微機測控技術(shù)ch72課件

1、7.2 硬件抗干擾技術(shù)1硬件抗干擾的常用措施 1、接地技術(shù) 2、屏蔽技術(shù) 3、長線傳輸?shù)母蓴_及抑制 4、共模干擾的抑制 5、差模干擾的抑制 6、供電系統(tǒng)抗干擾 7、印刷電路板抗干擾微機測控技術(shù)2一、接地技術(shù) 1、接地的基本概念 2、接地環(huán)路與共模干擾 3、系統(tǒng)接地設(shè)計 微機測控技術(shù)3(一) 接地的基本概念地： 電路或系統(tǒng)中，為各信號提供參考電位的等電位點或等電位面。接地： 將某點與一個等電位點或等電位面之間用低電阻導(dǎo)體連接起來，構(gòu)成基準電位。微機測控技術(shù)41、測控系統(tǒng)中的地線種類 1) 信號地 檢測系統(tǒng)中，原始信號是用傳感器從被測對象獲取的，信號地指傳感器本身的零電位基準線。2) 模擬地 模擬

2、信號的參考點，所有電路的模擬地最終都與供給模擬電路電流的直流電源的參考點連接。3) 數(shù)字地 數(shù)字信號的參考點，所有電路的數(shù)字地最終都與供給數(shù)字電路電流的直流電源的參考點相連。 微機測控技術(shù)54) 負載地 指大功率負載或感性負載的地線。 當大功率負載被切換時，地電流中會出現(xiàn)很大的瞬態(tài)分量，對低電平的模擬電路乃至數(shù)字電路都會產(chǎn)生嚴重干擾，這類負載的地線稱為噪聲地。 微機測控技術(shù)65) 系統(tǒng)地 為避免地線公共阻抗的耦合干擾，模擬地、數(shù)字地、負載地應(yīng)嚴格分開，最后匯合在一點，該點稱為系統(tǒng)地，為整個系統(tǒng)的統(tǒng)一參考電位。 系統(tǒng)或設(shè)備的機殼上的某一點通常與系統(tǒng)地相連接，供給系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的直流穩(wěn)壓或非穩(wěn)壓電源

3、的參考點也都在系統(tǒng)地上。微機測控技術(shù)72、共地和浮地 浮地系統(tǒng)： 1）系統(tǒng)地與大地絕緣的系統(tǒng)。 2）系統(tǒng)地不一定是零電位，僅為系統(tǒng)的等電位點。共地系統(tǒng) 1）系統(tǒng)地與大地相連的系統(tǒng)。 2）系統(tǒng)地與大地電位相同。微機測控技術(shù)8絕對零電位： 地球電位作為絕對基準電位也即絕對零電位。絕對零電位常用連接方法： 地下埋設(shè)銅板或插入金屬棒等作為連接大地的地線。微機測控技術(shù)9常用系統(tǒng)的接地設(shè)計共地系統(tǒng)： 1）采用共地系統(tǒng)，有利于信號線的屏蔽處理(抑制干擾)； 2）機殼接地可免除操作人員的觸電危險；浮地系統(tǒng)： 優(yōu)點：對地電阻較大，對地分布電容較小，外部共模干擾引起的干擾電流較小。微機測控技術(shù)10實現(xiàn)方式： 1）

4、機殼與大地完全絕緣： 機殼較大時，機殼與大地間分布電容和有限的漏電阻使系統(tǒng)地與大地間的可靠絕緣非常困難。 2）系統(tǒng)地不接機殼： 后果：貼地布線的原則(系統(tǒng)內(nèi)部的信號傳輸線、電源線和地線應(yīng)貼近接地的機柜排列，機柜可起到屏蔽作用)難以實施。微機測控技術(shù)11共地系統(tǒng)中有接地注意點-可靠接地 1）系統(tǒng)地不能連接到交流電源的零線上； 2）系統(tǒng)地不能連到大功率設(shè)備安全地線上； 交流電源及大功率設(shè)備地與大地間存在著隨機變化的電位差，幅值變化范圍從幾十mV至幾十V。 3）共地系統(tǒng)必須另設(shè)接地線； 4）為防止大功率交流電源地電流對系統(tǒng)地的干擾，系統(tǒng)地的接地點和交流電源接地點間的最小距離不應(yīng)少于800 m，所用的

5、接地棒按常規(guī)的接地工藝深埋，且與電力線垂直。 微機測控技術(shù)123、接地方式 1) 串聯(lián)單點接地 2) 并聯(lián)單點接地 3) 多點接地微機測控技術(shù)13串聯(lián)單點接地 方式：兩個或兩個以上的電路共用一段地線 1） R1、R2和R3是各地線等效電阻； 2）I1、I2和I3是電路1、2和3的入地電流。 3）地電流在地線等效電阻上產(chǎn)生壓降，三個電路與地線的連接點的對地電位具有不同的數(shù)值： VA = ( I1 + I2 + I3 )R1 VB = VA + ( I2 + I3 )R2 VC = VB + I3R3 微機測控技術(shù)14串聯(lián)單點接地的特點 1）電路的地電位受其他電路地電流變化的調(diào)制，電路的輸出信號受

6、到干擾； 2）干擾由地線公共阻抗耦合作用產(chǎn)生的； 3）離接地點越遠，電路中出現(xiàn)噪聲干擾越大； 4）串聯(lián)接地方式布線最簡單，費用最省。微機測控技術(shù)15串聯(lián)單點接地方式的適用電路： 地電流較小且相差不太大的電路?？垢蓴_措施： 為使干擾最小，把電平最低的電路安置在離接地點(系統(tǒng)地)最近的地方與地線相接。微機測控技術(shù)16并聯(lián)單點接地 各電路的地線只在一點(系統(tǒng)地)匯合，如圖： 微機測控技術(shù)17并聯(lián)單點接地的特點 1）電路的對地電位只與本電路的地電流和地線阻抗有關(guān)，因而沒有公共阻抗耦合噪聲； 2）地線太多，復(fù)雜的系統(tǒng)這一矛盾更突出；微機測控技術(shù)18 3）不能用于高頻信號系統(tǒng)。 a、地線一般較長，高頻情況

7、下，地線的等效電感和各地線之間雜散電容耦合的影響不容忽視； b、地線的長度等于信號波長的奇數(shù)倍時，地線呈極高阻抗，變成一個發(fā)射天線，對鄰近電路產(chǎn)生嚴重的輻射干擾； c、應(yīng)把地線長度控制在1/20信號波長之內(nèi)。微機測控技術(shù)19多點接地方式 1）各電路或元件的地線以最短的距離就近連到地線匯流排(通常是金屬底板)上； 2）地線很短(小于25 mm)，底板表面鍍銀，所以阻抗都很??； 3）不能用在低頻系統(tǒng)中。 各電路的地電流流過地線匯流排的電阻會產(chǎn)生公共阻抗耦合噪聲。微機測控技術(shù)20接地方式的選用 1）信號頻率低于1MHz時，采用單點接地方式； 2）信號頻率高于10MHz時，采用多點接地； 3）頻率處于

8、1-10MHz之間的系統(tǒng)； a、采用單點接地方式：地線長度應(yīng)小于信號波長的120。 b、如不滿足這一要求，應(yīng)采用多點接地。微機測控技術(shù)21低頻系統(tǒng)接地方式要求： 1）串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的單點接地方式； 2）兼顧抑制公共阻抗耦合噪聲； 3）系統(tǒng)布線不過于復(fù)雜。 方式： 1）系統(tǒng)所有地線根據(jù)電流變化性質(zhì)分若干組； 2）性質(zhì)相近的電路共用一根地線(串聯(lián)接地)； 3）將各組地線匯集于系統(tǒng)地上(并聯(lián)接地)。 微機測控技術(shù)22(二)、系統(tǒng)接地設(shè)計基本要求： 1）消除電流經(jīng)公共地線阻抗產(chǎn)生的噪聲電壓； 2）避免形成接地環(huán)路，引進共模干擾；電路中地線特點： 1）系統(tǒng)中具有多種地線； 2）各環(huán)節(jié)與系統(tǒng)中一種或幾種

9、地線發(fā)生聯(lián)系。微機測控技術(shù)23地線處理的基本原則 1）盡量避免或減少由接地所引起的各種干擾， 2）便于布線； 3）節(jié)省成本。微機測控技術(shù)24系統(tǒng)接地設(shè)計的主內(nèi)容 1）輸入信號傳輸線屏蔽接地點的選擇 2）電源變壓器靜電屏蔽層的接地 3）直流電源接地點的選擇 4）印刷電路板的地線布局 5）機柜地線的布局 微機測控技術(shù)251、直流電源接地點的選擇系統(tǒng)電源的特點： 1）具有多種直流電源，有供給模擬電路工作用的和供給數(shù)字電路工作用的電源，都是穩(wěn)壓電源； 2）可能存在非穩(wěn)壓直流電源，供顯示、控制等用； 3）不同性質(zhì)的電源地線不能任意互連，應(yīng)分別匯集于一點，再與系統(tǒng)地相接。 微機測控技術(shù)262、印刷電路板的

10、地線布局 常用印刷電路板的特點： 1）包含模擬電源和數(shù)字電源，即包含模擬地、數(shù)字地； 2）一般的，一個系統(tǒng)中不可能為單一地信號。 微機測控技術(shù)27地線處理原則1）模擬地和數(shù)字地分別設(shè)置； 通過不同的引腳各元器件的模擬地和數(shù)字地分別連到電路板上的模擬地線和數(shù)字地線。2）減小地線電阻； 選用較寬的地線（支線寬度通常不小于2-3mm，干線寬度不小于8-10 mm)； 不能隨意增大地線面積，避免增大電路和地線之間的寄生電容。微機測控技術(shù)283）采用地線隔離信號之間的耦合； a、模擬地線可隔離輸入模擬信號間及輸出和輸入信號間的耦合； b、在需要隔離的兩信號線之間增設(shè)模擬地線； c、數(shù)字信號可用數(shù)字地線進

11、行隔離。微機測控技術(shù)29二、屏蔽技術(shù)屏蔽前提： 1）儀表或系統(tǒng)的工作現(xiàn)場存在強電設(shè)備； 2）強電設(shè)備的磁力線或電力線干擾儀表或系統(tǒng)的正常工作。屏蔽措施： 采用低電阻的導(dǎo)電材料或高導(dǎo)磁率的鐵磁材料制成容器，對易受干擾的部分實行屏蔽，阻斷或抑制各種場干擾。 微機測控技術(shù)30(一)、屏蔽的類型和原理屏蔽的類型： 1）靜電屏蔽 2）電磁屏蔽 3）磁屏蔽微機測控技術(shù)311、靜電屏蔽靜電屏蔽的原理： 1）靜電場作用下，如果空心導(dǎo)體腔內(nèi)沒有凈電荷，導(dǎo)體內(nèi)和空腔內(nèi)任何一點處的場強都等于零，剩余電荷只能分布在外表面。 2）把某一物體放入空心導(dǎo)體的空腔內(nèi)，該物體就不受任何外電場的影響。微機測控技術(shù)32靜電屏蔽作用

12、 1）在空心導(dǎo)體(金屬盒)B的空腔內(nèi)放有一個帶電體A： 2）由于靜電感應(yīng)，金屬盒B的內(nèi)外表面分別出現(xiàn)等量異號的感應(yīng)電荷； 3）B外表面電荷產(chǎn)生的電場對外界產(chǎn)生影響：微機測控技術(shù)33 4）將金屬盒B接地，則外表面的感應(yīng)電荷將因接地而消失，相應(yīng)的電場也隨之消失； 5）可消除金屬盒內(nèi)帶電體對盒外的影響。微機測控技術(shù)34靜電屏蔽的效果及措施靜電屏蔽的效果： 1）用金屬屏蔽盒罩住被干擾的電路，且將金屬盒接地，可消除外部的靜電干擾； 2）用金屬盒罩住干擾源，且將金屬盒接地，則可抑制干擾源對外部的干擾。微機測控技術(shù)35靜電屏蔽的措施： 1）為達到較好的靜電屏蔽效果，選用低電阻材料作屏蔽盒，以銅或鋁為佳； 2

13、）屏蔽盒應(yīng)有良好的接地； 3）伸出屏蔽盒以外的導(dǎo)線越短越好。 微機測控技術(shù)362、電磁屏蔽 電磁屏蔽的目的：抑制高頻電磁場的干擾。 電磁干擾的產(chǎn)生： 導(dǎo)體上通過高頻變化電流時，周圍空間產(chǎn)生相應(yīng)變化的電磁場，變化的電磁場可在鄰近的電路引起電磁感應(yīng)，又向外輻射，干擾周圍電路。 電磁干擾的特點： 1）電磁場變化的頻率越高，輻射越強； 2）電磁場屏蔽中，包括電磁感應(yīng)的屏蔽，及輻射干擾的屏蔽。 微機測控技術(shù)37電磁干擾的消除措施： 1）環(huán)繞導(dǎo)體加一個與導(dǎo)體中電流方向相反的變化電流，該電流產(chǎn)生的磁場與導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的磁場方向相反，產(chǎn)生抵消作用，減弱對外界的干擾； 2）反方向的電流由導(dǎo)體的接地屏蔽罩來產(chǎn)生；

14、 3）高頻電磁場在導(dǎo)電性能良好的金屬導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，渦流的磁場與原磁場方向相反，抵消高頻干擾磁場，達到電磁屏蔽的目的。 4）因為屏蔽罩接地，所以也可實現(xiàn)電場屏蔽。微機測控技術(shù)38電磁屏蔽的效果 1）屏蔽罩的厚度對屏蔽效果影響不大； 2）屏蔽罩是否連續(xù)及網(wǎng)孔大小，直接影響到渦流的大小，影響屏蔽的效果； 3）屏蔽越嚴密，屏蔽效果越好； 4）電磁屏蔽的材料應(yīng)選用低內(nèi)阻的金屬材料，例如銅、鋁或鍍銀銅板等。微機測控技術(shù)393、磁屏蔽磁屏蔽的適用范圍： 防止低頻磁場干擾。(電磁屏蔽不適用在低頻磁場干擾場合) 屏蔽的方式： 利用高導(dǎo)磁材料制成屏蔽罩，使低頻磁場干擾的磁力線大部分在屏蔽罩內(nèi)構(gòu)成回路，泄漏到屏蔽

15、罩外干擾磁通很少，達到抑制低頻磁場干擾目的。 微機測控技術(shù)40三、長線傳輸?shù)母蓴_及抑制長線傳輸干擾的產(chǎn)生： 測控系統(tǒng)中，當被測對象與測控系統(tǒng)相距較遠時（幾十米或更長），產(chǎn)生較大的干擾。長線干擾的主要類型： 1）長線感應(yīng)干擾 2）反射干擾 微機測控技術(shù)41(一) 長線感應(yīng)干擾及抑制長線感應(yīng)干擾的產(chǎn)生： 干擾源通過電磁或靜電耦合在傳感器信號線上產(chǎn)生干擾信號。微機測控技術(shù)42長線感應(yīng)干擾的特點 1）傳感器信號線過長，干擾源在信號線上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓較大； 2）輸電線與信號線平行敷設(shè)時，信號線上的電磁感應(yīng)電壓和靜電感應(yīng)電壓分別可達mV級(傳感器的有效信號電壓一般為幾十mV甚至小于干擾電壓)； 3）信號地

16、與系統(tǒng)地間的電位差(地電壓Um)可達幾V至十幾V甚至更大。微機測控技術(shù)43 單線傳輸特點 1）感應(yīng)干擾電壓Un和地電壓Um與被測信號Us串聯(lián)，形成差模干擾電壓： rs、rm、r、R為信號源內(nèi)阻、兩地間地電阻、傳輸線電阻和系統(tǒng)輸入電阻，rm r rs R： UNnUn，UNmUm 2）地電壓和感應(yīng)干擾電壓無抑制成為對干擾電壓，使信號電壓被干擾電壓淹沒。微機測控技術(shù)44 雙線傳輸抑制方式增設(shè)一條同樣長度的傳輸線。 1）兩傳輸線上的感應(yīng)干擾電壓相等即Un1Un2Un； 2）rm r rs R ，感應(yīng)干擾電壓Un和地電壓Um形成的差模干擾電壓分別為：微機測控技術(shù)45平衡傳輸?shù)奶攸c 1）雙線傳輸； 2）

17、兩傳輸線處于完全相同的條件； 3）產(chǎn)生的感應(yīng)干擾電壓完全相同； 4）兩傳輸線內(nèi)阻、對地分布電容、漏電阻相同 5）差模干擾變成純共模電壓。微機測控技術(shù)46平衡傳輸?shù)膶崿F(xiàn)特點： 1）采用雙絞線； 2）雙絞線的雙線絞合較緊，各方面處于基本相同的條件，平衡特性好； 3）雙絞線對電感耦合噪聲有很好的抑制作用。 微機測控技術(shù)47雙線傳輸?shù)倪m用特點 傳輸信號的形式不同，抗干擾效果不一樣。 1）數(shù)字信號抗干擾能力優(yōu)于模擬信號，數(shù)字信號傳輸優(yōu)于模擬信號傳輸； 2）頻率信號是準數(shù)字信號，適于應(yīng)用雙絞線遠距離傳輸； 3）電流傳輸代替電壓傳輸，可獲得較好的抗干擾能力。微機測控技術(shù)48電流傳輸?shù)奶攸c： 1)不受傳輸線壓

18、降、接觸電阻、寄生熱電偶和接觸電勢的影響； 2)不受各種電壓性噪聲的干擾。 例：過程控制中，采用電壓/電流轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生4-20mA的電流信號，在接收端用一個精密電阻或電流/電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓信號。微機測控技術(shù)49四、共模干擾的抑制 途徑： 1）減少共模電壓Ucm； 2）減少共模增益KC或提高共模抑制比CMRR。主要方法： 1、接地及屏蔽(減少共模電壓) 2、隔離技術(shù) 3、浮地技術(shù) 4、浮動電容切換微機測控技術(shù)50(一) 隔離技術(shù)隔離目的： 1）把干擾源和易被干擾的部分隔離開來，使測控裝置與現(xiàn)場間僅保持信號聯(lián)系，無電氣聯(lián)系； 2）實質(zhì)是把引進的干擾通道切斷，達到隔離現(xiàn)場干擾的目的； 3）工業(yè)測控

19、系統(tǒng)中，既包括弱電控制，又包括強電控制。為使兩者間既保持控制信號聯(lián)系，又要隔絕電氣方面的聯(lián)系，既實行弱電和強電隔離。 微機測控技術(shù)51常用的隔離方法 1）變壓器隔離 2）縱向扼流圈隔離 3）光電隔離 4）繼電器隔離微機測控技術(shù)521、變壓器隔離 電路如圖： 隔離特點： 1）變壓器次級輸出電壓只與初級繞組兩輸入端電位差成正比，對差模信號暢通，隔斷共模信號； 2）變壓器隔離適用50Hz以上的信號，低頻特別是超低頻時非常不合適。 微機測控技術(shù)53 3）傳輸?shù)皖l信號時，要有很大電感和體積，初次級間圈數(shù)很多，產(chǎn)生較大的寄生電容，共模信號通過變壓器初次間的寄生電容在負載上形成干擾； 4）初次級繞組間要設(shè)置

20、靜電屏蔽層且接地，可減少初次級寄生電容，達到抑制高頻干擾的目的；微機測控技術(shù)54 變壓器隔離的適用場合 1）信號頻率很低； 2）共模電壓很高； 3）共模漏電流要求很小。微機測控技術(shù)552、光電耦合隔離 1）光電耦合器內(nèi)電-光-電轉(zhuǎn)換在完全密封條件下進行，不受外界光的影響； 2）信號傳遞由光傳遞，兩個電路間沒有電氣連接，故兩電路間地電位差就再不會形成干擾。 3）輸入阻抗很低(100-1000歐)，而干擾源的內(nèi)阻很高，通常為105-106歐。由分壓原理，能饋送到光電耦合器輸入端的噪聲很小；微機測控技術(shù)56 4）干擾電壓較大時，由于能量很小，只形成微弱電流。發(fā)光二極管只有通過一定強度電流才能發(fā)光，光

21、電晶體管也只在一定光強下才能工作，電壓幅值很高的干擾，沒有足夠能量而不能使二極管發(fā)光，從而被抑制； 5）輸入端與輸出端間的寄生電容極小，絕緣電阻很大，光耦合器一邊的各種干擾噪聲很難通過光耦合器饋送到另一邊； 6）線性范圍較小，主要用于傳送數(shù)字信號。微機測控技術(shù)57 光耦電路的接線 1）Ri為限流電阻，D為反向保護二極管； 2）Vi值與TTL邏輯電平并不要求一致，經(jīng)Ri限流后符合發(fā)光二極管要求即可。RL是光敏三極管負載電阻； 3）光敏三極管導(dǎo)通，V0為低電平，反之高電平 4）電路中參數(shù)的選擇； 5）光耦輸入和輸出部分必須分別采用獨立的電源，如果兩端共用一個電源，則沒有隔離作用。 微機測控技術(shù)58

22、3、繼電器隔離繼電器隔離的特點： 1）繼電器的線圈和觸點之間沒有電氣上的聯(lián)系； 2）利用繼電器的線圈接收電氣信號，利用觸點發(fā)送和輸出信號，從而避免強電和弱電信號之間的直接接觸，實現(xiàn)抗干擾隔離。微機測控技術(shù)59五、差模干擾的抑制差模噪聲的干擾形式： 與被測信號疊加在一起，表現(xiàn)為：電壓的串聯(lián)或電流的并聯(lián)。差模噪聲的來源： 1）信號源產(chǎn)生； 2）引線感應(yīng)耦合。微機測控技術(shù)60差模干擾的抑制： 1）從噪聲源采取措施：切斷噪聲耦合途徑(將引線屏蔽等)； 2）利用干擾與信號的差別來把干擾消除掉或減到最小。微機測控技術(shù)61差模干擾常用抑制方法 1、頻率濾波法 2、積分法 3、電平鑒別法 4、脈寬鑒別法微機測

23、控技術(shù)62(一) 頻率濾波法 原理： 利用差模干擾與信號頻率差異進行頻率濾波。 具體實現(xiàn)： 1、高通濾波器濾除比信號頻率低的差模干擾； 2、低通濾波器濾除比信號頻率高的差模干擾； 3、50 Hz陷波器濾除工頻干擾。微機測控技術(shù)63(二) 積分法適用范圍： 雙積分式A/D可有效削弱周期性差模干擾。雙積分式A/D的特點： 1）對被測電壓定時積分； 2）對基準電壓定壓積分，至輸出為0?？垢蓴_特點： 1）選定時積分時間為干擾噪聲周期的整數(shù)倍； 2）抑制工頻干擾時，雙積分A/D定時積分時間 Tk 20 ms 微機測控技術(shù)64(三) 電平鑒別法電平鑒別的前提： 1）信號和噪聲在幅值上有較大的差別； 2）信

24、號幅值較大，噪聲幅值較小。微機測控技術(shù)65采用脈沖隔離門抑制干擾原理： 1）利用硅二極管的正向壓降對幅值小的干擾脈沖加以阻擋； 2）讓幅值大的信號脈沖順利通過。 如圖： 注： 電路中的二極管最好選用開關(guān)管。微機測控技術(shù)66六、供電系統(tǒng)抗干擾 1、供電系統(tǒng)中竄入的干擾來源 2、供電系統(tǒng)抗干擾措施微機測控技術(shù)67(一)、供電系統(tǒng)竄入的干擾供電系統(tǒng)竄入的干擾類型： 1、大功率感性負載切換時，電網(wǎng)中產(chǎn)生強大的反電動勢，該瞬態(tài)高壓(幅值達2kV，頻率從幾百Hz到2MHz)可引起電源波形的嚴重畸變； 電網(wǎng)中瞬態(tài)高壓對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的主要途徑： 由電源進線，經(jīng)由電源變壓器的初次級繞組間的雜散電容進入系統(tǒng)電路，

25、再從系統(tǒng)接地點入地返回干擾源。微機測控技術(shù)68 2、整流方式供電時，濾波不良會產(chǎn)生低頻紋波干擾噪聲； 3、直流/直流變換器或開關(guān)穩(wěn)壓電源供電時時，出現(xiàn)高頻開關(guān)噪聲干擾； 4、電源進線和輸出線易受工業(yè)現(xiàn)場及天電的各種干擾噪聲。這些干擾噪聲經(jīng)電源線傳導(dǎo)耦合到電路中去，對系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。 微機測控技術(shù)69(二)、供電系統(tǒng)抗干擾措施 1）電源濾波和退耦； 2）不間斷電源和開關(guān)式直流穩(wěn)壓電源供電； 3）系統(tǒng)分別供電和采用電源模塊單獨供電； 4）供電系統(tǒng)饋線要合理布置。微機測控技術(shù)701、電源濾波和退耦電路微機測控技術(shù)71電路特點： 1）交流進線端接對稱LC低通濾波器，濾除交流進線上大于50Hz的高次諧波干

26、擾，改善電源波形； 2）變阻二極管(或壓敏電阻)抑制進入交流電源線上的瞬時干擾(或者大幅值的尖脈沖干擾)； 3）電源變壓器采用雙重屏蔽措施，將初次級隔離起來，使混入初級的噪聲干擾不致進入次級； 4）整流濾波電路采用電解電容和無感高頻電容的并聯(lián)組合，進一步減小高頻噪聲進入電源系統(tǒng)。微機測控技術(shù)72 5）整流濾波后的直流電壓再經(jīng)穩(wěn)壓，可使干擾被抑制到最??； 6）部分電源系統(tǒng)在交流進線端設(shè)交流穩(wěn)壓器，保證交流供電的穩(wěn)定性，抑制電網(wǎng)電壓的波動； 7）為避免通過電源內(nèi)阻造成幾個電路間互相干擾，在每個電路的直流電源進線與地之間接入了RC或LC的退耦濾波電路。微機測控技術(shù)732、采用不間斷電源和開關(guān)式直流穩(wěn)

27、壓電源UPS的特點： 1）有很強的抗電網(wǎng)干擾的能力； 2）電網(wǎng)斷電后，UPS以極短的時間(3 ms)切換到后備電源； 3）后備電源能維持10 min以上(滿載)或30 min以上(半載)的供電時間，以便及時處理電源故障或采取應(yīng)急措施。微機測控技術(shù)74開關(guān)式穩(wěn)壓電源的特點： 1）開關(guān)頻率可達10-20 kHz或更高，因而變壓器等都可小型化； 2）高頻開關(guān)晶體管工作在飽和截止狀態(tài)，效率可達60-70； 3）抗干擾能力強。微機測控技術(shù)753、系統(tǒng)分別供電和采用電源模塊單獨供電 1）系統(tǒng)使用繼電器等電感設(shè)備時，向采集電路供電的線路應(yīng)與向繼電器等供電的線路分開，避免在供電線路之間出現(xiàn)相互干擾； 2）設(shè)計

28、供電線路時，注意對變壓器和低通濾波器進行屏蔽，以抑制靜電干擾。微機測控技術(shù)76電源模塊單獨供電供電方式： 1）采用DC-DC電源電路模塊(DC-DC電源電路由電源模塊及相關(guān)濾波元件組成)；DC-DC電源電路由電源模塊及相關(guān)濾波元件組成。 2）采用三端穩(wěn)壓集成塊如7805、7905、7812、7912等組成的穩(wěn)壓電源單獨供電。微機測控技術(shù)77單獨供電的優(yōu)點 1）各電源模塊單獨對相應(yīng)電路進行電壓過載保護，不會因某個穩(wěn)壓器的故障而使全系統(tǒng)癱瘓； 2）有利于減小公共阻抗的相互耦合及公共電源的相互耦合，提高供電系統(tǒng)的可靠性，有利于電源的散熱； 3）總線上電壓的變化，不會影響板卡上電壓，有利于提高板卡上的

29、工作可靠性。 微機測控技術(shù)784、供電系統(tǒng)要合理布線 布線時，電源的引入線、輸出線及公共線采取的抗干擾措施： 1） 電源前面的一段布線 從電源引入口，經(jīng)開關(guān)器件至濾波器的布線盡量用粗導(dǎo)線。微機測控技術(shù)79 2）電源后面的一段布線 采用雙絞線，雙絞線的絞距要小。如導(dǎo)線較粗，無法扭絞時，應(yīng)把線間的距離縮到最短； 交流線、直流穩(wěn)壓電源線、邏輯信號線和模擬信號線、繼電器等感性負載驅(qū)動線、非穩(wěn)壓的直流線均應(yīng)分開布線。微機測控技術(shù)80 3） 電路的公共線 電路中盡量避免公共線，在公共線上，某一負載的變化引起的壓降，都會影響其它負載； 公共線不能避免時，必須把公共線加粗，以降低阻抗。 微機測控技術(shù)81七、印

30、刷電路板抗干擾印刷電路板的特點： 1）器件、信號線、電源線的高度集合體； 2）印刷電路板設(shè)計的好壞，對抗干擾能力影響很大； 3）必須符合抗干擾的設(shè)計原則。微機測控技術(shù)82印刷電路板常用抗干擾措施 1、合理布置印制電路板上的器件 2、合理分配印刷電路板插腳 3、印刷電路板合理布線 4、電源線的布置 5、印刷電路板的接地線設(shè)計 6、印刷電路板的屏蔽 7、去耦電容器的配置 微機測控技術(shù)831、合理布置印制電路板上的器件 基本原則： 1）器件間電氣干擾小 2）易于散熱微機測控技術(shù)84減小電氣干擾的方法 1）將器件按功率大小及抗干擾能力的強弱分類集中布置； 2）大功率強電器件作為一類集中布置(電源變壓器

31、和輸出驅(qū)動器件等)； 3）數(shù)字邏輯器件作為一類集中布置；微機測控技術(shù)85 4）易受干擾的模擬器件作為一類集中布置； 5）各類器件之間應(yīng)盡量遠離，防止相互干擾； 6）每一類器件又可按照減小電氣干擾原則再進一步分類布置。微機測控技術(shù)86散熱的措施 原因：使電路穩(wěn)定可靠地工作； 方法： 1）發(fā)熱元器件要考慮通風散熱，必要時要安裝散熱器； 2）發(fā)熱元器件要分散布置，不能集中； 3）對熱敏感元器件要遠離發(fā)熱元器件或進行熱屏蔽；微機測控技術(shù)872、合理分配印刷電路板插腳 1）在印刷電路板插入總線擴展槽中使用時，為抑制線間干擾，對印制電路板的插腳須合理分配； 2）為減小強信號輸出線對弱信號輸入線干擾，將輸入、輸出線分置于印刷板兩側(cè)，相互分離。 3）地線設(shè)置在輸入、輸出信號線的兩側(cè)，減小信號線寄生電容的影響，起到一定的屏蔽作用。 微機測控技術(shù)883、印刷電路板合理布線印刷電路板的布線原則： 1) 線間距離要盡量加大，