浅谈计算机抗干扰技术
浅谈计算机中的抗干扰技术
同 使 在 不 同 的 工 业 控 制 系 统 中 ， 控 软 件 虽 然 完 成 的 功 能 不 同 ． 就 设 计 中 的 错 误 ， 时 还 要 注 意 软 件 可 测 试 性 的 设 计 ， 得 软 件 的 可 维 工 但 护性 较 高 、 障 的诊 断 及 时迅 速 。还 可 以通 过 软 件 测 试 来 保 证 软 件 的 故 其结 构来说 ， 一般具有如下特点 ： １ 实 时性 ： 业 控 制 系 统 中 有 些 事 件 的 发 生 具 有 随 机 性 ， 求 工 可靠 性 和 质 量 。 ） 工 要
关联 ． 互依存。 相
２ 许 多 元 器 件 的 失 效 与 温 度 有 密 切 的 关 系 ， 设 计 的 正 确 与否 是 ） 热 在理想情况下 ， 工控 软件 可 以 正常 执 行 。 但 在 工 业 现 场 环 境 的 干 要 扰 下 。 控 软 件 的周 期性 、 关 性 及 实 时性 受 到 破 坏 ， 序 无 法 正 常 执 影 响 系 统 工 作 稳 定 性 及 可 靠 性 的 主 要 因 素 之 一 ． 注 意 电 源 配 置 及 散 工 相 程 热措施。 行 ， 致 工 业 控 制 系统 的失 控 ， 表 现 是 ： 导 其 ３ 根 据 系统 可 能 工 作 的 环 境 进 行 防 护 设 计 ， 常 需 要 考 虑 温度 、 ） 通 １ 程 序计 数 器 Ｐ ） Ｃ值 发生 变 化 。 破坏 了程 序 的 正 常 运 行 。 Ｐ Ｃ值 被 湿度 、 压 、 、 、 雾 、 蚀性气体 、 尘及辐射等。 气 雨 雪 盐 腐 沙 干 扰 后 的 数 据是 随机 的 ， 因此 引起 程 序 执 行 混 乱 。 ４ 合 理 划 分 软 硬 件 功 能 。 时 间 资 源 允 许 的前 提 下 能 够 方便 地 用 ） 在 ２ 输 入， 出 接 口状 态 受 到 干 扰 ， 坏 了 工 控 软 件 的相 关 性 和 周 ） 输 破 期 性 ， 成 系 统 资 源被 某 个 任务 模 块 独 占 ， 系统 发 生 “ 锁 ” 造 使 死 。
计算机控制系统的抗干扰技术
在传感器出口处将被测信号由电压转换为电流，以电流形
式传送信号，将大大提高信噪比，从而提高传输过程中的
抗干扰能力。
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计算机控制系统的抗干扰技术
三、长线传输干扰的抑制
在计算机控制系统中，由于数字信号的频率很高，很 多情况下传输线要按长线对待。
信号在长线中传输时会遇到三个问题：一是长线传 输易受到外界干扰；二是具有信号延时；三是高速度变化 的信号在长线中传输时，还会出现波反射现象。
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1．终端匹配 为了进行阻抗匹配，必须事先知道传输线的波阻抗RP，
波阻抗的测量如图8所示。
图8 波阻抗测量原理图
调节可变电阻R，并用示波器观察门A的波形，当达到完 全匹配时，即R=RP时，门A输出的波形不畸变，反射波完 全消失，这时的R值就是该传输线的波阻抗。
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计算机控制系统的抗干扰技术
2．串模干扰
串模干扰就是指串联叠加在工作信号上的干扰，也 称之为正态干扰、常态干扰、横向干扰等。图2描述了 串模干扰的情况。共模干扰对系统的影响是转换成串模 干扰的形式来作用于系统的。
图2 串模干扰示意图
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计算机控制系统的抗干扰技术
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图4变压器隔离图
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2．光电隔离 光电隔离是利用光电耦合器完成信号的传送，实现电路
的隔离，如图5所示。根据所用的器件及电路不同，通过光 电耦合器可以实现模拟信号的隔离，也可以实现数字量的 隔离。注意，光电隔离前后两部分电路应分别采用两组独 立的电源。
计算机测控系统抗干扰技术
2．磁场耦合
空间的磁场耦合是通过导体间的互感耦合进来的。在 任何载流导体周围空间中都会产生磁场，而交变磁场则对其 周围闭合电路产生感应电势。如设备内部的线圈或变压器的 漏磁会引起干扰，还有普通的两根导线平行架设时，也会产 生磁场干扰
如果导线1为承载着10kVA、220V的交流输电线，导线
2为与之相距1米并平行走线10米的信号线，两线之间的 互感M会使信号线上感应到的干扰电压 Un高达几十毫伏。 如果导线2是连接热电偶的信号线，那么这几十毫伏的 干扰噪声足以淹没热电偶传感器的有用信号。
III．始端阻抗匹配
在传输线始端串入电阻R，也能基本上消除反射，达 到改善波形的目的。一般选择始端匹配电阻R为 R＝RP－RSC 其中，RSC为门A输出低电平时的输出阻抗。
(4) 信号线的选择与敷设
在计算机测控系统中，信号线的选择与敷设也是个 不容忽视的问题。如果能合理地选择信号线，并在实际 施工中又能正确地敷设信号线，那么可以抑制干扰；反 之，将会给系统引入干扰，造成不良影响。 I．信号线的选择 对信号线的选择，一般应从抗干扰和经济实用这几个 方面考虑，而抗干扰能力则应放在首位。不同的使用现 场，干扰情况不同，应选择不同的信号线。在不降低抗 干扰能力的条件下，应该尽量选用价钱便宜，敷设方便 的信号线。
3 抗干扰措施
引言 （1） （2） （3） （4） （5） （6）
串模干扰的抑制 共模干扰的抑制 长线传输干扰的抑制 信号线的选择与敷设 电源系统的抗干扰 接地系统的抗干扰
引言
了解了干扰的来源与传播途径，我们就可 以采取相应的抗干扰措施。在抗干扰措施中， 除了按照干扰的三种主要作用方式 —— 串模、 共模及长线传输干扰来分别考虑外，还要从 布线、电源、接地等方面考虑。
计算机抗干扰技术
在计算机控制系统中，一般有以下几种地线：模拟地， 数字地，逻辑地，安全地，系统地，交流地。 模拟地作为传感器、变送器、放大器,A/D和D/A转换 器中模拟电路的零电位。模拟信号有精度要求，有时信 号比较小，而且与生产现场连接。因此，必须认真笋对 待模拟地。 数字地作为计算机中各种数字电路的零电位，应该与 模拟地分开，避免模拟信号受数字脉冲的干扰。 模拟地和数字地通过接地板连接在一起，统称为电源 逻辑地，如图所示。 安全地的目的是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。通常安全地又称为保护 地或机壳地，机壳包括机架、外壳、屏蔽罩等。
（5）如果常态干扰的变化速度与被测信号相当，
则一般很难通过以上措施来抑制这种干扰。此时 可采取下述方法： ①从根本上消除产生常态干扰的原因。对测量 仪表（如热电偶、压力变送器、差压变送器等） 进行良好的电磁屏蔽。测量仪表到计算机的信号 线应选用带有屏蔽层的双绞线或同轴电缆线，并 应有良好的接地系统。
5.3接地技术
接地技术对计算机控制系统是极为重要的，不恰 当的接地会造成极其严重的干扰，而正确接地却是 抑制干扰的有效措施之一。接地的目的有二条，一 是抑制干扰，使计算机工作稳定;二是保护计算机、 电器设备和操作人员的安全。通常接地可分为工作 接地和保护接地两大类。保护接地主要是为了避免 操作人员因设备的绝缘损坏或下降时遭受触电危险 和保证设备的安全。而工作接地则主要是为了保证 控制系统稳定可靠地运行，防止地环路引起的干扰。
下面介绍一个微型计算机抗干扰设计的实例。设计的思路如下。 黔（1)在微型计算机控制系统中设置一个断点允许进入开关火。， KO是位于可掉电保熟护数据存储区中的一位数据。每次开机， 在运行必要的初始化程序后，检测状态开关落KO是否有效。若 有效，程序将从上次工作断点处执行；若无效，＿程序将按原设 计程序蒙运行，即本次运行不考虑上次工作程序的影响。这样， 我们可以根据需要决定程序运行;的切入点。＿显然为了进入不 同的启动方式，应对状态开关进行不同的人为设置。－ (2)设置电源掉电检测电路。当电路电压降到预定值时视为断电信 号，该信号向蒙‘CPU发出中断请求，执行中断服务程序。在中 断服务程序中，将现场数据、工作状态、孰程序断点、堆栈指针 存储在具有断电保护的数据存储器中。蒙(3)设置抗电源干扰的硬 件电路和软件程序，防止因干扰引起的保护，以满足工业戮环境 的需要。一爵硬件电路结构如图3-5流非常 小时，常在信号源与计算机的共模传送 途径中插入一个隔离放大器。
电脑芯片的抗干扰性能分析与提升
电脑芯片的抗干扰性能分析与提升随着科技的不断进步和人们对高性能计算机的需求不断增加，电脑芯片的抗干扰性能显得尤为重要。
在这篇文章中，我们将分析电脑芯片的抗干扰性能，并提出提升该性能的方法。
一、电脑芯片的抗干扰性能电脑芯片的抗干扰性能指的是芯片在面对外界干扰时保持正常工作的能力。
干扰可以来自于电磁辐射、射频信号、静电等各种因素。
良好的抗干扰性能能够提高电脑系统的稳定性和可靠性。
抗干扰性能主要由以下几个方面的因素决定：1. 电磁屏蔽能力：芯片内部的各个元件需要合理布局和设计，以减少电磁波在芯片内部的传播和干扰其他元件的能力。
2. 地线设计：良好的地线设计可以有效降低电磁辐射和电磁干扰，提高芯片的抗干扰性能。
3. 电源噪声抑制：电源对芯片正常运行有着重要的影响，稳定可靠的电源设计可以减小电源噪声的干扰，提高芯片的抗干扰性能。
4. 信号线布线：合理的信号线布线可以减小信号传输过程中的串扰和噪声，提高芯片的抗干扰性能。
二、电脑芯片抗干扰性能的分析为了更好地分析电脑芯片的抗干扰性能，我们可以从以下几个方面进行评估：1. 技术规格评估：通过分析芯片的技术规格书，了解其抗干扰性能指标，包括对电磁波的屏蔽效果、对射频信号的抑制能力等。
2. 实际测试评估：通过实际测试，检测芯片在不同环境下的抗干扰性能，包括在电磁辐射强度大的情况下的工作表现等。
3. 抗干扰性能分析：根据芯片的内部结构和设计原理，分析其抗干扰性能的关键因素，找出可能存在的问题和改进的空间。
三、电脑芯片抗干扰性能提升的方法为了提升电脑芯片的抗干扰性能，我们可以采取以下几种方法：1. 优化布局设计：合理布局芯片内部的元件，减少电磁波的传播路径，提高电磁屏蔽能力。
2. 加强地线设计：增加地线的数量和面积，降低电磁辐射功率，提高芯片的抗干扰性能。
3. 增强电源抑制技术：通过采用电源滤波电路、稳压器等技术手段，降低电源噪声对芯片的干扰，提高抗干扰性能。
4. 优化信号线布线：采用差分信号传输和屏蔽技术，减小信号传输中的串扰和噪声，提高芯片的抗干扰性能。
第三章计算机抗干扰技术
3.3 软件抗干扰措施
（5）输入输出数字信号的抗干扰措施 a.输入的数字信号，可以通过重复检查 的方法 b.反复向这些端口定期重写控制字、输 出状态字，来维持既定的输出端口状 态。 (重复输出同一数据)
3.3 软件抗干扰措施
2 提高软件自身的可靠性 （1）采取措施，减少软件设计中的错 误。 模块化设计、进行软件评审和对软件进 行测试等； （2）采用能提高可测试性的设计
3.1 干扰信号的类型及其传输形式
1.2按干扰与信号的关系分类 （1）串模干扰信号 串模干扰信号是指串联于有用信号源回路之中的干扰， 也称横向干扰或正态干扰。 当串模干扰的幅值与有用信号相接近时，系统就无法 正常工作，数据会严重失真，甚至是错误的。 产生串模干扰的原因主要是当两个电路之间存在分布 电容或磁坏链现象时，一个回路中的信号就可能在另 一个回路中产生感应电动势，形成串模干扰信号。另 外信号回路中元件参数的变化也是一种串模干扰信号。 （2）共模干扰信号
3.2 抗干扰技术
3、隔离技术 变压器隔离 继电器隔离 光电隔离
3.2 抗干扰技术
4、串模干扰的抑制 串模干扰 主要来自于电源(多为50Hz的工频干扰及其 高次谐波)、长线传输中的分布电感和分布 电容以及传感器固有噪声等。
3.2 抗干扰技术
抗串模干扰的技术措施有 ： (1)合理选用信号线。 (2)在信号电路中加装滤波器。 (3)选择合适的A／D转换器。 (4)采用调制解调技术。 (5)用光电耦合器隔离干扰。 (6)配备高质量的稳压电源 。
3.2 抗干扰技术
（2）浮地系统和接地系统 接地系统——是指设备的整个地线系统和大 地通过导体直接连接。 优点：对人员比较安全，也有利于抗干扰 。 缺点：可能会导致器件被击穿 。
计算机控制系统抑制干扰的技术分析
计算机控制系统抑制干扰的技术分析计算机控制系统在现代工业和生活中起着十分重要的作用，它可以对各种设备和系统进行精确的控制和监测。
在实际应用中，计算机控制系统往往会受到各种干扰的影响，从而影响系统的稳定性和性能。
为了有效地抑制这些干扰，需要采取一系列的技术手段进行干扰抑制。
本文将从信号处理、滤波器设计、控制策略以及传感器技术等方面对计算机控制系统抑制干扰的技术进行分析。
一、信号处理技术在计算机控制系统中，通过对输入信号进行预处理可以有效地抑制干扰。
信号处理技术包括信号滤波、信号降噪、信号去除共模干扰等。
在数字信号处理领域，可以采用数字滤波器对信号进行滤波处理，以去除干扰信号。
可以采用小波变换、自适应滤波等方法对信号进行处理，进一步提高抑制干扰的效果。
通过信号调制技术，可以有效提高信号的抗干扰能力，使得系统能够更好地抵抗各种外部干扰。
二、滤波器设计技术滤波器是抑制干扰的重要手段之一，其设计可以有效地抑制各种频率的干扰信号。
在计算机控制系统中，可以采用数字滤波器对输入信号进行滤波处理，以抑制控制系统中的干扰。
在设计滤波器时，需要充分考虑到控制系统的动态特性和干扰信号的频率特性，以确保所设计的滤波器能够在不影响系统的稳定性和性能的前提下，有效地抑制干扰信号。
三、控制策略技术在计算机控制系统中，控制策略的设计对抑制干扰起着决定性的作用。
通过合理设计控制算法和控制策略，可以使得系统对干扰信号具有良好的抑制能力。
在控制策略的设计过程中，需要充分考虑到系统的鲁棒性和稳定性，以应对各种外部扰动和干扰。
可以采用自适应控制、模糊控制、神经网络控制等先进的控制策略技术，以提高系统的抗干扰能力。
四、传感器技术传感器是计算机控制系统中的重要组成部分，其性能直接影响着系统的抗干扰能力。
在传感器技术方面，可以采用高精度、高灵敏度的传感器，以提高系统对外部干扰的检测和抑制能力。
可以采用多传感器融合技术，并通过合理设计传感器的布置和选择传感器的工作频段，以提高系统的抗干扰能力。
计算机控制系统抑制干扰的技术分析
计算机控制系统抑制干扰的技术分析
计算机控制系统是由计算机硬件和软件组成的，用于控制和监测各种工业应用。
在实
际应用中，计算机控制系统常常面临各种干扰，如电磁干扰、噪声干扰等，这些干扰可能
会对系统的稳定性和性能产生负面影响。
抑制干扰是计算机控制系统设计中一个重要的技
术问题。
抑制干扰的技术分析主要包括以下几个方面：
1. 信号传输线路的设计：计算机控制系统中的信号传输线路需要考虑干扰抑制的技
术措施。
在设计电缆布线时要避免和干扰源靠近，采用屏蔽线缆以阻断外界干扰，对于长
距离传输的信号需要采用差分信号传输来提高抗干扰能力。
2. 电磁干扰的抑制：电磁干扰是计算机控制系统中常见的一种干扰源。
为了抑制电
磁干扰，可以采用物理屏蔽措施，如在敏感设备周围设置屏蔽罩，减少外界电磁场对系统
的干扰；也可以采用滤波技术，通过滤波器对输入信号进行滤波，去除掉不需要的高频成分。
4. 地线设计：地线是计算机控制系统中常用的抗干扰措施之一。
合理的地线设计可
以有效地减少系统受到的干扰。
在设计中，可以采用单点接地原则，将各个设备的地线连
接到一个共同的地点，减少地线回路的面积。
还可以采用分立地线设计，将高频和低频信
号的地线分开，减少信号间的相互干扰。
计算机控制系统抑制干扰的技术分析主要包括信号传输线路的设计、电磁干扰的抑制、噪声干扰的抑制和地线设计等方面。
通过合理的设计和抑制措施，可以有效地减少干扰对
计算机控制系统的影响，提高系统的稳定性和性能。
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ｃｒｕｔ ｅｉｎａ ｄｔｅｏ ｅａ ｒｃｕａ ｄ ｓ ， ｔ．ａｄｓｆ ｒ ｅｉ ｄｏｈ ｒ ｓｅｔ ｏ ｉ ｉｄ ｓ ｎ ｖｒｌｓ ｕ ｔｒｌ ｅｉ ｅｃ ｎ ｏｔ ｅｄ ｓ ａ ｔｅ ｐ ｃ ｆｍｍｕ ｉ ａｅ ｎ ｃ ｇ ｈ ｌｔ ｇ ｎ ） ｗａ ｎ ｇｎ ａ ｓ ｉ ｎｔ ｂ ｓｄｏ ｙ
ｉ ｅ ｅ ｅ ｅ Ｅｌ ｃｒ ｍ ａ ｎ ｔｃ Ｓ ｎｓｔ ｔ ｎｔ ｒ ｒ ｎｃ ； ｅ ｔｏ ｇ ｅ ｉ ｅ ｉｉ ｙ ｆ ｖｉ
１ 微 机保 护 干扰 源 分析 与抗 干扰试 验
③高压 、 电流 设备 产生 的 电场 和磁 场 干扰 ； 大
ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｉ ｎ ｒ ａ ｅａ ｃ ｒａｎ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｕｔｒｄ ｓｇ ｅ ｓｈ ｖ ｅ ｉ ｅ ｅ ｅ ｃ ． ｔ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｉｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ｒｔｃｉｎＤｅ ｉｅ Ａｎ ｉ ｎｅ ｅｅ ｃ ；ｎ ｅ ｅｅ ｃ ｏ ｒ ｅ ＥＭ Ｃ： ｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｙ ｒ ｓ Ｍ ｃｏ ｒ ｃ ｓｏ ｏｅ ｔ ｖ ｃ ； ｔ ｉｔｒ ｒｎ ｅ Ｉ ｔｒ ｒｎ ｅＳ ｕ ｃ ； Ｐ ｏ ． ｆ ｆ Ｅｌｃｒ ｍａ ｎ ｔ ｃ
的硬 件 设计 （ 括 电源端 口、 关量端 口、 拟 量输入 端 口、 信端 口、 字 电路设 计和 整体 结 构设 计 等） 软 包 开 模 通 数 和 件 设计 等 方 面 的抗 干扰 方 法研 究的 基础 上 ， 对提 高 微机保 护 装 置 的抗 干扰 能力提 出 了一套全 面 的解 决 方 针 案 。提 出的抗 干扰措 施 已应用 于 实 际的微机保 护 装置 中并且 顺利 通过 了相 关部 门 Ⅳ 级 电磁 干扰 试验 ， 微 对
ｃ ｍｐ ｔ ａｄ ｒ ｄ ｓ ｎ （ ｃ ｄｎ ｅ ｏ ｒ ｏｔｓ ｉ ｈｐ ｒ ａ ａ ｇｉ ｕ ｐ ｒ ｃ ｍｍｕ ｉ ｔ ｎ ｏｔｄｇｔｌ ｏ ｕｅ ｈ ｒｗａｅ ｅｉ ｒ ｇ ｉ ｌ ｉｇ ｈ ｗｅ ｒ ｗ ｔ ｏｔ ｎ ｌ ｐ ｔ ｏｔ ｏ ｎ ｕ ｔ ｐ ｐ ， ｃ ， ｏ ｎ ， ｎｃ ｉ ｓ ｒ ｉｉ ａｏ ｐ ， ａ
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机保护开发设计人 员有 一定借鉴意义。 关 键词 ： 机保 护 ； 干扰 ； 微 抗 干扰 源 ； 电磁兼 容 ； 电磁干扰 ； 电磁敏 感 性
中图分 类 号 ：Ｍ７ Ｔ ６ 文献 标识 码 ： Ｂ 文章 编号 ：６ １４９ 一 ０ １１－１２０ １７ 。７ ２（ １）１ ６ ．４ ２ ０
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