影響測控係統精度,淺談計算機控製係統的抗幹擾技術
發布時間:2016-09-05 責任編輯:susan
【導讀】由you於yu工gong業ye現xian場chang的de工gong作zuo境jing往wang往wang十shi分fen惡e劣lie,計ji算suan機ji控kong製zhi係xi統tong不bu可ke避bi免mian地di受shou到dao各ge種zhong各ge樣yang的de幹gan擾rao。這zhe些xie幹gan擾rao可ke能neng會hui影ying響xiang到dao測ce控kong係xi統tong的de精jing度du,使shi係xi統tong的de性xing能neng指zhi標biao下xia降jiang,降jiang低di係xi統tong的de可ke靠kao性xing,甚shen至zhi導dao致zhi係xi統tong運yun行xing混hun亂luan或huo發fa生sheng故gu障zhang,進jin而er造zao成cheng生sheng產chan事shi故gu。

1、抗幹擾概述
由you於yu工gong業ye現xian場chang的de工gong作zuo境jing往wang往wang十shi分fen惡e劣lie,計ji算suan機ji控kong製zhi係xi統tong不bu可ke避bi免mian地di受shou到dao各ge種zhong各ge樣yang的de幹gan擾rao。這zhe些xie幹gan擾rao可ke能neng會hui影ying響xiang到dao測ce控kong係xi統tong的de精jing度du,使shi係xi統tong的de性xing能neng指zhi標biao 下降,降低係統的可靠性,甚至導致係統運行混亂或發生故障,進而造成生產事故。幹擾可能來自外部,也可能來自內部;tatongguobutongdetujingzuoyongyukongzhixitong,qieqizuoyongchengdujiyinqidehouguoyuganraodexingzhijiganraodeqiangdudengyinsuyouguan。ganraoshikeguancunzaide,yanjiukangganraojishujiushiyaofenqingganraodelaiyuan,tansuoyizhihuoxiaochuganraodecuoshi,yitigaojisuanjikongzhixitongdekekaoxinghewendingxing。
2、幹擾的概念
幹gan擾rao使shi指zhi有you用yong信xin號hao以yi外wai的de噪zao聲sheng或huo造zao成cheng計ji算suan機ji設she備bei不bu能neng正zheng常chang工gong作zuo的de破po壞huai因yin素su。產chan生sheng幹gan擾rao信xin號hao的de原yuan因yin稱cheng為wei幹gan擾rao源yuan。幹gan擾rao源yuan通tong過guo傳chuan播bo途tu徑jing影ying響xiang的de器qi件jian或huo係xi統tong稱cheng為wei幹gan擾rao對dui象xiang。幹gan擾rao源yuan、傳chuan播bo途tu徑jing和he幹gan擾rao對dui象xiang構gou成cheng了le幹gan擾rao係xi統tong的de三san個ge因yin素su。抗kang幹gan擾rao技ji術shu就jiu是shi通tong過guo對dui這zhe三san要yao素su中zhong的de一yi個ge或huo多duo個ge采cai取qu措cuo施shi來lai實shi現xian的de。為wei了le有you效xiao的de抑yi製zhi和he消xiao除chu幹gan擾rao,首shou先xian要yao分fen清qing幹gan擾rao的de來lai源yuan、傳播途徑以及幹擾的作用方式。
3、幹擾的來源
計ji算suan機ji控kong製zhi係xi統tong中zhong幹gan擾rao的de來lai源yuan是shi多duo方fang麵mian的de,有you時shi甚shen至zhi是shi錯cuo綜zong複fu雜za。總zong體ti上shang,按an照zhao來lai源yuan,幹gan擾rao可ke分fen為wei內nei部bu幹gan擾rao和he外wai部bu幹gan擾rao。外wai部bu幹gan擾rao與yu係xi統tong所suo在zai環huan境jing和he使shi用yong條tiao件jian有you關guan,與yu係xi統tong內nei部bu結jie構gou無wu關guan。內nei部bu幹gan擾rao則ze由you係xi統tong結jie構gou布bu局ju、製造工藝等引入。
外部幹擾:與係統結構無關,是由使用條件和外部環境決定的。外部幹擾主要有:天電幹擾,如雷電或大氣電離作用引起的幹擾電波;天體幹擾,如太陽或其它星球輻射的電磁波;周圍電氣設備發出的電磁波幹擾;電源的工頻幹擾;氣象條件引起的幹擾,如濕度、溫度等;地磁場幹擾;火花放電、弧光放電、輝光放電等產生的電磁波等。
內部幹擾:是由係統的結構布局、線路設計、元器件性質變化和漂移等原因造成的,主要有:分別電容、分布電感引起的耦合感應;電磁場輻射感應;長線傳輸的波反射;多點接地造成的電位差引入的幹擾;寄生震蕩引起的幹擾以及熱噪聲、閃變噪聲、尖峰噪聲等。
4、幹擾的傳播途徑
在zai計ji算suan機ji控kong製zhi係xi統tong的de現xian場chang往wang往wang有you許xu多duo強qiang電dian設she備bei,它ta們men在zai起qi動dong和he生sheng產chan過guo程cheng中zhong將jiang產chan生sheng幹gan擾rao電dian磁ci場chang,另ling外wai還hai有you來lai自zi空kong間jian傳chuan播bo的de電dian磁ci波bo和he雷lei電dian幹gan擾rao,以yi及ji高gao壓ya輸shu電dian線xian周zhou圍wei交jiao變bian磁ci場chang的de影ying響xiang等deng。幹gan擾rao傳chuan播bo途tu徑jing主zhu要yao有you:電場耦合、磁場耦合、公共阻抗耦合。
電場耦合:又稱靜電耦合,是通過電容耦合竄入其它線路的。兩根導線之間會構成分布電容,印製電路板上各印製電線之間、變(bian)壓(ya)器(qi)線(xian)匝(za)之(zhi)間(jian)和(he)繞(rao)線(xian)之(zhi)間(jian)都(dou)會(hui)構(gou)成(cheng)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)。這(zhe)些(xie)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)的(de)存(cun)在(zai)可(ke)以(yi)為(wei)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)提(ti)供(gong)幹(gan)擾(rao)電(dian)抗(kang)通(tong)道(dao),電(dian)場(chang)幹(gan)擾(rao)就(jiu)可(ke)以(yi)由(you)該(gai)通(tong)道(dao)竄(cuan)入(ru)係(xi)統(tong),形(xing)成(cheng)幹(gan)擾(rao)。
磁場耦合:在(zai)任(ren)何(he)載(zai)流(liu)導(dao)體(ti)周(zhou)圍(wei)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)磁(ci)場(chang),當(dang)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)交(jiao)變(bian)磁(ci)場(chang),該(gai)磁(ci)場(chang)必(bi)然(ran)會(hui)在(zai)其(qi)周(zhou)圍(wei)的(de)閉(bi)合(he)回(hui)路(lu)中(zhong)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)電(dian)勢(shi)引(yin)起(qi)幹(gan)擾(rao),它(ta)是(shi)通(tong)過(guo)導(dao)體(ti)間(jian)互(hu)感(gan)耦(ou)合(he)進(jin)來(lai)的(de)。在(zai)設(she)備(bei)內(nei)部(bu),線(xian)圈(quan)或(huo)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)漏(lou)磁(ci)也(ye)會(hui)引(yin)起(qi)幹(gan)擾(rao);在(zai)設(she)備(bei)外(wai)部(bu),平(ping)行(xing)架(jia)設(she)的(de)兩(liang)根(gen)導(dao)線(xian)也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)。電(dian)磁(ci)輻(fu)射(she)會(hui)造(zao)成(cheng)磁(ci)場(chang)耦(ou)合(he)幹(gan)擾(rao),如(ru)高(gao)頻(pin)電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)導(dao)體(ti)時(shi),在(zai)該(gai)導(dao)體(ti)周(zhou)圍(wei)便(bian)產(chan)生(sheng)了(le)向(xiang)空(kong)間(jian)傳(chuan)播(bo)的(de)電(dian)磁(ci)波(bo)。這(zhe)些(xie)幹(gan)擾(rao)極(ji)易(yi)通(tong)過(guo)電(dian)源(yuan)線(xian)和(he)長(chang)信(xin)號(hao)線(xian)耦(ou)合(he)到(dao)計(ji)算(suan)機(ji)中(zhong)。另(ling)外(wai),長(chang)線(xian)幹(gan)擾(rao)具(ju)有(you)天(tian)線(xian)效(xiao)應(ying),即(ji)能(neng)夠(gou)輻(fu)射(she)幹(gan)擾(rao)波(bo)和(he)接(jie)受(shou)幹(gan)擾(rao)波(bo)。
公共阻抗耦合:是shi由you於yu電dian流liu流liu過guo回hui路lu間jian公gong共gong阻zu抗kang,使shi得de一yi個ge回hui路lu的de電dian流liu所suo產chan生sheng的de電dian壓ya降jiang影ying響xiang到dao另ling一yi回hui路lu。在zai計ji算suan機ji控kong製zhi係xi統tong中zhong,普pu遍bian存cun在zai公gong共gong耦ou合he阻zu抗kang,例li如ru,電dian源yuan引yin線xian、印刷電路板上的地和公共電源線、彙hui流liu排pai等deng。這zhe些xie彙hui流liu排pai都dou都dou具ju有you一yi定ding的de阻zu抗kang,對dui於yu多duo回hui路lu來lai講jiang,就jiu是shi公gong共gong耦ou合he阻zu抗kang。當dang流liu過guo較jiao大da的de數shu字zi信xin號hao電dian流liu時shi,其qi作zuo用yong就jiu像xiang是shi一yi根gen天tian線xian,將jiang幹gan擾rao引yin入ru到dao各ge回hui路lu中zhong。同tong時shi,各ge回hui流liu條tiao之zhi間jian具ju有you電dian容rong,數shu字zi脈mai衝chong可ke以yi通tong過guo這zhe個ge電dian容rong耦ou合he過guo來lai。印yin製zhi板ban上shang的de地di,實shi質zhi上shang就jiu是shi公gong共gong回hui流liu線xian,由you於yu它ta仍reng然ran具ju有you一yi定ding的de電dian阻zu,各ge電dian路lu之zhi間jian就jiu通tong過guo它ta產chan生sheng信xin號hao耦ou合he。
5、幹擾的作用方式
按幹擾作用方式的不同,幹擾可分為:差模幹擾、共模幹擾和長線傳輸幹擾。
差模幹擾:yechengchuanmoganrao,jiushichuanlianyuxinhaoyuanhuiluzhizhongdeganrao。tachuanlianzaixinhaoyuanhuiluzhong,yubeicexinhaoxiangjiahoushuruxitong。chanshengchamoganraodeyinsuzhuyaoyoufenbudianrongdejingdianouhe、空間的磁場耦合、長線傳輸的互感、50HZ的工頻幹擾,以及信號回路中元件的參數變化等。
共模幹擾:用於過程控製的計算機的地、信(xin)號(hao)放(fang)大(da)器(qi)的(de)地(di)和(he)現(xian)場(chang)信(xin)號(hao)源(yuan)的(de)地(di)之(zhi)間(jian)通(tong)常(chang)要(yao)隔(ge)一(yi)段(duan)距(ju)離(li),長(chang)達(da)幾(ji)十(shi)米(mi)甚(shen)至(zhi)上(shang)百(bai)米(mi),在(zai)兩(liang)個(ge)接(jie)地(di)點(dian)之(zhi)間(jian)往(wang)往(wang)存(cun)在(zai)一(yi)個(ge)電(dian)位(wei)差(cha),這(zhe)個(ge)電(dian)位(wei)差(cha)對(dui)放(fang)大(da)器(qi)的(de)幹(gan)擾(rao),稱(cheng)為(wei)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao),也(ye)稱(cheng)為(wei)共(gong)態(tai)幹(gan)擾(rao)或(huo)縱(zong)向(xiang)幹(gan)擾(rao)。這(zhe)種(zhong)幹(gan)擾(rao)可(ke)以(yi)是(shi)直(zhi)流(liu)幹(gan)擾(rao)也(ye)可(ke)以(yi)是(shi)交(jiao)流(liu)幹(gan)擾(rao),其(qi)幅(fu)值(zhi)可(ke)以(yi)是(shi)幾(ji)伏(fu)甚(shen)至(zhi)更(geng)高(gao),取(qu)決(jue)於(yu)現(xian)場(chang)產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)的(de)環(huan)境(jing)條(tiao)件(jian)和(he)計(ji)算(suan)機(ji)等(deng)設(she)備(bei)的(de)接(jie)地(di)情(qing)況(kuang)。
長線傳輸幹擾:在zai計ji算suan機ji控kong製zhi係xi統tong中zhong,現xian場chang信xin號hao到dao控kong製zhi計ji算suan機ji以yi及ji控kong製zhi計ji算suan機ji到dao現xian場chang執zhi行xing機ji構gou,都dou需xu要yao一yi段duan較jiao長chang的de線xian路lu進jin行xing信xin號hao傳chuan輸shu,即ji長chang線xian傳chuan輸shu。對dui於yu高gao速su信xin號hao傳chuan輸shu的de線xian路lu,即ji在zai高gao頻pin信xin號hao電dian路lu中zhong,多duo長chang的de導dao線xian可ke作zuo為wei長chang線xian,取qu決jue於yu電dian路lu信xin號hao頻pin率lv的de大da小xiao,在zai有you些xie情qing況kuang下xia,可ke能neng1m左右的線就應作為長線看待。
信號在長線中傳輸會遇到三個問題:一是高速變化的信號在長線中傳輸時出現的波反射現象,二是具有信號延時,三是長線傳輸會遇到外界幹擾。
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