過程通道數(shù)據(jù)采集

過程通道數(shù)據(jù)采集第一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二內(nèi)容提要概述模擬量輸入通道D/A與A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)模擬量輸出通道過程通道的抗干擾措施小結(jié)第二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施干擾的來源◆從系統(tǒng)電源或電源引線（包括地線）侵入的干擾◆從系統(tǒng)的信號(hào)輸入輸出傳輸通道引入的干擾◆空間電磁干擾◆靜電噪聲◆其它環(huán)境因素引起的干擾參見：pp.103,4-12第三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（2）干擾的分類◆不論什么樣的干擾源，對(duì)計(jì)算機(jī)的干擾總是通過傳導(dǎo)和直接輻射兩種途徑進(jìn)入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的，其耦合的方式有靜電耦合、互感耦合、共阻抗耦合、電磁場輻射耦合等◆按干擾的作用方式不同，可以分為常態(tài)和共態(tài)干擾兩種第四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（3）◆常態(tài)干擾：疊加在被測信號(hào)上的干擾噪聲，又稱為串模干擾第五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（4）◆共態(tài)干擾：A/D轉(zhuǎn)換器兩個(gè)輸入端上公有的干擾電壓，又稱為共模干擾第六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（4）常態(tài)干擾的抑制◆若常態(tài)干擾頻率比被測信號(hào)頻率高，則采用輸入低通濾波器來抑制高頻常態(tài)干擾；若常態(tài)干擾頻率比被測信號(hào)頻率低，則采用輸入高通濾波器來抑制低頻常態(tài)干擾；若常態(tài)干擾頻率落在被測信號(hào)頻譜的兩側(cè)，則應(yīng)用帶通濾波器較為適宜

參見謝p.70圖3-39二級(jí)阻容濾波網(wǎng)絡(luò)第七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（6）◆當(dāng)尖峰型常態(tài)干擾成為主要干擾源時(shí)，用雙斜率積分式A/D轉(zhuǎn)換器可以削弱常態(tài)干擾的影響

(輸入信號(hào)的平均值,非瞬時(shí)值)◆在常態(tài)干擾主要來自電磁感應(yīng)的情況下，對(duì)被測信號(hào)應(yīng)盡可能早地進(jìn)行前置放大，或者盡可能早地完成A/D變換或采取隔離和屏蔽等措施◆從選擇邏輯器件入手，利用邏輯器件的特性來抑制常態(tài)干擾(邊沿觸發(fā)？)第八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（7）◆若常態(tài)干擾的變化速度與被測信號(hào)相當(dāng)，則可采取下述方法：

—

從根本上消除產(chǎn)生常態(tài)干擾的原因，對(duì)測量儀表進(jìn)行良好的電磁屏蔽

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利用數(shù)字濾波技術(shù)對(duì)已進(jìn)入計(jì)算機(jī)的帶有常態(tài)干擾的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理第九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（8）共模干擾的抑制◆為了衡量一個(gè)輸入電路抑制干擾的能力，常用共模抑制比CMRR（CommonModeRejectionRate）來表示：

式中是共模干擾電壓，是由轉(zhuǎn)化成的常態(tài)干擾電壓。CMRR越大，表明抗共模干擾能力越強(qiáng)。第十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（9）◆利用雙端輸入的運(yùn)算放大器作為A/D轉(zhuǎn)換器前面的前置放大器（差動(dòng)放大器,F007)）

第十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（10）

◆

利用變壓器或光電耦合器把各種模擬負(fù)載與數(shù)字信息源隔離開來，也就是把“模擬地,GND”與“數(shù)字地,COM”斷開

★光電耦合器能隔離干擾的原因

—輸入阻抗?。?kΩ以下

—干擾形式一般為大電壓、小電流，而光電耦輸入發(fā)光管在電流狀態(tài)下工作，故可被抑制

—光耦在封閉狀態(tài)下工作

—輸入回路與輸出回路之間分布電容小，而絕緣電阻大第十二頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（11）◆采用浮地輸入雙層屏蔽放大器來抑制共模干擾

工作原理?第十三頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（12）◆用儀表放大器提高共模干擾抑制比

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儀表放大器具有共模抑制能力強(qiáng)、輸入阻抗高、漂移低、增益可調(diào)等特點(diǎn),是一種專門用來分離共模干擾器件第十四頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（13）其它干擾措施

◆采用雙絞線傳輸信號(hào)

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與同軸電纜相比，雙絞線頻帶窄而波阻高，抗共模噪聲能力強(qiáng)

第十五頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（14）◆對(duì)來自電源或由電源回路產(chǎn)生的干擾的處理措施：

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在邏輯電路板上的電源線與地線的布線盡可能短，防止布成回路型或菊花鏈環(huán)狀型

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在每一塊集成電路芯片的電源與地引入端接一個(gè)無感的瓷片電容器，其容量一般為0.01~0.1μF(102,104)

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若一個(gè)裝置中有多塊邏輯電路板，則一般在電源和地線的引入處附近并接一個(gè)10～100μF的大電容和一個(gè)0.01~0.1μF的無感瓷片電容

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防止驅(qū)動(dòng)器通過邏輯電路板的電源線和地線引入干擾第十六頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（15）◆對(duì)輸出電路干擾采取的措施輸出電路干擾采取的措施少見,但★可以把同一類型的所有輸出驅(qū)動(dòng)器的輸出線以及交流、直流供電線等聚集在一起，套以獨(dú)立的鐵殼屏蔽管，并遠(yuǎn)離其它類型的輸入輸出等信號(hào)線

第十七頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（16）★

對(duì)直流輸出驅(qū)動(dòng)器來說，大電流直流信號(hào)應(yīng)采用外接線，有時(shí)還用獨(dú)立的直流電源來提供電流第十八頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（17）★采用能抑制交流電源干擾的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)電源第十九頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（18）

★采用公共接地點(diǎn)SGP第二十頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（19）

★當(dāng)計(jì)算機(jī)現(xiàn)場的強(qiáng)電設(shè)備較多時(shí)，采用三相隔離變壓器來減小外來的電網(wǎng)干擾第二十一頁，共二十三頁，編輯于2023年，星期二過程通道的抗干擾措施（20）★采用軟件的抗干擾技術(shù)：看門狗（Watchdog）第二十二頁，共二