电子电路的抗干扰技术.ppt

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1、3.5屏蔽、接地、浮置与其他干扰抑制技术3.6电源变压器与工频干扰3.7通过布线减小干扰3.8软件抗干扰技术思考与练习题第三讲电子电路的抗干扰技术(二)3.5.2接地技术1.接地的概念和目的在电子测量系统中，地的含义包括两种。一是代表一个系统或一个电路的等电位参考点，接地的目的是为系统或电路的各部分提供一个稳定的基准电位，并以低的阻抗为信号电流回流到信号源提供通路。这种地又称为信号地。显然，没有信号地，系统或电路是无法工作的。二是指地球的大地。系统或电路的某些部分需要与该地连接，接地的目的是为电气设备提供一个保护接地，或者是满足静电屏蔽的需要。2.电

2、子测量系统中的多种地线1）保护地线为了安全起见，作为三相四线制电源电网的零线、电气设备的机壳、底盘以及避雷针等都需要接大地。对于单相电，为了保证用电的安全性，也应采用具有保护接地线的单相三线制配电方式。图3-12是220V三线制交流配电原理图。“火线”上装有熔断丝，保护地线应与设备外壳相连。当电流超过容限时，熔断丝切断电源，但不管漏电流大小或熔断丝是否熔断，用电设备外壳始终保持地电位，从而保障了人身安全。图3-12单相三线制配电原理图2）信号地线电子测量系统中的地线除特别说明是接大地的以外，一般都是指作为电信号的基准电位的信号地线。信号地线又可分

3、为两种：模拟地和数字地。模拟地是模拟信号的零电位公共线。因为模拟信号一般较弱，所以对模拟地要求较高。数字地是数字信号的零电位公共线。由于数字信号一般较强，故对数字地要求可低些。但由于数字信号处于脉冲工作状态，动态脉冲电流在杂散的接地阻抗上产生的干扰电压，即使尚未达到足以影响数字电路正常工作的程度，但对于微弱的模拟信号来说，往往已成为严重的干扰源。为了避免模拟地与数字地之间的相互干扰，二者应分别设置。3）信号源地线信号源地线是传感器本身的零电位基准公共线。传感器可看做是测量装置的信号源。通常传感器安装在生产现场，而显示、记录等测量装置则安装在离现场有一定

4、距离的控制室内，在接地要求上二者不同。4）负载地线负载的电流一般较前级信号大得多，负载地线上的电流在地线中产生的干扰作用也大，因此负载地线和放大器的信号地线也有不同的要求。有时二者在电气上是相互绝缘的，它们之间通过磁耦合或光耦合传输信号。在电子测量系统中，上述四种地线应分别设置。在电位需要连通时，可选择合适位置做一点相连，以消除各地线之间的干扰。3.电路一点接地原则1）单级放大电路的一点接地如图3-13（a）所示，单级选频放大器的原理电路上有7个线端需要接地。如果只从原理图的要求进行接线，则这7个线端可以接在接地母线任意不同位置。这样，不同接地点

5、间的电位差就有可能成为这级电路的干扰信号。因此，应采用图3-13（b）所示的一点接地方式。图3-13单级电路的一点接地(a)多点接地方式；(b)一点接地方式2）多级电路的一点接地图3-14（a）所示的多级电路利用一段公用地线后，再在一点接地，它虽然避免了多点接地可能产生的干扰，但是在这段公用地线上却存在着A、B、C三点不同的对地电位差，其中UA＝(I1+I2+I3)R1，UB＝UA+(I2+I3)R2，UC＝UB+I3R3。图3-14多级电路的一点接地(a)一点接地的串联方式；(b)一点接地的并联方式当各级电平相差不大时，这种接地方式还勉强可以使用

6、。如果各电路的电平相差很大时，就不能使用。因为高电平电路将会产生较大的地电流并干扰到低电平电路。这种利用一段公用地线多级接地方式的优点是布线简便，因此常应用在级数不多，各级电平相差不大以及抗干扰能力较强的数字电路。在使用这种接地方式时还应注意把低电平的电路放在距接地点最近的地方，因为该点最接近于地电位。3)放大器与信号源的接地图3-15（a）为放大器与信号源的两点接地方式。其中Us为信号源电压，Rs为信号源内阻，Rc为引线电阻。对于微弱信号的放大电路，信号源地与放大器地之间存在着地电阻RG，当某种干扰电流流过此电阻时，就会形成共模干扰UG。其等效电路如图

7、3-15（b）所示。图3-15放大器与信号源的接地方式(a)放大器与信号源两点接地；(b)两点接地等效电路；(c)一点接地等效电路3.5.3浮置技术浮置又称浮空、浮接，它指的是电子测量系统的输入信号放大器公共线(即模拟信号地)不接机壳或大地。对于被浮置的测量系统，测量电路与机壳或大地之间无直流联系。图3-16浮置的温度测量系统图3-16所示的温度测量系统中，其前置放大器通过三个变压器与外界联系。B1是输出变压器，B2是反馈变压器，B3是电源变压器。前置放大器的两个输入端子均不接外壳和屏蔽层，也不接大地。两层屏蔽之间互相绝缘，外层屏蔽接大地，内层屏蔽

8、延伸到信号源处接地。从图中可明显看出，采用浮置后地电位差所造成的干扰电流大大减小