盡量消除或抑製電子電路的幹擾是電路設計和應用始終需要解決的問題。

 

傳(chuan)感(gan)器(qi)電(dian)路(lu)通(tong)常(chang)用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)微(wei)弱(ruo)的(de)信(xin)號(hao)，具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)，如(ru)果(guo)不(bu)能(neng)解(jie)決(jue)好(hao)各(ge)類(lei)幹(gan)擾(rao)的(de)影(ying)響(xiang)，將(jiang)給(gei)電(dian)路(lu)及(ji)其(qi)測(ce)量(liang)帶(dai)來(lai)較(jiao)大(da)誤(wu)差(cha)
，甚(shen)至(zhi)會(hui)因(yin)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)淹(yan)沒(mei)正(zheng)常(chang)測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)而(er)使(shi)電(dian)路(lu)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。

 

在此，研究了傳感器電路設計時的內部噪聲和外部幹擾，並得出采取合理有效的抗幹擾措施，能確保電路正常工作，提高電路的可靠性、穩定性和準確性。

 

傳(chuan)感(gan)器(qi)電(dian)路(lu)通(tong)常(chang)用(yong)來(lai)測(ce)量(liang)微(wei)弱(ruo)的(de)信(xin)號(hao)

，具(ju)有(you)很(hen)高(gao)的(de)靈(ling)敏(min)度(du)，但(dan)也(ye)很(hen)容(rong)易(yi)接(jie)收(shou)到(dao)外(wai)界(jie)或(huo)內(nei)部(bu)一(yi)些(xie)無(wu)規(gui)則(ze)的(de)噪(zao)聲(sheng)或(huo)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)，如(ru)果(guo)這(zhe)些(xie)噪(zao)聲(sheng)和(he)幹(gan)擾(rao)的(de)大(da)小(xiao)可(ke)以(yi)與(yu)有(you)用(yong)信(xin)號(hao)相(xiang)比(bi)較(jiao)。

 

那麼在傳感器電路的輸出端有用信號將有可能被淹沒，或由於有用信號分量和噪聲幹擾分量難以分辨
，則必將妨礙對有用信號的測量。

 

所以在傳感器電路的設計中，往往抗幹擾設計是傳感器電路設計是否成功的關鍵。

 

1 傳感器電路的內部噪聲

 

1.1 高頻熱噪聲

 

高頻熱噪聲是由於導電體內部電子的無規則運動產生的。

 

溫(wen)度(du)越(yue)高(gao)，電(dian)子(zi)運(yun)動(dong)就(jiu)越(yue)激(ji)烈(lie)。導(dao)體(ti)內(nei)部(bu)電(dian)子(zi)的(de)無(wu)規(gui)則(ze)運(yun)動(dong)會(hui)在(zai)其(qi)內(nei)部(bu)形(xing)成(cheng)很(hen)多(duo)微(wei)小(xiao)的(de)電(dian)流(liu)波(bo)動(dong)，因(yin)其(qi)是(shi)無(wu)序(xu)運(yun)動(dong)，故(gu)它(ta)的(de)平(ping)均(jun)總(zong)電(dian)流(liu)為(wei)零(ling)，但(dan)當(dang)它(ta)作(zuo)為(wei)一(yi)個(ge)元(yuan)件(jian)(或作為電路的一部分)被接入放大電路後，其內部的電流就會被放大成為噪聲源，特別是對工作在高頻頻段內的電路高頻熱噪聲影響尤甚。

 

通常在工頻內，電路的熱噪聲與通頻帶成正比
，通頻帶越寬，電路熱噪聲的影響就越大。在通頻帶△f內，電路熱噪聲電壓的有效值：

 

 

以一個1 kΩ的電阻為例

，如果電路的通頻帶為1 MHz，則呈現在電阻兩端的開路電壓噪聲有效值為4μV(設溫度為室溫T=290 K)。

 

看起來噪聲的電動勢並不大
，但假設將其接入一個增益為106倍的放大電路時
，其輸出噪聲可達4 V，這時對電路的幹擾就很大了。

 

1．2 低頻噪聲

 

低頻噪聲主要是由於內部的導電微粒不連續造成的。

 

特te別bie是shi碳tan膜mo電dian阻zu，其qi碳tan質zhi材cai料liao內nei部bu存cun在zai許xu多duo微wei小xiao顆ke粒li，顆ke粒li之zhi間jian是shi不bu連lian續xu的de
，在zai電dian流liu流liu過guo時shi
，會hui使shi電dian阻zu的de導dao電dian率lv發fa生sheng變bian化hua引yin起qi電dian流liu的de變bian化hua，產chan生sheng類lei似si接jie觸chu不bu良liang的de閃shan爆bao電dian弧hu。

 

另外
，晶體管也可能產生相似的爆裂噪聲和閃爍噪聲，其產生機理與電阻中微粒的不連續性相近，也與晶體管的摻雜程度有關。

 

1．3 半導體器件產生的散粒噪聲

 

由於半導體PN結兩端勢壘區電壓的變化引起累積在此區域的電荷數量改變
，從而顯現出電容效應。

 

當外加正向電壓升高時，N區的電子和P區的空穴向耗盡區運動，相當於對電容充電。當正向電壓減小時，它又使電子和空穴遠離耗盡區，相當於電容放電。

 

當(dang)外(wai)加(jia)反(fan)向(xiang)電(dian)壓(ya)時(shi)
，耗(hao)盡(jin)區(qu)的(de)變(bian)化(hua)相(xiang)反(fan)。當(dang)電(dian)流(liu)流(liu)經(jing)勢(shi)壘(lei)區(qu)時(shi)，這(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)會(hui)引(yin)起(qi)流(liu)過(guo)勢(shi)壘(lei)區(qu)的(de)電(dian)流(liu)產(chan)生(sheng)微(wei)小(xiao)波(bo)動(dong)，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)電(dian)流(liu)噪(zao)聲(sheng)。其(qi)產(chan)生(sheng)噪(zao)聲(sheng)的(de)大(da)小(xiao)與(yu)溫(wen)度(du)

、頻帶寬度△f成正比。

 

1．4 電路板上的電磁元件的幹擾

 

許多電路板上都有繼電器、線圈等電磁元件，在電流通過時其線圈的電感和外殼的分布電容向周圍輻射能量，其能量會對周圍的電路產生幹擾。

 

像(xiang)繼(ji)電(dian)器(qi)等(deng)元(yuan)件(jian)其(qi)反(fan)複(fu)工(gong)作(zuo)，通(tong)斷(duan)電(dian)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)瞬(shun)間(jian)的(de)反(fan)向(xiang)高(gao)壓(ya)，形(xing)成(cheng)瞬(shun)時(shi)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)，這(zhe)種(zhong)瞬(shun)間(jian)的(de)高(gao)壓(ya)對(dui)電(dian)路(lu)將(jiang)產(chan)生(sheng)極(ji)大(da)的(de)衝(chong)擊(ji)，從(cong)而(er)嚴(yan)重(zhong)幹(gan)擾(rao)電(dian)路(lu)的(de)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。

 

1．5 電阻器的噪聲

 

電阻的幹擾來自於電阻中的電感
、電容效應和電阻本身的熱噪聲。

 

例如一個阻值為R的實芯電阻，可等效為電阻R、寄生電容C、寄生電感L的串並聯。

 

一般來說，寄生電容為0．1～0．5 pF，寄生電感為5～8 nH。在頻率高於1 MHz時，這些寄生電感電容就不可忽視了。

 

各類電阻都會產生熱噪聲
，一個阻值為R的電阻(或BJT的體電阻
、FET的溝道電阻)未接入電路時，在頻帶寬度B內所產生的熱噪聲電壓為：

 

 

式中：k為玻爾茲曼常數；T是絕對溫度(單位：K)。熱噪聲電壓本身是一個非周期變化的時間函數，因此
，它的頻率範圍是很寬廣的。所以寬頻帶放大電路受噪聲的影響比窄頻帶大。

 

另外，電阻還會產生接觸噪聲，其接觸噪聲電壓為：

 

 

式中：I為流過電阻的電流均方值；f為中心頻率；k是與材料的幾何形狀有關的常數。由於Vc在低頻段起重要的作用，所以它是低頻傳感器電路的主要噪聲源。

 

1．6 晶體管的噪聲

 

晶體管的噪聲主要有熱噪聲、散粒噪聲
、閃爍噪聲。

 

熱噪聲是由於載流子不規則的熱運動通過BJT內3個區的體電阻及相應的引線電阻時而產生。其中rbb''''所產生的噪聲是主要的。

 

通常所說的BJT中zhong的de電dian流liu，隻zhi是shi一yi個ge平ping均jun值zhi。實shi際ji上shang通tong過guo發fa射she結jie注zhu入ru到dao基ji區qu的de載zai流liu子zi數shu目mu
，在zai各ge個ge瞬shun時shi都dou不bu相xiang同tong，因yin而er發fa射she極ji電dian流liu或huo集ji電dian極ji電dian流liu都dou有you無wu規gui則ze的de波bo動dong
，會hui產chan生sheng散san粒li噪zao聲sheng。

 

由於半導體材料及製造工藝水平使得晶體管表麵清潔處理不好而引起的噪聲稱為閃爍噪聲。

 

它與半導體表麵少數載流子的複合有關，表現為發射極電流的起伏
，其電流噪聲譜密度與頻率近似成反比，又稱1／f噪聲。它主要在低頻(kHz以下)範圍起主要作用。

 

1．7 集成電路的噪聲

 

集成電路的噪聲幹擾一般有兩種：一種是輻射式，一種是傳導式。這些噪聲尖刺對於接在同一交流電網上的其他電子設備會產生較大影響。噪聲頻譜擴展至100 MHz以上。

 

在實驗室中，可以用高頻示波器(100 MHz以上)觀察一般單片機係統板上某個集成電路電源與地引腳之間的波形
，會看到噪聲尖刺峰-峰值可達數百毫伏甚至伏級。

 

2 傳感器電路的外部幹擾

 

2．1 電源的幹擾

 

大多數電子電路的直流電源是由電網交流電源經濾波
、穩壓後提供的。如果電源係統沒有經過淨化
，會對測試係統產生幹擾。

 

同時
，在傳感器測試係統附近的大型交流電力設備的啟停將產生頻率很高的浪湧電壓疊加在電網電壓上。

 

ciwai，leidianganyingyehuizaidianwangshangchanshengfuzhihengaodegaopinlangyongdianya。ruguozhexieganraoxinhaoyanzhejiaoliudianyuanxianjinruchuanganqijiekoudianluneibu，jianghuiganraoqizhengchanggongzuo，yingxiangxitongdeceshijingdu。

 

2. 2 地線的幹擾

 

chuanganqijiekougedianluwangwanggongyongyigezhiliudianyuan，huozhesuiranbugongyongyigedianyuan

，danbutongdianyuanzhijianwangwanggongyigedi，yinci
，danggebufendianludedianliujunliuguogonggongdidianzu(地線導體阻)時便會產生電壓降
，該電壓降便成為各部分之間相互影響的噪聲幹擾信號。

 

同時，在遠距離測量中，傳感器和檢測儀表在兩處分別接地，於是在兩“地”之間就存在較大的接地電位差
，在儀表的輸入端易形成共模幹擾電壓。

 

共模幹擾的來源一般是設備對地漏電、地電位差
、線路本身具有對地幹擾等。由於線路的不平衡狀態，共模幹擾會轉換成常模幹擾
，較難除掉。

 

2．3 信號通道的幹擾

 

通常傳感器設在生產現場，而顯示、記ji錄lu等deng測ce量liang裝zhuang置zhi安an裝zhuang在zai離li現xian場chang有you一yi定ding距ju離li的de控kong製zhi室shi內nei，這zhe樣yang需xu要yao很hen長chang的de信xin號hao傳chuan輸shu線xian，信xin號hao在zai傳chuan輸shu的de過guo程cheng中zhong很hen容rong易yi受shou到dao幹gan擾rao，導dao致zhi所suo傳chuan輸shu的de信xin號hao發fa生sheng畸ji變bian或huo失shi真zhen。

 

長線信號傳輸所遇到的幹擾有：

 

(1)周圍空間電磁場對長線的電磁感應幹擾。

 

(2)信號線間的串擾。當強信號線(或信號變化速度很快的線)與弱信號線靠得很近時，通過線間分布電容和互感產生線間幹擾。

 

(3)長線信號的地線幹擾。信號線越長
，則信號地線也越長，即地線電阻較大，形成較大的電位差。

 

2．4 空間電磁波的幹擾空間電磁波幹擾主要有：

 

(1)雷電、大氣層的電場變化、電離層變化及太陽黑子的電磁輻射等；

 

(2)區域空間中通信設備、電視
、雷達等通過天線發射強烈的電磁波
；

 

(3)局部空間電磁波對電路、設備產生的幹擾，如氖燈
、熒光燈等氣體放電設施產生的輝光放電幹擾
，弧光放電產生的電波形成的幹擾。

 

3 抑製傳感器電路噪聲的措施

 

3．1 根據不同工作頻率合理選擇噪聲低的半導體元器件

 

zaidipinduan
，jingtiguanyouyucunzaishileidianronghekuosandianrongdengwenti
，zaoshengjiaoda。erjiexingchangxiaoyingguanyinweishiduoshuzailiuzidaodian，bucunzaishileiqudedianliubujunyunwenti。

 

而且柵極與導電溝間的反向電流很小，產生的散粒噪聲很小。故在中、低頻的前級電路中應采用場效應管，不但可以降低噪聲還可以有較高的輸入阻抗。

 

另外如果需要更換晶體管等半導體元件
，一定要經過對比選擇，即使型號相同的半導體器件參數也是有差別的。

 

同(tong)樣(yang)，電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)碳(tan)膜(mo)電(dian)阻(zu)與(yu)金(jin)屬(shu)膜(mo)電(dian)阻(zu)的(de)噪(zao)聲(sheng)係(xi)數(shu)也(ye)是(shi)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)
，金(jin)屬(shu)膜(mo)電(dian)阻(zu)的(de)噪(zao)聲(sheng)比(bi)碳(tan)膜(mo)的(de)要(yao)小(xiao)
，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)前(qian)級(ji)小(xiao)信(xin)號(hao)輸(shu)入(ru)時(shi)

，可(ke)以(yi)考(kao)慮(lv)用(yong)噪(zao)聲(sheng)小(xiao)的(de)金(jin)屬(shu)膜(mo)電(dian)阻(zu)。

 

3．2 根據不同的工作頻段、參數選擇適當的放大電路

 

選擇適當的放大電路不僅對本級電路有直接影響，對整個電路的工作參數、工作狀態都會產生重要影響。

 

如共射組態連接時
，電路有較高的放大增益，同時它的噪聲對後級的影響較小。而共集組態時有較高的輸入阻抗同時也有較好的頻響。

 

因此根據不同的電路對參數應有不同要求，選擇好的電路，不僅可以簡化線路結構，同時也可以減少噪聲對整個電路的幹擾。

 

在電路性能參數允許的條件下，盡可能采用抗幹擾能力較好的數字電路。

 

3．3 傳感器電路中加入濾波環節

 

在(zai)放(fang)大(da)電(dian)路(lu)中(zhong)，頻(pin)帶(dai)越(yue)寬(kuan)，噪(zao)聲(sheng)也(ye)越(yue)大(da)
，而(er)有(you)用(yong)信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)率(lv)往(wang)往(wang)在(zai)一(yi)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)
，故(gu)可(ke)在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)加(jia)入(ru)濾(lv)波(bo)環(huan)節(jie)，濾(lv)除(chu)或(huo)盡(jin)可(ke)能(neng)衰(shuai)減(jian)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)，以(yi)達(da)到(dao)提(ti)高(gao)信(xin)噪(zao)比(bi)抑(yi)製(zhi)幹(gan)擾(rao)的(de)目(mu)的(de)。

 

濾lv波bo技ji術shu對dui抑yi製zhi經jing導dao線xian耦ou合he到dao電dian路lu的de幹gan擾rao特te別bie有you效xiao，將jiang相xiang應ying頻pin帶dai的de濾lv波bo器qi接jie入ru信xin號hao傳chuan輸shu通tong道dao中zhong，各ge種zhong濾lv波bo器qi是shi抑yi製zhi差cha模mo幹gan擾rao的de有you效xiao措cuo施shi之zhi一yi。

 

在自動檢測係統中常用的濾波器有：

 

(1)RC濾波器。當信號源為熱電偶、應變片等信號變化緩慢的傳感器時，利用小體積、低成本的無源RC濾波器將會對串模幹擾有較好的抑製效果。

 

(2)交流電源濾波器。電源網絡吸收了各種高
、低頻噪聲
，對此常用LC濾波器來抑製混入電源的噪聲

，例如100μH的電感
、0．1 μF的電容組成的高頻濾波器能吸收中短波段的高頻噪聲幹擾。

 

(3)zhiliudianyuanlvboqi。zhiliudianyuanwangwangweijigedianlusuogongyong，weilebimiantongguodianyuanneizuzaochengjigedianlujianxianghuganrao
，yinggaizaimeigedianludezhiliudianyuanshangjiashangRC或LC退耦濾波器
，用來濾除低頻噪聲。

 

3．4 通過負反饋電路來抑製噪聲

 

負反饋電路可以通過反饋信號的取樣、控製來穩定電路

，提高放大器的信噪比
，使放大電路的動態性能獲得多方麵的改善。

 

負反饋信號可以穩定電路的靜態工作點，從而穩定電路的溫度
、電流、電壓等多項參數。在多級電路中，第一級電路因為是原始小信號，因此經常采用的是有較大增益的共射電路組態。

 

除非是特殊需要，共射組態電路往往是不加負反饋的。所以第一級電路產生的噪聲隻能通過後級的負反饋電路來抑製。

 

對dui於yu多duo級ji電dian路lu而er言yan，通tong過guo負fu反fan饋kui信xin號hao穩wen定ding本ben級ji的de靜jing態tai工gong作zuo點dian，可ke以yi抑yi製zhi本ben級ji電dian路lu噪zao聲sheng的de產chan生sheng和he傳chuan播bo。因yin此ci在zai多duo級ji電dian路lu中zhong
，負fu反fan饋kui電dian路lu是shi抑yi製zhi噪zao聲sheng的de一yi個ge重zhong要yao手shou段duan。

 

3．5 抑製和減少輸入端偏置電路的噪聲

 

輸入端偏置電路噪聲一般是由輸入端偏置分流電阻產生的。當流過偏置電阻的直流電流過大時就會使能量過剩從而產生電流噪聲。

 

如(ru)果(guo)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)偏(pian)置(zhi)電(dian)路(lu)，噪(zao)聲(sheng)就(jiu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)短(duan)接(jie)入(ru)地(di)

，可(ke)以(yi)抑(yi)製(zhi)噪(zao)聲(sheng)輸(shu)出(chu)，減(jian)小(xiao)對(dui)下(xia)一(yi)級(ji)電(dian)路(lu)的(de)影(ying)響(xiang)。另(ling)外(wai)優(you)質(zhi)的(de)信(xin)號(hao)源(yuan)也(ye)是(shi)電(dian)路(lu)抗(kang)幹(gan)擾(rao)的(de)重(zhong)要(yao)保(bao)證(zheng)。

 

4 減少傳感器電路幹擾的措施

 

4．1 合理布局

 

合理的電路布局可以減少不同工作頻段電路之間的相互幹擾，同時也使對幹擾信號的濾除變得相對簡單。

 

4．1．1 地線布置的抗幹擾措施

 

為克服這種由於地線布設不合理而造成的幹擾，在設計印製電路時
，應當盡量避免不同回路的電路同時流經某一段共用地線。

 

特別是在高頻電路和大電流回路中，更要講究地線的接法。把“交流地”和“直流地”分開，是減少噪聲通過地線串擾的有效方法。

 

4．1．2 電源布線的抗幹擾措施

 

在布線時，首先要將交流電源部分與直流電源部分分開，不要共用接地導線，就是把“交流地”和“直流地”分開，減少噪聲通過地線串擾。

 

另外
，在直流電源回路中
，負載的變化會引起電源噪聲。配置去耦電容可以抑製因負載變化而產生的噪聲。

 

具體配置方法是在電源輸入端接一個10～100μF的電解電容，如果印製電路板的位置允許

，采用100μF以上的電解電容的抗幹擾效果會更好。

 

在電源線布線時，根據印製電路板電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環路電阻。

 

同時
，使電源線、地線的走線和數據信號傳遞的方向一致
，有助於增強抗幹擾能力。

 

4．1．3 元器件布局的抗幹擾措施

 

(1)yizhidianciganrao。xianghukenengchanshengyingxianghuoganraodeyuanqijian，yingdangjinliangfenkaihuocaiqupingbicuoshi。yaoshefasuoduangaopinbufenyuanqijianzhijiandelianxian，jianxiaotamendefenbucanshuhexianghujiandedianciganrao(如果需要對高頻部分使用金屬屏蔽罩，還應該在板上留出屏蔽罩占用的麵積)。易受幹擾的元器件不能離得太近。

 

強電部分(220 V)和弱電部分(直流電源供電)
、輸入級和輸出級的元件應當盡量分開。直流電源引線較長時，要增加濾波元件，防止50 Hz幹擾。

 

揚聲器
、電磁鐵、永磁式儀表等元件會產生恒定磁場，高頻變壓器

、繼電器等會產生交變磁場。

 

這些磁場不僅對周圍元件產生幹擾，同時對周圍的印製導線也會產生影響。

 

這類幹擾要根據情況區別對待，一般應該注意幾點：

 

減少磁力線對印製導線的切割，確定兩個電感類元件的位置時
，盡量使它們的磁場方向相互垂直，減少彼此間的耦合
；

 

對幹擾源進行磁屏蔽
，屏蔽罩要良好接地；

 

使用高頻電纜直接傳輸信號時，電纜的屏蔽層應一端接地。

 

(2)yizhireganrao。wendushenggaozaochengdeganrao，zaiyinzhibanshejizhongyeyinggaiyinqizhuyi。zaipaibanshejiyinzhibandeshihou，yingcaiqucuoshijinxingyuanqijianzhijianderegeli。

 

比如對於溫度敏感的元器件，如晶體管
、集成電路和其他熱敏元件、大容量的電解電容器等，不宜放在熱源附近或設備內的上部。

 

電路長期工作引起溫度升高，會影響這些元器件的工作狀態及性能。

 

4．2 屏蔽技術

 

采用屏蔽技術可以有效防止電場或磁場的幹擾。屏蔽又可分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和低頻磁屏蔽等。

 

4．2．1 靜電屏蔽

 

yongtonghuolvdengdaodianxinglianghaodejinshuweicailiao，zhizuomibidejinshurongqi，bingyudixianlianjie
，baxuyaobaohudedianluzhiyuqizhong，shiwaibuganraodianchangbuyingxiangqineibudianlu
，fanguolai，neibudianluchanshengdedianchangyebuhuiyingxiangwaidianlu。

 

例如傳感器測量電路中，在電源變壓器的初級和次級之間插入一個留有縫隙的導體
，並把它接地，可以防止兩繞組之間的靜電耦合。

 

4．2．2 電磁屏蔽

 

duiyugaopinganraocichang，liyongdianwoliuyuanli
，shigaopinganraodiancichangzaipingbijinshuneichanshengdianwoliu
，xiaohaoganraocichangdenengliang，woliucichangdixiaogaopinganraocichang

，congershibeibaohudianlumianshougaopindiancichangdeyingxiang。

 

若電磁屏蔽層接地，同時兼有靜電屏蔽的作用。傳感器的輸出電纜一般采用銅質網狀屏蔽，既有靜電屏蔽又有電磁屏蔽的作用。

 

屏蔽材料必須選擇導電性能良好的低電阻材料
，如銅
、鋁或鍍銀銅等。

 

4．2．3 低頻磁屏蔽

 

ganraoruweidipincichang，zheshidedianwoliuxianxiangbutaimingxian，zhiyongshangshufangfakangganraoxiaoguobingbutaihao

，yincibixucaiyongcaiyonggaodaocicailiaozuopingbiceng，yibianbadipinganraociganxianxianzhizaicizuhenxiaodecipingbicengneibu
，shibeibaohudianlumianshoudipincichangouheganraodeyingxiang。

 

傳感器檢測儀器的鐵皮外殼就起低頻磁屏蔽的作用。若進一步將其接地，又同時起靜電屏蔽和電磁屏蔽的作用。

 

基於以上3zhongchangyongdepingbijishu

，yincizaiganraobijiaoyanzhongdedifang，keyicaiyongfuhepingbidianlan，jiwaicengshidipincipingbiceng，neicengshidiancipingbiceng，dadaoshuangzhongpingbidezuoyong。

 

例如電容式傳感器在實際測量時其寄生電容是必須解決的關鍵問題，否則其傳輸效率
、靈ling敏min度du都dou要yao變bian低di，必bi須xu對dui傳chuan感gan器qi進jin行xing靜jing電dian屏ping蔽bi，而er其qi電dian極ji引yin出chu線xian就jiu采cai用yong雙shuang層ceng屏ping蔽bi技ji術shu，一yi般ban稱cheng之zhi為wei驅qu動dong電dian纜lan技ji術shu。用yong這zhe種zhong方fang法fa可ke以yi有you效xiao的de克ke服fu傳chuan感gan器qi在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong的de寄ji生sheng電dian容rong。

 

4．3 接地技術

 

接jie地di技ji術shu是shi抑yi製zhi幹gan擾rao的de有you效xiao技ji術shu之zhi一yi，是shi屏ping蔽bi技ji術shu的de重zhong要yao保bao證zheng。正zheng確que的de接jie地di能neng夠gou有you效xiao地di抑yi製zhi外wai來lai幹gan擾rao
，同tong時shi可ke提ti高gao測ce試shi係xi統tong的de可ke靠kao性xing，減jian少shao係xi統tong自zi身shen產chan生sheng的de幹gan擾rao因yin素su。

 

接地的目的有兩個：安全性和抑製幹擾。因此接地分為保護接地、屏蔽接地和信號接地。保護接地以安全為目的，傳感器測量裝置的機殼、底盤等都要接地。

 

要求接地電阻在10 Ω以下
；屏蔽接地是幹擾電壓對地形成低阻通路，以防幹擾測量裝置。接地電阻應小於0．02Ω；信號接地是電子裝置輸入與輸出的零信號電位的公共線
，它本身可能與大地是絕緣的。

 

信號地線又分為模擬信號地線和數字信號地線，模擬信號一般較弱

，故對地線要求較高
；數字信號一般較強，故對地線要求可低一些。

 

不同的傳感器檢測條件對接地的方式也有不同的要求，必須選擇合適的接地方法，常用接地方法有一點接地和多點接地。

 

4．3．1 一點接地

 

在低頻電路中一般建議采用一點接地
，它有放射式接地線和母線式接地線路。

 

放射式接地就是電路中各功能電路直接用導線與零電位基準點連接；

 

母線式接地就是采用具有一定截麵積的優質導體作為接地母線
，直接接到零電位點
，電路中的各功能塊的地可就近接在該母線上。

 

這(zhe)時(shi)若(ruo)采(cai)用(yong)多(duo)點(dian)接(jie)地(di)

，在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)會(hui)形(xing)成(cheng)多(duo)個(ge)接(jie)地(di)回(hui)路(lu)，當(dang)低(di)頻(pin)信(xin)號(hao)或(huo)脈(mai)衝(chong)磁(ci)場(chang)經(jing)過(guo)這(zhe)些(xie)回(hui)路(lu)時(shi)，就(jiu)會(hui)引(yin)起(qi)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)噪(zao)聲(sheng)，由(you)於(yu)每(mei)個(ge)接(jie)地(di)回(hui)路(lu)的(de)特(te)性(xing)不(bu)同(tong)
，在(zai)不(bu)同(tong)的(de)回(hui)路(lu)閉(bi)合(he)點(dian)就(jiu)產(chan)生(sheng)電(dian)位(wei)差(cha)
，形(xing)成(cheng)幹(gan)擾(rao)。為(wei)避(bi)免(mian)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)
，最(zui)好(hao)采(cai)用(yong)一(yi)點(dian)接(jie)地(di)的(de)方(fang)法(fa)。

 

傳感器與測量裝置構成一個完整的檢測係統，但兩者之間可能相距較遠。

 

由於工業現場大地電流十分複雜，所以這兩部分外殼的接大地點之間的電位一般是不相同的；ruojiangchuanganqiyuceliangzhuangzhidelingdianweizailiangchufenbiejiedi
，jiliangdianjiedi
，zehuiyoujiaodadedianliuliuguoneizuhendidexinhaochuanshuxianchanshengyajiang，zaochengchuanmoganrao。yincizhezhongqingkuangxiayeyinggaicaiyongyidianjiedifangfa。

 

4．3．2 多點接地

 

一(yi)般(ban)建(jian)議(yi)高(gao)頻(pin)電(dian)路(lu)采(cai)用(yong)多(duo)點(dian)接(jie)地(di)。高(gao)頻(pin)時(shi)
，即(ji)使(shi)一(yi)小(xiao)段(duan)地(di)線(xian)也(ye)將(jiang)有(you)較(jiao)大(da)的(de)阻(zu)抗(kang)壓(ya)降(jiang)，加(jia)上(shang)分(fen)布(bu)電(dian)容(rong)的(de)作(zuo)用(yong)，不(bu)可(ke)能(neng)實(shi)現(xian)一(yi)點(dian)接(jie)地(di)

，因(yin)此(ci)可(ke)采(cai)用(yong)平(ping)麵(mian)式(shi)接(jie)地(di)方(fang)式(shi)，即(ji)多(duo)點(dian)接(jie)地(di)方(fang)式(shi)
，利(li)用(yong)一(yi)個(ge)良(liang)好(hao)的(de)導(dao)電(dian)平(ping)麵(mian)體(ti)(如采用多層線路板中的一層)接至零電位基準點上
，各高頻電路的地就近接至該導電平麵體上。

 

由you於yu導dao電dian平ping麵mian體ti的de高gao頻pin阻zu抗kang很hen小xiao
，基ji本ben保bao證zheng了le每mei一yi處chu電dian位wei的de一yi致zhi，同tong時shi加jia設she旁pang路lu電dian容rong等deng減jian少shao壓ya降jiang。因yin此ci
，這zhe種zhong情qing況kuang要yao采cai用yong多duo點dian接jie地di方fang式shi。

 

4．4 隔離技術

 

zaijiekoudianluzhong，ruchuxianliangdianyishangjiedishi
，kenengyinrugongzuouheganraohedihuanludianliuganrao。yizhizheleiganraodefangfashicaiyonggelijishu。tongchangyoudiancigeliheguangdiangeliliangzhong。

 

4．4．1 電磁耦合隔離

 

利用隔離變壓器來切斷環流
，由於地環路則被切斷，兩電路有獨立的地電位基準
，因而不會造成幹擾，信號通過耦合形式進行傳遞。

 

4．4．2 光電耦合隔離

 

光電耦合器是一種電-光-電(dian)的(de)耦(ou)合(he)器(qi)件(jian)，它(ta)由(you)發(fa)光(guang)二(er)極(ji)管(guan)和(he)光(guang)電(dian)晶(jing)體(ti)管(guan)封(feng)裝(zhuang)組(zu)成(cheng)
，其(qi)輸(shu)入(ru)與(yu)輸(shu)出(chu)在(zai)電(dian)氣(qi)上(shang)是(shi)絕(jue)緣(yuan)的(de)，因(yin)此(ci)，這(zhe)種(zhong)器(qi)件(jian)除(chu)了(le)用(yong)於(yu)做(zuo)光(guang)電(dian)控(kong)製(zhi)外(wai)，現(xian)在(zai)被(bei)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)用(yong)於(yu)提(ti)高(gao)係(xi)統(tong)的(de)抗(kang)共(gong)模(mo)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)。這(zhe)樣(yang)即(ji)使(shi)輸(shu)入(ru)回(hui)路(lu)有(you)幹(gan)擾(rao)，隻(zhi)要(yao)它(ta)在(zai)門(men)限(xian)之(zhi)內(nei)
，就(jiu)不(bu)會(hui)對(dui)輸(shu)出(chu)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)。

 

4．5 其他抗幹擾技術

 

(1)穩壓技術。目前智能傳感器及儀器儀表開發中常用的穩壓電源有兩種：一種是由集成穩壓芯片提供的串聯調整電源

，另一種是DC-DC穩壓電源，這對防止電網電壓波動幹擾儀器正常工作十分有效。

 

(2)抑製共模幹擾技術。采用差分放大器
，提高差分放大器的輸入阻抗或降低信號源內阻可大大降低共模幹擾的影響。

 

(3)軟ruan件jian補bu償chang技ji術shu。外wai界jie因yin素su如ru溫wen濕shi度du變bian化hua等deng也ye會hui引yin起qi某mou些xie參can數shu的de變bian化hua
，造zao成cheng偏pian差cha。可ke以yi利li用yong軟ruan件jian根gen據ju外wai界jie因yin素su的de變bian化hua和he誤wu差cha曲qu線xian進jin行xing修xiu正zheng，去qu掉diao幹gan擾rao。

 

5 結語

 

抗幹擾是一個非常複雜、實踐性很強的問題，一種幹擾現象可能是由若幹因素引起的。

 

因yin此ci，在zai傳chuan感gan器qi電dian路lu以yi及ji測ce控kong係xi統tong的de設she計ji中zhong
，不bu僅jin應ying預yu先xian采cai取qu抗kang幹gan擾rao措cuo施shi，在zai調tiao試shi過guo程cheng中zhong還hai應ying及ji時shi分fen析xi出chu遇yu到dao的de現xian象xiang，對dui傳chuan感gan器qi及ji其qi係xi統tong的de電dian路lu原yuan理li
、具體布線
、屏蔽
、電源的抗幹擾能力
、數字地或模擬地的處理以及防護形式不斷改進，以提高電路的可靠性和穩定性。

 

 

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