电气设备的干扰及其抑制

1引言

随着电力电子技术的发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，特别是静止变流器，从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交、直流变换装置，应用广泛。由于静止变换器是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，使高次谐波显著增加。尽管供电系统中电弧炉、电焊机、变压器、旋转电机、荧光灯等其它非线性负载都会在电网中产生不同频率和幅值的高次谐波，但静止变

流器产生的高次谐波最为严重，成为电网中的公害”。

2高次谐波产生的主要原因

2.1整流器

作为直流电源装置，整流器广泛应用于各种场合。其典型电路如图1所示。在整流装置中，交流电源的电流为矩形波，该矩形波为工频基波电流波形和奇数倍频率的高次谐波电流波形的合成波形。图2给出了6脉冲3相桥式整流器在不同时的高次谐波含有率。2.2交流调压器

交流调压器多用于调光装置、电阻炉和感应电动机等工业设备的电力调整。其典型电路如图3所示。交流电力调压器产生的谐波次数与整流器基本相同。

2.3频率变换器

频率变换器是ac-ac变换器的代表设备。当用作电动机的调速装置时，它含有随输出频率变化的边频带，由于频率连续变化，出现的谐波含量比较复杂。

2.4通用变频器

通用变频器的输入电路通常由二极管全桥整流电路和直流侧电容器所组成，如图4(a)所示，这种电路的输入电流波形随阻抗的不同相差很大。在电源阻抗比较小的情况下，其波形为窄而高的瘦长型波形，如图4(b)所示;反之，当电源阻抗比

较大时，其波形为矮而宽的扁平型波形，如图4(b)虚线所示。

2.5高频开关电源

除了上述典型变流装置会产生大量的谐波以外，近年来彩电、个人电脑、电池充电器等装置的迅速普及，使得电容滤波的整流电路迅猛增加。对其交流侧谐波的分析已经开始成为谐波源分析领域关注的焦点之一。

3高次谐波的危害

3.1对电力电容器的影响

由于电容器的容抗与频率成反比，因此在高次谐波电压作用下的容抗要比在基波电压作用下的容抗小得多，从而使谐波电流的波形畸变更比谐波电压的波形畸变大得多，即便电压中谐波所占的比例不大，也会产生显著的谐波电流。特别是在发生谐振的情况下，很小的谐波电压就可引起很大的谐波电流，使电容器成倍地过负荷，导致电容器因过流而损坏。

3.2对旋转电机的影响

谐波电压或电流会在电机的定子绕组、转子回路以定子和转子铁芯中引起附加损耗。由于涡流和集肤效应的关系，定子和转子导体内的这些附加损耗要比直流电阻引起的损耗大。

另外，谐波电流还会增大电机的噪音和产生脉动转矩。转子第k次谐波电流与基波旋转磁场产生的脉动转矩可由下式表示：(2)

式中:er为转子基波电势(折算到定子侧);

fl为定子基波频率；

p为电机的极对数；

时，irk与er的相位差。

3.3对输电系统的影响

谐波电流一方面在输电线路上产生谐波电压降，另一方面增加了输电线路上的电流有效值，从而引起附加输电损耗。据有关资料介绍，谐波的影响将使电缆的使用寿命平均下降约60%。

3.4对变压器的影响

变压器在高次谐波电压的作用下，将产生集肤效应和邻近效应。在绕组中引起附加铜耗，同时也使铁耗相应增加。其附加损耗可用下式表示：（3）

式中，ikt为通过变压器的k次谐波电流；

rs为变压器的短路电阻；

kkt为考虑集肤效应和邻近效应影响的系数。

另外，3的倍数次零序电流会在接法的绕组内产生环流，这一额外的环流可能会使绕组电流超过额定值。对于带不对称负载的变压器来说，如果负载电流中含有直流分量，会引起变压器的磁路饱和。从而会大大增加交流激磁电流的谐波分量。

3.5对继电保护、自动装置的影响

谐波能够改变保护继电器的动作特性，这与继电器的设计特点和原理有关。当有谐波畸变时，依靠采样数据或过零工作的数字继电器容易产生误差。高次谐波会使保护装置失灵和动作不稳定。

3.6对电力测量的影响

测量仪表是在纯正弦波情况下进行校验的，如果供电的波误差与频率的关系曲线。由图5可知，电度表对设计参数以外的频率的响应不灵敏，频率越高，误差越大，而且为负误差，当频率约为1000hz时，电度表将会停止转动。

3.7对通信的干扰

供电系统中的静止变流器在换相期间电流波形发生急剧变化，该换相电流会在正常供电电压中注入一个脉冲电压，该脉冲电压所包含的谐波频率较高，甚至达到1mhz，因而会引起电磁干扰。它对通信线路、通信设备会产生很大的影响。

4抑制高次谐波的方法

为了保证供电质量，防止谐波的各种危害，必须采取措施来抑制供电系统中的高次谐波。目前国内外主要从高次谐波发生源、配电系统以及谐波抑制装置三方面来抑制高次谐波。本文主要从设置谐波抑制装置方面来抑制高次谐波的方法。

静止变流器本身可以表示为产生谐波电流的恒流源，可以用图7来表示高次谐波

电流的等效电路。从图7可看出流向电源系统的高次谐波电流和母线上的高次谐波电压可用式⑷表示：（4）

从式（4）可知，与电源阻抗相比，相对减小补偿装置的阻抗就可以减小流向电源的高次谐波电流和减小母线上的高次谐波电压（畸变电压）。高次谐波的干扰取决于流向电源的高次谐波电流或畸变电压的大小，因此抑制高次谐波从根本上就是要降低流向电源的高次谐波电流。抑制高次谐波的方法主要有两种，一是减小的方法，即无源滤波方法，它是利用l-c无源滤波器谐振特性，在阻抗分流回路中形成低阻抗元件，从而减小流向电网的高次谐波电流；二是让补偿装置提供反相

的高次谐波电流，以抵消静止变流器所产生的高次谐波电流，即有源滤波方法。

4.1 lc无源滤波器

（1） lc无源滤波器的结构和特性

高品质因数q和低品质因数q滤波器电路及其阻抗随频率变化的典型例子如图8和图9所示。滤波器的品质因数q确定了调谐的锐度。高q型滤波器的典型值在30-60之间，它一般用于消除特定次数的谐波。低q型滤波器的典型值在0.5-5

之间，它在很宽的频率范围内呈现为低阻抗，可以抑制多个频率的谐波。」

(2) lc无源滤波器的不足之处

目前实际装置中大都采用lc无源滤波器，它在吸收高次谐波的同时还具有改善负载功率因数的功能。但这种滤波器还存在一些不足之处。

①由于调谐偏移和残余电阻的存在。调谐滤波器的阻抗等于零的理想条件是不可能出现的，阻抗的变化大大妨碍了滤波效果，并且还存在滤波器过负荷的可能性。

②随着电源侧谐波发生源的增加，可能会引起滤波器的过负荷。

③根据高次谐波次数的多少，需设置多个lc滤波电路，并且当滤波器投入运行之后，如果高次谐波的次数和大小发生了变化，便会影响滤波效果。

④同一系统内，在装有很多滤波器的情况下，欲取得高次谐波流入的平衡是很困难的。

⑤lc滤波器电路会因系统阻抗参数变化而发生与系统并联谐振问题，从而使装置无法运行。

⑥消耗大量的有色金属，体积大，占地面积大。

4.2有源电力滤波器

(1) 有源电力滤波器的工作原理和基本结构

有源电力滤波器的基本工作原理是由hsasak和hmachida于1971年首先提出的，如图10所示。有源电力滤波器向电网注入一个与负载谐波电流幅值相等、相位相反的电流，从而抵消了电网中的谐波电流。

1976年，Igyugyi和ecstyaula提出了用pwm逆变器构成的有源电力滤波器，如图11所示。这些采用pwm逆变器构成的有源电力滤波电路现已成为有源电力滤波器的基本结构。电压型逆变器按照要求控制输出电压，向电网提供准确的电流，如图11(a)所示。电流型逆变器将直流电流(dc)调制成脉冲列(ac)，该脉冲列通过交流输出侧的滤波器解调成准确的电流，如图11(b)所示。电流型逆变器的直流

电流必须与最大补偿电流相匹配，如图11(b)所示；电流型逆变器的缺点是损耗大，需要解调滤波器；因此通常不采用电流型逆变器，而采用电压型逆变器。

(2) 有源电力滤波器的优点

①作为高次谐波电流源，不受系统阻抗的影响；

②没有共振现象，系统结构的变化不会影响补偿效果；

③原理上比lc滤波器更为优越，用一台装置就能完成各次谐波的补偿；

④即使高次谐波的频率发生变化，也能准确地补偿；

⑤由于装置本身能完成输出限制，因此即使高次谐波量增大也不会过载；

⑥其规格的确定与电源系统的条件基本无关，这对于高次谐波补偿来说是一个很大的优点；

4.3单位功率因数变流器

开发新型交流器，使其不产生谐波且功率因数为1。这种变流器被称为单位功率

因数变流器(unity power factor converter)。高功率因数变流器可近似看成单位功率因数变流器，也有人称之为采用pfc(power factor correction，功率因数校正)技术

的变流器。

图12示出了各种容量下高功率因数变流器主要采用的技术。大容量变流器提高功率因数和减少谐波的主要方法是采用多重化技术。其中，如果要求总功率因数为1,甚至提供超前的无功功率，则一般需使用自换相变流器。多重化技术如果能再配合多电平技术和pwm 控制技术，可获得更为理想的效果。

中等容量（十千伏安到几百千伏安）的单位功率因数变流器主要采用pwm整流技术，一般需要使用自关断器件。对电流型整流器，可直接对各个电力半导体器件的通断进行pmm调制，使得输入电流为接近正弦且与电源电压同相的pwm波形，从而得到接近于1的功率因数。对电压型整流器，需要将整流器通过电抗器与电源相连，有两类控制方法，一类就是直接对整流器进行pwm调制，使其输入端

电压为接近正弦的pwm波形，并保持一定的相位，可使通过电抗器输入的电流为与电源电压同相的正弦波；另一类是检测输入电流，通过电流反馈信号对整流器进行跟踪型pwm调制，达到控制输入电流波形和相位的目的。pwm整流器与pwm逆变器用直流储能元件联结起来，可构成理想的四象限交流调速用变流器，有人称之为双pwm变流器。这种变流器不但输出电压电流均为正弦波，输入电流也为正弦波，且功率因数为1,必要时还可为其他负载提供无功功率补偿，而且能量转换效率高，可实现能量的双向传送（即可实现再生制动）。国外某些公司已有采用这种技术的实用化产品推出。小容量的整流器为实现单位功率因数，除也可采用pwm整流技术外，还可采用二极管整流加pwm斩波的方式。这一方式在各种开关电源中有非常广泛的应用前景，必将对谐波污染的治理做出巨大的贡献。这种整流器中能量只能单方向流动，即从交流侧流向直流侧，因而如果负载是驱动电机的逆变器，则无法实现再生制动。目前，在单相电路中性能较为理想，已能做到满负载情况下输入电压在85-265V之间时电流的总谐波畸变率小于5%, 已有商业化的专用控制芯片面市，并且与主电路封装在一起成为小功率开关电源的带功率因数校正的输入模块。对三相电路来说，目前其输入电流的波形却不如单相电路那样理想，还有待进一步研究。

还有其他形式的变流器也可实现接近于1的功率因数，如矩阵式变频器、谐振交流中间环节的变频器等等，特别是矩阵式变频器，它是在传统的周波变流器基础上发展而来的交-交直接变频器，却可以输出比输入频率还高的交流电压，并且能实现能量的双向流动。

电磁干扰及其抑制方法的研究

弱电工程中电磁干扰及其抑制方法的研究（葛洲坝通信工程有限公司方宏坤 151120）【摘要】在弱电工程应用领域，强电与弱电交叉耦合，电磁干扰（EMI）错综复杂，严重影响弱电系统的稳定性和安全性。本文详细介绍了 EMI 产生的原因、分析EMI/RFI的特性，及其传输途径和危害，利用电磁理论和工程实践，分析并提出了一些在弱电工程领域行之有效的 EMI 抑制方法。【关键词】弱电电磁干扰（EMI）射频干扰（RFI）干扰抑制随着计算机技术，特别是网络技术的飞速发展，IT技术在弱电工程领域的广泛应用，IT设备日益精密、复杂，使得电子干扰问题日趋严峻。它可使系统的稳定性、可靠性降低，功能失效，甚至导致系统完瘫痪和设备损坏。特别是EMI／RFI（电磁干扰／射频干扰）问题，已成为近几年弱电工程领域的焦点。 1、电磁干扰分类和特性生活中电磁干扰无处不在，其干好错综复杂。通常我们把电磁干扰主要划分为电磁干扰（EMI）、射频干扰（RFI）和电磁脉冲（EMP）三种，根据其来源可分为外界和内部两种，严格的说所有电子运行的元件均可看作干扰源。本文中所提EMI是对周围电磁环境有较强影响的干扰；RFI则从属于EMI；EMP 是一种瞬态现象，它可由系统内部原因（电压冲击、电源中断、电感负载转换等）或外部原因（闪电等）引起，能耦合到任何导线上，如电源线和通信电缆等，而与这些导线相连的电子系统可能受到瞬时严重干扰或使系统内的电子电路永久性损坏。图 1 给出了常见 EMI／RFI 的干扰源及其频率范围。

1.1 EMI特性分析在电子系统设计中，应从三个方面来考虑电磁干扰问题：首先是电子系统产生和发射干扰的程度；其次是电子系统在强度为 1～10 V/m、距离为 3 米的电磁场中的抗扰特性；第三是电子系统内部的干扰问题。利用干扰三要素分析与EMI相关的问题需要把握EMI的五个关键因素，这五个关键因素是频率、幅度、时间、阻抗和距离。在EMI分析中的另一个重要参数是电缆的尺寸、导线及护套，这是因为，当EMI成为关键因素时，电缆相当于天线或干扰的传输器，必须考虑其物理长度与屏蔽问题。 1.2 RFI特性分析无线电发射源无处不在，如无线电台、移动通信、发电机、电动机、电锤等等。所有这些电子活动都会影响电子系统的性能。无论RFI的强度和位置如何，电子系统对RFI必须有一个最低的抗扰度。在通信、无线电工程中，抗扰度定义为设备承受每单位RFI功率强度的敏感度。从“干扰源—耦合途径—接收器”的观点出发，电场强度E 是发射功率、天线增益和距离的函数，即 E=5.5· P·G d 式中P为发送功率（mW／cm2），G为天线增益，d为电路或系统距干扰源的距离（m）。由于模拟电路一般在高增益下运行，对RF场比数字电路更为敏感，因此，必须解决μV级和mV级信号的问题；对于数字电路，由于它具有较大的信号摆动和噪声容限，所以对RF场的抑制力更强。 1.3 干扰途径任何干扰问题可分解为干扰源、干扰接收器和干扰的耦合途径三个方面，即所谓的干扰三要素。如表 2 所示。表2 干扰源耦合途径干扰类型接收器共地阻抗传导干扰辐射场到互连电缆（共模）辐射干扰微控制器辐射场到互连电缆（差模）辐射干扰有源器件电缆间串扰（电容效应）感应干扰微控制器静电放电电缆间串扰（电感效应）感应干扰通信接收器通信发射机电缆间串扰（漏电导）传导干扰有源器件电源电缆间串扰（场耦合）辐射干扰其他电子系统扰动电源线到机箱传导干扰雷电辐射场到机箱辐射干扰

为什么扩频信号能够有效的抑制窄带干扰资料

为什么扩频信号能够有效的抑制窄带干扰？答：扩频信号对窄带干扰的抑制作用在于接收机对信号的解扩的同时，对干扰信号的扩频，这降低了干扰信号的功率谱密度。扩频后的干扰和载波相乘、积分大大削弱了他对信号的干扰，因此在采样器的输出信号受干扰的影响将大大减小输出的采样只会比较稳定。什么是同频干扰？是如何产生的？如何减少？答：同频干扰：是指相同载频电台之间的干扰如何产生的：蜂窝小区的结构产生的。如何减少：合理的选定蜂窝结构与频率规划，表现为系统设计中队同频道干扰因子的选择。若载波MHz f 8000=，移动台速度h km v /60=，求最大多普勒频移。解：αλcos v f d = Hz c vf v f d 4.443600103108001060/8630max =?????===∴λ 说明多径衰落对数字移动通信系统的主要影响。答：①信息信号分散，信噪比低，传输语音和数据质量不佳； ②可能引入尖锐的噪声，照成传输数据大量出错； ③不同路径传来的信号互相相关，难以直接叠加。增加接收电路单元的复杂度，从而提高系统的建设和运营成本。多选题：请将下列每道题中包含正确答案的字母A 、B 、C 、D 填入题目相应的（）中。错选、漏选、多选均不得分。 1、移动通信系统包括（ ABCD ）等。 A 、无绳电话 B 、无线寻呼 C 、陆地蜂窝移动通信 D 、卫星移动通信 2、电波传播环境中，以下哪些一般属于阴影衰落？（ AB ） A 、山地起伏 B 、高低各异的建筑物 C 、雷电雨雪等恶劣天气 D 、茂密的林木等 3、电波传播环境中，以下哪些一般属于多径衰落？（ AC ） A 、高大建筑 B 、各种电磁干扰 C 、通信体快速运动 D 、发射功率不稳定 4、目前移动通信中常见的微观分集的方式是哪三种？（ ABC ） A 、时间分集 B 、频率分集 C 、空间分集 D 、以上都不是 5、目前移动通信中应用的多址方式有（ ABC ）及它们的混合应用方式。 A 、FDMA B 、TDMA C 、CDMA D 、SDMA 6、在FDMA 中主要的干扰有（ ABC ）。 A 、互调干扰 B 、邻道干扰 C 、同频干扰 D 、以上都不是 7、GSM 的越区切换主要有（ ABD ）。 A 、同一BSC 内不同小区间的切换

传感器的噪声及其抑制方法

传感器的噪声及其抑制方法 1 引言传感器作为自控系统的前沿哨兵，犹如电子眼一般将被测信息接收并转换为有效的电信号，但同时，一些无用信号也搀杂在其中。这些无用信号我们统称为噪声。应该说，噪声存在于任何电路之中，但它对传感器电路的影响却尤为突出。这是因为，传感器的输出阻抗一般都很高，使其输出信号衰减厉害，同时，传感器自容易被噪声信号淹没。因此，噪声的存在必定影响传感器的精度和分辨率，而传感器又是检测自控系统的首要环节，于是势必影响整个自控系统的性能。由此，噪声的研究是传感器电路设计中必须考虑的重要环节，只有有效地抑制、减少噪声的影响才能有效利用传感器，才能提高系统的分辨率和精度。但噪声的种类多，成因复杂，对传感器的干扰能力也有很大差异，于是抑制噪声的方法也不同。下面就传感器的噪声问题进行较全面的研究。 2 传感器的噪声分析及对策传感器噪声的产生根源按噪声源分为内部噪声和外部噪声。 2．1 内部噪声——来自传感器件和电路元件的噪声 2．1．1 热噪声热噪声的发生机理是，电阻中自由电子做不规则的热运动时产生电位差的起伏，它由温度引发且与之呈正比，由下面的奈奎斯特公式表示：其中，Vn：噪声电压有效值；K：波耳兹曼常数（1．38×10－23J〃K－1）；T：绝对温度（K）；B：系统的频带宽度（Hz）；R：噪声源阻值（Ω）。噪声源包括传感器自身内阻，电路电阻元件等。由公式（1）可见，热噪声由于来自器件自身，从而无法根本消除，宜尽可能选择阻值较小的

电阻。同时，热噪声与频率大小无关，但与频带宽成正比，即，对应不同的频率有均匀功率分布，故，也称白噪声。因此，选择窄频带的放大器和相敏检出器可有效降低噪声。 2．1．2 放大器的噪声 2．1．3 散粒噪声散粒噪声的噪声源为晶体管，其机理是由到达电极的带电粒子的波动引起电流的波动形成的。噪声电流In与到达电极的电流Ic及频带宽度B成正比，可表示为：由此可见，使用双极型晶体管的前置放大器来放大传感器的输出信号的场合，选Ic取值尽可能小。同时，也可选择窄频带的放大器降低散粒噪声电流。 2．1．4 1／f噪声 1／f噪声和热噪声是传感器内部的主要噪声源，但其产生机理目前还有争议，一般认为它是一种体噪声，而不是表面效应，源于晶格散射引起。在晶体管的P－N附近是电子－空穴再复合的不规则性产生的噪声，该噪声的功率分布与频率成反比，并由此而得名。其噪声电压表示为： Hooge还在1969年提出了一个解释1／f噪声的经验公式：式中，SRH和SVH为相应于电阻起伏和电压起伏的功率噪声密度，V为加在R上的偏压，N 为总的自由载流子数，α叫Hooge因子，是一个与器件尺寸无关的常数，它是一个判断材料性能的重要参数。对于矩形电阻，总的自由载流子数N＝PLWH，其中，P为载流子浓度，L、W、H为电阻的长、宽、厚。

LTE干扰抑制技术

LTE系统采用OFDM技术，小区内用户通过频分实现信号的正交，小区内的干扰基本可以忽略。但是同频组网时会带来较强的小区间干扰，如果两个相邻小区在小区的交界处使用了相同的频谱资源，则会产生较强的小区间干扰，严重影响了边缘用户的业务体验。因此如何降低小区间干扰，提高边缘用户性能，成为LTE系统的一个重要研究课题。小区间干扰抑制技术在LTE的研究过程中，主要讨论了三种小区间干扰抑制技术：小区间干扰随机化、小区间干扰消除和小区间干扰协调。小区间干扰随机化主要利用了物理层信号处理技术和频率特性将干扰信号随机化，从而降低对有用信号的不利影响，相关技术已经标准化；小区间干扰消除也是利用物理层信号处理技术，但是这种方法能“识别”干扰信号，从而降低干扰信号的影响；小区间干扰协调技术是通过限制本小区中某些资源（如频率、功率、时间等）的使用来避免或降低对邻小区的干扰。这种从RRM的角度来进行干扰协调的方法使用较为灵活，因此有必要深入研究以达到有效抑制干扰、提高小区边缘性能的目的。小区间干扰协调的基本思想就是通过小区间协调的方式对边缘用户资源的使用进行限制，包括限制哪些时频资源可用，或者在一定的时频资源上限制其发射功率，来达到避免和减低干扰、保证边缘覆盖速率的目的。小区间干扰协调通常有以下两种实现方式。静态干扰协调：通过预配置或者网络规划方法，限定小区的可用资源和分配策略。静态干扰协调基本上避免了X 接口信令，但导致了某些性能的限制，因 2 为它不能自适应考虑小区负载和用户分布的变化。半静态干扰协调：通过信息交互获取邻小区的资源以及干扰情况，从而调整本小区的资源限制。通过X 接口信令交换小区内用户功率/负载/干扰等信息， 2 周期通常为几十毫秒到几百毫秒。半静态干扰协调会导致一定的信令开销，但算法可以更加灵活的适应网络情况的变化。

数字信号传输过程中的反射干扰及其抑制方法

数字信号传输过程中的反射干扰及其抑制方法[摘要] 在数字电路(特别是高速数字电路)信号有线传输过程中,存在传输信号的反射干扰问题。在简要介绍传输线等效电路的基础上,分析了数字信号传输线的反射特性和数字信号有线传输时存在的反射干扰,给出了数字信号反射干扰的抑制方法和措施。 [关键词] 数字信号传输线反射干扰阻抗匹配 1引言在高频电路和微波电路中,通常比较重视研究信号的反射干扰问题。反射干扰是指在信号的传输过程中,由于传输系统的传输线特性阻抗与负载阻抗不匹配等原因,使得传输到负载上的信号部分或全部被反射回来,从而对传输信号造成的干扰。反射干扰严重时甚至会使信号无法进行传输。要抑制或消除反射干扰,必须使信源内阻等于传输线特性阻抗,同时传输线的特性阻抗又等于负载阻抗,实现阻抗匹配。实际上,信号的反射干扰问题在数字电路信号传输过程中同样存在,特别是在高速数字电路中,传输信号的反射干扰问题非常突出。数字信号在传输线中传输(尤其是长距离传输)时,传输线的长度、结构等因素直接影响到反射信号的量值,造成信号波形畸变或产生脉冲噪声,严重时甚至会导致电路误动作。研究数字电路中信号传输的反射干扰及其抑制方法有重要的实际意义。 2数字信号传输线反射特性分析 2.1传输线及其等效电路图1 传输线及其等效电路图1是传输线及其等效电路。传输线都有分布电容和分布电感。如将整个传输线分成n小段,每小段均由自己的分布电容和电感,由于电感阻碍电流的突变,而电容阻碍电压的突变,因此,在电路开关闭合后,并不是整个传输线上所有各点都同时达到电压的定值U和电流的定值I,而是像电压波和电流波那样按相同的速度向终点推进。电流的大小既与传输线本身的特性有关,也与负载特性有关。电压波和电流波幅度之间的关系,一般只取决于传输线本身的分布参数C1和L1(C1、L1分别表示单位长度传输线上的分布电容量和电感量),即通常把称为传输线的特性阻抗。传输线的特性阻抗反映了沿传输线运行的电压波和电流波之间的关系。一般同轴线的特性阻抗为50Ω或75Ω,常用双绞线的特性阻抗在100Ω~200Ω之间。 2.2 数字信号传输线反射特性分析根据图1所示传输线等效电路,可给出如下传输线传输方程:

屏蔽线在汽车曲轴信号电磁干扰抑制中的应用

48 《汽车电器》２００９年第２期测试●设备Test ●Equipment 修改稿收稿日期：2008－11－17 作者简介：胡朝峰（1979－），男，硕士，工程师，研究方向为汽车电子电器系统集成测试。电磁干扰（Electromagnetic Interference ）［1－2］，简称EMI ，有传导干扰和辐射干扰2种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰；辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。随着现代电子技术在汽车上的广泛应用，汽车上的电子产品越来越多，它们的增加使得汽车的电磁兼容问题日渐凸现出来。汽车电磁兼容性的研究就是为了防止汽车电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子电器设备的正常工作。汽车电子电器系统中，存在着多种形式的电磁干扰源，电磁干扰通过传导和辐射对车载电子设备产生不同程度的干扰。发动机点火系统是汽车电子电器系统中电磁干扰最强的干扰源。曲轴传感器信号是汽车发动机转速判断的重要依据，过度的曲轴信号干扰将导致发动机控制单元计数失效，发动机非正常熄火。汽车内电磁干扰及其产生的影响是重大的，关系到汽车安全可靠性。所以，分析研究发动机点火系统电磁干扰的形成机理，采取切实有效的措施抑制曲轴信号的干扰是尤为重要的。 1曲轴信号电磁干扰的形成曲轴信号的干扰主要来自发动机点火系统，点火系统的电磁干扰主要来源于高压点火线、火花塞和点火线圈等几个部件［3］。当次级线圈达到火花塞间隙击穿电压时，火花塞间隙被击穿，储存于火花塞分布电容中的能量迅速释放，放电时间极短，仅数微秒，但形成的放电电流则非常大，可达几十安培，这个过程称为电容放电过程。这一阶段的放电使次级电路的电压和电流形成陡峭的脉冲形式，这种宽带脉冲通过裸露的高压点火线对外辐射电磁波，造成周围环境的电磁干扰。随后，另一部分储存在次级线圈电感中的能量将维持放电，其特点是时间较长，为几毫秒，放电电流约几十毫安，这一过程称为电感放电（火花尾），该电流使气缸内的燃料得到充分燃烧，以保证点火可靠。可见需要抑制的是第一阶段的电容放电电流，该电流为宽带脉冲电流，带宽在0．15～1000MHz 范围，是30～300MHz 甚至更高频无线电的主要干扰源。由于火花塞高压放电引起的电磁干扰主要是通过高压点火线向外辐射的，因此高压点火线此时成屏蔽线在汽车曲轴信号电磁干扰抑制中的应用胡朝峰（上海汽车集团股份有限公司技术中心电子电器部，上海 201804）摘要：汽车曲轴信号的干扰可能导致发动机熄火，曲轴信号电磁干扰主要来自发动机点火系统。通过对Roewe 某款车型的曲轴信号干扰的分析，研究了采用屏蔽线方式改善曲轴信号的干扰，在不改变点火方式的前提下，得到比较干净的曲轴信号。为汽车电子电器系统抗干扰设计提供了有价值的参考依据。关键词：汽车点火系统；曲轴信号；电磁干扰；屏蔽线中图分类号：U463．68 文献标识码：A 文章编号：1003－8639（2009）02－0048－03 Application of Shielded Cable in Electromagnetic Interference Suppression for Automotive Crank Signals HU Chao-feng （SAIC MOTOR Technology Center ，Shanghai 201804，China ） Abstract ：Automotive crank signal interference ，which can cause engine stall at normal condition ，mainly comes from engine ignition system．Through the analysis to such interference on a type of ROEWE ，The author researches into the interference suppression using shielded cable．In this way ，the more clear crank signals can be got on the premise of not changing the ignition mode． Key words ：automotive ignition system ，crank signal ，electromagnetic interference ，shielded cable

现场遇到信号干扰怎么办

现场遇到信号干扰怎么办? 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，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各种电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保证系统可靠运行。 2. 电磁干扰源及对系统的干扰影响PLC控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。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；按声音干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，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（这就是一些系统I/O 模件损坏率较高的原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。 3. PLC 控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢？ (1) 来自空间的辐射干扰空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC 系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径；一是直接对PLC 内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC 通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC 局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。 (2) 来自系统外引线的干扰主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。 (3)来自电源的干扰实践证明，因电源引入的干扰造成PLC 控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的PLC 电源，问题才得到解决。 PLC 系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路到电源边。PLC 电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。 (4 ) 来自信号线引入的干扰与PLC 控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽略；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O

电磁干扰及其抑制方法的研究

弱电工程中电磁干扰及其抑制方法的研究（洲坝通信工程方宏坤 151120）【摘要】在弱电工程应用领域，强电与弱电交叉耦合，电磁干扰（EMI）错综复杂，严重影响弱电系统的稳定性和安全性。本文详细介绍了 EMI 产生的原因、分析EMI/RFI的特性，及其传输途径和危害，利用电磁理论和工程实践，分析并提出了一些在弱电工程领域行之有效的 EMI 抑制方法。【关键词】弱电电磁干扰（EMI）射频干扰（RFI）干扰抑制随着计算机技术，特别是网络技术的飞速发展，IT技术在弱电工程领域的广泛应用，IT设备日益精密、复杂，使得电子干扰问题日趋严峻。它可使系统的稳定性、可靠性降低，功能失效，甚至导致系统完瘫痪和设备损坏。特别是 EMI／RFI（电磁干扰／射频干扰）问题，已成为近几年弱电工程领域的焦点。 1、电磁干扰分类和特性生活中电磁干扰无处不在，其干好错综复杂。通常我们把电磁干扰主要划分为电磁干扰（EMI）、射频干扰（RFI）和电磁脉冲（EMP）三种，根据其来源可分为外界和部两种，严格的说所有电子运行的元件均可看作干扰源。本文中所提EMI是对周围电磁环境有较强影响的干扰；RFI则从属于EMI；EMP 是一种瞬态现象，它可由系统部原因（电压冲击、电源中断、电感负载转换等）或外部原因（闪电等）引起，能耦合到任何导线上，如电源线和通信电缆等，而与这些导线相连的电子系统可能受到瞬时严重干扰或使系统的电子电路永久性损坏。图 1 给出了常见 EMI／RFI 的干扰源及其频率围。

1.1 EMI特性分析在电子系统设计中，应从三个方面来考虑电磁干扰问题：首先是电子系统产生和发射干扰的程度；其次是电子系统在强度为 1～10 V/m、距离为 3 米的电磁场中的抗扰特性；第三是电子系统部的干扰问题。利用干扰三要素分析与EMI相关的问题需要把握EMI的五个关键因素，这五个关键因素是频率、幅度、时间、阻抗和距离。在EMI分析中的另一个重要参数是电缆的尺寸、导线及护套，这是因为，当EMI 成为关键因素时，电缆相当于天线或干扰的传输器，必须考虑其物理长度与屏蔽问题。 1.2 RFI特性分析无线电发射源无处不在，如无线电台、移动通信、发电机、电动机、电锤等等。所有这些电子活动都会影响电子系统的性能。无论RFI的强度和位置如何，电子系统对RFI必须有一个最低的抗扰度。在通信、无线电工程中，抗扰度定义为设备承受每单位RFI功率强度的敏感度。从“干扰源—耦合途径—接收器”的观点出发，电场强度E 是发射功率、天线增益和距离的函数，即式中P为发送功率（mW／cm2），G为天线增益，d为电路或系统距干扰源的距离（m）。由于模拟电路一般在高增益下运行，对RF场比数字电路更为敏感，因此，必须解决μV级和mV级信号的问题；对于数字电路，由于它具有较大的信号摆动和噪声容限，所以对RF场的抑制力更强。 1.3 干扰途径任何干扰问题可分解为干扰源、干扰接收器和干扰的耦合途径三个方面，即所谓的干扰三要素。如表 2 所示。表2 干扰源耦合途径干扰类型接收器共地阻抗传导干扰辐射场到互连电缆（共模）辐射干扰微控制器辐射场到互连电缆（差模）辐射干扰有源器件电缆间串扰（电容效应）感应干扰微控制器静电放电电缆间串扰（电感效应）感应干扰通信接收器通信发射机电缆间串扰（漏电导）传导干扰有源器件电源电缆间串扰（场耦合）辐射干扰其他电子系统扰动电源线到机箱传导干扰

电气设备的干扰及其抑制

电气设备的干扰及其抑制 1引言随着电力电子技术的发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，特别是静止变流器，从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交、直流变换装置，应用广泛。由于静止变换器是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，使高次谐波显著增加。尽管供电系统中电弧炉、电焊机、变压器、旋转电机、荧光灯等其它非线性负载都会在电网中产生不同频率和幅值的高次谐波，但静止变流器产生的高次谐波最为严重，成为电网中的公害”。 2高次谐波产生的主要原因 2.1整流器作为直流电源装置，整流器广泛应用于各种场合。其典型电路如图1所示。在整流装置中，交流电源的电流为矩形波，该矩形波为工频基波电流波形和奇数倍频率的高次谐波电流波形的合成波形。图2给出了6脉冲3相桥式整流器在不同时的高次谐波含有率。2.2交流调压器交流调压器多用于调光装置、电阻炉和感应电动机等工业设备的电力调整。其典型电路如图3所示。交流电力调压器产生的谐波次数与整流器基本相同。 2.3频率变换器频率变换器是ac-ac变换器的代表设备。当用作电动机的调速装置时，它含有随输出频率变化的边频带，由于频率连续变化，出现的谐波含量比较复杂。 2.4通用变频器通用变频器的输入电路通常由二极管全桥整流电路和直流侧电容器所组成，如图4(a)所示，这种电路的输入电流波形随阻抗的不同相差很大。在电源阻抗比较小的情况下，其波形为窄而高的瘦长型波形，如图4(b)所示;反之，当电源阻抗比较大时，其波形为矮而宽的扁平型波形，如图4(b)虚线所示。 2.5高频开关电源除了上述典型变流装置会产生大量的谐波以外，近年来彩电、个人电脑、电池充电器等装置的迅速普及，使得电容滤波的整流电路迅猛增加。对其交流侧谐波的分析已经开始成为谐波源分析领域关注的焦点之一。 3高次谐波的危害 3.1对电力电容器的影响由于电容器的容抗与频率成反比，因此在高次谐波电压作用下的容抗要比在基波电压作用下的容抗小得多，从而使谐波电流的波形畸变更比谐波电压的波形畸变大得多，即便电压中谐波所占的比例不大，也会产生显著的谐波电流。特别是在发生谐振的情况下，很小的谐波电压就可引起很大的谐波电流，使电容器成倍地过负荷，导致电容器因过流而损坏。 3.2对旋转电机的影响谐波电压或电流会在电机的定子绕组、转子回路以定子和转子铁芯中引起附加损耗。由于涡流和集肤效应的关系，定子和转子导体内的这些附加损耗要比直流电阻引起的损耗大。另外，谐波电流还会增大电机的噪音和产生脉动转矩。转子第k次谐波电流与基波旋转磁场产生的脉动转矩可由下式表示：(2)

自动检测过程中的干扰及其抑制方法

自动检测过程中的干扰及其抑制方法在检测过程中,由于各种原因的影响,常会有一些与被测信号无关的电压、电流存在,这样就影响了测量结果,产生测量误差。这些信号就是干扰,它可分内部干扰和外部干扰。内部干扰是测量系统内部各部件间的互相干扰。这种干扰可通过测量装置的正确设计及零部件的合理布局或采取隔离措施,加以消除或减弱。如仪表中放大器的输入线与输出线、交流电源线,分开走线,不要平行走线,且输入走线尽可能短;又如触发可控硅的脉冲变压器用磁屏蔽,即利用高导磁率材料做成磁屏蔽罩。外部干扰是测量系统外部的因素对仪器、仪表或系统产生的干扰。在这里就自动化仪表检测工作中常会遇到的一些干扰及抑制方法归纳如下。 1 机械干扰机械干扰最为严重,也很广泛。由于振动,会使导线在磁场中运动,产生感应电动势。抑制这类干扰用减振措施即可,如采用减振弹簧或减振橡胶等。在有振动的环境中,仪器、仪表信号导线常因松动而影响测量,应定期加以紧固。在此种环境中,少用动圈仪表。 2 温度干扰由于温度过高,波动且不均匀,在检测中常导致电子元件参数变化或产生热电势,从而对测量结果造成严重干扰。在工程上,一般采用热屏蔽方法抑制热干扰,而把敏感元件装入恒温箱中。在电子测量装置中,常采用温度补偿措施,以补偿温度变化时对检测结果的影响。如:在实际现场使用热电偶时,自由端离热源很近,并随环境温度变化而变化。所以必须对自由端温度加以补偿。无论是采用补偿导线还是补偿电桥等,都是为了抑制此种干扰。又如:本人在修理天津仪表七厂生产的电动执行器位置反馈板时发现,不同的环境温度反应出不同的信号值。采取的办法是:把反馈回路原有的电阻用普通电阻串联或并联一只热敏电阻代换,在实际应用中,效果相当不错。再如,热电阻三线制接法,其中两根导线在不同的桥臂上,另一根接电源端,使环境温度变化引起导线阻值的变化。在不同的桥臂上同时增加或减小,而相互抵消。四线制接法既可消除连接导线电阻的影响,又可消除线路中寄生电势引起的测量误差。特别值得注意的是,温度过低也会造成仪表误差或失灵。北方冬季寒冷,自动化仪表的光电耦合器件及红外探测元件常会因环境温度太低而无法正常工作。如我厂采用台湾产的工业电视系统摄像器件CCD、美国产的筒体扫描仪器、德国西门子的比色高温计等,冬天都曾出现过不能正常使用的现象,加装了相应的伴热装置后,工作恢复正常。 3 电气干扰由于厂矿中发电机、电动机及气体放电器件等杂散电磁场的存在,电场或磁场的变化,会使电或磁的干扰进入电子测量装置中,引起干扰信号。 (1)电磁感应电磁感应通过磁耦合的方式在测量电路中形成干扰。如信号源与仪表之间的连接导线,仪表内部的配线通过磁耦合在电路中形成干扰。当两条平行导线有电流通过时,它们彼此之间会通过磁交链产生电磁耦合干扰。再如:各种开关设备在产生弧光火花放电的过程中,会向周围幅射出低频到高频的电磁波,这种无线电干扰信号以电磁场辐射的形式进入到测量仪器、仪表中,造成瞬时干扰信号。这种干扰信号直接影响微机检测系统的正常工作,有时甚至会冲乱程序。为了降低电磁感应所产生的干扰,将导线远离那些强电设备及动力网,调整走线方向,减小导线回路面积以及采用绞线或屏蔽导线,强电电源线不与弱电信号线平行布线,不使用同一根电缆,分开布线且距离要尽量远些。对微机检测系统而言,其扩展接口片与主机之间连接导

干扰及其抑制

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/48949690.html, 干扰及其抑制作者：董杰来源：《科技与创新》2016年第05期摘要：通过分析影响电路正常工作的各种电性质干扰，提出抑制这些干扰的途径和办法。关键词：干扰；电路；干扰源；干扰途径中图分类号：TN79 文献标识码：A DOI：10.15913/https://www.360docs.net/doc/48949690.html,ki.kjycx.2016.05.090 干扰轻则会降低电路的信号质量，重则会破坏电路的正常功能，造成逻辑错乱、控制失灵，甚至发生设备损坏，影响生产等各种事故。 1 干扰 1.1 干扰的类型干扰的来源是多方面的，它所造成的影响也是多种多样的。按来源可将干扰分为两类：①控制器本身引起的各种干扰，即内部干扰。内部干扰可分为固定干扰和过度干扰。过度干扰为电路动态工作时引起的干扰。②由外部因素引起的干扰称为外部干扰。外部干扰可分为自然干扰和人为干扰。由自然现象造成的干扰称为自然干扰。按干扰的途径也可将干扰分为两类，分别是路的干扰和场的干扰。通过电路渠道进行干扰的称为路的干扰，通过电场、磁场或电磁场进行的干扰的称为场的干扰。其中，场的干扰还可分为静场干扰（包括静电场干扰和静磁场干扰）和动场干扰。按干扰出现的规律，可将干扰分为固定的、半固定的和随机的三类。固定设置的电气设备在运行时引起的干扰属于固定干扰；有些偶尔使用或启动无规律的电气设备（例如行车、电钻等）引起的干扰属于半固定干扰；闪电、供电系统继电保护功能、绝缘子泄漏、汽车启动点火设备引起的干扰等均属于随机干扰。半固定干扰与随机干扰之间的区别在于前者是可以预计的，而后者是突发性的。按干扰在电路输入端的作用方式与有用信号的联系，可将干扰分为常态干扰和共态干扰。干扰信号与有用信号串联在一起时为常态干扰，干扰信号出现在监测点与控制器之间时为共态干扰。常态干扰可能是信号源本身产生的，也可能是引线上感应的，它串接在检测回路中，相当于检测信号增加了一个信号，成为检测信号的一部分。这种干扰直接送入放大器的输入端，所以影响较大。共态干扰是因控制器本体的接地点与检测装置的接地点之间存在干扰电压所引起的，这种干扰电压主要来源于50 Hz交流电源的接地系统。

plc信号干扰及其处理方法

怎样才能更好解决PLC控制系统应用抗干扰问题 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，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型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，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，设计人员只有预先了解各种干扰才能有效保证系统可靠运行。 2. 电磁干扰源及对系统的干扰是什么？影响PLC控制系统的干扰源于一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声的干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。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；按声音干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地面的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压送加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的电器供电室，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（这就是一些系统I/O 模件损坏率较高的原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指用于信号两极间得干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。 3. PLC 控制系统中电磁干扰的主要来源有哪些呢？ (1) 来自空间的辐射干扰空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC 系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径；一是直接对PLC 内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC 通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC 局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。(2) 来自系统外引线的干扰主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较严重。 (3)来自电源的干扰实践证明，因电源引入的干扰造成PLC 控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的PLC 电源，问题才得到解决。 PLC 系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流转动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路到电源边。PLC 电源通常采用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。

DCS信号干扰原因分析及抑制方法

DCS信号干扰原因分析及抑制方法主要有哪些引入干扰 1、电阻耦合干扰在工作过程中，由于许多工厂对于电线老化问题较为忽视。当多种信号线路一起进行信号传输时，会由于电线上的绝缘材料老化漏电而影响到其他传输信号，对其他传输信号有所干扰。除此之外，不仅信号线老化会对其他信号线产生影响，而一些大功率电路（例如：产热电路）在使用中如果发生线路老化，也会对信号产生很大干扰。 2、电容电感耦合干扰

通常的时候，被控现场的控制柜接入了诸多信号线，这些信号线有的使用电缆槽，有的使用电缆管，尤其是诸多信号同时布线，而信号间存在电容分布，会对别的信号线形成干扰。特别是在交流信号线四周形成交变磁通，进而在并行导体间形成电势，造成电势干扰信号。 3、雷击干扰当发生雷击时，较大的电磁干扰也许会形成于所需信号左右，当然引入干扰途径也会在一定程度是经过各种接地线导致。雷击干扰方式主要有2种：一种是架空电源线，导致信号线遭遇雷击造成干扰；另一种是信号电缆周围遭遇雷击，导致信号线上形成电容、电感耦合分布，进而形成较大干扰，严重时损害设备，造成人身事故。 4、供电线路干扰由于电厂中的大型设备启动关闭较为频繁，对大型元件的开关操作也很频繁，在这些大型电机设备开关时会产生瞬时的大型交变磁场。交变磁场会在信号线上发生耦合，从而对系统产生干扰，而这些交变磁场也会对电源线产生高频干扰，信号程度如果超过规定范围也会对系统产生影响。为了保证在大型电机进行开关时对系统进行保护，可以采用在电路中加入变压器，保证在开关电机时不会因为电压变化过大而产生交变磁场。

造成干扰的主要原因 1、材料及设备问题接入DCS系统的控制信号通常采用电缆作为传输介质将信号送至DCS系统，当信号电缆绝缘材料老化，屏蔽材质损坏，即会被其他电磁干扰源干扰，干扰会造成测量的误差，严重的干扰会造成设备损坏。 2、施工不规范在DCS控制系统中，往往有很多信号同时接入DCS。这些信号线或者走电缆槽，或者走电缆管，造成现场很多不同种类电缆在同一个路径附设。这些信号之间均有分布电容存在，会通过这些分布电容将干扰加到别的信号线上。同时，在传输信号的周围环境产生交变的磁通，例如动力线、电动机、发电机、电源变压器和继电器等都会产生这种磁场。这些磁场往往会造成较大的干扰。 3、接地不合理比较常见的接地事故是信号线的两端均接地，这样会因地电势差而产生较大的干扰。如信号线的两端同时接地，可能会有较大的电位差，这种电位差可能会在两端之间的信号线上产生一个很大的环流。产生电磁波，干扰信号。还有DCS系统总接地电阻不符合DCS系统正常工作要求等等。如何抑制干扰

检测信号的干扰及其抑制技术

一、检测信号的干扰电子测量系统在工作过程中，可能会出现某些不正常现象，例如输出不稳定、零点漂移、严重失真或超差等。产生这些现象的原因，可能是电子测量系统本身电路结构、器件质量、制造工艺等存在问题，也可能是电子测量系统受外部的工作环境，如电源电压波动、环境温度变化或其他电气设备的影响等。这些来自内部和外部、影响电子测量装置正常工作的各种因素，统称为“干扰”。

二、抗干扰的措施——防护为了消除或减弱各种干扰对电子测量系统正常工作的影响，必须采取必要的技术措施。各种抗干扰的技术措施总称为“防护”。防护的任务是消除或减弱各种干扰对电子测量系统正常工作的影响，防护的手段是设法割断或减弱电子测量系统与外界有害的联系，而同时又不同损害那些为了进行测量所需要的联系。

三、检测信号的抑制技术 1.机械的干扰及抑制机械的干扰是指由于机械振动或冲击，使电子测量系统中的电气或电子元件发生振动、变形，从而改变了系统的电气参数，造成了可逆或不可逆的影响。对于机械的干扰主要采取减振措施来解决，例如使用减振弹簧或减振皮垫等。

2. 热的干扰及抑制电子测量系统在工作时产生的热量所引起的温度波动和环境温度的变化等，都会导致电路与元器件参数发生变化(温度漂移)，或产生附加的热电势等，从而影响系统的正常工作，这就是热的干扰。对于热的干扰，工程上通常采取热屏蔽、恒温设备、对称平衡结构、温度补偿元件等措施来进行抑制。

3. 光的干扰及抑制在电子测量系统中广泛使用着各种半导体元器件，这些半导体材料在光线的作用下，会激发出电子-空穴对，使半导体元器件产生电势或引起阻值的变化，从而影响电子测量系统的正常工作，这就是光的干扰。因此，半导体元器件应封装在不透光的壳体内。对于具有光敏作用的元件，尤其应该注意光的屏蔽问题。

EMI及其抑制方法

EMI及其抑制方法下面结合一些专家的文献来描述EMI. 首先EMI 有三个基本面就是噪音源：发射干扰的源头。如同传染病的传染源耦合途径：传播干扰的载体。如同传染病传播的载体，食物，水，空气....... 接收器：被干扰的对象。被传染的人。缺少一样，电磁干扰就不成立了。所以，降低电磁干扰的危害，也有三种办法： 1. 从源头抑制干扰。 2.切断传播途径 3.增强抵抗力，这个就是所谓的EMC（电磁兼容）先解释几个名词：传导干扰：也就是噪音通过导线传递的方式。辐射干扰：也就是噪音通过空间辐射的方式传递。差模干扰：由于电路中的自身电势差，电流所产成的干扰，比如火线和零线，正极和负极。共模干扰：由于电路和大地之间的电势差，电流所产生的干扰。通常我们去实验室测试的项目：传导发射：测试你的电源通过传导发射出去的干扰是否合格。辐射发射：测试你的电源通过辐射发射出去的干扰是否合格。传导抗扰：在具有传导干扰的环境中，你的电源能否正常工作。辐射抗扰：在具有辐射干扰的环境中，你的电源能否正常工作。首先来看，噪音的源头：任何周期性的电压和电流都能通过傅立叶分解的方法，分解为各种频率的正弦波。所以在测试干扰的时候，需要测试各种频率下的噪音强度。那么在开关电源中，这些噪音的来源是什么呢？开关电源中，由于开关器件在周期性的开合，所以，电路中的电流和电压也是周期性的在变化。那么那些变化的电流和电压，就是噪音的真正源头。

那么有人可能会问，我的开关频率是100KHz的，但是为什么测试出来的噪音，从几百K到几百M都有呢？我们把同等有效值，同等频率的各种波形做快速傅立叶分析：蓝色：正弦波绿色：三角波红色：方波可以看到，正弦波只有基波分量，但是三角波和方波含有高次谐波，谐波最大的是方波。也就是说如果电流或者电压波形，是非正弦波的信号，都能分解出高次谐波。那么如果同样的方波，但是上升下降时间不同，会怎样呢。同样是100KHz的方波红色：上升下降时间都为100ns 绿色：上升下降时间都为500ns 可以看到红色的高次谐波明显大于绿色。我们继续分析下面两种波形， A: 有严重高频震荡的方波，比如MOS，二极管上的电压波形。 B:用吸收电路，把方波的高频振荡吸收一下。

浅谈地线干扰及其抑制方法

电子报/2005年/11月/6日/第013版电子技校浅谈地线干扰及其抑制方法庄力群在电子产品的PCB设计中，抑制或防止地线干扰是考虑的最重要问题之一。许多初学者不了解地线干扰的成因，因此对解决地线干扰问题也就束手无策。所谓干扰，必然是发生在不同的单元电路、部件或系统之间。地线干扰是指通过地线耦合的方式产生的信号干扰。这里所提到的信号，通常是指交流信号或者跳变信号。地线干扰的形式很多，笔者归成三种：附图可以说明三种地线干扰的成因。 A1、A2是级联的两个放大电路。由于PCB设计的客观原因，各个电路单元分布在不同的板面位置，它们之间的连线必然有一定的长度，这就形成了导线(铜箔)电阻。导线的直流电阻虽然很小，大都可以忽略，但是对于交流信号来说，其感抗成分就不可以忽略不计，尤其是频率比较高的时候更是如此。地线同样是导线，因此也存在阻抗。附图中的地线J、K、L、M、N就不可以简单地看成是等电位连线了，应该把它们各自看成一个电抗元件。有了这个基本概念，就比较容易理解三种地线的干扰。一、地环路干扰由于地线阻抗的存在，当电流流过地线时，就会在地线上产生电压。当电流较大时，这个电压可以很高。例如附近如有大功率用电器启动时，会在地线中流过很强的电流。比如图中“B单元电路”的地线电流，流经地线K、L，或者K、M、J、N到达接地零点。由于电路的不平衡性，每根导线上的电流不同，因此会产生差模电压，对电路造成影响，即“B单元电路”的地线电流，在J、N、L、M形成的“地线环路”中，对放大器A1和A2造成了影响。由于这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的，因此成为地环路干扰。二、地环路电磁耦合干扰在实际电路的PCB中，J、N、L、M形成的“地线环路”将包围一定的面积，根据电磁感应定律，如果这个环路所包围的面积中有变化的磁场存在，就会在环路中产生感生电流，形成干扰。空间磁场的变化无处不在，于是包围的面积越大，干扰就越严重。三、公共阻抗干扰认真考察图中所示的电路结构，将发现，J、N、L、M中，有一条连接线是多余的，去除其中之一，仍然可以满足各个接地点的连通关系，同时又可以消除地线环路。将哪一条连线去除比较合理，这时就要考虑另一类的干扰问题——公共阻抗干扰。若去除J：这是最差的方案。J去除后地线环路似乎消失了，可是另一个更可怕的环路又形成了(I、N、L、M)，其中I是信号线，因此干扰比原来有J线时还要严重。