微机系统的抗干扰技术

2015-3-31 07:26|编辑:电工学习网|查看:4081|评论: 0

一、物理性隔离
　　加大受扰电路、器件、或装置与干扰源之间的距离，是降低干扰的一种最行之有效的措施。在实际布线时，布置得顺序是：低电平模拟信号，一般数字电路，交流控制装置，直流动力装置，交流动力装置等。
二、屏蔽
　　为了将电子设备产生的电场或磁场限制在某一规定的空间范围内，或为了使设备或元件不受外部电磁场的影响，常常采用隔离屏蔽措施。
　　1．静电屏蔽
　　2．低频磁场屏蔽
　　3．电磁屏蔽
三、接地
　　“地”理解为电路中的公共点或参考点，接地可理解为接一个等电位点，这个等电位点作为电位为“0”的参考，往往与大地电位相同，因而成为接地。但接地并非一定接大地。
　　根据接地作用，下面着重讨论
　　1．安全接地
　　在强电控制系统中, 为防止人身安全, 防止触电事故, 在中性点不接地电网中, 将电机和机床外壳接地实行保护。在电源中性点直接接地的低压中, 将电气设备的金属外壳接在中线上, 实行保护性接零
　　2．信号接地
　　信号地线是指各信号的公共参考电位线。
　　3．电线屏蔽层的接地
　　当放大器与传感器距离较远，信号传输线要采用屏蔽导线，并且屏蔽层应接地，以防止外界干扰。
四、过程输入/输出信号的隔离
　　目前的微机系统中，对于数字量的输入信号，大部分都利用光电隔离器，也有一些使用脉冲变压器隔离和运算放大器隔离；对于数字量输出信号也是主要利用光电隔离。而在许多场合下如钢厂等控制中，还要大量使用继电器接点作为数字量输出隔离器件；对于模拟量输入信号，则许多场合下采用调制—解调式隔离放大器、运算放大器等；模拟量输出信号隔离则可采用直流电压隔离法及变换隔离法等。
　　1．光电隔离法
　　光电耦合是一种光电结合器件, 输入端是发光器件( 发光二机管) , 输出端由光接受器件( 光敏三极管) 组成。当工作电流达到发光二极管工作电流时, 二极管将电信号转换成光信号, 光敏三极管接收发光二极管发出的光信号, 并将它转换成电信号, 整个传输过程是通过一种电光电的转换完成的, 在电路上是完全隔离的
　　2．脉冲变压器隔离
　　脉冲变压器工作原理利用铁心的磁饱和性能把输入的正弦波电压变成窄脉冲形输出电压的变压器。可用于燃烧器的点火、晶闸管的触发等。脉冲变压器结构为原绕组套在断面较大的由硅钢片叠成的铁心柱上，副绕组套在坡莫合金材料制成的断面较小的易于高度饱和的铁心柱上，在两柱中间可设置磁分路。电压和磁通的关系，输入电压是正弦波，在左面铁心中产生正弦磁通。右面铁心中磁通高度饱和，是平顶波，它只有在零值附近发生变化，并立即饱和达到定值。当右磁通过零值的瞬间，在副绕组中就感应出极陡的窄脉冲电动势。磁分路有气隙存在，基本上按线性变化，与漏磁相似，其作用在于保证左磁通为正弦波。
　　3．模/数变换隔离电路
　　其输入信号可以被设置为缓冲方式,在缓冲方式下能消除大的源阻抗的影响并通过一个RC滤波器对噪声进行滤波和衰减RFI;所有的输入信号都可以直接接入而不需要其他的信号放大环节进行调理,使其更适用于宽动态范围和低频信号的测量,如温度、应力、压力传感器等信号。
　　4．运算放大器隔离
　　运算放大器有输入电阻无穷大，输出电阻几乎为零的特点，因此电压跟随器可以从信号源那里获取尽可能多的电压信号，而在输出端负载能力更强。这?既可以传输型号，又不会因为负载的原因导致信号发生变化。
五、滤波
　　滤波器可以抑制交流电源线上输入的干扰及信号传输线上感应的各种干扰，常用的滤波器件有电感、电容、电阻及压敏电阻等。
　　1．交流电源滤波器
　　2．信号传输线的滤波
　　3．去耦滤波
六、利用浪涌吸收器吸收浪涌噪声
　　电路在雷击或接通、切断电感负载或切换大型负载时常常会产生很高的操作电压，这种瞬时过电压(或电流)称为浪涌电压(或浪涌电流)，也是一种瞬变干扰。
　　常用的浪涌吸收器件有：
　　1．氧化锌压敏电阻
　　2．直流浪涌吸收电路
　　3．交流浪涌吸收电路
　　4．放电管
　　5．新型半导体雪崩二极管