测控系统抗干扰技术
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测控系统原理第7章习题解答
测控系统原理第7章习题解答第7章习题解答1、电路输⼊阻抗⾼，是否容易接收⾼频噪声⼲扰?为什么?答：电路输⼊阻抗⾼，是容易接收⾼频噪声⼲扰。
因为电路所接收的⾼频噪声⼲扰的电压与噪声⼲扰的频率成正⽐，与电路的输⼊阻抗成正⽐。
2、接地⽅式有⼏种?各适⽤于什么情况?答：接地⽅式有单点接地（串联单点接地和并联单点接地）和多点接地两种⽅式。
单点接地主要⽤于低频系统，不能⽤于⾼频信号系统。
因为这种接地系统中地线⼀般都⽐较长，在⾼频情况下，地线的等效电感和各个地线之间杂散电容耦合的影响是不容忽视的。
当地线的长度等于信号波长(光速与信号频率之⽐)的奇数倍时，地线呈现极⾼阻抗，变成⼀个发射天线，将对邻近电路产⽣严重的辐射⼲扰。
多点接地⽅式多⽤于⾼频系统。
多点接地不能⽤在低频系统中，因为各个电路的地电流流过地线汇流排的电阻会产⽣公共阻抗耦合噪声。
3、信号传输线屏蔽层接地点应怎样选择?答：当放⼤器接地⽽信号源浮地时，屏蔽层的接地点应选在放⼤器的低输⼊端，此时出现在放⼤器输⼊端之间的噪声电压⼏乎为零。
当信号源接地⽽放⼤器浮地时，信号传输线的屏蔽应接到信号源的低端，此时出现在放⼤器输⼊端之间的噪声电压⼏乎为零。
4、何谓“接地环路”?它有什么危害?应怎样避免?答：当信号源和系统地都接⼤地时，两者之间构成的环路称为接地环路，如下图所⽰, 通常信号源和系统之间的距离可达数⽶⾄数⼗⽶，由于⼤地电阻和地电流的影响，将使这两个接地点之间存在电位差——地电压G V 。
由等效电路下图（b ）可见，地电压G V 在系统的两输⼊端将形成⼲扰电压N V ，⽽且N V ⼤⼩⼏乎接近G V ，因此其影响不可忽略。
为了避免形成接地环路产⽣⼲扰，应改为⼀点接地，并保持信号源与地隔离，如上图（a ）所⽰。
图中Rsg 为信号源对地的漏电阻，由等效电路上图（b ）可见，由于Rsg ⾮常⼤，地电压G V 在系统的两输⼊端将形成⼲扰电压N V 将远远⼩于G V ，⽐信号源接地时的⼲扰电压⼤有改善。
PLC在DX-100中波发射机自动化系统应用中的抗干扰问题
PLC在DX-100中波发射机自动化系统应用中的抗干扰问题赵军摘要：本文分析了PLC在发射机自动化系统应用中电磁干扰的主要来源，指出了在自动化工程应用时，必须综合考虑控制系统的抗干扰性能，最后结合工程提出了几种有效的抗干扰措施。
关键词：中波发射机；PLC控制系统；干扰来源；抗干扰措施1概述随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。
PLC控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，而系统的抗干扰能力则是关系到整个系统可靠运行的关键。
电台发射机自动化系统中使用了各种类型的PLC有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多都处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中，既有强大的35kV或11OkV的高电压干扰，又有中短波甚至微波等高频电磁场的干扰，为了防止各种干扰，系统中采取了硬件和软件相结合的抗干扰方法，现介绍如下。
2电磁干扰源的主要来源2.1干扰源的分类影响PLC控制系统的干扰源大都产生在电流或电压剧烈变化的环境中，由于电荷的剧烈移动，产生了噪声源，即干扰源。
干扰源的类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同进行划分。
其中，按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰等。
共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。
共模干扰主要是指信号对地的电位差，是由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加而形成，共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器的供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上，共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏，这种共模干扰可为直流、亦可为交流；差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要是由空间电磁场在信号间藕合感应及由不平衡电路转换的共模干扰所形成的电压，这种干扰直接叠加在信号上，直接影响测量精度与控制精度。
计算机测控系统的软件抗干扰技术研究
Ｏ 引 言
影响计算机测控系统可靠、安全运行 的主要原因是来 自系统内外的各种电气干扰。干扰源产生的干 扰通 过耦 合通 道对 测控 系统 发生 电磁 干扰 。干扰作 用 于测控 系统 的输入 通道 ，能使模 拟 信号 失真 ，数 字 信号出错 ；干扰作用于测控系统的输 出通道 ，能使输 出信号混乱 ，不能正常反应 系统工作的真实输出。 干扰作用于测控系统核心 ，能使计算机的 Ｃ Ｕ得到错误的地址信息 ，引起程序计数器 Ｐ Ｐ ｃ出错 ，导致程 序 失控 。许 多在实 验 室运行 良好 的测 控 系统 安装 到工业 现 场 ，常 常 由于干 扰 的原 因 ，使 系统 不 能正 常运 行 。常用的抗干扰技术主要有硬件抗干扰和软件抗干扰。但是微机控制系统的抗干扰不可能完全依靠硬 件来解决 。在许多复杂的控制环境下，软件抗 干扰往往能取得事半功倍 的效果 。因而软件抗干扰技术亦 越 来越 受 到工控 软件 设计人 员 的重视 。 微机软件抗干扰措施的出发点是：微机不仅在正常工作时能充分发挥智能作用 ，而且在系统因受干 扰而破坏正常工作时也应发挥其智能作用。如果采用硬件与软件结合的方法 ，充分 发挥软件智能作用 ，
维普资讯
第２ ３卷 第 １期
２０ ０ ７年 １月
昆明冶金高等专科学校 学报
Ｊ ｕｎ ｆ ｎ ｎ ｔｌ ｒｙ Ｃ ｌ ｇ ｏ ｒａ ｏ ｍｉｇＭｅａｌ ｇ ｏｌ ｅ ｌ Ｋｕ ｕ ｅ
Ｖｏ． ３ １ ２ Ｎｏ １ ．
Ｊｎ ２ ０ ａ．０７
减轻意外事故的发生 。介绍 了干扰对计算机测控 系统的影 响 ，计 算机 测控 系统软 件抗 干扰 的前提 条件及 其常见
的 干扰 现 象 以 及 软件 抗 干 扰措 施 。
关键词 ： 算机 ； 计 测控 系统；抗 干扰 ；可靠性设 计
单片机测控系统的抗干扰技术
律， 通过监测巷道顶 板相对 于 老顶 的下沉 ， 实时在线 监 测 是
目 的是从电路上把干扰源和容易被干扰的部分隔离开来。
常用 的隔离方式包括光 电隔离 、 器隔离 、 变压 继电器 隔离 等 ，
顶板 离层及支护状况 的装置 。该顶 板监 测仪采 用微 电子控
另外在布线上也应该注意隔离。ＹＤ —１７ Ｊ １ ２Ｖ数字化顶板 监测仪中我们运用布线隔离等技术， 将微弱信号处理电路与 易产生噪声污染的电路分开设计， 实践证明运行效果良 好。
４ ４ 软件设计的抗 干扰 措施 ．
制技术 ， 用高精度的位移传感器采集巷道顶板的下沉量 ， 主 要由隔爆兼本安型电源、 信号处理单元、 模拟转换单元、 逻辑 分析单元和显示单元组成均运用了先进的集成处理芯片， 对 稳定性要求较高， 工作原理如图 ｌ Ｊ １ ２Ｖ数字化顶 。Ｙ Ｄ —１７ 板监测仪随着掘进机的掘进安装在刚掘好的顶板上 ， 掘进
微机系统中， 由于Ｒ Ｍ存储器是可以读 的， Ａ 因此在
干扰的侵害下，Ａ 中的数据有可能被窜改。这样会导致 ＲＭ
某些元器件的工作状态和程序状态 的改变 。 收稿 日 ：０５ ２ ８ 作者 期 ２０ —１ —１ 申永明 男 ４ 岁 ｌ 工程师
机性， 采用硬件措施只能抑制某个频率段的干扰 ， 仍有一些 干扰会浸入系统。因此， 不但要求硬件有高性能的抗干扰能
成严 重的后果 主要表现在下列几方面 ：
１１ 数据采集误差大 ．
主要是指电动机启动电流以及晶闸管交流器等设备产
生涌流引起的噪声 。 这些干扰对微机测控 系统的稳定性有严重的影响 ， 是需 要解决的主要问题 。
当干扰侵入微机系统测量单元模拟信号的输入通道时，
它叠加在有用 的信 号上 ， 数据采集 误差加 大 ， 会使 特别 是 当
目 的是从电路上把干扰源和容易被干扰的部分隔离开来。
常用 的隔离方式包括光 电隔离 、 器隔离 、 变压 继电器 隔离 等 ，
顶板 离层及支护状况 的装置 。该顶 板监 测仪采 用微 电子控
另外在布线上也应该注意隔离。ＹＤ —１７ Ｊ １ ２Ｖ数字化顶板 监测仪中我们运用布线隔离等技术， 将微弱信号处理电路与 易产生噪声污染的电路分开设计， 实践证明运行效果良 好。
４ ４ 软件设计的抗 干扰 措施 ．
制技术 ， 用高精度的位移传感器采集巷道顶板的下沉量 ， 主 要由隔爆兼本安型电源、 信号处理单元、 模拟转换单元、 逻辑 分析单元和显示单元组成均运用了先进的集成处理芯片， 对 稳定性要求较高， 工作原理如图 ｌ Ｊ １ ２Ｖ数字化顶 。Ｙ Ｄ —１７ 板监测仪随着掘进机的掘进安装在刚掘好的顶板上 ， 掘进
微机系统中， 由于Ｒ Ｍ存储器是可以读 的， Ａ 因此在
干扰的侵害下，Ａ 中的数据有可能被窜改。这样会导致 ＲＭ
某些元器件的工作状态和程序状态 的改变 。 收稿 日 ：０５ ２ ８ 作者 期 ２０ —１ —１ 申永明 男 ４ 岁 ｌ 工程师
机性， 采用硬件措施只能抑制某个频率段的干扰 ， 仍有一些 干扰会浸入系统。因此， 不但要求硬件有高性能的抗干扰能
成严 重的后果 主要表现在下列几方面 ：
１１ 数据采集误差大 ．
主要是指电动机启动电流以及晶闸管交流器等设备产
生涌流引起的噪声 。 这些干扰对微机测控 系统的稳定性有严重的影响 ， 是需 要解决的主要问题 。
当干扰侵入微机系统测量单元模拟信号的输入通道时，
它叠加在有用 的信 号上 ， 数据采集 误差加 大 ， 会使 特别 是 当
高抗干扰能力单片机通讯电路的设计
芯 片 时 ，尽 量 选 择 低 频 的 。在 微 处 理 器 运 行 的
系 统 之 间 是 利 用 总 线 技 术 来 通 信 的 。 数
据的通信要考虑 的第一个 问题是通信速率 ，因 为通信速率过高会影响系统 的抗干扰性 ，所 以 在能够满足系统通信速率时 ，尽量选择较低 的 通信速率。数据通信要考虑的第二个 问题是通 信距离的稳定性。 因为距离会影响数据 的传输 ， 所 以一 定 要 根 据 通 信 连 接 的 实 际距 离 进 行 选 择
通信方式。
１干 扰 的来 源 和 产 生 的 问题
１ ． １干扰 的主要来 源
１ ． １ ． １ 源 的 噪音 干 扰
电源 噪声 的干 扰 的表 现是 供 电停 止时 ， 电压 过高或过低、尖峰脉冲等 。尖峰脉冲的产
过程 中，如果受到干扰 就会引起死机，这时 ， 我 们 就 可 以利 用 看 门狗 电 路 ， 它 可 以 使 微 处 理
单 片机 的定 时器 使得 软件看 门狗 的抗 干 扰技术得 以实现 ， 是对硬件看门狗技术的补充 。 软件看 门可 以在现 场环 境下解决由于硬件看 门
在市 内的 电源的频率是 ５ ０ Ｈｚ ， 属 于低频 ， 监视 监测 变量，如果监测的变量变化不一样 ， 但是产生干扰的 电源往往是高频 ，而交流 电源 就 可 以返 回 错 误信 息 。 滤波器可 以高频的干扰波 ，所 以可 以有效 的滤 ３ ． ２滤波算法抗干扰 除高频干扰。 ２ ． １ ． ５分 组 供 电 随着单片机技术的不断开发 ，使 得单片机 单片 机系 统输 入信 号受 到干 扰影 响 时， 把一 个 系统分 割 成各 个模块 ，使 其分 组 的 性 能 不 断 提 高 而 被 应 用 在 仪 器 仪表 和 家 用 医 就 会 使 系 统 的 数 据 采 集 误 差 增 大 ，而 为 了保 证 供 电 ，独 立 形 成 一 个 系 统 ，防 止 了各 个 模 块 间 用设备 以及家用 电器等方面 。但 是由于单片机 数 据 采 集 的 可 靠 性 ， 可 以使 用 加 权 递 推 平 均 滤 的干扰 。 的控制系统 的工作环境往往 比较 复杂和 恶劣， 波和中位 值滤波 以及递推平均滤波等。
系 统 之 间 是 利 用 总 线 技 术 来 通 信 的 。 数
据的通信要考虑 的第一个 问题是通信速率 ，因 为通信速率过高会影响系统 的抗干扰性 ，所 以 在能够满足系统通信速率时 ，尽量选择较低 的 通信速率。数据通信要考虑的第二个 问题是通 信距离的稳定性。 因为距离会影响数据 的传输 ， 所 以一 定 要 根 据 通 信 连 接 的 实 际距 离 进 行 选 择
通信方式。
１干 扰 的来 源 和 产 生 的 问题
１ ． １干扰 的主要来 源
１ ． １ ． １ 源 的 噪音 干 扰
电源 噪声 的干 扰 的表 现是 供 电停 止时 ， 电压 过高或过低、尖峰脉冲等 。尖峰脉冲的产
过程 中，如果受到干扰 就会引起死机，这时 ， 我 们 就 可 以利 用 看 门狗 电 路 ， 它 可 以 使 微 处 理
单 片机 的定 时器 使得 软件看 门狗 的抗 干 扰技术得 以实现 ， 是对硬件看门狗技术的补充 。 软件看 门可 以在现 场环 境下解决由于硬件看 门
在市 内的 电源的频率是 ５ ０ Ｈｚ ， 属 于低频 ， 监视 监测 变量，如果监测的变量变化不一样 ， 但是产生干扰的 电源往往是高频 ，而交流 电源 就 可 以返 回 错 误信 息 。 滤波器可 以高频的干扰波 ，所 以可 以有效 的滤 ３ ． ２滤波算法抗干扰 除高频干扰。 ２ ． １ ． ５分 组 供 电 随着单片机技术的不断开发 ，使 得单片机 单片 机系 统输 入信 号受 到干 扰影 响 时， 把一 个 系统分 割 成各 个模块 ，使 其分 组 的 性 能 不 断 提 高 而 被 应 用 在 仪 器 仪表 和 家 用 医 就 会 使 系 统 的 数 据 采 集 误 差 增 大 ，而 为 了保 证 供 电 ，独 立 形 成 一 个 系 统 ，防 止 了各 个 模 块 间 用设备 以及家用 电器等方面 。但 是由于单片机 数 据 采 集 的 可 靠 性 ， 可 以使 用 加 权 递 推 平 均 滤 的干扰 。 的控制系统 的工作环境往往 比较 复杂和 恶劣， 波和中位 值滤波 以及递推平均滤波等。
课件 第六章 计算机控制系统的抗干扰技术
2 常用的接地方法(2) 常用的接地方法(2)
（2） 模拟地和数字地的连接
6.3 系统供电及接地技术
2 常用的接地方法(3) 常用的接地方法(3)
（3） 主机外壳接地
6.3 系统供电及接地技术
外壳接地，机壳浮空
2 常用的接地方法(4) 常用的接地方法(4)
（4） 多机系统的接地
过程 通道 主机 打印机
1 微机控制系统中的地线
(1)数字地，或逻辑地。 (2) 模拟地。 (3) 安全地。又称为保护 地或机壳地，屏蔽地。 (4) 系统地。 (5) 直流地。 (6) 交流地。
2 常用的接地方法(1) 常用的接地方法(1)
（1） 一点接地和多点接地
6.3 系统供电及接地技术
图6.15 串联一点接地
图6.16 并联一点接地
4
采用具有高共模抑制比的仪表
采用具有高共模抑制比的仪表放大器作 为输入放大器： 为输入放大器 ： 仪表放大器具有共模抑 制能力强、输入阻抗高、漂移低、增益 可调等优点，是一种专门用来分离共模 干扰与有用信号的器件。
6.2 硬件抗干扰技术
6.2.2
串模干扰的抑制
1. 在输入回路中接入模拟滤波器 使用双积分式A/D转换器 A/D转换器 2. 使用双积分式A/D转换器 3. 采用双绞线作为信号线 4. 电流传送 5. 对信号提早处理 选择合理的逻辑器件来抑制。 6. 选择合理的逻辑器件来抑制。
6.2 硬件抗干扰技术
3. 采用双绞线作为信号线
若串模干扰和被测信号的频率相当， 则很难用滤波的方法消除。此时，必须采 用其它措施，消除干扰源。通常可在信号 源到计算机之间选用带屏蔽层的双绞线或 同轴电缆，并确保接地正确可靠。采用双 绞线作为信号引线的目的是减少电磁。双 绞线能使各个小环路的感应电势相互抵消。 一般双绞线的节距越小抗干扰能力越强。
单片机测控系统中的电气隔离技术
根据隔离程度的不同，电气隔离技术可分为完全隔离 和不完全隔离。
不完全隔离是指两个电路之间存在一定的电联系，但 这种联系不足以对电路的正常工作产生影响。这种隔 离方式通常用于低电压、小电流和低频信号的场合， 以实现电路之间的信号传输和控制。
电气隔离技术的应用范围
01
电气隔离技术广泛应用于各种电子设 备和系统中，如电力电子设备、通信 设备、工业自动化控制系统、家用电 器等。
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03
单片机测控系统中的电气隔离 技术
基于模拟电路的电气隔离技术
变压器隔离
通过变压器实现输入和输出之间的电 气隔离，变压器初级和次级之间的绝 缘层可以有效地阻止电流从一个电路 传输到另一个电路。
光电耦合器隔离
利用光电耦合器将输入信号转换为光 信号，再通过光敏管将光信号转换为 电信号，实现输入和输出之间的电气 隔离。
光电耦合器的优点
光电耦合器具有较高的绝缘电阻和耐压能力，能够有效地抑制共模干扰，提高 系统的抗干扰能力。同时，它还具有较小的体积和重量，方便在单片机测控系 统中应用。
采用脉冲变压器实现电气隔离
脉冲变压器工作原理
脉冲变压器是一种利用电磁感应原理传输脉冲信号的器件，它通过将输入的脉冲 信号转换为磁能，再通过磁能将脉冲信号还原，从而实现了输入输出之间的电气 隔离。
智能化
单片机测控系统具有智能化特 点，能够根据被控对象的变化 自动调整控制策略，提高系统 的自适应性。
可靠性
该系统采用电气隔离技术等措 施，确保系统的稳定性和可靠
性。
单片机测控系统的应用场景
工业自动化
单片机测控系统广泛应用于工业自动化领域 ，如生产线控制、机器人控制等。
医疗设备
单片机测控系统软件抗干扰技术
一
开机 后首先对 单片机系统的硬件及软件状态进行检 测， 只有各 项检查 均正常， 序方能继续执行， 程 一旦发现不正常 就进行相 应的处理 。开机 自检程序通常包 括对 ＲＭ Ｒ Ｍ ／ Ａ 、 Ｏ 、Ｉ ０口状态及其他接 口电路的检测 。以检测 ＲＭ为例 ，实 际操 Ａ 作是向ＲＭ Ａ单元写 “Ｏ ”读 出也应为“Ｏ”再 向其写 “Ｆ ” ＯＨ， ＯＨ ， ＦＨ， 读出也应为 “Ｆ” ＦＨ 。如果 ＲＭ Ａ 单元读 写出错，应 给出 ＲＭ Ａ出 错提示 （ 如声光报警等） ，并转入错误处理程序 。 ２ 掉电保护 电网瞬间断电或电压突然下降， 将使微机系统陷入混乱 状态 。 当电 网电压恢复正常后， 微机系统难 以恢复正常状态 ， 处理这一类事故的有效方法就是采用掉电保护， 即把硬件电 路预先检测到的掉电信号加到单片机的外部中断输入端。 软 件中将掉电中断规定为高级中断， 使系统能及时对掉电作出 反应 。在掉电 中断子程序 中，首先进行现场保护 ，把当时的 重要状态参数 、 中间结果一一从片外ＲＭ Ａ 中调入单片机 的ＲＭ Ａ 中，某些 ＳＲ 内容也调入到 片内通用 ＲＭ Ｆ的 Ａ 中。其次是对 有 关设备作 出妥善处理， 使外设处于 非工 作状 态等。 后必 须 最 在 片内 Ｒ Ｍ Ａ 的某一个 或两 个单元作 上特 定标 记，例 如存 入 ＯＦ 或４ Ｈ 类的代码 ，作为掉电标记。 该注意的是，掉 ＦＨ ４ 之 应 电后外 围电路失 电，但 Ｃ Ｕ不能失电，以保持 ＲＭ中内容不 Ｐ Ａ 变，故 Ｃ Ｕ Ｐ 应有一套 备用电源 。如 ＣＯ 型 ８ Ｃ １ 片执行一 ＭＳ ０３ 芯 条 Ｏ ＬＰ Ｏ ，＃ ２ 的指令后 即可进入掉 电工作状态。 Ｒ ＣＮ ０Ｈ ３ 睡眠抗千扰 ＣＯ 型 ８Ｃ １ ＭＳ ０３ 通过执行 Ｏ ＬＰＯ，≠ ｌ 还 可以进入 睡 Ｒ ＣＮ ≠ Ｈ ｏ 眠状态，只有定时 ／ 计数系统和 中断系统 处于工作状态 。 这
开机 后首先对 单片机系统的硬件及软件状态进行检 测， 只有各 项检查 均正常， 序方能继续执行， 程 一旦发现不正常 就进行相 应的处理 。开机 自检程序通常包 括对 ＲＭ Ｒ Ｍ ／ Ａ 、 Ｏ 、Ｉ ０口状态及其他接 口电路的检测 。以检测 ＲＭ为例 ，实 际操 Ａ 作是向ＲＭ Ａ单元写 “Ｏ ”读 出也应为“Ｏ”再 向其写 “Ｆ ” ＯＨ， ＯＨ ， ＦＨ， 读出也应为 “Ｆ” ＦＨ 。如果 ＲＭ Ａ 单元读 写出错，应 给出 ＲＭ Ａ出 错提示 （ 如声光报警等） ，并转入错误处理程序 。 ２ 掉电保护 电网瞬间断电或电压突然下降， 将使微机系统陷入混乱 状态 。 当电 网电压恢复正常后， 微机系统难 以恢复正常状态 ， 处理这一类事故的有效方法就是采用掉电保护， 即把硬件电 路预先检测到的掉电信号加到单片机的外部中断输入端。 软 件中将掉电中断规定为高级中断， 使系统能及时对掉电作出 反应 。在掉电 中断子程序 中，首先进行现场保护 ，把当时的 重要状态参数 、 中间结果一一从片外ＲＭ Ａ 中调入单片机 的ＲＭ Ａ 中，某些 ＳＲ 内容也调入到 片内通用 ＲＭ Ｆ的 Ａ 中。其次是对 有 关设备作 出妥善处理， 使外设处于 非工 作状 态等。 后必 须 最 在 片内 Ｒ Ｍ Ａ 的某一个 或两 个单元作 上特 定标 记，例 如存 入 ＯＦ 或４ Ｈ 类的代码 ，作为掉电标记。 该注意的是，掉 ＦＨ ４ 之 应 电后外 围电路失 电，但 Ｃ Ｕ不能失电，以保持 ＲＭ中内容不 Ｐ Ａ 变，故 Ｃ Ｕ Ｐ 应有一套 备用电源 。如 ＣＯ 型 ８ Ｃ １ 片执行一 ＭＳ ０３ 芯 条 Ｏ ＬＰ Ｏ ，＃ ２ 的指令后 即可进入掉 电工作状态。 Ｒ ＣＮ ０Ｈ ３ 睡眠抗千扰 ＣＯ 型 ８Ｃ １ ＭＳ ０３ 通过执行 Ｏ ＬＰＯ，≠ ｌ 还 可以进入 睡 Ｒ ＣＮ ≠ Ｈ ｏ 眠状态，只有定时 ／ 计数系统和 中断系统 处于工作状态 。 这
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2018/11/24
14
3.2 干扰抑制
1．消除或抑制干扰源 消除和抑制干扰源是行之有效的抗干扰措施之一， 如：选择热噪声小的元器件、把产生干扰的大功率设备 移开、避免信号电缆与电源电缆平行敷设、在各种强电 触点开关上采取消弧措施等等。 2．切断引入干扰的途径 (1) 提高绝缘性能，消除或抑制漏电阻； (2) 正确的接地技术； (3) 隔离技术，切断信号传输中电的联系； (4) 屏蔽、浮置技术，防止电磁场干扰； (5) 滤波技术，阻止干扰信号进入系统。 3．提高设备本身抗干扰的性能 使用高质量元器件、优化设计线路板等
2018/11/24
5
图3-1 串模干扰示意图
2018/11/24 6
3.1.2
串模抑制比：衡量系统抑制串模干扰的能力。 定义： NMRR = 20lg(Un / △Ui) (dB) Un:串模干扰信号的幅值； △Ui：Un引起输出的改变折合到输入端的偏移量。 效果：△Ui越小，抗串模干扰的能力越强，即NMRR越大。
差动输入
2018/11/24
11
3.1.4 干扰传播的途径
1．电路传播的干扰：任何电路在传递与处理有效信号的同 时，也会对进入电路中的干扰信号进行传递。 (1)漏电阻: 理论上与干扰源断开的电路，由于漏电阻会形成 回路，导致干扰的引入。
有效信号 漏电阻 高压线
Rp1 i1 Rn1 i1 Rp2 汇流条 … Rpn in Rnn 回流条
2018/11/24 13
3.1.4
2、电磁场传播的干扰 (1)静电耦合：静电场干扰通过分布电容耦合进入系统 两根平行导线之间的、印刷线路之间、变压器线匝 之间、绕组之间都可能构成分布电容。
(2)电磁耦合：电磁耦合干扰通过电感引入感应电势
两条平行导线间会产生磁场耦合 (3) 辐射电磁场耦合：具有天线效应的电源线和长信号线会 对空间电磁场产生接收作用，感应出干扰信号。
2018/11/24
10
3.1.3
Us
Zs
1.单端输入：一个 输入信号，地端为 参考电压；
Ic
Zi A
信号 接收
Ucm
器
单端对地输入
Zs1
2.差动输入：2个 输入信号，1个是 高电平，一个是低 电平，以2个信号 的差值来决定信 号的幅值。
Us
Ic1
Zs2 Ic2 Zc2A Zc1A
信号 接收 器
Ucm
串模干扰也称为差模干扰、横向干扰、常模干扰或常态干扰。
2018/11/24
7
3.1.3 共模干扰
共模干扰：共模干扰是系统2个输入端上共有的干扰电压。 也称对地干扰、共态干扰。 原因：被测信号的接地点和计算机输入信号的参考接地点， 存在一定的电位差。
A
信号
Us
接收
B
Ucm
端
UA=Us+Ucm
2018/11/24
2018/11/24 4
3.1.2 串模干扰
串模干扰：串联于有用信号回路之中的干扰，即叠加在有用信号之上。 原因(1) 内部干扰（信号源内部叠加的干扰） (2) 电磁耦合引起的干扰（长线传输、空间电磁场、工频干扰）
干扰线
Ia C1
Un
信号 接收
Us
Rs Us
C2
端
串模干扰示意图
电磁耦合引入串模干扰
2018/11/24
2
Байду номын сангаас
3.1 干扰源及干扰分类
3.1.1 干扰源
干扰源：干扰的来源或造成干扰的原因。 分类： 按干扰源来分，有内部干扰和外部干扰。 1.内部干扰 由系统结构、制造工艺、安装等内在原因引起的干扰。 主要原因： (1)元器件噪声； (2)分布电容、电感引起的电磁感应； (3)长线传输中波的反射； (4)多点接地引起的电位差； (5)电源系统引入的干扰。
逻辑关系混乱, 控制失灵。
2018/11/24 1
研究的内容：干扰源、干扰类型、干扰传播途径、 抗干扰措施。 系统抗干扰策略：软硬结合抗干扰。硬件措施应当将大部 分干扰消除，软件措施消除余下的部分。 可靠性（Reliability）：系统的可靠程度。与系统的内在 质量、系统的设计水平、使用环境、运行维护水平 有关。是衡量系统的主要性能指标。 包括：硬件的可靠性、软件的可靠性。影响系统硬件可 靠性的主要因素就是干扰。
2018/11/24 15
3.2.1 串模干扰的抑制
(2) 公共阻抗
i2
Rn2 i1+i2
… …
ij
j 1
j n
公共电源线的阻抗耦合
2018/11/24
12
3.1.4
模拟信号和数字信号分开接地:
模拟
系统 数字 系统 模拟 系统 数字 系统 模拟 系统 数字 系统
（a）未分开接地
（b）未分开接地
（c）分开接地
（3）信号输入/输出回路 （4）电源回路
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3.1.1
2.外部干扰 由外界环境因素引起的干扰。 主要原因： (1)大功率设备、输 电线路发生的电磁场； (2)广播和通信设备 发射的无线电波； (3)自然界干扰，包括：天体 辐射、雷电、气温、湿度等。 *内外干扰本质相同,相互关联,相互作用。通常采取消除干 扰源、避开干扰源、切断干扰传播途径的方法，有效消 除干扰。 干扰作用方式分类：串模干扰、共模干扰、长线传输干扰
干扰含义：有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常 工作的破坏因素。 干扰是在信号输入、传输和输出过程中出现的一些有害
的电气变化现象。这些变化迫使信号的传输值、 指示值或输
出值出现误差, 出现假像。 干扰的危害：干扰对电路的影响, 轻则降低信号的质量, 影响 系统的稳定性; 重则破坏电路的正常功能, 造成
共模干扰示意图 UB=Ucm
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图9.3 串模干扰与共模干扰波形 (a) 直流信号； (b) 串模干扰； (c) 共模干扰； (d) 串模干扰与共模干扰共同作用
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3.1.3
由于现场与计算机之间相差几米甚至几千米，取决于现 场情况和计算机的接地情况，Ucm可以是直流，也可以是交 流；幅值可以是几伏甚至几十伏。 共模干扰的影响：共模干扰对放大器的影响，是因转换 成串模干扰而加到输入端的。 共模抑制比：衡量系统抑制共模干扰转化为串模干扰的 能力。 定义： CMRR = 20lg(Ucm/Un) (dB) Un:是共模干扰信号Ucm转换成串模干扰的电压幅值； 效果：Un越小，抗共模干扰的能力越强，即CMRR越大。 CMRR与信号的输入方式有关，分单端输入和差动输入2种 形式。