怎样在传感器的接口电路中做好抗干扰设计.docx

怎样在传感器的接口电路中做好抗干扰设计怎样在传感器的接口电路中做好抗干扰设计 zhangting 导语：但凡传感器接口电路都存在小信号处理问题，由于传感器的输出一般都是小信号，将其准确的放大到所需要的信号如05V，并能到达所需要的技术指标 但凡传感器接口电路都存在小信号处理问题，由于传感器的输出一般都是小信号，将其准确的放大到所需要的信号(如05V)，并能到达所需要的技术指标，就必须留意到电路图上未表示出来的某些问题，即抗干扰问题，在进一步讨论电路元件的选择、电路和系统应用之前，有必要进展讨论。 干扰可粗略的分为3个方面： 部分产生(即不需要的热电偶)。 子系统内部的耦合(即地线的途径问题)。 外部产生(即电源频率的干扰)。 部分产生误差的消除 在低电平测量中，对于在信号途径中所用的材料必须给予严格的留意，在简单的电路中碰到的焊锡、导线以及接线柱等都可能产生实际的热电势。由于他们经常是成对出现，尽量使这些成对的热电偶保持在一样的温度下是很有效的措施，为此一般用热屏蔽、散热器、沿等温线排列或将大功率电路和小功率电路分开等方法，其目的是使热梯度减小到最小，两个不同厂家消费的标准导线的接点可能产生021V的温漂，这相当于高精度低漂移的运放管的温漂，而为斩波放大器温漂的两倍。 固然采用插座开关、接插件、继电器等形式能使更换电器元件或者组件方便一些，但缺点是可能产生接触电阻，热电势或者两者兼而有之，他比直接连接系统的分辨力要差，精度要低，噪声增加，可靠性降低，由于在低电平放大中尽可能不使用开关，接插件是减少故障，进步精度的重要措施。 接地问题及其处理方法 在低电平放大电路中公道接地是减少低噪声干扰的重要措施，必须予以十分留意。 当使用单电源供应多只传感器时，其连接方法如图1所示，以尽量减少接地电阻引进的干扰，假设供电电源的压降必须减到最小，那么电源高端导线也可按相似的方法接线。 包括有多个电源和多个传感器的系统那么需要考虑更多一些，通常不管电源是谁供应，将地线聚集到公共点，然后和系统的公共端接在一起，如图2所示，所有电源1的负载都回到电源1公共端，所有电源2负载都回到电源2的公共端，最后用一条粗导线将公共端连在一起，在多电源系统中，可能需要进展判定性试验，确定地线接法，以到达最正确的解决方案。 数字地线通常有很大的噪声，而且有大的电流尖峰，所有的模拟公共地线应该和数字公共地线分开走线，然后只在一点聚集在一处，如图3所示，这种接法使模拟和数字地线间的公共阻抗最小。 除了直流和低频地线问题以外，还有快速变化的沟通电压的耦合以及高电平电路对低电子电路通过公共的电源和连线的阻抗产生的瞬态信号，这个信号另一个可能的耦合途径是由于很多内外补偿的集成运放没有公共接地点，假如积分器输出的参考点接到电源一端，就会使得输出随电源而波动，这些都需要适当地接入电容器以便旁路调制在较慢的模拟电路上的高频信号，并要求此电容直接从放大器的电源端子接到低阻抗的公共点。 图4讲明这样一种方法，他应用于模拟量输出运算放大器对于数模转换器数字驱动噪声的去耦，假如旁路电容随意地直接接到电源的两根母线之间，旁路电容起不到应有的作用，甚至可能有害，他从"不干净"的到"清洁"的Vs，为噪声提供低阻抗的沟通通路。 外部和本机干扰的消除 沟通信号可以通过分布电容和电感耦合到低电子模拟电路上，直流高压经过漏电导可以耦合到高阻抗的输入端，这些都可能引入干扰，通过适当的布局元件，屏蔽和防护可以消除这些干扰。 元件的适当布局包括在高能量和低能量之间以及数字电路和模拟电路之间保持尽可能大的间隔 ，而在地线之间的连线要求尽可能短。 屏蔽包括静电和电磁屏蔽。电源变压器产生的干扰场是熟知的，而且是不好讲明的干扰源，可以采用屏蔽式变压器或将电源放到远离高敏感电路的地方。但同一电路既需要靠近变压器中心抽头以到达高质量的接地，又可能受到强磁场干扰，必要时要通过试验的方法来确定公道布局 对于50H2电源的静电和电磁干扰可以采取使环路面积减到最小，或使用双绞线以及在低频电路中限制频带等方法控制。 结语 总之，接口电路的防干扰问题是得到高质量信号的重要措施之一，传感器的输出信号越低，接口电路的放大元件的选择，以及防干扰措施要求越严格，但要求传感器的信号大，又会影响传感器输出的非线性等特性，这是矛盾的。在实际运用中应考虑在线性度允许的条件下，尽可能地进步传感器的输出灵敏度，包括进步桥压等措施，一般情况下传感器的输出灵敏度可到达13mVV，不希望以降低传感器的灵敏度来换取接口的其他技术指标的进步。 0