《硬件抗干扰技术》PPT课件

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1、第六章抗干扰技术6.1硬件抗干扰6.2软件抗干扰1GeSibo,DepartmentofAutomation6.1硬件抗干扰技术6.1.1干扰的来源和传播途径6.1.2过程通道抗干扰6.1.3系统供电与接地硬件抗干扰2GeSibo,DepartmentofAutomation一、干扰的定义：所谓干扰，就是有用信号以外的噪声造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。二、研究干扰的目的：抑制或消除干扰。三、研究方法:分析干扰的来源及传播途径，然后采用相应的措施。3GeSibo,DepartmentofAutomation一、干扰的来源：对于过程控制计算机系统来说，干扰既可能来源于外部，

2、也可能来源于内部。外部干扰主要是空间电或磁的影响。如：输电线和电器设备发出的电磁场，太阳或其他天体辐射出的电磁波，电源电网的波动、大型用电设备(如天车、电炉、大电机、电焊机等)的启停、传输电缆的共模干扰等。甚至气温、湿度等气象条件也是外来干扰。1.外部干扰：指那些与系统结构无关，而是由外界环境因素决定的。6.1.1干扰的来源和传播途径--干扰的来源4GeSibo,DepartmentofAutomation2.内部干扰:是由系统结构、制造工艺决定的。内部干扰主要是系统的软件干扰、分布电容、分布电感引起的耦合感应，电磁场辐射感应，长线传输的波反射，多点接地造成电位差引起的干扰，寄

3、生振荡引起的干扰，甚至元器件产生的噪声也属于干扰。6.1.1干扰的来源和传播途径--干扰的来源5GeSibo,DepartmentofAutomation二、干扰的传播途径主要有以下几种传播途径：传导耦合、静电耦合，磁场耦合，公共阻抗耦合等。静电耦合：干扰信号通过分布电容进行传递称为静电耦合。系统内部各导线之间，印刷线路板的各线条之间，变压器线匝之间和绕组之间，元件之间、元件与导线之间都存在着分布电容。既然有分布电容存在，就可以对频率的干扰信号提供1/jc的电抗通道，电场干扰就可以取道窜入，对系统形成干扰。传导耦合：干扰由导线进入电路中称为传导耦合。电源线、输入输出信号线都

4、是干扰经常窜入的途径。6.1.1干扰的来源和传播途径--干扰的传播途径6GeSibo,DepartmentofAutomation两平行导体间的电容耦合~VnV1RC1gC2gC12~C12C1gRC2gVnV1导体1导体26.1.1干扰的来源和传播途径--干扰的传播途径7GeSibo,DepartmentofAutomation如果导体1上有干扰源V1存在，导体2为接受干扰的导体，则导体2上出现的干扰电压Vn为当导体2对地电阻R很小，使Vn可近似表示为这表明干扰电压Vn与干扰源频率和幅值V1、输入阻抗R、耦合电容C12成正比关系。~VnV1RC1gC2gC126.1.1干扰

5、的来源和传播途径--干扰的传播途径8GeSibo,DepartmentofAutomation当导体2对地电阻R很大，使Vn可近似表示为在这种情况下，干扰电压Vn由电容C12和C2g的分压关系及V1所确定，其幅值比前种情况大的多。6.1.1干扰的来源和传播途径--干扰的传播途径9GeSibo,DepartmentofAutomation磁场耦合：是通过导体间互感耦合进来的。在任何载流导体周围空间中都会产生磁场，而交变磁场则对其周围闭合电路产生感应电势。在设备内部，线圈或变压器的漏磁会引起干扰；在设备外部，当两根导线平行架设时，也会产生干扰。两导体间的磁场耦合~~V1VnR3R2

6、R1M导体1导体2I1其中，为感应线磁场交变角频率，M为两根导线之间的互感，I1为导线1中的电流。由于感应电磁场引起的耦合，其感应电压Vn为：6.1.1干扰的来源和传播途径--干扰的传播途径10GeSibo,DepartmentofAutomation公共阻抗耦合：发生在两个电路的电流流经一个公共阻抗时，一个电路在该阻抗上的电压降会影响到另一个电路。如印刷电路板上的“地”，实质上就是公共回流线，由于它仍然有一定的电阻，各电路之间通过它产生信号耦合。系统中往往是多个电路共用一个电源，各电路的电流都流经电源内阻Rn和线路电阻RL，Rn和RL就成为各电路的公共阻抗。每一个电路的电流

7、在公共阻抗上造成的压降都将成为其它电路的干扰信号。可分为共电源干扰电压和共地干扰电压。6.1.1干扰的来源和传播途径--干扰的传播途径11GeSibo,DepartmentofAutomation1、共电源干扰电压：如下图所示，在一块印刷线路板上各电路有公共电源线，各独立电路回流通过公共回流线电阻Rpi和Rni（I=1，2，…，n）产生压降公共电源线的阻抗耦合Rp1RpnRn2Rn1Rp2Rnn它们分别耦合进各级电路形成干扰。6.1.1干扰的来源和传播途径--干扰的传播途径12GeSibo,