仪表抗干扰图4.ppt

仪表抗干扰图仪表抗干扰图4串模干扰示意图串模干扰示意图共模干扰示意图共模干扰示意图共模干扰等效电路和造成共模干扰的原因如图共模干扰等效电路和造成共模干扰的原因如图 先将系统内部电路先将系统内部电路分割成模拟、数字、分割成模拟、数字、功率等几个独立接功率等几个独立接地的系统，然后再地的系统，然后再将几个系统合并成将几个系统合并成一个接地系统连接一个接地系统连接至参考点。至参考点。测量系统的接地测量系统的接地 浮置浮置 浮置是输入信号放大器的公共线不接机壳浮置是输入信号放大器的公共线不接机壳和大地的一种抗干扰技术。图是采用浮置技术和大地的一种抗干扰技术。图是采用浮置技术的测量系统。的测量系统。变压器的屏蔽变压器的屏蔽同轴电缆示意图同轴电缆示意图 除浮置方法外，还有隔离、滤波、平衡电路等抑制除浮置方法外，还有隔离、滤波、平衡电路等抑制干扰的方法。干扰的方法。变压器隔离，下图是一个两端接地系统，消除此类变压器隔离，下图是一个两端接地系统，消除此类干扰的方法是隔离。干扰的方法是隔离。如图所示，在信号传输通道中接一个变压器切如图所示，在信号传输通道中接一个变压器切断地环回路，有效地抑制了干扰。断地环回路，有效地抑制了干扰。光电耦合器隔离光电耦合器隔离 如图所示，在电路中接一个光电耦合器，如图所示，在电路中接一个光电耦合器，切断了电和磁的耦合通道，抑制了干扰。切断了电和磁的耦合通道，抑制了干扰。光电隔离是以光作为媒介在隔离的两端之间进行信号传输的，所用的器件是光电耦合器。光电隔离是以光作为媒介在隔离的两端之间进行信号传输的，所用的器件是光电耦合器。由于光电耦合器在传输信息时，不是将其输入和输出的电信号进行直接耦合，而是借助于由于光电耦合器在传输信息时，不是将其输入和输出的电信号进行直接耦合，而是借助于光作为媒介物进行耦合的，因而具有较强的隔离和抗干扰能力。图光作为媒介物进行耦合的，因而具有较强的隔离和抗干扰能力。图12-6(a)所示为一般光电所示为一般光电耦合器组成的输入耦合器组成的输入/输出线路。在控制系统中，它既可以用作一般输入输出线路。在控制系统中，它既可以用作一般输入/输出的隔离，也可输出的隔离，也可以以代替脉冲变压器起线路隔离与脉冲放大作用。由于光电耦合器具有二极管、三极管的电气代替脉冲变压器起线路隔离与脉冲放大作用。由于光电耦合器具有二极管、三极管的电气特性，使它能方便地组合成各种电路；又由于它靠光耦合传输信息，使它具有很强的抗电特性，使它能方便地组合成各种电路；又由于它靠光耦合传输信息，使它具有很强的抗电磁干扰的能力，因而在机电一体化产品中获得了极其广泛的应用。磁干扰的能力，因而在机电一体化产品中获得了极其广泛的应用。变变压压器器隔隔离离。对对于于交交流流信信号号的的传传输输,一一般般使使用用变变压压器器隔隔离离干干扰扰信信号号的的办办法法。隔隔离离变变压压器器也也是是常常用用的的隔隔离离部部件件，用用来来阻阻断断交交流流信信号号中中的的直直流流干干扰扰和和抑抑制制低低频频干干扰扰信信号号的的强强度度,上上图图所所示示的的变变压压器器耦耦合合隔隔离离电电路路。隔隔离离变变压压器器把把各各种种模模拟拟负负载载和和数数字字信信号号源源隔隔离离开开来来，也也就就是是把把模模拟拟地地和和数数字字地地断断开开。传传输输信信号号通通过变压器获得通路，而共模干扰由于不形成回路而被抑制。过变压器获得通路，而共模干扰由于不形成回路而被抑制。图为一种带多层屏蔽的隔离变压器。当含有直流或低频干扰的交流信号从一次侧端输图为一种带多层屏蔽的隔离变压器。当含有直流或低频干扰的交流信号从一次侧端输入时，根据变压器原理，二次侧输出的信号滤掉了直流干扰，且低频干扰信号幅值也入时，根据变压器原理，二次侧输出的信号滤掉了直流干扰，且低频干扰信号幅值也被大大衰减，从而达到了抑制干扰的目的。被大大衰减，从而达到了抑制干扰的目的。另外，在变压器的一次侧另外，在变压器的一次侧和二次侧线圈外设有静电和二次侧线圈外设有静电隔离层隔离层S1和和S2，其目的，其目的是防止一次和二次绕组之是防止一次和二次绕组之间的相互耦合干扰。变压间的相互耦合干扰。变压器外的三层屏蔽密封体的器外的三层屏蔽密封体的内、外两层用铁，起磁屏内、外两层用铁，起磁屏蔽的作用；中间层用铜，蔽的作用；中间层用铜，与铁心相连并直接接地，与铁心相连并直接接地，起静电屏蔽作用。这三层起静电屏蔽作用。这三层屏蔽层是为了防止外界电屏蔽层是为了防止外界电磁场通过变压器对电路形磁场通过变压器对电路形成干扰而设置的，这种隔成干扰而设置的，这种隔离变压器具有很强的抗干离变压器具有很强的抗干扰能力。扰能力。继电器线圈和触点仅继电器线圈和触点仅有机械上的联系，而有机械上的联系，而没有直接的电的联系，没有直接的电的联系，因此可利用继电器线因此可利用继电器线圈接收电信号，而利圈接收电信号，而利用其触点控制和传输用其触点控制和传输电信号，从而可实现电信号，从而可实现强电和弱电的隔离，强电和弱电的隔离，如图所示）如图所示）。同时，。同时，继电器触点较多，且继电器触点较多，且其触点能承受较大的其触点能承受较大的负载电流，因此应用负载电流，因此应用非常广泛。非常广泛。滤滤波波是是抑抑制制干干扰扰传传导导的的一一种种重重要要方方法法。由由于于干干扰扰源源发发出出的的电电磁磁干干扰扰的的频频谱谱往往往往比比要要接接收收的的信信号号的的频频谱谱宽宽得得多多，因因而而当当接接收收器器接接收收有有用用信信号号时时，也也会会接接收收到到那那些些不不希希望望有的干扰有的干扰。图图示示为为计计算算机机电电源源采采用用的的一一种种LC低低通通滤滤波波器器的的接接线线图图。含含有有瞬瞬间间高高频频干干扰扰的的220V工工频频电电源源通通过过截截止止频频率率为为50Hz的的滤滤波波器器，其其高高频频信信号号被被衰衰减减，只只有有50Hz的的工工频频信信号号通通过过滤滤波波器器到到达达电电源源变变压压器器，保保证证正正常常供供电电。图图(a)所示为触点抖动抑制电路，对抑制各类触点或开关在闭所示为触点抖动抑制电路，对抑制各类触点或开关在闭合或断开瞬间因触点抖动所引起的干扰是十分有效的。图合或断开瞬间因触点抖动所引起的干扰是十分有效的。图(b)所示电路是交流信号抑制电路，主要用于抑制电感性负载在切所示电路是交流信号抑制电路，主要用于抑制电感性负载在切断电源瞬间所产生的反电势。这种阻容吸收电路可以将电感线断电源瞬间所产生的反电势。这种阻容吸收电路可以将电感线圈的磁场释放出来的能量转化为电容器电场的能量储存起来，圈的磁场释放出来的能量转化为电容器电场的能量储存起来，以降低能量的消散速度。图以降低能量的消散速度。图(c)所示电路是输入信号的阻容滤所示电路是输入信号的阻容滤波电路，类似的这种线路既可作为直流电源的输入滤波器，也波电路，类似的这种线路既可作为直流电源的输入滤波器，也可作为模拟电路输入信号的阻容滤波器。可作为模拟电路输入信号的阻容滤波器。滤波滤波 滤波是在信号通道中，接入与噪声信号频滤波是在信号通道中，接入与噪声信号频带相应的滤波器，达到抑制干扰的目的。带相应的滤波器，达到抑制干扰的目的。交流电源进线的对称滤波交流电源进线的对称滤波 直流电源输出的滤波器直流电源输出的滤波器 下图是滤除电源高、低频成分的滤波器。下图是滤除电源高、低频成分的滤波器。平衡电路是结构对称，对应阻抗相等的电路。下平衡电路是结构对称，对应阻抗相等的电路。下图所示电桥就是一种平衡电路。图所示电桥就是一种平衡电路。脉冲电路的噪声抑制电路脉冲电路的噪声抑制电路 整形：整形：1.削波器整形削波器整形 2.平滑整形平滑整形积分电路积分电路 与门与门 下图是用与门抑制噪声的示意图。下图是用与门抑制噪声的示意图。脉冲干扰隔离门脉冲干扰隔离门 脉冲干扰隔离门是阻止幅值较小的干扰脉冲通脉冲干扰隔离门是阻止幅值较小的干扰脉冲通过幅值较大的信号脉冲的电路，图利用硅二极管构过幅值较大的信号脉冲的电路，图利用硅二极管构成的脉冲干扰隔离门。成的脉冲干扰隔离门。数据中心内架设的电缆桥架数据中心内架设的电缆桥架