动车组检测与故障诊断第十一讲检测系统的抗干扰技术
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3．低频磁层屏蔽
对低频磁场的屏蔽，要用高导磁材料作屏蔽层， 以便将低频干扰磁力线限制在磁阻很小的磁屏 蔽体的内部，防止其干扰作用。
图中A为磁性 干扰源，B为 受影响的磁 性对象，C为 屏蔽板。
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5.4.2 接地技术
1．检测系统中的各种地线 （1）屏蔽接地线及机壳接地线。 这类地线是对电场及磁场的屏蔽，也能达到安全防
这三种地线最后要汇集在一起，它们在一点上再通过专用地
线和大地相连，这就构成所谓系统地线。
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3．电缆屏蔽层的接地方式
（1）如果信号源不接地，而测量电路（放大 器）接地时，电缆屏蔽层则应该接到检测电 路的接地端（公共端）。
图5.17 电缆屏蔽不正确接 地方式之一
图5.18 电缆屏蔽层正确接地 方式之一
CMRR 20 lg UCM U NM
式中，UCM为共模干扰电压； UNM为在UCM作用下，转化 为在输入电路端所呈现的差 模干扰信号电压。
CMRR 20 lg KNM KCM
式中 KNM为差模增益； KCM为共模增益。
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5.4 干扰抑制技术
形成对检测装置及系统的干扰需要“三 要素”，因此，消除和减弱干扰的方法 亦应针对三项因素采取措施，即：
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采用一点接地。 从图中看出，屏蔽层也在传感器处接地，
这样共模干扰电流iCM大减少，而且也不 再流经信号线，只流经电缆屏蔽层，因 此对检测装置影响很小。
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（3）检测装置与计算机系统 的一点接地。
主要有三种性质的 地线，即信号地线， 功率地线，机壳的 金属件地线。这三 各地线应分开设置， 本身要遵循“一点 接地”。
第五章 检测系统的抗干扰技术
干扰的来源 干扰的传播 差模干扰和共模干扰 干扰的抑制
1
5.1 干扰的来源
5.1.1 干扰的产生 可以把干扰分成内部干扰和外部干扰两大类。 外部干扰是指那些与系统结构无关，由使用
条件和外界环境因素所决定的干扰。它主要 来自自然界的干扰以及周围电气设备的干扰。 内部干扰是指装置内部的各种元件引起的各 种干扰，它包括固定干扰和过渡干扰。
（1）固定干扰 固定干扰包括： 电阻中随机性的电子热运动引起的热噪声； 半导体内载流子的随机运动引起的散粒噪声； 两种导电材料接触面的电导率的不一致而产生的
接触噪声；
寄生参数、泄漏电阻等耦合形成寄生反馈电流所 造成的干扰；
多点接地造成的电位差引起的干扰； 寄生振荡引起的干扰等。 （2）过渡干扰 过渡干扰是电路在动态工作时引起的干扰。 4
11
7. 射线辐射干扰
核辐射可产生很强的电磁波，射 线会使气体电离，使金属逸出电 子，从而影响到电测装置的正常 工作。
射线辐射的防护是一种专门的技 术，主要用于原子能工业等方面。
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按干扰传播的方式可分为：
1.辐射干扰 辐射干扰是一种通过空间以电磁波形式
传播的电磁干扰。 2.传导干扰 传导干扰是一种沿电源线、公共地线和
互连电缆传输的电磁干扰。 3.感应干扰 感应干扰是一种通过磁耦合在电路中形
成的干扰。
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5.2 干扰的传输途径
5.2.1 干扰形成的三要素 对检测装置及检测系统形成干扰，需同
时具备三个要素： （1）干扰源； （2）对干扰敏感的接收电路； （3）干扰源到接收电路之间的传输途
径。
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5.2.2 静电电容耦合
根据干扰进入检测电路方式以及与有用 信号的关系，可将干扰分为差模干扰和 共模干扰。
差模干扰又称串模干扰和常态干扰，共 模干扰又称共态干扰、对地干扰和不平 衡干扰。
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5.3.1 差模干扰
所谓差模干扰就是在输入通道中与信号 源串联的干扰，其特点是干扰信号与有 用信号按电势源的形式相串联。
图中Us为有用信号，UNM为差模干扰信号。
干扰电压UN为
UN＝jωMI1
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5.2.4共阻抗耦合
共阻抗耦合是由于两个电路间有公共阻抗，当一 个电路中有电流流过时，通过共阻抗便在另一个 电路上产生干扰电压。
图中ZC表示两个电 路之间的共有阻抗， In表示干扰源电流， UN表示被干扰电路 的干扰电压 。
UN=InZC
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5.2.5漏电流耦合
静电电容耦合是由于两个电路之间存在寄生电容， 产生静电效应，使一个电路的电荷变化影响到另一 个电路。
导线1是干扰源，
导线2是检测系统
的传输线，C1、 C2分别为导线1、 2的对地寄生电容，
C12是导线1和2之 间的寄生电容，R
为导线2的对地电 阻，
当 R《1/ω （ C12+C2 ） 时 ， 导 线 2 所 产生的对地干扰电压即R的电压为
由于绝缘不良，流经绝缘电阻R的漏电流 作用于有关电路引起的干扰，称为漏电 流耦合。
图 中 U1 表 示 干 扰 源 电势，R表示漏电 阻 ， Zi 表 示 被 干 扰 电路的输入阻抗， UN表示干扰电压。
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5.3 差模干扰和共模干扰
各种干扰源必然会通过各种传输途径进 入检测系统，对其产生干扰。
UN≈jωRC12U1 15
5.2.3电磁耦合
电磁耦合(电 感性耦合)是 由于电路之 间存在互感， 使一个电路 的电流变化， 通过磁交变 影响到另一 个电路。
图中导线1为干扰源，导线2为检测系统的一段电路，
两导线之间的互感系数为M。当导线1中有电流I1变 化时，根据电路理论，通过电磁耦合在导线2产生的
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温度检测电路产生的差模干扰
外来交变磁通 Φ穿过其中一 条传输线，产 生的感应干扰 电 势 UNM 便 与 热 电 偶 电 势 eT 相串联。
消除这种干扰的办法通常是 采用低通滤波器、双绞信号 传输及屏蔽等措施。
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5.3.2 共模干扰
共模干扰电压是指检测电路两个输入端 和地之间的电压。造成这种干扰的主要 原因是双重接地后两地之间出现电位差，
浮空的目的是要阻断干扰电流的通路。 浮空后，检测电路的公共线与大地（或 机壳）之间的阻抗很大，因此，浮空与 接地相比能更强的抑制共模干扰电流。
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图中，r1、r2为信号传输 线电阻，Z 1、Z2为信号 线对地等效阻抗（包括漏 电阻、对地分布电容等）， Z1n为检测电路输入阻抗， rs为传感器内阻。通常， 传感器也不接地，它对地 的等效阻抗较大，为分析 方便，在图中将它接地。
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5. 湿度干扰
湿度增加会引起: 绝缘体的绝缘电阻下降，漏电流增
加；
电介质的介电系数增加，电容量增 加；
吸潮后骨架膨胀使线圈阻值增加， 电感器变化；
应变片粘贴后，胶质变软，精度下 降等。
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6. 化学干扰
酸、碱、盐等化学物品以及其他 腐蚀性气体，除了其化学腐蚀性 作用将损坏仪器设备和元器件外， 还能与金属导体产生化学电动势， 从而影响仪器设备的正常工作。
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2．一点接地和多点接地
（1）印刷电路板内的接地方式。 在印刷电路板内接地的基本原则是低频电
路需一点接地，高频电路应就近多点接地。 因为在低频电路中，布线和元件间的电感 并不是什么大问题，而公共阻抗耦合干扰 影响较大，因此，常以一点为接地点。
但一点接地不用于高频电路，因为高频 时各地线电路形成的环路会产生电感耦合， 引起干扰。通常频率在1兆赫以下用一点接 地，频率在10MHz以上用多点接地。
图中r1、r2是 长电缆导线 电阻，Z 、Z
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是共模电压 通道中放大 器输入端的 对地等效阻 抗，
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5.3.3 共模抑制比CMRR
共模干扰对检测装置的影响程度，取决于共模干 扰转化成差模干扰的大小。
为了衡量检测装置对共模干扰的抑制能力，引入 共模抑制比（CMRR）这一重要概念。
CMRR的表示方法：
5.1.2 干扰的类型
按干扰产生的原因可分为： 1. 电和磁干扰 2. 机械干扰 3. 热干扰 4.光干扰 5. 湿度干扰 6. 化学干扰 7. 射线辐射干扰
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1. 电和磁干扰
电和磁可以通过电路和磁路对检测系 统产生干扰作用，电场和磁场的变化 在检测装置的有关电路或导线中感应 出干扰电压，从而影响检测系统的正 常工作。
护的目的，一般是接大地。
（2）信号接地线。 它只是检测装置的输入与输出的零信号电位公共线
（基准电位线），它本身却可能与大地是隔绝的。 信号地线又分为两种：模拟信号地线及数字信号地 线。因模拟信号一般较弱，容易受干扰，故对地线 要求较高，而数字信号一般较强，对地线要求可降 低些。为了避免两者之间的相互干扰，两种地线应 分别设置。
（1）消除或抑制干扰源； （2）阻截干扰传递途径； （3）削弱接收电路对干扰的敏感性。
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5.4.1 屏蔽技术
利用铜或铝等低电阻材料制成的容器，或者是 利用导磁性良好的铁磁材料制成的容器，将需 要防护的部分（如干扰源）包围起来，称为屏 蔽，屏蔽可以分为以下几类：
（1）静电屏蔽 即电场屏蔽，可防止电场耦合 干扰；
2
1.外部干扰
（1）自然干扰
自然干扰产生的原因来自自然现象，如闪 电、雷击、宇宙辐射、太阳黑子活动等。
（2）电气设备干扰
各种电气设备所产生的干扰有电磁场、电 火花、电弧焊接、高频加热、可控硅整流 等强电系统所造成的干扰。这些干扰主要 是通过供电电源对测量装置和微型计算机 产生影响。
3
2．内部干扰
（2）电磁屏蔽 利用涡流效应，防止高频磁场 干扰；
（3）磁屏蔽 采用高导磁材料，防止低频磁场 干扰。
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1.静电屏蔽
图中设A点带有 电荷＋Q，B为 低电阻的金属材 料造成之屏蔽盒， 屏蔽盒接大地。
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2．电磁屏蔽
电磁屏蔽主要是抑制高频电磁场的干扰。 它是采用导电良好的金属材料做成屏蔽 层，利用高频电磁场能在屏蔽金属内产 生涡流，再利用涡流产生的反磁场来抵 消高频干扰磁场，从而达到屏蔽的目的。
高速动车组电磁干扰源及抗干扰技术研究
高速动车组电磁干扰源及抗干扰技术研究摘要：本文针对高速动车组主要电磁干扰源进行分析，以动车组过分相时时产生的电磁干扰为例，重点分析了高速动车组的电磁干扰特性。
本论文重点研究探讨了高速动车组包括屏蔽、接地等措施在内的抗干扰技术及其工程应用，从整车系统的角度初步给出了高速动车组的电磁兼容问题解决方案，以确保高速动车组安全运行。
关键词：高速动车组；电磁兼容；电磁干扰；接地1引言高速动车组列车与普通动车组相比具有牵引设备更多、牵引功率更大、电气设备密度更高、配线更加复杂等特点。
高速动车组车载电气设备集成度很高，包括牵引变流系统、网络控制系统、旅客信息系统、门控系统、空调系统、照明系统、烟火报警系统、ATP列车防护系统等，各电气系统的电磁干扰和电磁敏感特性差别很大，使得高速动车组的电磁兼容性的优劣对动车组的安全性、可靠性、可用性等起着更加关键的作用。
2 高速动车组电磁干扰源分析高速动车组的所有电气系统既是电磁干扰源，又是被干扰者。
高速动车组在高速移动过程中通过牵引系统将接触网上的25kV高压电能转换为驱动动车组的前进的动能，在电能与动能的转换过程中，势必会带来大量的电磁干扰。
高速动车组安装了网络控制系统、ATP列车防护系统等弱电设备以及牵引传动、辅助供电系统等高压电气设备，为了节省空间，尽量提高空间利用率，上述各种电气设备共同存在于有限的空间中。
对于弱电设备而言，牵引传动及辅助供电系统等高功率器件的无疑就成了主要的电磁干扰源。
下面以动车组过分相时产生的电磁干扰为例，来研究分析高速动车组的电磁干扰特性。
用电路仿真软件对高速动车组进入分相区时产生的传导性干扰进行建模仿真分析，可以得到高速动车组过分相时馈线端和中性线上干扰电压仿真波形如图1、图2所示。
图1高速动车组馈线端骚扰电压仿真波形图2高速动车组中性线上骚扰电压仿真波形从图1中可以看出，高速动车组进入无电区时，馈线端所产生的骚扰电压高达10KV，从图2中可以看出，高速动车组进入无电区时，中性线上产生的骚扰电压可达2KV。
浅析列车电气设备及控制系统的干扰与抗干扰问题
浅析列车电气设备及控制系统的干扰与抗干扰问题摘要：电气工程中的自动化设备应用有效性，对电气工程来说具有重要的影响作用。
在电气工程中自动化设备的抗干扰措施是一项全面性、系统性的措施，只有正确地了解到当中存在的干扰因素，并采取有效措施进行控制，才能促使工程的自动化水平提升，为电气工程稳定性提供保障。
下面将对电气工程中自动化设备的抗干扰措施进行详细分析。
关键词：列车；电气设备；控制系统；抗干扰1电气工程自动化设备中存在的干扰因素电气工程自动化技术近年来在我国已经得到了全面性的应用，主要采取的装置已经能够达到自动检测以及自动控制目的，能够对电力系统进行远程监控，对电力的稳定运行提供了保障，满足了人们在日常用电方面的需求。
电气自动化工程的应用真正促使电气工程走向了智能化道路，但由于在整个系统当中仍然有着一定的不成熟技术，导致自动化技术的实际应用中仍然暴露出一些问题，给电气自动化的发展以及人们的用电带来了麻烦。
1.1电磁干扰在电气自动化设备的使用中经常会出现电磁干扰问题，主要表现为内部的干扰和外部干扰两个部分。
例如高电压以及电磁波的外部干扰，由于内部结构不合理而导致的内部干扰等问题。
1.2传导干扰和辐射干扰在电气工程自动化设备的使用中出现的传导干扰以及辐射干扰问题，一直以来都是影响工程正常运行的主要问题之一。
出现这样的问题主要是因为受到电磁波和电压的影响，导致它们之间相互转换，给电气自动化设备的运行带来了干扰影响。
1.3信号干扰信号模式干扰是一种能够直接作用于电气自动化运行过程中的故障问题，通过直接干扰，导致整个运行当中的电气工程系统都受到影响。
2 干扰源及干扰的传播途径车辆电气控制系统的干扰源主要有内部干扰和外部干扰;干扰的传播途径有导线传导干扰和电磁场藕合干扰。
内部干扰来自控制系统自身内部噪声引发的各部分电路之间、各元件之间的干扰。
第一，当干扰源的频率较高、干扰信号的波长又比被干扰的对象结构尺寸小，或者干扰源与被干扰者之间的距离r＞＞λ/2π时，则干扰信号可以认为是辐射场，它以平面电磁波形式向外辐射电磁场能量进入被干扰对象的通路。
高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术分析
高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术分析摘要：我国道路建设随着科技的快速发展而发展迅速。
随着电气化铁路的飞速发展及进步，现阶段高速铁路信号系统中涵盖着越来越多的高科技设备及仪器，但随着信号系统的应用及发展会出现较强的电磁干扰，影响高速铁路信号系统的正常使用，甚至影响高速铁路的运行安全，危害人们的生命安全。
因此，有效的抗电磁干扰技术尤为重要。
关键词：高速铁路信号系统；抗电磁干扰技术引言我国道路建设的快速发展离不开国家经济的大力支持。
作为高速移动的复杂巨系统，高速列车在高速铁路系统中存在电磁骚扰源数量众多特点，且相关干扰多为突发性脉冲干扰，高速铁路采用的综合接地方式、共用的接地钢轨也使得电磁骚扰传输耦合途径错综复杂，这些均对高速铁路信号系统的抗电磁干扰提出了较高挑战。
1信号系统发展过程高速铁路信号专业是故障-安全的信息化，经历了机械、电气、电子以及计算机应用等发展阶段，从人工控制、设备控制向信息控制为主体的方向发展。
车站信号、区间信号和列车运行控制技术的一体化，通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术的应用，使现代高速铁路信号系统不再是各种传统的机械、电子类信号设备的简单组合，而是一个包含列车追踪、安全防护、速度控制等功能完善、层次分明、基于计算机处理技术的复杂控制系统。
从而打破了铁路信号功能单一、控制分散、相对独立的传统理念，发展成集信号指示、列车运行控制、调度集中、数据通信等多项功能为一体，软件与硬件紧密结合的大型安全相关系统，具有网络化和系统化的技术特点，且系统功能复杂多样。
2现阶段高速铁路信号系统中存在的电磁干扰类型强电磁干扰主要是指由于电磁引发的传输通道、系统性能或设备元件等出现的故障及性能下降问题，现阶段的强电磁干扰主要分为雷电电磁干扰及电气化牵引供电系统干扰两部分，其中雷电电磁干扰主要是指大气放电产生的，由两种带异电荷的雷云接近后产生的较为强烈的放电现象，虽然雷云对于铁路信号的影响较小，但雷击产生的放电现象会严重影响铁路信号系统。
检测系统中的信号处理及抗干扰技术幻灯片PPT
第一节 微弱信号放大
一、测量放大器电路原理
通常对一个单纯的微弱信号，可以采用运算放大器进行放大，如
AD521和AD522是AD公司推出 的单片精密测量放大器。 1. AD521 AD521的管脚功能与 基本接法如图7-3所示。
+IN RG -IN OFFSET V OFFSET OUTPUT
14 13 12F Rs COMD V+
+IN 8
14 10
Ui RG
2 3
5
4
-IN
13
6
12 11
7
U0
10KΩ
a)
b)
图7-3 AD521管脚功能与基本接法
a)管脚功能 b)基本接法
管脚OFFSET（1、6）用来调节放大器零点，调整方法
是将该端子接到10KΩ电位器的两个定端，滑动端接负点源
端。测量放大器计算公式为
Ku
U0 Ui
Rs RG
放大倍数在0.1到1000范围内调整，选用RS=100KΩ时， 可以得到较稳定的放大倍数。在使用AD521（或任何其他 测量放大器）时，都要特别注意为偏置电流提供回路。为此， 输入端（1或3）必须与电源的地线构成回路。可以直接相 连，也可以通过电阻相连。
下一节
我们可以采用运算放大器的差动接法，从比较大的共模信号中检出 差值信号并加以放大。对于传感器输出的微弱信号，通常是用一组运算 放大器构成的测量放大器来进行放大的，经典的测量放大器由三个运算 放大器构成，如图7-2所示。
浅析高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术
浅析高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术由于高度铁路的电磁环境相对复杂，极易受到电磁干扰，对高速铁路信号系统产生不利影响。
本文分析了高速铁路信号系统的抗电磁干扰类型，提出基本抑制措施和抗电磁干扰技术，旨在有效的降低电磁干扰对我国高速铁路信号系统产生的不良影响，为同行提供参考。
标签：高速铁路;信号系统;抗电磁干扰;技术随着社会的高速发展，我国的城市化水平加快，高速铁路也获得了较快的发展。
在人们日益增长的交通需求背景下，预示着我国高速铁路具有较大的建设潜能。
近年来，我国高速铁路信号系统小有成就，但在应用抗电磁干扰技术的过程中，存在部分缺陷，对高速铁路信号系统的整体应用产生的不利影响，也阻碍了高速铁路的整体发展，受到了高速铁路部门的高度重视。
高速铁路信号系统十分复杂，存在较多的电磁干扰源，高速铁路使用综合接地方式，受众多突发性脉冲干扰，抗电磁干扰技术在应用过程中受到较高的挑战。
因此，分析高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术具有一定的现实意义。
1高速铁路信号系统的抗电磁干扰类型1.1辐射干扰高速铁路信号系统的抗电磁干扰包括辐射干扰，从理论分析的角度出发，辐射干扰基于网络干扰原理，通过干扰源在空间中进行信号传输。
信号传输的过程中，辐射介质通过电磁波的方式进行干扰传播，对高速铁路的信号系统正常运行带来不利影响。
1.2雷电电磁干扰雷电电磁干扰将导致系统的传输通道、设备元件出现性能降低或者故障的问题。
雷电电磁干扰是通过大气中放电产生，当两朵带异电荷的雷云接近后，出现放电现象，形成雷电电磁干扰。
虽然雷电电磁干扰对铁路信号的影响不大，但如果出现雷击，会对高速铁路信号系统带来严重影响。
1.3电气化干扰电气化干扰属于强电磁干扰，电气化通过牵引高速铁路信号供电系统，形成干扰影响。
其中的牵引电磁干扰是指高速铁路沿线强电线产生的电子影响，沿线信号电缆出现感应电，降低了高速铁路线路信号传输质量，甚至出现信号电缆绝缘层被击穿的问题，严重阻碍了列车的安全运行。
检测系统抗干扰技术
7.1 干扰的分类 7.2 干扰的引入 7.3 干扰的抑制方法
第7章 检测系统抗干扰技术
测量过程中常会遇到各种各样的干扰，不 仅能造成逻辑关系混乱，使系统测量和控制失 灵，以致降低产品的质量，甚至造成系统无法 正常工作，造成损坏和事故。尤其是电子装置 的小型化、集成化、数字化和智能化的广泛应 用和迅速发展，有效地排除和抑制各种干扰， 已是必需考虑并解决的问题。而提高检测系统 抗干扰能力，首先应分析干扰产生的原因、干 扰的引入方式及途径，才可有针对性地解决系 统抗干扰问题。
U L d d ti0 .5 1 6 0 5 4 1 1 9 3 0 0 0 .4 V （6.1） 如果把这个数值乘上典型系统的大量门电路的个 数，可以看到，虽然这种门电路的供电电压仅5v， 但引起的干扰噪声将是非常显著的。
7.1 干扰的分类
在实际的脉冲数字电路中，对脉冲中包含的频
谱应有一个粗略概念。如果脉冲上升时间t为已知
7.1 干扰的分类
✓共模干扰 共模干扰对检测系统的放大电路的干扰较大。
是指相对公共地电位为基准点，在系统地两个 输入端上同时出现的干扰，即两个输入端和地 之间存在地电压。
✓传导耦合干扰 计算机检测系统中脉冲信号在传输过程中，
容易出现延时、变形，并可能接收干扰信号， 这些因素均会形成传导耦合干扰。
7.1 干扰的分类
Icm1
RL2
Icm2
仪
测 量 电
器 外 壳
路
Re
Uce
Icm
图6.4 地电位差形成共模干扰电压
7.3 干扰的抑制方法
检测系统中，主要从硬件和软件两个方面来 考抑制干扰。 主要方法有：接地、屏蔽、去耦，软件抗干扰。 7.3.1 计算机检测系统的接地
动车组电磁干扰源分析
动车组电磁干扰源分析发布时间：2021-10-13T02:43:26.850Z 来源：《科学与技术》2021年第5月15期作者：张振宇[导读] 高速列车是由多种电气设备组成的一个复杂的动力设备。
本文主要以我国某型动车组为基准，本文研究分析了动车组牵引系统可能造成的电磁干扰、张振宇中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛，266111摘要：高速列车是由多种电气设备组成的一个复杂的动力设备。
本文主要以我国某型动车组为基准，本文研究分析了动车组牵引系统可能造成的电磁干扰、电磁干扰的传输耦合途径以及车载设备的被干扰状况。
可为高速动车组的电磁兼容设计提供理论依据，为我国高速动车组的全面国产化与自主创新打下基础，保障动车组列车的安全可靠的运行。
关键词：动车组；电磁干扰源；1.引言动车组列车（图1）的电磁干扰源是多种多样的，这些干扰源形成的原理和特点也各不相同。
在不同的层面和情景下，一个受干扰设备可能是某个设备的电磁干扰源，而某个电磁干扰源也可能是其它受干扰设备受扰设备。
大多数情况下，一个受到电磁干扰的设备的干扰源通常不是简单的一种，干扰源之间的耦合途径也不尽相同。
根据对动车组列车多年的测试积累的数据和对电磁干扰问题处置的经验来看，会对动车组的安全运行造成影响的电磁干扰主要来源于牵引系统，而车载信号设备和通信系统是是主要的被干扰设备。
图1动车组图示2.牵引系统产生的电磁干扰动车组列车牵引系统中包含有牵引变压器、变流器等大功率设备（如图2），在动车组列车运行过程中要将接触网上的高压电能进行转换，在大功率电能的转化过程中有多种形式的能量转化，在大功率电流和电压的转换过程中，会形成多种谐波，所以工作原理上讲，动车组列车的牵引系统在正常工作过程中理所应当的会产生多样的电磁干扰。
像开关电源等大功率设备运行中会产生诸如谐波、噪声等干扰，虽然这些设备的工作频率较低，但动车组系统的地电位会受到这些大电流噪声的影响，直接导致地电位的波动与上升，地电位的上升和波动会导致动车组列车不同接地位置的地电平存在巨大的差异，由此带来的共地干扰会影响到车内所有的电子设备，因此，这些谐波和噪声造成的一些共地干扰会影响到车内所有的电子设备。
高速动车组制动信号电磁干扰问题分析
在列车静止情况下，08车BCU1.2接收BCU1.1生命信号（EB01B板卡z20）及其参考电压信号（EB01B板卡B20）。对列车施加8级制动，同时施加10％牵引。静止状态下，示波器显示BCU1.1生命信号正常；BCU1.2生命信号与动态检测情况一致，都受到干扰。
干扰期间BCU1.2的生命信号频率一直波动变化，最大为5～6ｋHz。
图1电源滤波器原理图
图2增加滤波器后BCU原理图
6解决方案及效果
根据试验分析结果，BCU1.2生命信号直流负线（-55V）可能耦合入了来自车体地线的干扰，属于共模干扰。因此需要在BCU电源进入箱体前增
关键词：动车组；制动装置；生命信号；电磁干扰；滤波器
1前言
目前，中国已经进入高速铁路的迅速发展时期。作为国家“863”科技项目的高速综合检测列车，担负着各条新线路的检测工作。近年来，国内高速动车组得到了快速发展，制动技术吸收了国内外高速列车制动技术的先进验，并进行了自主创新，技术水平得到了长足的进步，完成了时速250公里速度级、时速350公里速度级以及更高速度试验列车制动系统的匹配和应用，为高速动车组提供了安全、可靠、舒适和节能环保的制动系统。
电源线是干扰传入设备和传出设备的主要途径，通过电源线，电网的干扰可以传入设备，干扰设备的正常工作；同样设备产生的干扰也可能通过电源线传到电网上，干扰其他设备的正常工作。而EMI电源滤波器是抑制传导干扰的有效措施，在设备的电源进线处加入EMI滤波器是十分必要的。
电源滤波器安插在电源线和设备之间，用来抑制射频信号传播，可以毫无衰减地把直流或者低频（50Hz/400Hz）电源功率传送到用电设备，并能够显著地衰减经电源线传入的传导骚扰信号，防止其进入电源，危害其他设备。电源滤波器原理如图1所示。
高铁信号控制系统维护中的防雷与抗干扰技术手册
高铁信号控制系统维护中的防雷与抗干扰技术手册一、绪论随着高铁的快速发展，高铁信号控制系统的稳定运行变得至关重要。
在高铁维护中，防雷与抗干扰技术是确保信号系统持续高效运行的关键。
本手册旨在介绍高铁信号控制系统维护中的防雷与抗干扰技术，帮助工程师和技术人员了解相关知识，提高系统维护水平。
二、防雷技术1. 高铁信号系统的防雷需求高铁信号系统作为关键的运行保障装置，对防雷要求极高。
雷电可引起信号系统的干扰甚至损坏，因此必须采取一系列防雷技术措施。
2. 电网防雷技术a. 外部防雷设备：应根据国家标准确定建设范围，包括建筑物外墙、设备接地、雷迎、守护等设施。
b. 内部防雷设备：包括可靠接地、避雷针、防雷指示器、防雷监测装置等。
c. 防雷装置的安装与维护：需定期检查和维修，确保其功能正常。
3. 信号线路的防雷技术a. 雷电终止器的选择：根据线路长度、雷电流幅值和雷电波特性等因素选用适当的终止器。
b. 防雷接地技术：采取合理的接地装置和方法，降低雷电对线路的干扰。
c. 维护与检修：定期检查线路状态，确保防雷设备的正常工作。
三、抗干扰技术1. 抗电磁干扰技术高铁信号控制系统容易受到电磁干扰的影响，导致信号稳定性下降。
因此，为了提高抗干扰能力，应采取以下技术措施：a. 优化线路布置：避免与强电磁辐射源接近，减少干扰源对系统的影响。
b. 使用屏蔽设备：对线路进行屏蔽，减少外部电磁干扰的影响。
c. 信号系统的合理设计：选用抗干扰能力强的器件和设备，提高系统的抗干扰性能。
2. 抗地电流干扰技术高铁信号系统常遭受地电流干扰，引起信号失真和误报。
为了应对这一问题，可采取以下技术手段：a. 合理接地：采用低电阻接地装置，减少地电位差和接地电流对系统的影响。
b. 调整线路布置：避免地电位差过大的区域设置信号线路，减少地电流对系统的干扰。
四、总结通过合理的防雷与抗干扰技术，可以保证高铁信号控制系统的稳定运行和安全性。
工程师和技术人员应了解防雷与抗干扰技术的原理和实施方法，加强系统维护和检修工作，以提高高铁信号系统的稳定性和可靠性。
第五章 检测系统中的抗干扰技术 - 复件PPT课件
干扰种类：
1．机械干扰
❖ 机械干扰是指机械振动或冲击使电子检测装置 中的元件发生振动，改变了系统的电气参数，造 成可逆或不可逆的影响。对机械干扰主要是用减 振弹簧和减振橡胶来防护。
2．化学及湿度干扰
❖ 化学物品如酸、碱、盐及其他腐蚀性气体侵入 检测装置内部，腐蚀电气元件，产生电化学噪声。 环境湿度增大，会使绝缘体的绝缘电阻下降，电 介质的电介常数增大，电感线圈的Q值（电感线 圈的品质因数）下降，金属材料生锈等。
❖ 图5－15为低频干扰电压滤波器电路，此电路对 抑制因电源波形失真而含有较多高次谐波的干扰 很有效。
❖ 2、直流电源输出的滤波器
❖ 直流电源往往是检测装置几个电路公用的。为 了减弱公用电源内阻在电路之间形成的噪声耦合， 对直流电源输出需加高低频成分的滤波器，如图5 －16所示。
❖ 3、退耦滤波器
施完全消除掉，在信号数据进入计算机正式使用 之前，经过软件抗干扰会取得更好的抗干扰效果。 软件抗干扰通常是采用数字滤波方法，在检测系 统中，比较常用的数字滤波方法如下。
❖ （1）最小二乘滤波可滤除正态分布的零均值随机 干扰。本方法是对某一测量值连续采样数次，取 其平均值作为本次测试值。
❖ （2）滤波系数法可消除一些瞬间干扰。本法是把 上次采样值作为基础，加上或减去二次采样值， 从而得到采样滤波后的数值。
如果噪声源的角频率 为 则：
U 2 jMI1
图5－2 电磁耦合等效电路
❖ 3、公共阻抗耦合
❖ 公共阻抗耦合的干扰是在 同一系统的电路和电路之间、 设备和设备之间总存在着公 共阻抗。地线与地之间
❖ 形成的阻抗为公共地阻抗。当一个电路中有电流流过时， 通过共有阻抗便在另一个电路中产生干扰电压。在检测 系统内部，各个电路往往共用一个直流电源，这时电源 内阻、电源线阻抗形成公共电源阻抗。当电流流经公共 阻抗时，阻抗上的压降便成为噪声电压，如图5－3所示。