检测系统噪声与干扰的综合分析

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1、武汉理工大学《现代检测技术与系统》课程论文检测系统噪声和干扰的综合分析摘要：本文从研究分析引起干扰的途径出发，指明检测系统信号线、电源以及系统的接地不良所形成的地电位差等是产生噪声干扰的主要途径，进而对一些有效的噪声干扰抑制技术进行了分析，得出采取合理有效的抗干扰措施能确保电路正常工作。关键词：检测系统；噪声；干扰源ThecomprehensiveanalysisofnoiseandinterferenceindetectionsystemLuHaoInformationEngineeringcollege,WuhanUniversityofT

2、echnology,WuhaninChina,430070Abstract:Thispaperatfirstanalysesthewayandthereasonoftheproductionoftheinterferencesthatappearinmodernelectronicsystems,pointoutthatdetectionsystemsignallines,powersupplyandpotentialdifferencecausedbytheimperfectearthisthemainwaytoproducenoise.Fu

3、rthermore,someeffectivenoiseinterferencesuppressiontechniquesareanalyzed,andconcludedthattakereasonableandeffectiveanti-interferencemeasurescanensurenormalworkingcircuit.Keywords:detectionsystem,noise,interferencesources1.引言噪声，通指为任何对系统不能提供有用信息的信号。噪声所造成的不良效应称为干扰。根据噪声进入检测系统的方式

4、以及与有用信号的关系，可将噪声干扰分为差模干扰和共模干扰。噪声形成干扰必须同时具备三个要素，即噪声源，对噪声敏感的接收电路和由噪声源到接收电路的耦合通道。随着检测设备的日趋小型化、集成化、微机化，在极小的空间里要处理大量信息，而许多信号又是微弱的模拟信号，所以干扰问题显得越来越突出。由于这些干扰的影响，轻则影响测量精度，降低检测装置的分辨率和灵敏度，重则使检测系统无法正常工作，特别是在利用测量结果进行控制的系统中，会导致控制失灵，降低产品质量，甚至损坏设备，造成事故。因此在检测系统的设计、制造、安装和使用中都必须充分注意抗干扰问题。2.噪声干扰

5、途径的讨论噪声来源于噪声源，广泛存在于工业生产过程的参数检测和过程控制系统中。对数据采集系统影响最甚的噪声源有可控硅开关线路、动力线路、各类电机、继电器、接触器等产生的电灭花。特别是使用可控硅控制的电源电路，由于可控硅通断时所造成的相位、电流的急剧变化会产生从工频到甚高颇范围的噪声，成为对系统产生较大影响的干扰。从原理上来说，形成噪声干扰的方式可以是导线传导(直接传导耦合)、共阻杭(包括泄漏电导)耦合、电场(电容)耦合和磁场(电感)耦合等。通常，在实际的监控系统中要具体判断、寻找影响检测系统的噪声源、噪声造成干扰的耦合通道是相当复杂的，有时甚至

6、是非常困难的。1)噪声经导线直接耦合到系统中造成干扰是最常见的一种干扰，往往被人们所忽视，由于传感器输出的信号电平较低，若传感器的输出线经强噪声源时，即使拾取微弱的噪声并传导到系统输入端而造成对系统的干扰也不可忽视。2)6检测系统中有两个或两个以上电路共用同一电源或有公共地线时，其中一个电路电流的任何变化均会影响到另一个电路。这种干扰是由公共阻抗:电源输击阻抗(包括电源内阻、与电路连接的公共线路阻抗等)，接地线的公共阻抗的耦合所造成的。因此它是一个影响较大的干扰，往往不受人们的注意。3)当检测系统电路有两个或两个以上接地时，接地电位差形成的共模

7、噪声电压将在系统的输入端以差模噪声出现，对系统构成干扰。接地电位差是一个主要噪声源，经常遇到的是传感器的现场地与系统接地处处于不同电位，有时电位差竟高达数十伏，对系统产生极为严重的干扰。4)干扰源以电压形式出现，干扰源与系统之间就存在电场耦合，这种耦合等效为电容耦合。1.传感器电路的内部噪声3.1高频热噪声高频热噪声是由于导电体内部电子的无规则运动产生的。温度越高，电子运动就越激烈。导体内部电子的无规则运动会在其内部形成很多微小的电流波动，因其是无序运动，故它的平均总电流为零，但当它作为一个元件(或作为电路的一部分)被接入放大电路后，其内部的电

8、流就会被放大成为噪声源，特别是对工作在高频频段内的电路高频热噪声影响尤甚。通常在工频内，电路的热噪声与通频带成正比，通频带越宽，电路热噪声的影响就越大