电子产品设计与制作实训-抗干扰技术.pdf

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1、抗干扰技术本章学习干扰的来源及防护方法、电子电路系统中的电磁兼容原理及对策，学习掌握电子电路系统的抗干扰技术。2014/3/31第一部分干扰源及防护干扰与噪声在非电量测量过程中，往往会发现总是有一些无用的背景信号与被测信号叠加在一起，这称为干扰，有时也采用噪声这一习惯用语。噪声对检测装置的影响必须与有用信号共同分析才有意义。衡量噪声对有用信号的影响常用信噪比（S/N）来表示，它是指在信号通道中，有用信号功率P与噪声功率PSN之比，或有用信号电压U与噪声电压U之比。信噪比常用SN对数形式来表示，单位为dB，即S/N=1

2、0lg（P/P）=20lg（U/U）（dB）SNSN在测量过程中应尽量提高信噪比，以减少噪声对测量结果的影响。2014/3/32微观经济学讲稿1噪声源及干扰源一、机械干扰机械干扰是指机械振动或冲击使电子检测装置中的元件发生振动，改变橡胶垫脚及弹簧了系统的电气参数，造成可逆或不可逆的影响。对机械干扰，可选用专用减振弹簧-橡胶垫脚或吸振橡胶海绵垫来降低系统的橡胶谐振频率，吸收振动的能海绵软垫量，从而减小系统的振幅。2014/3/33二、湿度及化学干扰用绝缘漆浸当环境相对湿度增加时，物体渍过的控制表面就会附着一层水膜，并渗

3、入材变压器料内部，降低了绝缘强度，造成了漏电、击穿和短路现象；潮湿还会加速金属材料的腐蚀，并产生原电池电化学干扰电压；在较高的温度下，潮湿还会促使霉菌的生长，并引起有机材料的霉烂。某些化学物品如酸、碱、盐、各种腐蚀性气体以及沿海地区由海风带到岸上的盐雾也会造成与潮湿类似的漏电腐蚀现象，必须采取以下措施来加以保护：浸漆、密封、浸漆可防止水分定期通电加热驱潮等。2014/3/3进入线圈内部4微观经济学讲稿2仪器设备的防潮试验喷淋试验2014/3/35三、热干扰热量，特别是温度波动以及不均匀的温度场对检测装置的干扰主要体现

4、在以下几个方面：元件参数的变化（温漂）、接触热电势干扰、元器件长期在高温下工作时，引起寿命和耐压等级降低等。克服热干扰的防护措施有：选用低温漂元件，采取软、硬件温度补偿措施，选用低功耗、低发热元件，提高元器件规格余量，仪器的前置输入级远离发热元件，加强散热、采用热屏蔽等。2014/3/36微观经济学讲稿3散热实例散热风扇2014/3/37四、固有噪声干扰在电路中，电子元件本身产生的、具有随机性、宽频带的噪声称为固有噪声。最重要的固有噪声源是电阻热噪声、半导体散粒噪声和接触噪声等。固有噪声可以从喇叭或耳机中反映出来，但

5、更多的时候是反映在输出电压的无规律跳变上。2014/3/38微观经济学讲稿4五、电、磁噪声干扰电磁波可以通过电网以及直接辐射的形式传播到离这些噪声源很远的检测装置中。在工频输电线附近也存在强大的交变电场，在强电流输电线附近存在干扰磁场，他们将对十分灵敏的检测装置造成干扰。由于这些干扰源功率强大，要消除他们的影响较为困难，必须采取多种措施来防护。2014/3/39第二部分单片机应用系统中的电磁兼容原理一、电磁兼容（EMC）概念我国从２０世纪80年代至今已制定了上百个电磁兼容的国家标准，强制要求多数电气设备必须通过相关电

6、磁兼容标准的性能测试，否则为不合格产品。通俗地说，电磁兼容是指电子系统在规定的电磁干扰环境中能正常工作的能力，而且还不允许产生超过规定的电磁干扰。2014/3/310微观经济学讲稿5二、电磁干扰的来源电磁干扰源分为两大类：自然界干扰源和人为干扰源，后者是检测系统的主要干扰源。1.自然界干扰源包括地球外层空间的宇宙射电噪声、太阳耀斑辐射噪声以及大气层的天电噪声。后者的能量频谱主要集中在30MHz以下，对检测系统的影响较大。2.人为干扰源又可分为有意发射干扰源和无意发射干扰源。2014/3/311自然界干扰源和人为干扰源

7、X光机产生大功率高频干扰闪电产生电磁场干扰2014/3/312微观经济学讲稿6自然界干扰源和人为干扰源（续）变电站会产生50Hz的高次谐波干扰以及电晕放电干扰雷达会产生大功率高频干扰2014/3/313电吹风机干扰电视机的演示电吹风机产生的电磁波干扰以两种途径到达电视机：一是通过共用的电源插座，二是以空间电磁场传输的方式由电视机的天线接收。应设法切断这些干扰途径。2014/3/314微观经济学讲稿7路和场的干扰路的干扰必须在干扰源和被干扰对象之间有完整的电路连接，干扰沿着这个通路到达被干扰对象。例如通过电源线、变压器

8、引入的干扰；场的干扰不需要沿着电路传输，而是以电磁场辐射的方式进行。例如，电源线对传感器的信号线的电场耦合干扰；又如电焊机电缆上的强电流对信号线的磁场耦合干扰。2014/3/3151．通过路的干扰由泄漏电阻引起的干扰1-干扰源2-仪器输入端子3-仪器的输入电阻R-漏电阻当仪器的信号输入端子与220V电源进线端子之间产生漏电、印制电路板上前置级