第2章5节 硬件抗干扰技术ppt课件.ppt

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1、2.5硬件抗干扰技术抗干扰措施硬件、软件、软硬结合外部干扰电磁波、温度、湿度、粉尘等内部干扰分布电容、分布电感、电磁场辐射、长线传输的波反射、多点接地造成的电位差、寄生振荡、元器件产生的噪声2.5.1过程通道抗干扰技术1.串模干扰及其抑制方法（1）串模干扰（常态干扰）叠加在被测信号上的干扰噪声。（2）串模干扰的抑制方法①采用低通/高通/带通滤波器②如主要干扰为尖峰型，用双积分式A/D转换器。二级阻容低通滤波网络③如主要干扰为电磁感应，对被测信号尽早进行前置放大，完成模/数转换，采取隔离和屏蔽措施。④利用逻辑器件的特性来抑制串模干扰。利用高阈值电平

2、器件抑制低频噪声干扰；采用低速器件或电容器抑制高频干扰。⑤选用带屏蔽的双绞线或同轴电缆做信号线，且有良好接地，对测量仪表进行电磁屏蔽。2.共模干扰及其抑制方法（1）共模干扰（共态干扰）模/数转换器两输入端公有的干扰电压。单端对地对于共模干扰，必须采用双端输入不对地方式，否则将引入串模干扰。双端不对地共模抑制比CMRR(CommonModeRejectionRatio)单端对地输入方式，CMRR=0。双端不对地输入，Un越小，CMRR越大，抗共模干扰能力越强。（2）共模干扰的抑制方法①变压器隔离②光电隔离③浮地屏蔽④采用仪表放大器仪表放大器具有共模

3、抑制能力强、输入阻抗高、漂移低、增益可调等优点，是一种专用分离共模干扰与有用信号的器件。3.长线传输干扰及其抑制方法（1）长线传输干扰us级电路1m；ns级电路5m长线传输易受到外界干扰，产生信号延时。高速信号在长线传输时，出现波反射现象。（2）长线传输干扰的抑制方法①终端匹配②始端匹配2.5.2主机抗干扰技术CPU主要抗干扰措施看门狗（Watchdog）电源监控复位1.MAX1232的工作原理按键复位输入看门狗选通输入复位输出低电平有效复位输出高电平有效时间延迟输入电源容差输入MAX1232的内部结构（1）电源监控当Vcc低于TOL端所选择的容

4、限时，就输出并保持至少250ms宽度的复位脉冲。TOL端接GND5%，接Vcc10%（2）手动复位PBRST端支持手动强制复位输出，忽略1ms输入抖动，确保识别20ms，内部已上拉。2.MAX1232的主要功能（3）看门狗用于因干扰引起的系统跑飞检测和恢复。微处理器必须定期触发ST端，以清零看门狗定时器，其时间由TD端决定。接GND150ms，悬空600ms，接Vcc1.2sMAX1232的典型应用掉电信号由MAX1232检测，复位信号送微处理器的外部中断输入端。系统软件将掉电中断规定为高级中断，以便及时响应。3.掉电保护和恢复运行2.5.3系统

5、供电与接地技术1.供电技术（1）供电系统的一般保护措施FS-100-24DC24V开关电源（2）电源异常的保护措施带不间断电源（UPS）的供电结构电池充电器交流稳压器电池组逆变器控制器直流稳压器计算机220VAC2.接地技术（1）地线系统分析①模拟地作为传感器、变送器、放大器、ADC和DAC中模拟电路的零电位。②数字地作为计算机中数字电路的零电位，应该与模拟地分开，避免模拟信号受数字脉冲的干扰。③安全地使设备机壳与大地等电位，以避免机壳带电而影响人身及设备安全。④系统地上述几种地的最终回流点，直接与大地相连。地球电位作为零电位。⑤交流地计算机交流

6、供电电源地，即动力线地，它的地电位很不稳定。小于1MHz的低频电路应单点接地，大于10MHz的高频电路应就近多点接地。分别回流法单点接地（2）低频接地技术串联一点接地①一点接地并联一点接地②实用低频接地（3）电缆接地技术错误的接地方式①电路一点地基准②电缆屏蔽层的接地（4）主机外壳接地但机芯浮空（5）多机系统的接地