檢測(cè)信號(hào)的干擾及其抑制技術(shù)ppt課件.ppt

1、、第3章檢測(cè)信號(hào)的干擾及其抑制技術(shù)、3.1電子校正測(cè)量系統(tǒng)的干擾和抑制、3.2噪聲源和噪聲耦合方式、3.3形成干擾的三要素和抑制干擾的措施、1，3.1電子校正測(cè)量系統(tǒng)的干擾和抑制、3.1干擾和防護(hù)的概念、干擾：由來(lái)、防護(hù)：各種噪聲對(duì)策的技術(shù)防護(hù)任務(wù)：消除或減弱各種干擾對(duì)電子測(cè)量系統(tǒng)正常工作的影響。 防護(hù)手段：切斷或削弱電子測(cè)量系統(tǒng)與外部的有害聯(lián)系，同時(shí)不影響測(cè)量所必需的聯(lián)系。 2、2、2,3.1.2各種常見干擾及其抑制方法、機(jī)械干擾：由于機(jī)械振動(dòng)或沖擊，導(dǎo)致電氣或電子元件振動(dòng)、變形，改變了系統(tǒng)的電度表。 對(duì)策：減振彈簧和減振橡膠墊等的減振。 橡膠海綿墊、橡膠墊及彈簧、3、熱的干涉：電子訂正測(cè)量

2、系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的熱量引起的溫度變動(dòng)和周圍溫度的變化等，電路部件尺殘奧的變化(溫度漂移)和附加的熱電勢(shì)的產(chǎn)生等。 對(duì)策：采用熱屏蔽、恒溫設(shè)備、對(duì)稱平衡結(jié)構(gòu)、溫度補(bǔ)償元件等。 光的干涉：由于測(cè)量系統(tǒng)中廣泛使用了各種各樣的半導(dǎo)體部件，這些半導(dǎo)體材料通過光激發(fā)電子空穴對(duì)，使半導(dǎo)體部件產(chǎn)生電位，引起電阻值的變化，影響電子測(cè)量系統(tǒng)的正常工作。 對(duì)策：針對(duì)具體的光感應(yīng)作用元件，注意光的遮擋問題。 4、散熱例、散熱風(fēng)扇、5、濕度干擾：濕度增加時(shí)絕緣體的絕緣電阻下降、漏電流增加、高值電阻的電阻值下降、介電常數(shù)增加等，固濕度的變化必然影響電子測(cè)量系統(tǒng)的正常工作。 防潮對(duì)策：電氣部件和印刷電路板的涂裝，環(huán)氧樹脂封入

3、，硅橡膠封入等。 化學(xué)干擾：一些化學(xué)物質(zhì)如酸、堿、鹽、各種腐蝕性氣體以及沿海地區(qū)被海風(fēng)帶到岸上的鹽霧也會(huì)引起類似濕氣的漏電腐蝕現(xiàn)象，損壞電子測(cè)量系統(tǒng)的部件和部件。 防護(hù)措施：涂裝、密封、定期通電加熱驅(qū)潮等。 6、用絕緣涂料浸漬的控制變壓器、涂料可以防止水分進(jìn)入線圈內(nèi)部，7、儀器設(shè)備的防濕試驗(yàn)、淋浴試驗(yàn)、8、儀器設(shè)備的防濕試驗(yàn)、“步進(jìn)式”恒溫恒濕室(參照江蘇省修訂量試驗(yàn)技術(shù)研究所資料)的體積： 25、9、電、 磁干擾電和磁可以通過電路和磁路對(duì)電子測(cè)量系統(tǒng)產(chǎn)生干擾作用，電子電路設(shè)置修正只要存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)，就會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。 電磁干擾對(duì)電子測(cè)量系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是最普遍、影響最嚴(yán)重的干擾，必須采取許多措施加以

4、防護(hù)。 (今后在我們自己研究的過程中，這也是我們面臨的比較難的問題)，10，3.2噪聲源和噪聲耦合方式，3.2.1噪聲和噪聲比，噪聲：只有在電子測(cè)量系統(tǒng)工作時(shí)，有用的信號(hào)以外，不規(guī)則的信號(hào)才會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。 信噪比：信號(hào)信道中的有用信號(hào)功率與隨后的噪聲功率的比。 注意： S/N以信噪比為單位，Ps以信號(hào)功率為單位，信號(hào)電壓以Us為單位，噪聲功率以Pn為單位，噪聲電壓以Un、dB為單位。 由上式可知，信噪比越大，有用信號(hào)的影響越小。 11、信噪比S/N的校正算例、在揚(yáng)聲器的輸入端測(cè)定的：從麥克風(fēng)輸出的報(bào)告者聲音的平均電壓為50mV，50Hz干擾“嗡嗡”音的電壓為0.5mV，求出信噪比。 解： S

5、/N=20lg(50/0.5)dB=40dB，12，3.2.2噪聲源，常見噪聲源：放電噪聲源，電氣設(shè)備噪聲源和固有噪聲源。 另一方面，放電噪聲源、由各種放電現(xiàn)象產(chǎn)生的噪聲稱為放電噪聲。放電現(xiàn)象中屬于持續(xù)放電的有屬于冠狀病毒放電、輝光放電、電弧放電的過渡現(xiàn)象的火花放電。 1 )冠狀病毒放電噪聲主要來(lái)源于高壓輸電線路，具有間隙性，產(chǎn)生脈沖電流，成為干擾噪聲。 對(duì)一般的檢測(cè)器沒什么影響。 2 )火花放電噪聲。 例如雷電、電氣設(shè)備中的電刷和整流子之間的周期性放電、火花式高頻焊機(jī)、繼電器接點(diǎn)的開閉(電流大時(shí)發(fā)生電弧放電)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火裝置等。 在哪里，如果電流是斷續(xù)的，那么此時(shí)在接點(diǎn)之間產(chǎn)生的火花放

6、電全部成為噪聲源。 13，3 )熒光燈、霓虹燈等放電管的放電噪聲屬于輝光放電和電弧放電。 由于放電管通常具有負(fù)阻抗特性，如果與外部電路連接，則容易引起高頻振蕩，有時(shí)甚至達(dá)到高頻帶，對(duì)電視也有影響。 二、電氣設(shè)備噪聲源1 )商用噪聲大功率輸電線是典型的商用噪聲源的低電平信號(hào)線，如果距離與輸電線平行，則受到明顯的干擾。 即使是室內(nèi)一般的交流電源線，對(duì)于輸入阻抗和靈敏度高的檢測(cè)器也是威力大的噪聲源。 另外，在電子設(shè)備的內(nèi)部，即使商用頻率感應(yīng)也產(chǎn)生交流噪聲。 14，2 )高頻噪聲高頻感應(yīng)加熱、高頻鍵合等工業(yè)電子設(shè)備以及廣播機(jī)、雷達(dá)等通過輻射和電源線對(duì)附近的電子校準(zhǔn)測(cè)量設(shè)備產(chǎn)生干擾。 3 )電子開關(guān)電子

7、開關(guān)在通斷時(shí)不會(huì)產(chǎn)生火花，但由于通斷的速度非常快，所以電路中的電壓和電流急劇變化，形成浪涌脈沖，成為噪聲干擾源。 在恒定電路殘奧儀表?xiàng)l件下，電子開關(guān)的接通/關(guān)斷引起相應(yīng)的阻尼振蕩，從而構(gòu)成高頻噪聲源。 由使用晶閘管的調(diào)壓整流電路引起的對(duì)其他電子設(shè)備的干擾是由電子開關(guān)引起的干擾的典型例子。 這樣的電路在故障管的控制下，周期性地通斷，形成上升的陡峭的電壓和電流，然后使供電電源波形變形，妨礙從該電源系統(tǒng)供電的其他電子設(shè)備。 在15、3、固有噪聲源電路中，將電子部件本身產(chǎn)生的具有隨機(jī)性、寬頻帶的噪聲稱為固有噪聲。 電路中常見的固有噪聲包括電阻熱噪聲、半導(dǎo)體器件產(chǎn)生的散粒噪聲、開關(guān)、繼電器接點(diǎn)、電位器接

8、點(diǎn)、端子電阻、晶體管內(nèi)部的不良接觸引起的接觸噪聲等。 例如，當(dāng)電視機(jī)還沒有接收信號(hào)時(shí)，在屏幕上出現(xiàn)的雪花干擾可能由固有噪聲引起。 低噪聲元件的選定、器件中流過的電流的降低、電路的帶寬的降低等都能夠降低固有噪聲干擾。 如果16、3.2.3噪聲疊加和噪聲電壓(或噪聲電流)的發(fā)生相互獨(dú)立(即，不存在相關(guān))，那么所述總噪聲電壓可表達(dá)為兩個(gè)相關(guān)噪聲電壓，可在以下方程式上疊加，其中為相關(guān)系數(shù)，其可能的值為1-1 在0的情況下處于非相關(guān)0和1之間，或者在0和-1之間，兩個(gè)電壓都是部分相關(guān)的。 17、3.2.4噪聲耦合方式、檢測(cè)裝置受到噪聲源干擾的路徑稱為噪聲耦合方式。 通常，噪聲耦合方式可以歸納為靜電耦合：

9、寄生電容的電容耦合電磁耦合： 2個(gè)電路的互感的交鏈磁通耦合這4種。 共阻抗耦合：不同電路之間存在基于共同阻抗的電壓耦合。 例如，兩個(gè)電路并用一個(gè)電源。 漏電流耦合：由于絕緣不良，在絕緣電阻中會(huì)因漏電流產(chǎn)生干擾。 (1)干擾源的頻率越高，靜電耦合干擾越強(qiáng)。 (2)減小接收電路的阻抗Zi有助于抑制靜電耦合干擾。 (3)合理布線并且減小分布電容Cm，有利于抑制靜電耦合干擾。 的雙曲馀弦值。、20、2、電磁耦合、電磁耦合示意圖、等效電路圖、21、電磁耦合對(duì)交流橋的干擾、22、3、共阻抗耦合、23、4、漏電流耦合、漏電流耦合等效電路、24、3.3的干擾三要素及抑制三要素之間的連接如下圖所示。干擾源、耦合

10、信道、接收電路、三個(gè)干擾抑制措施： (1)去除干擾源；(2)劃分干擾耦合路徑； 25、3.3.2越接近除去干擾源的干擾源，干擾抑制效果越好。 去除和抑制噪聲源的方法可以采用低噪聲電路、瞬時(shí)抑制電路、穩(wěn)定電路等。 元件的選擇，盡量采用低噪音、高頻特性好、穩(wěn)定性高的電子部件。 應(yīng)注意，抑制電路中的不適當(dāng)裝置選擇可導(dǎo)致新的噪聲源。 3.3.3切斷干擾耦合路徑對(duì)于以“電路”的形式侵入的干擾，例如可以提高絕緣性能，使用隔離變壓器、光電耦合器等切斷干擾路徑。 改變使用去耦、濾波等手段來(lái)引導(dǎo)干擾信號(hào)遷移的接地形式切斷干擾路徑等。 對(duì)于以“輻射”的形式侵入的噪聲，一般采取靜電屏蔽、電磁屏蔽等各時(shí)修屏蔽對(duì)策。

11、26、3.3.3為了提高抗干擾能力減弱接收電路對(duì)干擾的敏感性，需要提高檢測(cè)裝置的抗干擾能力。 通常，高輸入阻抗的電路與低輸入阻抗的電路相比更容易受到干擾的模擬電路與數(shù)字電路相比，其抗干擾性較差。 設(shè)置好的檢測(cè)器應(yīng)該具有對(duì)有用信號(hào)的敏感性并且盡可能不對(duì)干擾信號(hào)敏感的特性。 27、電磁兼容控制技術(shù)、電磁兼容(EMC )電子和電氣設(shè)備能夠在共同的電磁環(huán)境中執(zhí)行各自的功能共存狀態(tài)，即，在同一電磁環(huán)境中上述各種設(shè)備能夠在不相互干擾的情況下正常工作并實(shí)現(xiàn)兼容狀態(tài)電磁干擾防止技術(shù)有時(shí)也被稱為電磁兼容控制技術(shù)。 常見的抗干擾技術(shù)包括屏蔽、接地、過濾、隔離等技術(shù)。 屏蔽技術(shù)：能夠抑制電磁干擾在空間中的傳播，阻斷放射干擾的傳播路徑。 接地技術(shù)：提供保護(hù)人身和設(shè)備安全的基準(zhǔn)零電位，封鎖接地環(huán)路。 濾波技術(shù)：根據(jù)頻率選擇性地抑制干擾信號(hào)。 隔離技術(shù)：阻斷干擾信號(hào)的傳輸路徑，抑制干擾信號(hào)強(qiáng)度；28、濾波技術(shù)交流電源濾