第6章 6.6 软件抗干扰技术
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。
浅谈单片机软件抗干扰技术
浅谈单片机软件抗干扰技术摘要：本文主要讨论单片机软件抗干扰技术的应用与实现。
首先阐述了干扰的概念和种类，然后介绍了单片机软件抗干扰的技术方法，包括降低干扰对系统的影响、增强系统对干扰的抵抗力和恢复受到干扰的系统运行；接着，分析了单片机软件抗干扰技术的不足和应对策略；最后，通过实例说明如何应用单片机软件抗干扰技术，总结了该技术在实际应用中的优点和展望。
关键词：单片机；软件抗干扰技术；干扰；抗干扰性能；应对策略正文：单片机是一种具有极强计算能力、可编程性和控制能力的微处理器，广泛应用于工业控制、家用电器、汽车电子等领域。
然而，由于工作环境与电磁干扰、电源波动等因素的影响，单片机很容易受到各种外部干扰，导致系统运行失常、数据错误等问题。
因此，单片机软件抗干扰技术的研究具有重要的现实和理论意义。
1 干扰的种类和影响干扰是指各种非期望的信号在系统中的出现，可以分为外部干扰和内部干扰。
外部干扰包括电磁干扰、电源波动、磁性干扰等，可以通过屏蔽、滤波、隔离等方法来减少其对单片机系统的影响；内部干扰主要是由于电路元件、信号传输线路等内部因素引起的，可以通过优化布局、提高信号质量、减小电流或电压等方法来减少其干扰效应。
干扰对单片机系统的影响主要体现在以下几方面：①引起系统崩溃或死机；②导致系统运行速度变慢、执行结果错误等；③损坏单片机芯片和外围设备，影响设备寿命和使用效率。
2 单片机软件抗干扰技术的方法单片机软件抗干扰技术主要包括以下三种方法：2.1 降低干扰对系统的影响为降低外部干扰对系统的影响，可以采用屏蔽、滤波、隔离等物理方法。
屏蔽是采用金属屏蔽罩、屏蔽织物等物理手段将系统与外界隔离；滤波可以通过电容、电感、滤波器等电路件实现对干扰的滤波控制；隔离可以采用光耦、隔离放大器等器件实现对信号的隔离和传输控制。
2.2 增强系统对干扰的抵抗力为提高系统的抗干扰性能，可以采用以下方法：首先，采用合适的单片机芯片和外围器件，如高标干、低噪声放大器等；其次，在软件中增加容错机制，如存储冗余、校验码等；最后，加强系统安全控制，如密码锁、权限认证等。
《抗干扰技术》课件 (2)
# 抗干扰技术
一、背景
- 干扰是指无线通信中的外部电波、电磁辐射等对正常信号的影响。 - 干扰会导致通信信号质量下降、误码率增加等问题。 - 抗干扰技术的发展可以提高通信系统的抗干扰能力，保障通信质量。
二、抗干扰技术的分类
时域抗干扰技术
通过在时域对信号进行处 理，降低干扰信号的损害。
空域抗干扰技术
通过在空域对信号进行处 理，减少干扰信号的干扰 效果。
三、抗干扰技术的实现
1
数字信号处理技术
利用数字滤波器等技术进行信号处理以消除干扰。
2
模拟信号处理技术
通过模拟滤波器等技术对信号进行处理以降低干扰。
四、实例分析
航天器通信抗干扰技术实现
探索航天器通信中的干扰问题并提出相应的抗干 扰技术。
电磁环境下雷达抗干扰技术实现
研究雷达在电磁环境中的干扰问题，提出相应的 抗干扰解决方案。
五、总结
- 抗干扰技术的发展对通信系统的稳定运行至关重要。 - 未来的发展趋势是进一步提高抗干扰技术的效能和适用范围。
六、参考文献
软件抗干扰技术在工控系统中的应用
软件抗干扰技术在工控系统中的应用
随着科学技术的不断发展，工控系统发挥着越来越重要的作用，它是一种自动控制系统，它具有以下几个特点：计算能力强、性能可靠、抗干扰和可靠性强等。
为了保障工控系统的安全可靠，对它的抗干扰能力也要求越来越高。
软件抗干扰技术是一种新型技术，它包括硬件和软件。
硬件方面，需要抗干扰的系统在动态状态下，要采用高性能的处理器，并且要求数据的传输速率要够快。
一般需要采用射频技术和控制台等先进的技术来支撑。
而在软件方面，则需要有一个软件的抗干扰系统，来加强系统的抗干扰能力，比如：信号加速和噪声抑制功能，抗脉冲干扰和抗振动干扰等功能。
软件抗干扰技术在工控系统中的应用，可以提高工控系统的可靠性、安全性以及可用性。
它可以有效的抑制外部的电磁干扰，使系统能够按照规定的时间进行工作，不受外部的干扰，从而保证系统的安全性。
同时，软件的抗干扰技术也可以提高系统的容错性，即使外部环境有变化，系统也能正常运行，从而降低故障率。
另外，系统设计需要考虑系统可容错能力，即当出现意外或故障情况时，系统可以自动恢复到正常状态。
这就要求系统中必须有一套可靠的恢复机制，使系统出现故障时能够及时和有效的恢复。
软件抗干扰技术中，可以引入自动备份技术，当出现系统故障时，系统可以自动恢复到上次备份的状态，从而实现系统的稳定运行。
总之，软件抗干扰技术对于工控系统的发展和安全，都有着重要
的作用。
未来，越来越多的技术将被引入工控系统，使它更具有安全性和可靠性，为我们创造更安全的工作环境提供支持。
硬件抗干扰技术ppt课件
6.1.1 干扰的来源和传播途径--干扰的来源
一、干扰的来源：对于过程控制计算机系统来说，干扰既可 能来源于外部，也可能来源于内部。
1.外部干扰：指那些与系统结构无关，而是由外界环境因素 决定的。
外部干扰主要是空间电或磁的影响。如：输电线和电器设备 发出的电磁场，太阳或其他天体辐射出的电磁波，电源电网 的波动、大型用电设备(如天车、电炉、大电机、电焊机等) 的启停、传输电缆的共模干扰等。甚至气温、湿度等气象条 件也是外来干扰。
公共阻抗耦合：发生在两个电路的电流流经一个公共阻 抗时，一个电路在该阻抗上的电压降会影响到另一个电路。
可分为共电源干扰电压和共地干扰电压。
如印刷电路板上的“地”，实质上就是公共回流线，由于它 仍然有一定的电阻，各电路之间通过它产生信号耦合。
系统中往往是多个电路共用一个电源，各电路的电流都流 经电源内阻Rn和线路电阻RL，Rn和RL就成为各电路的公 共阻抗。每一个电路的电流在公共阻抗上造成的压降都将 成为其它电路的干扰信号。
源
Zs2 B
Zcm1
Ucm Ucm
单端对地输入方式
双端不对地输入方式
图中，Zs、Zs1、Zs2为信号源Us的内阻抗，Z1、Zcm1、Zcm2
是输入电路的输入阻抗。Ucm为共模干扰电压。
6.1.2 过程通道抗干扰技术--共模干扰的抑制
当放大器为单端输入时，由共模电压Ucm引入放大器输入端 的串模干扰电压Vn1为：
??双端输入双端输入??变压器隔离变压器隔离??光电隔离光电隔离??浮地屏蔽浮地屏蔽??采用仪表放大器提高共模抑制比采用仪表放大器提高共模抑制比us变压器或光电耦合器模拟地数字地ucm612过程通道抗干扰技术共模干扰的抑制gesibodepartmentautomation281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不成回路从而抑制了共模干扰
单片机应用系统软件抗干扰技术.
7C3前两条 )() 指令是进入中断时， 内部硬件子程序自动 后 D 条指令是将跳转 将 )" 指针压入堆栈的地址丢弃， 地址送入堆栈栈顶。当 ")4 执行最后一条指令 7C3时，硬件子程序则自动将堆栈栈顶的 / 子节内容作为 )" 地址内容送入 )"，使程序切入到所需要的地方而 正确执行主程序。 （E） 设置令牌 设置令牌的目的是使每个模块的进、出口都有 指令把关，只有当程序在正常入口处进入模块时才 能通行。当程序从模块的其它位置非法进入时，就 “令牌” 会在核对 处发觉， 并把程序引入出错处理或 陷阱处理程序， 重新调整各处数据、 标志、 输出口， 再 转入正常入口。
"
引言
随着单片机在各个领域的广泛应用，它需与工
个单片机应用系统都需要仔细设计硬件抗干扰措 施。但是控制系统的抗干扰不可能完全依靠硬件解 决， 那样会增加系统本身的成本； 况且在实际中， 往 往是完成了整个系统的硬件设计后，才发现存在的 干扰，此时若推翻原来的设计就浪费了宝贵的时间 和人力物力：因此软件抗干扰技术就是监督和判断 应用系统是否出错或失效的一种方法，这是应用系 统抗干扰的最后一道屏障。
业现场中各类电器设备相配合。由于工业现场各种 动力设备不断地起停运行， 使得现场环境恶劣， 存在 许多干扰源： 系统本身噪声干扰、 电磁干扰、 过压干 扰及环境干扰。大量的干扰源虽不能造成硬件系统 的损坏， 但常使整个系统不能正常运行， 致使控制失 灵， 甚至造成重大事故。因此， 整个系统的结构和每
参考文献： F&G 何立民 H 单片机应用系统设计 F ! G H 北京： 北京航空航天大学 出版社， 徐维祥 H 单片机原理及接口技术 F ! G H 北京： 北京航空航天大 学出版社， !
第6章(832)
第6章 测试技术在工程中的应用
在测量过程中，噪声总是与有用的信号联系在一起，为了
衡量噪声对有用信号的影响，引入信噪比（S/N）的概念。所
谓信噪比，是通道中有用信号成分与噪声信号成分之比。设有
用信号功率为PS，有用信号电压为US，噪声功率为PN，噪声电
压为UN，则有
S 10 lg PS 20 lg US
第6章 测试技术在工程中的应用
图6.4 (a) 串联式; (b) 并联式
第6章 测试技术在工程中的应用 图6.5 多点接地方式
第6章 测试技术在工程中的应用
2）
电气设备的某些部分与大地相连接可以起到抑制干扰的作 用。 例如， 金属屏蔽层接地可以避免电荷积累引起的静电效 应， 抑制变化电场的干扰；大功率电路的接地可减小电路对其 它电路的电磁冲击与噪声干扰；大型电子设备往往具有很大的 对地分布电容，合理选择接地点可以削弱分布电容的影响等。
在测试系统设计、组装和使用中，主要通过屏蔽接地、 隔离、合理布线、灭弧、滤波和采用专门电路与器件等措施 抑制干扰与噪声。
第6章 测试技术在工程中的应用
6.1.2 屏蔽、接地、隔离、 1. 1） 屏蔽一般是指电磁屏蔽。电磁屏蔽就是利用电导率和磁导
率高的材料制成封闭的容器，将受扰的电路置于该容器中， 从而抑制该容器外的干扰与噪声对容器内电路的影响。也可以 将产生干扰与噪声的电路置于该容器之中，从而减弱或消除其 对外部电路的影响。
U2 1
1 1
U1
jCZ 2
（6.2）
第6章 测试技术在工程中的应用
2）
互感耦合是由电路间的寄生互感造成的，又称电感性耦
合，其简化电路模型如图6.1(b)所示。图中，I1为a、b间干扰 源的电流源，Z2为c、d间受扰电路的等效输入阻抗，M为干扰
单片机测控系统软件抗干扰技术
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