硬件抗干扰技术
抗干扰技术
§2.1 干扰的来源和传播途径
2、串模干扰 、串模干扰 串模干扰就是指串联叠加在工作信号上的干扰， 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。 称之为正态干扰、常态干扰、横向干扰等。
常用的干扰抑制技术
屏蔽技术 接地技术 浮置 平衡电路 滤波技术
静电屏蔽 在静电场作用下，导体内部无电力线，即各点等电位。静电屏蔽就是利用了与大地相连 接的导电性良好的金属容器，使其内部的电力线不外传，同时也不使外部的电力线影响其 内部。 静电屏蔽能防止静电场的影响，用它可以消除或削弱两电路之间由于寄生分布电容耦合 而产生的干扰。 在电源变压器的一次、二次侧绕组之间插入一个梳齿形薄铜皮并将它接地，以此来防止 两绕组间的静电耦合，就是静电屏蔽的范例。 电磁屏蔽 电磁屏蔽是采用导电良好的金属材料做成屏蔽层，利用高频干扰电磁场在屏蔽体，内产 生涡流，再利用涡流消耗高频干扰磁场的能量，从而削弱高频电磁场的影响。 若将电磁屏蔽层接地，则同时兼有静电屏蔽的作用。也就是说，用导电良好的金属材料 做成的接地电磁屏蔽层，同时起到电磁屏蔽和静电屏蔽两种作用 低频磁屏蔽 在低频磁场干扰下，采用高导磁材料作屏蔽层以便将干扰磁力线限制在磁阻很小的磁屏 蔽体内部，防止其干扰作用。 通常采用坡莫合金之类的对低频磁通有高导磁系数的材料。同时要有一定的厚度，以减少 磁阻。
N N
§2.1 干扰的来源和传播途径
二、 干扰的作用途径
1、静电耦合 、 干扰信号通过分布电容进行传递称为静电耦合。 干扰信号通过分布电容进行传递称为静电耦合。系 统内部各导线之间，印刷线路板的各线条之间， 统内部各导线之间，印刷线路板的各线条之间，变压器 线匝之间的绕组之间以及元件之间、 线匝之间的绕组之间以及元件之间、元件与导线之间都 存在着分布电容。 存在着分布电容。具有一定频率的干扰信号通过这些分 布电容提供的电抗通道穿行，对系统形成干扰。 布电容提供的电抗通道穿行，对系统形成干扰。
无线通信中的干扰与抗干扰方法
无线通信中的干扰与抗干扰方法随着无线通信技术的不断发展，人们的生活离不开各种无线通信设备，如手机、无线网络、蓝牙耳机等。
然而，无线通信中的干扰问题也逐渐显现出来。
本文将详细介绍无线通信中的干扰问题以及抗干扰方法，分步骤进行说明。
一、无线通信中的干扰问题：1.1 外部干扰：外部干扰是指无线通信设备受到其他无关设备或信号的干扰，包括电磁辐射、其他频率段的无线信号等。
1.2 内部干扰：内部干扰是指无线通信设备自身产生的干扰，如不同通信设备之间的相互干扰、不同频段的信号相互干扰等。
二、无线通信中的干扰类型：2.1 同频干扰：同频干扰是指在相同频段上的两个信号互相干扰，导致通信质量下降。
例如，在同一频段上通话的两部手机会相互干扰。
2.2 邻频干扰：邻频干扰是指在相邻频段上的两个信号互相干扰，也会导致通信质量下降。
例如，使用相邻频段的两个无线网络之间可能会相互干扰。
2.3 共存干扰：共存干扰是指不同通信系统或设备共同使用同一频段，导致互相干扰，进而影响通信质量。
例如，无线网络在2.4GHz频段上与蓝牙设备共存时会相互干扰。
三、无线通信中的抗干扰方法：3.1 技术手段：3.1.1 协议设计：通过优化协议的设计，降低通信系统之间的干扰。
例如，在邻频干扰情况下，通过合理规划频段的间隔，来降低相邻频段信号之间的干扰。
3.1.2 功率控制：通过合理的功率控制策略，减少同频干扰。
例如，无线通信设备可以根据距离远近、信号强度等因素自动调整发送功率，降低同频干扰的可能性。
3.1.3 频谱分配：通过合理的频谱分配策略，减少共存干扰。
例如，通信系统可以按需分配频段，避免频繁的频谱冲突和共存干扰。
3.1.4 编码技术：采用差分编码、编码违序、交织技术等方式，提高信号的抗干扰能力。
例如，利用纠错编码算法可以在传输过程中对数据进行检测和纠正，提高通信质量。
3.2 设备设计：3.2.1 滤波器设计：通过在无线通信设备中加入滤波器来屏蔽外部干扰。
PIC单片机抗干扰设计
PIC单片机抗干扰设计摘要:单片机已经普遍应用到各个领域,对其可靠性也提出了更高的要求。
影响单片机可靠性的因素很多,但是抗干扰性能是最重要的一个因素之一。
本文对PIC单片机抗干扰设计主要从硬件干扰抑制技术和软件干扰抑制技术两个大方面来进行分析。
关键词:PIC单片机抗干扰硬件软件1 硬件干扰抑制技术1.1 采用合理的隔离技术采用合理的隔离技术对单片机抗干扰起着非常重要的作用。
隔离不仅能够将外来干扰信号的通道阻断,而且还可以通过控制系统与现场隔离实现抗干扰目的,使得彼此之间的串扰最大限度地降低。
常用的隔离技术主要包括变压器隔离方式、布线隔离方式、光电隔离方式和继电器隔离方式等。
1.2 合理选择系统时钟PIC单片机系统时钟频率为0～20MHz,时基震荡方式主要有四种,每一种时基震荡方式由不同的时基频率相对应:外接电阻电容元件的阻容振荡方式RC,频率为0.03MHz～5MHz;低频晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式LP,频率为32.768kHz或200kHz;标准晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式XT,频率为0.2MHz～4MHz;高频晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式HS,频率为4MHz～20MHz。
外接方式主要有三种:外接晶体振荡器/陶瓷谐振器、外接时钟电路、外接RC。
用户在选择基振荡方式和外接方式时可根据PIC单片机应用系统的性能、应用场合、价格等因素来进行。
外接时钟属于高频噪声源,从可靠性方面来讲,不仅会干扰本应用系统,而且还能够干扰外界。
频率越高越容易成为噪声源,因此应采用低频率的系统时钟,但是必须把与系统性能要求相符作为前提条件。
1.3 合理设计电路板在电路板设计时,不要只是采用单一的PCB板进行,而应尽可能多的采用多层PCB板来进行,其中一层用作接地,而另外一层用作电源布线,这样就使得退耦电路形成,同时,这样的电路其屏蔽效果也比较好。
如果对空间没有任何的硬性规定,同时要成本因素进行考虑,此时在设计电路板时就可以采用单层或者双层的PCB板进行布线,这样需要从电源单独引电源线进行布线,并将其逐个分配到每个功能电路中,另外,还要将所有的地线汇集到靠近电源地的一个点上。
无人机抗干扰通信技术研究
无人机抗干扰通信技术研究近年来，无人机在军事、民用、商业等领域快速发展。
无人机具有优异的航行性能和强大的任务适应性，广泛应用于侦察、目标打击、灾害救援、民用航拍等领域。
然而，无人机的通信系统容易受到外界干扰，从而影响无人机的飞行和任务执行。
因此，研发无人机抗干扰通信技术，成为无人机研究领域的一个热点话题。
一、无人机通信系统概述无人机通信系统包括控制通信和数据通信两个部分。
控制通信主要通过电台、地面站、中继器等设备，控制和调度无人机飞行。
数据通信则通过图传设备将图像和数据传回地面站，并通过云计算技术实现图像处理和数据解析。
目前，无人机通信系统主要采用无线电通信方式。
频谱资源非常有限，常常导致通信干扰问题。
二、干扰对无人机的影响干扰对无人机通信系统的影响主要表现在五个方面。
1、通信内容受到干扰干扰有可能改变无人机通信信号的频率、相位、幅度、时序等特征参数，导致通信内容发生错误或丢失。
2、通信丢失干扰信号可能会覆盖无人机通信信号，导致通信信号丢失，无法到达目的地。
3、通信延迟由于干扰信号与无人机通信信号存在直接或间接的相互作用，造成通信信号传输延迟，从而影响无人机的运行和任务执行。
4、无人机与地面站间的通信中断干扰导致地面站与无人机之间的通信中断，可能导致无人机失去参考系，从而失去控制，发生事故。
5、数据丢失干扰还会影响数据传输，导致数据丢失或错误，从而影响无人机任务的执行。
三、无人机抗干扰通信技术的研究现状无人机抗干扰通信技术的研究主要集中在两个方面，分别是硬件技术和软件技术。
1、硬件技术硬件技术主要采用以下方法：（1）天线技术天线技术是提高无人机通信系统抗干扰能力的重要方法之一，通过对天线进行优化设计，可以提高天线的抗干扰和抗多径传播能力。
（2）功率控制技术功率控制技术是保障无人机通信质量的重要手段之一，通过控制无人机发射功率的大小和方向，可以有效降低通信干扰对无人机通信的影响。
（3）频率调谐技术频率调谐技术是提高无人机通信抗干扰能力的重要方法之一，通过对无人机通信信号进行频率调谐，可以实现抗干扰、抗多径传播的功能。
单片机硬件抗干扰技术的应用
维普资讯
一
＋一—— ■墨曲
杜 彦 明 张 大 军
单片机硬ｆ抗能价 格 比 ，被广 泛地 应 用于 各个领 域 。随着单 片机 功能 越来越 完 善 ，硬 件 的 设计也 变得越 来越 简单 。实验 室 里设计 的控 制 系
抗干扰 技 术的应 用 变得越 来越 重要 了。
１ 干扰 的来 源和 后果
工控 现场 环境 中干扰 是 以脉 冲的形 式进 入单 片 机 系统 ，其主要 的 渠道有 三条 ，即 ，空 间干 扰 、供
电系统干 扰 、过 程通 道干 扰 。空 间干 扰 多发 生在 高 电压 、大 电流 、高频 电磁场附近 ，并通过静 电感应 ，
（ ２）程序运 行失 常。
２ 单 片机应用 系 统的 硬 件 抗 干 扰 设 计
２ １ 供 电系统 ．
（ １）防 止从 电源 系统 引入干 扰 ，可采 取交流稳
压 器保证 供 电的稳 定性 ，防 止 电源 的过 压 和 欠压 。 使用 隔离 变压 器滤掉 高频噪 声 ，低通 滤波 器滤掉 工
维普资讯
好的接地 网 ，防止产生地 电位 差和元件之 间的耦 合 。 （ ２）印制 电路 板要 合理分 区 。模拟 电路 区、数
（ ）闲置不用 的 Ｉ ８ Ｃ管脚 不要悬空以避免干扰 引
入 ，不用 的运算 放大 器正输 入端 接地 ，负输入端 接
将 主机部 分和 前 向、后 向通道 及其 它部 分切断 电路
的联 系 ，可有 效 的防止 干扰 进入 主机 系统 。
互联 导线尽量短 ，使用 ４ 。或者 圆弧折线 布线 ，不 ５
要使 用 ９ 。折线 ，以减小高 频信号 的发射 。 ０
（ ２）双绞 线传输 和终端 阻抗 匹配 。在数 字信号
嵌入式系统硬件抗干扰技术研究
4元 器件提 可靠性的 和方法 高 措施
构成系 统电 路的基本单 元是元器件， 选择 质量好合适的元器件是抑制千扰的基本保证。 4. 1 微处理器的 选择 目 为了 前， 提高硬件系 统自 身的可靠性， 各 制造商在单片机设计上采取了 一系列措施: ( 1 ) 降低外时钟频率，) 低噪声系 (2 列单片 (3 机; ) 时钟监测电 路、“ 狗”技术与低电 位。 看门 压复 (4 EFT 整形技术等。而且各种先进技术还在 ) 不断地发展和应用之中。因此， 要选用抗干扰 能力 较强， 有看门狗的微处理器。
2 硬件电路可靠性和抗干扰性设计 通常来自 供电系 信号传输通道的干扰 统和
是影响整个系统可靠性的主要因素， 因此硬件 抗干扰设计应将重点放在这里。硬件抗干扰 设计得好可将绝大部分干扰拒之门外， 使系统
的稳定 幅度提高. 性大
2. 1 供电系统抗干扰设计 电源在向系 统供电 也将其噪声祸合到 时， 系统电源上， 电源祸合的干扰对电路的影响非 常大， 统提供优质 给系 稳定的电源是保证系统 可靠性能的关键之一。为防止从电源系统引 入干扰， 可用隔离变压器接入电网， 防止电网 干扰侵入微机系统， 同时可作各种滤波器滤 波。 2.2 信号传输通道抗千扰设计 信号传 输通道包 统的前向 括系 通道和后向 通道， 对信号传输通道的可靠性设计可从以下 几个方面着手: ( 1 ) 利用光电祸合器及滤波器 对输入、 信号采用光电 输出 隔离措施， 可 将微处理器与前向通道、后向通道及其他部
微控制器硬件抗干扰技术
输入 端的输 入 电流在 １ Ｘ 左右 ，输 入 电容 在 １ Ｆ ＩＡ ０ｐ 左 右 ，输 入阻 抗 相 当高 。其输 出端 有 一定 的 带 负 载
能 力 ， 将 一 个 门 的 输 出 端 通 过 一 段 很 长 的 线 引 到 输 入 阻 抗 相 当 高 的 输 入 端 ， 反 射 问 题 就 很 严 重 ， 会 引 起 信 号 的 畸 变 ， 增 加 系 统 的 噪 声 。 信 号 在 印 刷 线 路 板 上 传 输 有 一 定 的 延 迟 时 间 ， 其 传 播 速 度 约 为 光 速 的 １３ ／ ／ ～１ ２之 间 。 在 有 微 控 制 器 的 系 统 中 ， 常 用 逻
图 ２ 信 号 线 间 的 交 叉 干 扰
系统 ；③ 含有 微弱模 拟 信号 电路 以及 高精 度 Ａ／ Ｄ转 换 电路 的 系 统 ， 源自 须 要 解 决 上 述 问题 。
迟 ， ｔ 时 间 以 后 会 感 应 出 １个 宽 度 为 ｔ的 负 脉 冲 。 在
Ｃ点 ，由 于 ＡＢ上信 号的 传输 与反 射 ， 会 感应 出 １ 个
的 向 前 传 输 、到 达 Ｂ 点 后 的 信 号 反 射 和 ＡＢ 线 的 延
２ 常 见抗 干 扰 技术
（ １） 抗 电 磁 干 扰
一
方 面 ， 一 个 系 统 的 运 行 对 环 境 造 成 的 电 磁 干
扰 不 得 影 响 其 它 设 备 ； 另 一 方 面 ， 系 统 本 身 抗 电 磁
而 信 号 在 印 刷 线 路 板 上 通 过 １ ２ ｍ 的 引 线 时 ， 其 段 ５ｃ 延 迟 时 间 为 ４ ２ ｓ 所 以 ， 引线 长 度 越 短 越 好 ， 最 ～ ０ｎ 。
电子设备抗干扰的技术措施
干扰信号通过一 定途径进入 电子设备 ， 不仅 影响设 备的正 常工作 ， 甚至会使 设备 出现误动作 。 在 电子设备保养 维修过程 中，有些人 由于忽视 了干扰的影响，常常 因为元器件、导线 的 安装不 当， 导致 电子设备在检修后工作性能反而变 差。因此干 扰 与抗干扰不仅在设计 中必须重视 ， 在 使用和 维护 中也必须重
≯
＿
。
消费 电子
电子 科 技
Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ
２ ０ １ ３ 年 ４月下
电子设备抗干扰的技术措施
葛根美
（ ９ １ ８ ６ ８ 部 队，海南三亚 ５ ７ ２ ０ ０ ０ ）
摘
要 ：电子设备 受到干扰 时不仅会 影响设备 性能 ， 严 重时甚至会发 生误 动作 ， 从 而造 成严重后 果。文章 主要
视。
干 扰源 的种类及抗干扰措施 （ 一） 热干扰 。 热干扰是指 电子元器件 由于热 能的作用使 电阻等元器件 内部 电子产生骚动所产生的干扰。 对付热干扰通 常采用导热性能 良好 的金属材料做成防护罩进行热屏蔽， 或采 用温度补偿元件和采用差分放大电路、 电桥 电路等对称平衡结 构等防护措施 。 （ 二） 机械干扰 。 机械干扰是指机械 的振动或冲击使设备 中的电路和元器件发生振动、 变形 ， 从而使 电路参数发生变化。 对于机械干扰采取减震弹簧或减震橡胶垫等减震措施来解 决。 （ 三） 光干扰 。 半导体材料在 光照作用下会激发空穴一 电 子对 ， 使半导体元器件产生 电势 或引起 阻值 的变化 ， 从而影 响 设备 的正常工作 。 为了防止光干扰，通常将 具有光敏作用 的元 器件封装在不透光的壳体 内进行光屏蔽 。 （ 四）电磁干扰 。电磁干扰 是指电子电路在 电场和磁场 中 产生静 电感应和感应 电动势 ， 从而对 电路 形成 的干扰 。 应对 电 磁干扰 的方法主要是静 电屏蔽和电磁屏蔽。 （ 五） 接触 噪声。 接触噪声是 由元器件之间的不完全接触 ， 从而形成 电导率 的起伏引起的干扰 。 减 小流 过触 点的直流 电流 可减小接触噪声 的影响 。 二 、干扰途径及抑制干扰的措施 （ 一） 传导耦合的干扰 。 噪声经 由导体直接传 导耦合到 电 路 中而造成 的干扰称为传导耦合的干扰。 抑制传导耦合 的干扰 主要措施是 串接滤波器 ， 具有去耦滤 波作用的积分电路 ， 也可 有效地滤除传导干扰 。 （ 二） 、通过公共阻抗耦 合的干扰 。主要指 噪声电流通过 回路 问的公共 阻抗产 生的噪声 电压 传导给受干扰 的回路而形 成 的干扰 。 消 除公共阻抗耦合干扰一是采 取一点接 地法 ， 二是 尽可能 降低公共阻抗 。 （ 三 ）电容性耦合 的干扰 。 是指干扰 脉冲或高频干扰通过 分布 电容进入 电子 电路 ， 对 电路形成的干扰。消除电容性耦合 的干扰方法一是减小分布 电容 ，二是进行静 电屏蔽。 （ 四）电感性耦合 的干 扰。电路 中的 回路近似于线圈，当 周 围的磁场发生变化时 ， 就会感应出 电动 势， 从而对 电路形成 干扰 。减少 电感性耦合的方法是采取电磁屏蔽。 三 、提 高电子 电路的抗干扰能 力 削弱和消除 电子 电路对干扰的敏感性 ， 是防护干扰 的重要
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•④从选择逻辑器件入手，利用逻辑器件的特性来抑制串 模干扰。 • ⑤采用双绞线作信号引线的目的是减少电磁感应，并且 使各个小环路的感应电势互相呈反向抵消。选用带有屏蔽 的双绞线或同轴电缆做信号线，且有良好接地，并对测量 仪表进行电磁屏蔽。
(2)共模干扰及其抑制方法
共模干扰：模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。共 模干扰也称为共态干扰。
A 示波器 双绞线 RP R
信号
图 8-14 传输线波阻抗的测量
• 为了避免外界干扰的影响，在计算机中常常采用双绞 线和同轴电缆作信号线。双绞线的波阻抗一般在
100～200Ω之间，绞花愈密，波阻抗愈低。同轴电缆
的波阻抗约50～100Ω范围。根据传输线的基本理论， 无损耗导线的波阻抗为：
L0 Rp C0
光电耦合器的特点
1. 密封在一个管壳里或模压塑料封装，不受外界光的干扰； 2. 靠光传递信号，切断了各部件电路之间的地线联系； 3. 发光二极管的动态电阻小，而干扰源的内阻一般比较大，能 够传送到光电耦合器输入端的干扰信号很小； 4. 光电耦合器的传输比和晶体管的放大倍数相比一般很小，远 不如晶体管对干扰信号灵敏，而光电耦合器的发光二极管只 在通过一定电流时才发光，因此即使在干扰电压幅值比较高 的情况下，由于没有足够的能量，仍不能使发光二极管发光， 从而可以有效抑制干扰信号。
•一般情况下，共模干扰电压Ucm总是转换成一定的串模干扰Un 出现在两个输入端之间。
•为了衡量一个输入电路抑制共模干扰的能力，常用共模抑制 比CMRR(Common Mode Rejection Ratio)来表示，即
U cm CMRR 20lg (dB) Un
•Ucm是共模干扰电压，Un是Ucm转化成的串模干扰电压。显然， 对于单端对地输入方式，由于Un=Ucm，所以CMRR=0，说明 无共模抑制能力。对于双端不对地输入方式来说，由Ucm引入 的串模干扰Un越小，CMRR就越大，所以抗共模干扰能力越 强。
•②当尖峰型串模干扰成为主要干扰源时，用双积分式A/D转 换器可以削弱串模干扰的影响。因为此类转换器是对输入信 号的积分值进行测量，而不是测量信号的瞬时值。若干扰信 号是周期性的而积分时间又为信号周期或信号周期的整数倍， 则积分后干扰值为零，对测量结果不产生误差。
•③对于串模干扰主要来自电磁感应的情况下，对被测信号应 尽可能早地进行前置放大，从而达到提高回路中的信号噪声 比的目的；或者尽可能早地完成模/数转换或采取隔离和屏蔽 等措施。
被测信号Us的参考接地点和计算机输入信号的参考接 地点之间往往存在着一定的电位差Ucm
共模干扰示意图
U cm UA Zc1 单端对地输入和双端不对地输入 Z s1 Zc1
U cm UB Zc 2 Z s 2 Zc 2
U AB Z c1 Zc 2 U A UB ( )U cm Z s1 Z c1 Z s 2 Z c 2
MAX1232的结构原理
MAX1232引脚图
MAX1232内部原理图
TOL为容差输入，TOL接地时选取5％的容差，TOL接Vcc时选取10％ 的容差。
RST为复位输入，RST产生的条件有①Vcc下降低于所选择的复位电 压阈值②PBRST变低③在最小暂停周期内ST未选通④加电源期间
MAX1232的结构原理
在计算机控制系统中，被测信号有单端对地输入和双端不对地 输入两种输入形式
对于存在共模干扰的场合，不能采用单端对地输入方式，因为此 时的共模干扰电压将全部成为串模干扰电压，如左图所示。所以必须 采用双端输入不对地方式，如右图所示。
ZS、ZS1、ZS2为信号源US的内阻抗，ZC、ZC1、ZC2为输入电路的输入 阻抗。共模干扰电压Ucm对两个输入端形成两个电流回路，每个输入端A 和B的共模电压和两个输入端之间的共模电压分别为：
共模干扰的抑制方法 ①变压器隔离
•利用变压器把模拟信号电路与数字信号电路隔离开来，也就是 把模拟地与数字地断开，以使共模干扰电压Ｕcm不成回路，从 而抑制了共模干扰。另外，隔离前和隔离后应分别采用两组互 相独立的电源，切断两部分的地线联系。
②光电隔离
•光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管封装在一个管壳 内组成的，发光二极管两端为信号输入端，光敏三极管的集 电极和发射极分别作为光电耦合器的输出端，它们之间的信 号是靠发光二极管在信号电压的控制下发光，传给光敏三极 管来完成的。
• AD620（低功耗，低成本，集成仪表放大器），还有AD623 等等.
3.长线传输干扰及其抑制方法
•(1)长线传输干扰
• ① 长线的“长”是相对的； • ②信号在长线中传输遇到三个问题： • • 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。（阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很 小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射。这种信号反射的 原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。 消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的 特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。）
MAX1232引脚图
MAX1232内部原理图
RST为复位输入，低电平有效，产生条件同RST GND为地 Vcc为＋5V电源
ST为选通输入Watchdog定时输入
电源监控
• 电压检测器监控 Vcc 。每当 Vcc 低于所选择的容限时 (5% 容限
时的电压典型时为 4 ．62V， 10% 容限时的电压典型时为 4 ． 37V)
2.过程通道抗干扰技术
干扰沿过程通道进入计算机系统的主要原因是过程通道与主机 之间存在公共地线。
(1)串模干扰及其抑制方法 串模干扰：指叠加在被测信号上的干扰噪声。 抑制方法：应根据干扰信号的特性和来源采用不同的措施。
串模干扰的抑制方法
•①如果串模干扰频率比被测信号频率高，则采用输入低通滤 波器来抑制高频率串模干扰；如果串模干扰频率比被测信号频 率低，则采用高通滤波器来抑制低频串模干扰；如果串模干扰 频率落在被测信号频谱的两侧，则应用带通滤波器。 • 一般情况下，串模干扰均比被测信号变化快，故常用二级 阻容低通滤波网络作为模/数转换器的输入滤波器。当被测信 号变化较快时，应相应改变网络参数，以适当减小时间常数。
按钮复位延迟时间，当PBRST升高到大于一定的电压值后， 复位输出保持至少250ms的宽度。 • 一个机械按钮或一个有效的逻辑信号都能驱动 PBRST ， 无锁按钮输入至少忽略了 1ms的输入抖动，并且被保证能识 别出20ms或更大的脉冲宽度。该PBRST在芯片内部被上拉到 大约100μ A的Vcc上，因而不需要附加的上拉电阻。
硬件抗干扰技术
• 硬件抗干扰技术
(一) 计算机控制系统中的干扰源及途径
(二)抗干扰措施
过程通道抗干扰技术
系统供电
CPU抗干扰技术 接地技术
1干扰源及其转播路径
干扰源：外部干扰源与内部干扰源 外部：与系统结构无关，由外部环境因素决定。主要是 空间电或磁的影响，环境温度、湿度等气象条件，如各种 电气装置（电机、电焊机、家电和交通工具等）的起停以 及运行中发出的电磁波，太阳以及其它天体发出的电磁波、 供电电源的波动以及沿供电线路串入的干扰等。 内部：由系统结构、制造工艺决定。如不同信号的感应 （分布电容、分布电感引起的耦合感应，电磁场辐射感 应），多点接地造成的电位差，长线传输的波反射，元器 件产生的噪声等。
就输出并保持复位信号。
• • • 选择5%的容许极限时，TOL端接地； 选择10%的容许极限时，TOL端接Vcc。 当Vcc恢复到容许极限内，复位输出信号至少保持250ms的宽
度，才允许电源供电并使微处理器稳定工作。
按钮复位输入
• MAX1232的PBRST 端靠手动强制复位输出，该端保持tPBD
电磁场屏蔽：作用是防止高频电磁场对电路的影响。方法是屏 蔽加滤波，屏蔽罩用非磁性材料做，不能有孔缝，并让屏蔽罩接 地，在受干扰设备地输入端加入LC组合的滤波器。
对于由于空间感应引起的干扰，主要采用屏蔽技术来消除干扰。
磁场屏蔽：作用是将低频磁场干扰限制在屏蔽体内，方法是 利用高导磁率的金属材料做屏蔽罩。要求屏蔽罩不能有孔缝， 屏蔽物的厚度影响屏蔽效果。 导线屏蔽：在信号线上加一个金属编织的网状屏蔽套从而 屏蔽两点之间由于单根导线连接而产生的干扰。在使用屏蔽套 时，屏蔽套必须接地。 目前常用双绞线传输信号以抵消磁场干扰。因为双绞线的每 一分节形成一个相互靠近的环路，环路空间中电流方向相反， 故产生的磁场相互抵消。
干扰的主要传播路径：空间电磁感应、过程I/O通道、供 电系统、接地系统。如下图所示：
空间感应 过程I/O通道 干扰信号 供电系统 接地系统 微机系统
2 抗干扰措施 1、屏蔽技术
电场屏蔽：作用是抑制电路之间由于分布电容的耦合而产生的 电场干扰，方法是利用低电阻金属材料的屏蔽体，屏蔽效果依赖 于该屏蔽体对地的连接质量。
B.始端阻抗匹配
• 在传输线始端串入电阻R，如图所示，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
Rsc －门A输出低电平时的输
图 8-16 始端阻抗匹配
• 这种匹配方法的优点是波形的高电平不变，缺点是 波形低电平会抬高。其原因是终端门B的输入电流在 始端匹配电阻R上的压降所造成的。显然，终端所带 负载门个数越多，则低电平抬高得越显著。
3、 CPU抗干扰技术
• 计算机控制系统的CPU抗干扰措施： • ①Watchdog(俗称看门狗)
•
• •
②电源监控(掉电检测及保护)
③复位 MAX1232微处理器监控电路给微处理器提供辅助功能 以及电源供电监控功能。MAX1232通过监控微处理器系统
电源供电及监控软件的执行，来增强电路的可靠性，它
波阻抗的测量
• 为了进行阻抗匹配，必须事先知道信号传输线的波阻抗RP。 信号传输线为双绞线，在传输线始端通过与非门加入标准 信号，用示波器观察门A的输出波形，调节传输线终端的 可变电阻R，当门A输出的波形不畸变时，即是传输线的波 阻抗与终端阻抗完全匹配，反射波完全消失，这时的R值 就是该传输线的波阻抗，即RP＝R。