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1、第六章抗干扰技术第一节干扰的来源和途径传感器是自动检测系统中的“感觉器官”，它的反应灵敏度、测量误差、线性度、迟滞等性能指标会影响整个系统的性能，有时对整个检测系统、自动化生产线等设备的性能有决定性的影响。除了传感器本身的性能指标外,生产现场中存在的各种干扰问题也会使自动检测系统发生一些故障、误动作、甚至造成计算机的“死机”和系统的严重故障。这些干扰如有些生产现场大能耗设备多,特别是大功率感性负载的启、停往往会使电网产生几百伏甚至几千伏的尖脉冲干扰,供电电压的波动,各种信号线绑扎在一起或走同一根多芯电缆,信号线间的干扰,空间各种电磁、
2、气象条件、雷电甚至地磁场的变化也会干扰传感器的正常工作。此外,生产现场温度、湿度的变化可能引起电路参数发生变化等等。以上各种情况都可能引起自动检测系统、传感器的工作异常。为了保证自动检测系统的正常工作，必须采用相应的措施，将各种干扰消除或抑制干扰，使系统正常工作。噪声“噪声”的广义的定义就是：“在处理过程中设备自行产生的信号”，这些信号与输入信号无关。噪声的来源第一种是元器件产生的固有噪声，电路中几乎所有的元器件在工作时都会产生一定的噪声，晶体管、电阻、电容，这种噪声是连续的，基本上是固定不变的。好在现在很多优质元器件的固有噪声都很小
3、，在设计电路时选择优质元器件就可以把这种噪声压制到非常小的水平，小到我们根本不会听见。第二种噪声来源于电路本身的设计失误或者安装工艺上的缺陷，电路设计失误往往会导致电路的轻微自激（一种自由振荡状态）。安装工艺失误，比如接插件接触不良，接触表面形成二极管效应或者接触电阻随温度、振动等影响发生变化而导致信号传输特性变化，产生噪声。还有元器件排布上的失误，将高热的元器件排布在对温度敏感的元器件旁边，或者将一些有轻微振动的元器件放在对振动敏感的元器件旁边，或者没有足够的避震措施……等等都会产生一定的噪声。这些噪声可以说都是人为造成的，对于经验
4、丰富的电子设计师来说，这些噪声都是可以避免或者大大减轻的。第三种噪声则是非常广泛的，也是经常被提起的干扰噪声。噪声的来源我们把噪声的来源分为内部和外部两种，由于实验室的测试条件通常都十分优越，所以在这种条件下测试的信噪比指标实际是设备内部噪声的反应，内部噪声主要是由于电路设计、制造工艺等因素，由设备自身产生的。而外部噪声是由设备所在的电子环境和物理化学环境（自然环境）所造成的。外部噪声通常被称为“干扰”，这种干扰可能是电磁干扰，也可能是机械振动干扰，也可能来自温度变化的干扰……总之，都不是器材自身产生的。于是此时另一个不太起眼的指标凸
5、现出了它的意义－电磁兼容性。电磁兼容性电磁兼容性有两个层次的含义，一是设备在运行时不会对其它设备产生干扰，二是耐受干扰的能力强，在一定的外界干扰下仍能正常工作。第一层意思容易理解，而第二层意思对于音响设备来说，还有更进一步的含义，那就是如何定义“正常工作状态”。这个正常工作不应该仅仅是“出声就好”，还应该是保证一定的性能指标，这其中就包括有信噪比。也就是说，一个电磁兼容性能优良的设备器材，在一定的外界干扰条件下，其信噪比指标不应该有明显的劣化。实际上，很多音响产品在电路设计中都有“电磁兼容”的影子，比如在电源输入端设计滤波器、压敏电阻
6、，外壳采用金属材料，内部信号线采用屏蔽线等等，实践证明，这些措施对于抑制干扰有很大的作用。信噪比信噪比，英文名称叫做SNR或S/N（SIGNAL-NOISERATIO)，又称为讯噪比。是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处理的电子信号，噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号（或信息），并且该种信号并不随原信号的变化而变化。狭义来讲是指放大器的输出信号的功率与同时输出的噪声功率的比，常常用分贝数表示，设备的信噪比越高表明它产生的噪声越少。一般来说，信噪比
7、越大，说明混在信号里的噪声越小，声音回放的音质量越高，否则相反。信噪比一般不应该低于70dB，高保真音箱的信噪比应达到110dB以上。一、干扰的种类要消除干扰,首先要分清干扰源是什么,干扰的途径是什么,干扰信号是怎样进入系统的等问题,只有这样,才能针对不同问题,采用不同的措施。(一)电和磁的干扰电和磁可以通过电路和磁路对系统产生干扰作用,电场和磁场的变化在系统的有关电路或导线中感应出干扰电压,从而影响系统的正常工作。(二)机械干扰机械振动和冲击,使系统中的仪表或某些装置的电气元件发生振动、变化等,从而影响系统的正常工作。(三)热干扰设
8、备和元器件在工作时产生的热量所引起的温度波动以及环境温度的变化引起仪表和测量装置中电路的元器件参数发生变化,从而影响系统的正常工作。(四)光干扰测量仪表或传感器所使用的半导体元件在光作用下会改变其导电性能,从而影响系统的
