測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)ppt課件

1、第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)2學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn) 本章主要學(xué)習(xí)電磁干擾及其抑制的有關(guān)內(nèi)容。學(xué)完本章主要學(xué)習(xí)電磁干擾及其抑制的有關(guān)內(nèi)容。學(xué)完本章后，應(yīng)了解電子測(cè)試系統(tǒng)干擾的類(lèi)型、主要來(lái)源及本章后，應(yīng)了解電子測(cè)試系統(tǒng)干擾的類(lèi)型、主要來(lái)源及耦合方式，在此基礎(chǔ)上對(duì)抑制干擾的屏蔽技術(shù)、接地技耦合方式，在此基礎(chǔ)上對(duì)抑制干擾的屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)、浮置技術(shù)等措施要有一定的掌握。術(shù)、浮置技術(shù)等措施要有一定的掌握。 1. 電磁干擾的耦合方式。電磁干擾的耦合方式。2. 抑制電磁干擾的主要技術(shù)措施。抑制電磁干擾的主要技術(shù)措施。 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)39.1 干擾的類(lèi)型及來(lái)源干擾的類(lèi)型及來(lái)源 干擾

2、和噪聲：干擾和噪聲：由某些內(nèi)部或外部因素產(chǎn)生的疊加在有用由某些內(nèi)部或外部因素產(chǎn)生的疊加在有用信號(hào)之上的無(wú)用成分（電壓或電流）。信號(hào)之上的無(wú)用成分（電壓或電流）。 按干擾的來(lái)源分按干擾的來(lái)源分干擾的分類(lèi)：干擾的分類(lèi)： 按干擾進(jìn)入測(cè)試系統(tǒng)的方式分按干擾進(jìn)入測(cè)試系統(tǒng)的方式分 外部干擾外部干擾 內(nèi)部干擾內(nèi)部干擾 差模干擾差模干擾 共模干擾共模干擾 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)49.1.1 外部干擾和內(nèi)部干擾外部干擾和內(nèi)部干擾1. 外部干擾外部干擾 自然干擾自然干擾2. 內(nèi)部干擾內(nèi)部干擾 測(cè)量電路內(nèi)部各種元器件的噪聲所引起的干擾。測(cè)量電路內(nèi)部各種元器件的噪聲所引起的干擾。 各種自然現(xiàn)象如閃電、溫度等變化

3、產(chǎn)生的干擾。各種自然現(xiàn)象如閃電、溫度等變化產(chǎn)生的干擾。 人為干擾人為干擾主要指各種電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的電磁干擾。主要指各種電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的電磁干擾。 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)59.1.2 差模干擾和共模干擾差模干擾和共模干擾1. 差模干擾差模干擾 差模干擾等效電路差模干擾等效電路 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)6差模干擾作用示意圖差模干擾作用示意圖 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)72. 共模干擾共模干擾 共模干擾等效電路共模干擾等效電路 對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng) 不對(duì)稱(chēng)不對(duì)稱(chēng) 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)89.2 干擾的耦合方式干擾的耦合方式 干擾三要素：干擾三要素：干擾源、干擾耦合通道、被干擾對(duì)象。

4、干擾源、干擾耦合通道、被干擾對(duì)象。 9.2.1 靜電耦合（電容性耦合）靜電耦合（電容性耦合） niineCZjCZje 11iCZj nineCZje 若若則則 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)99.2.2 磁場(chǎng)耦合（互感性耦合）磁場(chǎng)耦合（互感性耦合） nnMie 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)109.2.3 漏電流耦合漏電流耦合 因電路內(nèi)部元件之間絕緣不理想而使相互之間存因電路內(nèi)部元件之間絕緣不理想而使相互之間存在漏電阻而產(chǎn)生漏電流。在漏電阻而產(chǎn)生漏電流。niineZRZe 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)119.2.4 共阻抗耦合共阻抗耦合 共阻抗耦合干擾的產(chǎn)生是因?yàn)閮蓚€(gè)或兩個(gè)以上的共阻抗耦合干擾的

5、產(chǎn)生是因?yàn)閮蓚€(gè)或兩個(gè)以上的電路中存在共同的阻抗。當(dāng)一個(gè)電路的電流在共阻抗電路中存在共同的阻抗。當(dāng)一個(gè)電路的電流在共阻抗產(chǎn)生電壓降時(shí)，該電壓降就會(huì)疊加在其它電路上，成產(chǎn)生電壓降時(shí)，該電壓降就會(huì)疊加在其它電路上，成為它們的干擾電壓，干擾電壓的大小與干擾源的電流為它們的干擾電壓，干擾電壓的大小與干擾源的電流大小和共阻抗的大小成正比大小和共阻抗的大小成正比 。 通過(guò)電源內(nèi)阻的共阻抗耦合干擾通過(guò)電源內(nèi)阻的共阻抗耦合干擾 通過(guò)公共地線的共阻抗耦合干擾通過(guò)公共地線的共阻抗耦合干擾 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)129.3 干擾抑制技術(shù)干擾抑制技術(shù) 抑制干擾的技術(shù)途徑抑制干擾的技術(shù)途徑 ： 消除或抑制干擾源消除

6、或抑制干擾源 阻斷干擾傳輸通道阻斷干擾傳輸通道 提高被干擾對(duì)象的抗干擾能力提高被干擾對(duì)象的抗干擾能力 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)139.3.1 屏蔽技術(shù)屏蔽技術(shù)1. 靜電屏蔽靜電屏蔽 靜電屏蔽可以有效地抑制各種電場(chǎng)干擾。靜電屏蔽可以有效地抑制各種電場(chǎng)干擾。 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)142. 電磁屏蔽電磁屏蔽 利用渦電流產(chǎn)生的反磁場(chǎng)抑制高頻電磁場(chǎng)的干擾。利用渦電流產(chǎn)生的反磁場(chǎng)抑制高頻電磁場(chǎng)的干擾。 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)153. 磁屏蔽磁屏蔽 采用高磁導(dǎo)率材料做屏蔽罩可有效抑制低頻磁干擾。采用高磁導(dǎo)率材料做屏蔽罩可有效抑制低頻磁干擾。 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)164. 驅(qū)動(dòng)屏蔽驅(qū)

7、動(dòng)屏蔽 通過(guò)等電位驅(qū)動(dòng)抑制因分布電容引起的靜電耦合干擾。通過(guò)等電位驅(qū)動(dòng)抑制因分布電容引起的靜電耦合干擾。 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)179.3.2 接地技術(shù)接地技術(shù)1. 一點(diǎn)接地原則一點(diǎn)接地原則 系統(tǒng)的信號(hào)地線、交流電源地線和安全保護(hù)地線應(yīng)系統(tǒng)的信號(hào)地線、交流電源地線和安全保護(hù)地線應(yīng)連在一起，并通過(guò)一公共點(diǎn)接地，否則會(huì)因接地點(diǎn)之間連在一起，并通過(guò)一公共點(diǎn)接地，否則會(huì)因接地點(diǎn)之間的電位差而產(chǎn)生共模干擾。的電位差而產(chǎn)生共模干擾。 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)18兩點(diǎn)接地兩點(diǎn)接地 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)19信號(hào)源與地隔離的一點(diǎn)接地信號(hào)源與地隔離的一點(diǎn)接地 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)202.

8、 電纜屏蔽層的接地電纜屏蔽層的接地 使用帶屏蔽層的電纜傳輸信號(hào)時(shí)，應(yīng)遵守下面使用帶屏蔽層的電纜傳輸信號(hào)時(shí)，應(yīng)遵守下面的原則：如果測(cè)試系統(tǒng)是一點(diǎn)接地，則電纜的屏蔽的原則：如果測(cè)試系統(tǒng)是一點(diǎn)接地，則電纜的屏蔽層也應(yīng)一點(diǎn)接地，即電纜屏蔽層應(yīng)接至測(cè)試系統(tǒng)所層也應(yīng)一點(diǎn)接地，即電纜屏蔽層應(yīng)接至測(cè)試系統(tǒng)所設(shè)置的單一接地點(diǎn)上。當(dāng)信號(hào)源的一端為系統(tǒng)的接設(shè)置的單一接地點(diǎn)上。當(dāng)信號(hào)源的一端為系統(tǒng)的接地點(diǎn)時(shí)，電纜屏蔽層應(yīng)接至信號(hào)源的這一端（公共地點(diǎn)時(shí)，電纜屏蔽層應(yīng)接至信號(hào)源的這一端（公共端）上；如果系統(tǒng)的接地點(diǎn)設(shè)在測(cè)量電路的某一點(diǎn)端）上；如果系統(tǒng)的接地點(diǎn)設(shè)在測(cè)量電路的某一點(diǎn)處，則電纜屏蔽層也應(yīng)接至該點(diǎn)（公共端）上。處

9、，則電纜屏蔽層也應(yīng)接至該點(diǎn)（公共端）上。 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)219.3.3 浮置（浮空、浮接）技術(shù)浮置（浮空、浮接）技術(shù) 公共地既不接機(jī)殼，也不接大地，稱(chēng)為浮置。公共地既不接機(jī)殼，也不接大地，稱(chēng)為浮置。浮置可使電路與機(jī)殼或大地之間的阻抗明顯提高，浮置可使電路與機(jī)殼或大地之間的阻抗明顯提高，從而阻斷了干擾電流的通道，大大減小了共模干擾從而阻斷了干擾電流的通道，大大減小了共模干擾電流。電流。 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)22某測(cè)溫系統(tǒng)中的浮置某測(cè)溫系統(tǒng)中的浮置 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)239.3.4 滅弧技術(shù)滅弧技術(shù) 接通或斷開(kāi)某些電感性負(fù)載時(shí)，會(huì)在電路中產(chǎn)生比正接通或斷開(kāi)某些電感性

10、負(fù)載時(shí)，會(huì)在電路中產(chǎn)生比正常電壓（電流）高出許多倍的瞬時(shí)電壓（電流），并在切常電壓（電流）高出許多倍的瞬時(shí)電壓（電流），并在切斷處產(chǎn)生電弧或火花放電，這種瞬時(shí)高電壓（電流）稱(chēng)為斷處產(chǎn)生電弧或火花放電，這種瞬時(shí)高電壓（電流）稱(chēng)為浪涌電壓（電流）。它們會(huì)直接對(duì)電路器件造成損害，對(duì)浪涌電壓（電流）。它們會(huì)直接對(duì)電路器件造成損害，對(duì)測(cè)控電路造成極其嚴(yán)重的干擾。測(cè)控電路造成極其嚴(yán)重的干擾。 消除或減小這種干擾的方法是在電感性負(fù)載上并聯(lián)各消除或減小這種干擾的方法是在電感性負(fù)載上并聯(lián)各種吸收浪涌電壓（電流）并抑制電弧或火花放電的元器件種吸收浪涌電壓（電流）并抑制電弧或火花放電的元器件（滅弧元件）。（滅弧元件

11、）。 常用的滅弧元件有常用的滅弧元件有RC電路、泄流二極管、硅堆整流電路、泄流二極管、硅堆整流器、充氣放電管、壓敏電阻器、雪崩二極管等。器、充氣放電管、壓敏電阻器、雪崩二極管等。 第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)249.3.5 其他干擾抑制技術(shù)其他干擾抑制技術(shù) 使用濾波器抑制高、低頻干擾使用濾波器抑制高、低頻干擾 ，對(duì)電源進(jìn)行去耦濾波，對(duì)電源進(jìn)行去耦濾波 使用隔離元器件切斷共模干擾的電流回路使用隔離元器件切斷共模干擾的電流回路 采用適當(dāng)?shù)钠帘我种齐娫串a(chǎn)生的工頻干擾采用適當(dāng)?shù)钠帘我种齐娫串a(chǎn)生的工頻干擾 用軟件進(jìn)行數(shù)字濾波等數(shù)據(jù)處理用軟件進(jìn)行數(shù)字濾波等數(shù)據(jù)處理 設(shè)計(jì)線路板時(shí)要進(jìn)行合理的布線設(shè)計(jì)線路板時(shí)

12、要進(jìn)行合理的布線第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)25 元件的安裝位置應(yīng)盡量根據(jù)信號(hào)的傳輸順序排成直線走元件的安裝位置應(yīng)盡量根據(jù)信號(hào)的傳輸順序排成直線走向，以防止引起寄生耦合，避免相互干擾或自激振蕩。向，以防止引起寄生耦合，避免相互干擾或自激振蕩。 電磁感應(yīng)耦合元件應(yīng)遠(yuǎn)離輸入級(jí)，相互之間也應(yīng)遠(yuǎn)離。電磁感應(yīng)耦合元件應(yīng)遠(yuǎn)離輸入級(jí)，相互之間也應(yīng)遠(yuǎn)離。 高輸入阻抗放大器輸入級(jí)的走線應(yīng)設(shè)有屏蔽保護(hù)環(huán)。高輸入阻抗放大器輸入級(jí)的走線應(yīng)設(shè)有屏蔽保護(hù)環(huán)。 低電平電路中的電源變壓器和輸入變壓器應(yīng)相互遠(yuǎn)離，低電平電路中的電源變壓器和輸入變壓器應(yīng)相互遠(yuǎn)離，還需加屏蔽罩。還需加屏蔽罩。 將有關(guān)單元電路分塊裝配。將有關(guān)單元電路

13、分塊裝配。 弱信號(hào)線應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)信號(hào)線和電源線；直流信號(hào)線應(yīng)遠(yuǎn)離弱信號(hào)線應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)信號(hào)線和電源線；直流信號(hào)線應(yīng)遠(yuǎn)離交流信號(hào)線；輸入級(jí)與可引起寄生耦合的導(dǎo)線嚴(yán)禁平行且交流信號(hào)線；輸入級(jí)與可引起寄生耦合的導(dǎo)線嚴(yán)禁平行且遠(yuǎn)離；一點(diǎn)接地；信號(hào)輸入電纜的屏蔽層應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)慕舆h(yuǎn)離；一點(diǎn)接地；信號(hào)輸入電纜的屏蔽層應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)慕拥攸c(diǎn)。地點(diǎn)。 線路板布線及元器件排布的原則：線路板布線及元器件排布的原則：第9章 測(cè)試系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)26本章小結(jié)本章小結(jié) 由于多數(shù)現(xiàn)代測(cè)試系統(tǒng)的主要部分都是電子裝置，由于多數(shù)現(xiàn)代測(cè)試系統(tǒng)的主要部分都是電子裝置，因此抗電磁干擾對(duì)它們來(lái)說(shuō)就顯得非常重要。電磁干擾因此抗電磁干擾對(duì)它們來(lái)說(shuō)就顯得非常重要。電磁干擾可分為外部干擾和內(nèi)部干擾兩類(lèi)。除采取一定的措施消可分為外部干擾和內(nèi)部干擾兩類(lèi)。除采取一定的措施消除干擾源以外，對(duì)外部干擾主要是通過(guò)屏蔽等措施阻斷除干擾源以外，對(duì)外部干擾主要是通過(guò)屏蔽等措施阻斷干擾通道來(lái)加以抑制，對(duì)內(nèi)部干擾則應(yīng)根據(jù)具體情況通干擾通道來(lái)加以抑制，對(duì)內(nèi)部干擾則應(yīng)根據(jù)具體情況通過(guò)在電路上采取不同的措施來(lái)加以抑制。設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)過(guò)在