節(jié)第三節(jié) 幾種電磁兼容控制技術(shù)幾種電磁兼容控制技術(shù) 抗電磁干擾技術(shù)有時(shí)又稱為電磁兼容控抗電磁干擾技術(shù)有時(shí)又稱為電磁兼容控制技術(shù)。

31、可采用破壞干擾途徑和削弱檢測系統(tǒng)制技術(shù)?？刹捎闷茐母蓴_途徑和削弱檢測系統(tǒng)電路對干擾的敏感性等方法，常用的抗干擾措電路對干擾的敏感性等方法，常用的抗干擾措施有屏蔽、接地、浮置、濾波、光電隔離等技施有屏蔽、接地、浮置、濾波、光電隔離等技術(shù)。術(shù)。 一、屏蔽技術(shù)一、屏蔽技術(shù) 利用金屬材料制成容器，將需要防護(hù)的電利用金屬材料制成容器，將需要防護(hù)的電路包圍在其中，可以防止電場或磁場耦合干擾路包圍在其中，可以防止電場或磁場耦合干擾的方法稱為屏蔽。屏蔽可分為靜電屏蔽、低頻的方法稱為屏蔽。屏蔽可分為靜電屏蔽、低頻磁屏蔽和電磁屏蔽等幾種。根據(jù)不同的對象，磁屏蔽和電磁屏蔽等幾種。根據(jù)不同的對象，使用不同的屏蔽方式。

32、使用不同的屏蔽方式。 2022-7-133 未加屏蔽罩時(shí)，中頻變未加屏蔽罩時(shí)，中頻變壓器線圈易受外界干擾。壓器線圈易受外界干擾。加屏蔽罩后的中頻變壓器加屏蔽罩后的中頻變壓器屏蔽現(xiàn)象舉例：屏蔽現(xiàn)象舉例： 用銅網(wǎng)或不銹鋼網(wǎng)用銅網(wǎng)或不銹鋼網(wǎng)將收音機(jī)包圍起來并接將收音機(jī)包圍起來并接大地，收音機(jī)收不到臺(tái)。大地，收音機(jī)收不到臺(tái)。 過山洞時(shí)，手機(jī)沒過山洞時(shí)，手機(jī)沒有信號(hào)。有信號(hào)。 屏蔽措施有靜電屏屏蔽措施有靜電屏蔽、低頻磁屏蔽、電磁蔽、低頻磁屏蔽、電磁屏蔽屏蔽2022-7-1341.1.靜電屏蔽靜電屏蔽 靜電屏蔽是用銅或鋁靜電屏蔽是用銅或鋁( (有些設(shè)備雖然用工程塑料做外有些設(shè)備雖然用工程塑料做外殼），但內(nèi)

33、部貼有金屬薄膜）等導(dǎo)電性良好的金屬為材料制殼），但內(nèi)部貼有金屬薄膜）等導(dǎo)電性良好的金屬為材料制作成封閉的金屬容器，并與地線連接，把需要屏蔽的電路置作成封閉的金屬容器，并與地線連接，把需要屏蔽的電路置于其中，使外部干擾電場的電力場不影響其內(nèi)部的電路，反于其中，使外部干擾電場的電力場不影響其內(nèi)部的電路，反之，內(nèi)部電路產(chǎn)生的電力線也無法影響外電路。靜電屏蔽的之，內(nèi)部電路產(chǎn)生的電力線也無法影響外電路。靜電屏蔽的容器器壁上允許有較小的孔洞（作為引線孔或調(diào)試孔）它對容器器壁上允許有較小的孔洞（作為引線孔或調(diào)試孔）它對屏蔽的影響不大。屏蔽的影響不大。 通風(fēng)屏蔽窗通風(fēng)屏蔽窗帶孔帶孔屏蔽板屏蔽板2022-7-1

34、35靜電屏蔽舉例靜電屏蔽舉例 開關(guān)電源采用帶孔的屏蔽外殼，既可散熱，又可開關(guān)電源采用帶孔的屏蔽外殼，既可散熱，又可防止電磁干擾外泄。儀器設(shè)備的屏蔽外殼必須接地。防止電磁干擾外泄。儀器設(shè)備的屏蔽外殼必須接地。2022-7-136靜電屏蔽舉例靜電屏蔽舉例 自制的自制的屏蔽屏蔽罩罩帶調(diào)試孔的屏蔽盒帶調(diào)試孔的屏蔽盒2022-7-137屏蔽線屏蔽線 三絞扭屏蔽線三絞扭屏蔽線銅芯銅芯4對雙絞扭屏蔽線對雙絞扭屏蔽線（屏蔽層接地）（屏蔽層接地）聚氟乙烯絕聚氟乙烯絕緣層緣層銅線編織網(wǎng)銅線編織網(wǎng)（接地）（接地）2022-7-1382.2.低頻磁屏蔽低頻磁屏蔽 低頻磁屏蔽是用來隔離低頻（主要指低頻磁屏蔽是用來隔離低

35、頻（主要指50Hz）磁場和固定磁場（也稱靜磁場，其幅度、方向不磁場和固定磁場（也稱靜磁場，其幅度、方向不隨時(shí)間變化，如永久磁鐵產(chǎn)生的磁場）耦合干擾隨時(shí)間變化，如永久磁鐵產(chǎn)生的磁場）耦合干擾的有效措施。的有效措施。 靜電屏蔽線或靜電屏蔽盒對低頻磁場不起隔靜電屏蔽線或靜電屏蔽盒對低頻磁場不起隔離作用。離作用。 必須采用高導(dǎo)磁材料作屏蔽層，以便讓低頻必須采用高導(dǎo)磁材料作屏蔽層，以便讓低頻干擾磁力線只從磁阻很小的磁屏蔽層上通過，使干擾磁力線只從磁阻很小的磁屏蔽層上通過，使低頻磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受低頻磁場耦合干擾低頻磁屏蔽層內(nèi)部的電路免受低頻磁場耦合干擾的影響。有時(shí)還將屏蔽線穿在接地的鐵質(zhì)蛇皮管的影響

36、。有時(shí)還將屏蔽線穿在接地的鐵質(zhì)蛇皮管或普通鐵管內(nèi)，同時(shí)達(dá)到靜電屏蔽和低頻屏蔽的或普通鐵管內(nèi)，同時(shí)達(dá)到靜電屏蔽和低頻屏蔽的目的。目的。 2022-7-139低頻磁屏蔽舉例低頻磁屏蔽舉例 多數(shù)儀器的外殼采用導(dǎo)磁材料多數(shù)儀器的外殼采用導(dǎo)磁材料（例如：鐵質(zhì)機(jī)殼）作屏蔽層，讓（例如：鐵質(zhì)機(jī)殼）作屏蔽層，讓低頻干擾磁力線從磁阻很小的磁屏低頻干擾磁力線從磁阻很小的磁屏蔽層上通過，使受外殼保護(hù)的內(nèi)部蔽層上通過，使受外殼保護(hù)的內(nèi)部電路免受低頻磁場耦合干擾的影響。電路免受低頻磁場耦合干擾的影響。如果將外殼接地，則同時(shí)達(dá)到靜電如果將外殼接地，則同時(shí)達(dá)到靜電屏蔽和低頻磁屏蔽的目的。屏蔽和低頻磁屏蔽的目的。 將屏蔽線穿

37、在鐵質(zhì)蛇皮管將屏蔽線穿在鐵質(zhì)蛇皮管 中起到雙重屏蔽的作用。中起到雙重屏蔽的作用。 2022-7-1403.3.電磁屏蔽電磁屏蔽 電磁屏蔽是采用導(dǎo)電良好的電磁屏蔽是采用導(dǎo)電良好的金屬材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等金屬材料做成屏蔽罩、屏蔽盒等不同的外形，將被保護(hù)的電路包不同的外形，將被保護(hù)的電路包圍在其中。它屏蔽的干擾對象是圍在其中。它屏蔽的干擾對象是高頻（高頻（40kHz以上）磁場。以上）磁場。 干擾干擾源產(chǎn)生的高頻磁場遇到導(dǎo)電良好源產(chǎn)生的高頻磁場遇到導(dǎo)電良好的電磁屏蔽層時(shí)，就在其外表面的電磁屏蔽層時(shí)，就在其外表面感應(yīng)出同頻率的電渦流，從而消感應(yīng)出同頻率的電渦流，從而消耗了高頻干擾源磁場的能量。其耗了

38、高頻干擾源磁場的能量。其次，電渦流也將產(chǎn)生一個(gè)新的磁次，電渦流也將產(chǎn)生一個(gè)新的磁場，抵消了一部分干擾磁場的能場，抵消了一部分干擾磁場的能量，從而使電磁屏蔽層內(nèi)部的量，從而使電磁屏蔽層內(nèi)部的電電路免受高頻干擾磁場的影響。路免受高頻干擾磁場的影響。 鍍銅鍍銅電磁屏蔽盒電磁屏蔽盒2022-7-141軍用屏蔽帳篷軍用屏蔽帳篷4、用導(dǎo)電纖維材料編導(dǎo)電纖維材料編織而成的軍用電磁屏織而成的軍用電磁屏蔽器材蔽器材（參考（參考常州雷寧電磁屏蔽設(shè)備公司資料）常州雷寧電磁屏蔽設(shè)備公司資料） 軍用軍用 電子方艙電子方艙屏蔽通信車屏蔽通信車2022-7-142用用導(dǎo)電纖維材料編織而成的電磁屏蔽服導(dǎo)電纖維材料編織而成的電

39、磁屏蔽服輻射源輻射源防電磁波屏蔽服裝防電磁波屏蔽服裝2022-7-1435 5、屏蔽室、屏蔽室 導(dǎo)電導(dǎo)電PVC地板地板 用于防靜電及用于防靜電及 底部底部屏蔽屏蔽干擾信號(hào)無法穿透鋼干擾信號(hào)無法穿透鋼板屏蔽室板屏蔽室2022-7-144二、接地技術(shù)二、接地技術(shù) （一）地線的種類（一）地線的種類 接地起源于強(qiáng)電技術(shù)，它的本意是接大地，主接地起源于強(qiáng)電技術(shù)，它的本意是接大地，主要著眼于安全。這種地線也稱為要著眼于安全。這種地線也稱為“保安地線保安地線” ” 。它。它的接地電阻值必須小于規(guī)定的數(shù)值。的接地電阻值必須小于規(guī)定的數(shù)值。 對于儀器、通訊、計(jì)算機(jī)等電子技術(shù)來說，對于儀器、通訊、計(jì)算機(jī)等電子技術(shù)

40、來說，“地線地線”多是指電信號(hào)的基準(zhǔn)電位，也稱為多是指電信號(hào)的基準(zhǔn)電位，也稱為“公共公共參考端參考端”，它除了作為各級(jí)電路的電流通道之外，它除了作為各級(jí)電路的電流通道之外，還是保證電路工作穩(wěn)定、抑制干擾的重要環(huán)節(jié)。它還是保證電路工作穩(wěn)定、抑制干擾的重要環(huán)節(jié)。它可以接大地，也可以與大地隔絕。可以接大地，也可以與大地隔絕。 通常將儀器設(shè)備的公共參考端稱為信號(hào)地線。通常將儀器設(shè)備的公共參考端稱為信號(hào)地線。信號(hào)地線分為模擬信號(hào)地線、數(shù)字信號(hào)地線、信號(hào)信號(hào)地線分為模擬信號(hào)地線、數(shù)字信號(hào)地線、信號(hào)源地線、負(fù)載地線。源地線、負(fù)載地線。 2022-7-145保安地線的舉例保安地線的舉例 電烙鐵的外殼必電烙鐵的

41、外殼必須良好地接大地，以保須良好地接大地，以保證人身安全以及焊接對證人身安全以及焊接對象不致被靜電擊穿。象不致被靜電擊穿。2022-7-146保安地線的舉例保安地線的舉例 人在工頻電場中工作人在工頻電場中工作時(shí)，身體可能感應(yīng)出幾十時(shí)，身體可能感應(yīng)出幾十伏以上的電壓；當(dāng)人在地伏以上的電壓；當(dāng)人在地板上行走時(shí)，也可能因摩板上行走時(shí)，也可能因摩擦而帶上幾百伏以上的靜擦而帶上幾百伏以上的靜電。因此在焊接集成電路電。因此在焊接集成電路時(shí)，人體必須良好地接大時(shí)，人體必須良好地接大地，以保證集成電路的地，以保證集成電路的CMOS輸入端不致被靜電輸入端不致被靜電擊穿。人體接地的方法擊穿。人體接地的方法之之一是

42、帶上接地的一是帶上接地的防靜電手防靜電手腕帶。腕帶。防靜電手腕帶防靜電手腕帶接地接地2022-7-147信號(hào)地線信號(hào)地線 1.1.模擬信號(hào)地線模擬信號(hào)地線 是模擬信號(hào)的零信號(hào)電位公共線。因?yàn)槭悄M信號(hào)的零信號(hào)電位公共線。因?yàn)槟M信號(hào)電壓多數(shù)情況下均較弱、易受干擾，易模擬信號(hào)電壓多數(shù)情況下均較弱、易受干擾，易形成級(jí)間不希望的反饋，所以模擬信號(hào)地線的橫形成級(jí)間不希望的反饋，所以模擬信號(hào)地線的橫截面積應(yīng)盡量大些。截面積應(yīng)盡量大些。 2.2.數(shù)字信號(hào)地線數(shù)字信號(hào)地線 數(shù)字信號(hào)地線是數(shù)字信號(hào)的零電平公共線。數(shù)字信號(hào)地線是數(shù)字信號(hào)的零電平公共線。由于數(shù)字信號(hào)處于脈沖工作狀態(tài)，動(dòng)態(tài)脈沖電流由于數(shù)字信號(hào)處于脈

43、沖工作狀態(tài)，動(dòng)態(tài)脈沖電流在接地阻抗上產(chǎn)生的壓降往往成為微弱模擬信號(hào)在接地阻抗上產(chǎn)生的壓降往往成為微弱模擬信號(hào)的干擾源，為了避免數(shù)字信號(hào)對模擬信號(hào)的干擾，的干擾源，為了避免數(shù)字信號(hào)對模擬信號(hào)的干擾，兩者的地線應(yīng)分別設(shè)置為宜，否則會(huì)嚴(yán)重干擾模兩者的地線應(yīng)分別設(shè)置為宜，否則會(huì)嚴(yán)重干擾模擬信號(hào)的測量結(jié)果。擬信號(hào)的測量結(jié)果。 舉例說明舉例說明 圖示為數(shù)字電路干擾模擬電路的例子。該圖錯(cuò)誤圖示為數(shù)字電路干擾模擬電路的例子。該圖錯(cuò)誤地將數(shù)字面板表的電源負(fù)極（有較大的數(shù)字脈沖電流）地將數(shù)字面板表的電源負(fù)極（有較大的數(shù)字脈沖電流）與被測電壓（易受干擾的模擬信號(hào)）的負(fù)極在數(shù)字面與被測電壓（易受干擾的模擬信號(hào)）的負(fù)極

44、在數(shù)字面板表的接插件上用一根地線連接到印制電路板上，就板表的接插件上用一根地線連接到印制電路板上，就會(huì)使數(shù)字面板表的示值跳動(dòng)不止。如果將數(shù)字電路的會(huì)使數(shù)字面板表的示值跳動(dòng)不止。如果將數(shù)字電路的地線與模擬電路的地線分開設(shè)置就能有效地消除這種地線與模擬電路的地線分開設(shè)置就能有效地消除這種干擾。正確接法如圖紅線所示。干擾。正確接法如圖紅線所示。 2022-7-1493.3.信號(hào)源地線信號(hào)源地線 傳感器可看作是測量裝置的信號(hào)源，多數(shù)情況傳感器可看作是測量裝置的信號(hào)源，多數(shù)情況下信號(hào)較為微弱，通常傳感器安裝在生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場，下信號(hào)較為微弱，通常傳感器安裝在生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場，而測量裝置設(shè)在離現(xiàn)場一定距離的控制室

45、內(nèi)，從測而測量裝置設(shè)在離現(xiàn)場一定距離的控制室內(nèi)，從測量裝置的角度看，可以認(rèn)為傳感器的公共參考端就量裝置的角度看，可以認(rèn)為傳感器的公共參考端就是信號(hào)源地線，它必須與測量裝置進(jìn)行正確的連接是信號(hào)源地線，它必須與測量裝置進(jìn)行正確的連接才能提高整個(gè)檢測系統(tǒng)的抗干擾能力。才能提高整個(gè)檢測系統(tǒng)的抗干擾能力。 4.4.負(fù)載地線負(fù)載地線 負(fù)載的電流一般都比前級(jí)信號(hào)電流大得多，負(fù)載負(fù)載的電流一般都比前級(jí)信號(hào)電流大得多，負(fù)載地線上的電流有可能干擾前級(jí)微弱的信號(hào)，因此負(fù)地線上的電流有可能干擾前級(jí)微弱的信號(hào)，因此負(fù)載地線必須與其他信號(hào)地線分開。例如，若誤將喇載地線必須與其他信號(hào)地線分開。例如，若誤將喇叭的負(fù)極（接地線

46、）與擴(kuò)音機(jī)話筒的屏蔽線碰在一叭的負(fù)極（接地線）與擴(kuò)音機(jī)話筒的屏蔽線碰在一起，就相當(dāng)于負(fù)載地線與信號(hào)地線合并，可能引起起，就相當(dāng)于負(fù)載地線與信號(hào)地線合并，可能引起嘯叫。又如當(dāng)負(fù)載是繼電器時(shí)，繼電器觸點(diǎn)閉合和嘯叫。又如當(dāng)負(fù)載是繼電器時(shí)，繼電器觸點(diǎn)閉合和斷開的瞬間經(jīng)常產(chǎn)生電火花，容易反饋到前級(jí)，造斷開的瞬間經(jīng)常產(chǎn)生電火花，容易反饋到前級(jí)，造成干擾成干擾，因此應(yīng)正確連接。，因此應(yīng)正確連接。 2022-7-150（二）（二）一點(diǎn)接地原則一點(diǎn)接地原則 對于模擬信號(hào)地線、數(shù)字信號(hào)地線、信號(hào)源地線、對于模擬信號(hào)地線、數(shù)字信號(hào)地線、信號(hào)源地線、負(fù)載地線等幾種地線一般應(yīng)分別設(shè)置，在電位需要連通負(fù)載地線等幾種地線一

47、般應(yīng)分別設(shè)置，在電位需要連通時(shí)，也必須仔細(xì)選擇合適的點(diǎn)，在一個(gè)地方相連，才能時(shí)，也必須仔細(xì)選擇合適的點(diǎn)，在一個(gè)地方相連，才能消除各地線之間的干擾。消除各地線之間的干擾。 1.單級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則單級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則2022-7-151單級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則單級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則 考慮到加考慮到加工工藝，在實(shí)工工藝，在實(shí)際的印制電路際的印制電路板設(shè)計(jì)中，只板設(shè)計(jì)中，只能做到各接地能做到各接地點(diǎn)盡量靠近、點(diǎn)盡量靠近、并加大地線的并加大地線的寬度。寬度。 1接線端子接線端子 2印制板安裝孔印制板安裝孔 3接地母線接地母線 4 4高頻變壓器屏蔽外殼接地點(diǎn)高頻變壓器屏蔽外殼接地點(diǎn) 2022-7-15

48、22.2.多級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則多級(jí)電路的一點(diǎn)接地原則 若將多級(jí)電路的地線逐級(jí)串聯(lián)，在最后一段地若將多級(jí)電路的地線逐級(jí)串聯(lián)，在最后一段地線上將存在一定的對地電位差，有可能產(chǎn)生共阻抗線上將存在一定的對地電位差，有可能產(chǎn)生共阻抗耦合干擾，應(yīng)采取并聯(lián)接地方式，才不易產(chǎn)生級(jí)與耦合干擾，應(yīng)采取并聯(lián)接地方式，才不易產(chǎn)生級(jí)與級(jí)之間的相互干擾。級(jí)之間的相互干擾。 注意：只有頻率為注意：只有頻率為1MHz1MHz下才予以使用。高頻時(shí)下才予以使用。高頻時(shí)采用采用 3.3.大面積接地。大面積接地。 設(shè)計(jì)多級(jí)電路的地線應(yīng)注意以下兩個(gè)原則：一設(shè)計(jì)多級(jí)電路的地線應(yīng)注意以下兩個(gè)原則：一是公用地線截面積應(yīng)盡量大些，以減小地線

49、的內(nèi)阻，是公用地線截面積應(yīng)盡量大些，以減小地線的內(nèi)阻，二是應(yīng)把電流最大的電路放在距電源的接地點(diǎn)最近二是應(yīng)把電流最大的電路放在距電源的接地點(diǎn)最近的地方。的地方。 2022-7-153舉例多級(jí)電路的一點(diǎn)接地舉例多級(jí)電路的一點(diǎn)接地 下圖的多級(jí)電路接地為串聯(lián)，正確接法應(yīng)為并聯(lián)。下圖的多級(jí)電路接地為串聯(lián)，正確接法應(yīng)為并聯(lián)。淺黃線為電源線，橘黃線為地線。淺黃線為電源線，橘黃線為地線。監(jiān)控電路監(jiān)控電路電源盒電源盒第二級(jí)放大器第二級(jí)放大器第一級(jí)放大器第一級(jí)放大器地線地線1地線地線3+12V地線地線22022-7-154大面積接地大面積接地 當(dāng)頻率較高時(shí)，應(yīng)采當(dāng)頻率較高時(shí)，應(yīng)采取大面積的地線，這時(shí)允取大面積的地

50、線，這時(shí)允許許“多點(diǎn)接地多點(diǎn)接地”，這是因，這是因?yàn)榻拥孛娣e十分大，內(nèi)阻為接地面積十分大，內(nèi)阻很低，事實(shí)上相當(dāng)于一點(diǎn)很低，事實(shí)上相當(dāng)于一點(diǎn)接地，不易產(chǎn)生級(jí)與級(jí)之接地，不易產(chǎn)生級(jí)與級(jí)之間的共阻耦合。間的共阻耦合。 2022-7-1553 3、檢測系統(tǒng)的一點(diǎn)接地原則、檢測系統(tǒng)的一點(diǎn)接地原則 將檢測系統(tǒng)的一次儀表和二次儀表安裝到工廠時(shí)，出現(xiàn)將檢測系統(tǒng)的一次儀表和二次儀表安裝到工廠時(shí)，出現(xiàn)測量數(shù)據(jù)跳變，涉及到檢測系統(tǒng)的一點(diǎn)接地。產(chǎn)生的原因是：測量數(shù)據(jù)跳變，涉及到檢測系統(tǒng)的一點(diǎn)接地。產(chǎn)生的原因是：（1 1）大地電位差：在工業(yè)現(xiàn)場，接地電氣設(shè)備多，）大地電位差：在工業(yè)現(xiàn)場，接地電氣設(shè)備多， 大地出現(xiàn)電位差

51、大地出現(xiàn)電位差（2 2）若將傳感器及二次儀表的零電位參考點(diǎn)在安裝）若將傳感器及二次儀表的零電位參考點(diǎn)在安裝 地點(diǎn)分別接大地，因大地電位差，產(chǎn)生大地?fù)Q流地點(diǎn)分別接大地，因大地電位差，產(chǎn)生大地?fù)Q流（3 3）檢測系統(tǒng)接地方案）檢測系統(tǒng)接地方案1 1屏蔽線的屏蔽層應(yīng)接傳感器的地線，屏蔽線的屏蔽層應(yīng)接傳感器的地線， 而不允許屏蔽層兩端接地。而不允許屏蔽層兩端接地。 2022-7-156 檢測系統(tǒng)的一點(diǎn)接地原則檢測系統(tǒng)的一點(diǎn)接地原則 （4 4）浮置電路：二次儀表電路未接信號(hào)線之前，與大）浮置電路：二次儀表電路未接信號(hào)線之前，與大地之間沒有任何導(dǎo)電性的直流電阻聯(lián)系，上述方案地之間沒有任何導(dǎo)電性的直流電阻聯(lián)系

52、，上述方案1 1中二中二次儀表屬于此類情況。次儀表屬于此類情況。 有許多傳感器采用兩線制電流輸出形式，它的兩根信有許多傳感器采用兩線制電流輸出形式，它的兩根信號(hào)線均不接大地。如果這時(shí)二次儀表也采用浮置電路，容號(hào)線均不接大地。如果這時(shí)二次儀表也采用浮置電路，容易出現(xiàn)靜電積累現(xiàn)象，易產(chǎn)生電場干擾。易出現(xiàn)靜電積累現(xiàn)象，易產(chǎn)生電場干擾。 （5 5）在這種情況下多采用二次儀表測公共參考端接）在這種情況下多采用二次儀表測公共參考端接地的方案。即檢測系統(tǒng)接地方案地的方案。即檢測系統(tǒng)接地方案2 2 此種情況下，檢測系統(tǒng)仍然符合一點(diǎn)接地原則。在二此種情況下，檢測系統(tǒng)仍然符合一點(diǎn)接地原則。在二次儀表與計(jì)算機(jī)相連接

53、的情況下，由于計(jì)算機(jī)的公共參考次儀表與計(jì)算機(jī)相連接的情況下，由于計(jì)算機(jī)的公共參考端已被接金屬機(jī)箱，并通過保安地線接大地，所以這時(shí)二端已被接金屬機(jī)箱，并通過保安地線接大地，所以這時(shí)二次儀表的零電位端（公共參考端）也就通過計(jì)算機(jī)接大地次儀表的零電位端（公共參考端）也就通過計(jì)算機(jī)接大地了。了。 在這種情況下，傳感器的公共參考端絕對不應(yīng)再接在這種情況下，傳感器的公共參考端絕對不應(yīng)再接地，否則會(huì)產(chǎn)生大地環(huán)流，造成干擾。地，否則會(huì)產(chǎn)生大地環(huán)流，造成干擾。 2022-7-157舉例檢測系統(tǒng)一點(diǎn)接地原則方案舉例檢測系統(tǒng)一點(diǎn)接地原則方案2 2 此電路為兩線制，二次儀表浮置，靜電積累此電路為兩線制，二次儀表浮置，

54、靜電積累造成干擾，正確接法如電路中的紅線。造成干擾，正確接法如電路中的紅線。2022-7-158三、濾波技術(shù)三、濾波技術(shù) 濾波器是抑制交流差模干擾的有效手段之一。有濾波器是抑制交流差模干擾的有效手段之一。有RCRC濾濾波器和波器和LCLC濾波器等幾種。濾波器等幾種。 1. RC1. RC濾波器：當(dāng)信號(hào)源為熱電偶、應(yīng)變片等信號(hào)變化濾波器：當(dāng)信號(hào)源為熱電偶、應(yīng)變片等信號(hào)變化緩慢的傳感器時(shí)，利用小體積、低成本的無源緩慢的傳感器時(shí)，利用小體積、低成本的無源RCRC低通濾波器低通濾波器將對串模干擾有較好的抑制效果。采用兩級(jí)，差模干擾衰減將對串模干擾有較好的抑制效果。采用兩級(jí)，差模干擾衰減更明顯。更明顯。

55、 a）單節(jié)）單節(jié)RC濾波器與放大器的連接濾波器與放大器的連接 b）雙節(jié)）雙節(jié)RC濾波器濾波器 c）低通濾波器圖形符號(hào)）低通濾波器圖形符號(hào) d）頻率特性）頻率特性 2022-7-1592.2.交流電源濾波器交流電源濾波器 電源網(wǎng)絡(luò)吸收了各種高、低頻噪聲，對此常用電源網(wǎng)絡(luò)吸收了各種高、低頻噪聲，對此常用LC濾濾波器波器來抑制混入電源的噪聲。來抑制混入電源的噪聲。 圖中的圖中的100 H電感、電感、0.1 F電容組成高頻濾波器，用于吸收電容組成高頻濾波器，用于吸收從電源線傳導(dǎo)進(jìn)來的中短波段的高頻噪聲干擾；圖中兩只對稱從電源線傳導(dǎo)進(jìn)來的中短波段的高頻噪聲干擾；圖中兩只對稱的的5mH電感是由繞在同一只鐵

56、心兩側(cè)、匝數(shù)相等的電感繞組構(gòu)電感是由繞在同一只鐵心兩側(cè)、匝數(shù)相等的電感繞組構(gòu)成的，稱為共模電感，用于吸收因電源波形畸變而產(chǎn)生的諧波成的，稱為共模電感，用于吸收因電源波形畸變而產(chǎn)生的諧波干擾；圖中的壓敏電阻用于吸收因雷擊等引起的浪涌電壓干擾。干擾；圖中的壓敏電阻用于吸收因雷擊等引起的浪涌電壓干擾。2022-7-160交流電源濾波器的內(nèi)部電路交流電源濾波器的內(nèi)部電路共模電感共模電感差模電感差模電感2022-7-161交流電源濾波器外形交流電源濾波器外形 2022-7-162交流電源濾波器外形交流電源濾波器外形 用戶可根據(jù)需要，用戶可根據(jù)需要，選擇內(nèi)部包含一級(jí)選擇內(nèi)部包含一級(jí)LCLC或或兩級(jí)甚至三級(jí)

57、兩級(jí)甚至三級(jí)LCLC的電源的電源濾波器。使用時(shí)外殼需濾波器。使用時(shí)外殼需要良好接大地。要良好接大地。 右圖的電源右圖的電源濾波器濾波器共有兩級(jí)共有兩級(jí)LC濾波電路。濾波電路。 電源濾波器中的共模電感電源濾波器中的共模電感三相共模電感三相共模電感2022-7-163開關(guān)電源內(nèi)部的電源濾波器及共模電感開關(guān)電源內(nèi)部的電源濾波器及共模電感 當(dāng)當(dāng)50Hz電流流經(jīng)共模電感時(shí)，由于進(jìn)線與出線產(chǎn)生的電流流經(jīng)共模電感時(shí)，由于進(jìn)線與出線產(chǎn)生的磁場方向相反，相互抵消，不會(huì)產(chǎn)生壓降，但共模電感對共磁場方向相反，相互抵消，不會(huì)產(chǎn)生壓降，但共模電感對共模干擾卻有較大的感抗。模干擾卻有較大的感抗。2022-7-164交流電

58、源濾波器的使用效果交流電源濾波器的使用效果 使用電源濾使用電源濾波器前觀察波器前觀察到的干擾到的干擾使用電源濾波器后干擾消失使用電源濾波器后干擾消失結(jié)論：結(jié)論： 購買開關(guān)電源、購買開關(guān)電源、UPSUPS、變頻器或電子調(diào)、變頻器或電子調(diào)壓器，必須查明是否串壓器，必須查明是否串有合格的有合格的LCLC濾波器，是濾波器，是否符合國家電磁兼容標(biāo)否符合國家電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，否則會(huì)傳送電磁干準(zhǔn)，否則會(huì)傳送電磁干擾。擾。2022-7-1653.3.直流電源濾波器直流電源濾波器 直流電源往往為幾個(gè)電路所共用，為了避免通直流電源往往為幾個(gè)電路所共用，為了避免通過電源內(nèi)阻造成幾個(gè)電路間互相干擾，應(yīng)在每個(gè)電過電源內(nèi)阻造

59、成幾個(gè)電路間互相干擾，應(yīng)在每個(gè)電路的直流電源上加上路的直流電源上加上RC或或LC退耦濾波器。下圖中退耦濾波器。下圖中的電解電容用來濾除低頻噪聲，電解電容旁邊并聯(lián)的電解電容用來濾除低頻噪聲，電解電容旁邊并聯(lián)一個(gè)一個(gè)0.010.1 F的磁介電容或獨(dú)石電容，用來濾除的磁介電容或獨(dú)石電容，用來濾除高頻噪聲。高頻噪聲。 2022-7-166四、光電耦合技術(shù)四、光電耦合技術(shù) 目前檢測系統(tǒng)越來越多地采用光耦合器目前檢測系統(tǒng)越來越多地采用光耦合器，也稱，也稱光電耦合器或光耦，它可較大地提高系統(tǒng)的抗共模光電耦合器或光耦，它可較大地提高系統(tǒng)的抗共模干擾能力。干擾能力。 （一）光耦合器（一）光耦合器 1、光耦合器的

60、原理、光耦合器的原理 光耦合器是一種電光耦合器是一種電光光電耦合器件，它的輸電耦合器件，它的輸入量是電流，輸出量也是電流，可是兩者之間從電入量是電流，輸出量也是電流，可是兩者之間從電氣上看卻是絕緣的，輸入、輸出回路的絕緣電阻可氣上看卻是絕緣的，輸入、輸出回路的絕緣電阻可高達(dá)高達(dá)1010 、耐壓超過、耐壓超過1kV。光耦中的發(fā)光二極管一。光耦中的發(fā)光二極管一般采用砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而光敏元件可以是般采用砷化鎵紅外發(fā)光二極管，而光敏元件可以是光敏二極管、三極管、達(dá)林頓管，甚至可以是光敏光敏二極管、三極管、達(dá)林頓管，甚至可以是光敏雙向晶閘管、光敏集成電路等。雙向晶閘管、光敏集成電路等。 2022