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1、輻射電磁場(chǎng)對(duì)探測(cè)總線的影響以及對(duì)抗措施揚(yáng)州威克Victor電子科技公司馮炳輝摘要：本文介紹輻射電磁場(chǎng)對(duì)總線制火災(zāi)探測(cè)器總線的影響，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工程安裝兩個(gè)環(huán)節(jié)，闡述提高抗干擾性能的措施。關(guān)鍵詞：輻射電磁場(chǎng)，火災(zāi)探測(cè)器，誤報(bào)警，低通濾波，數(shù)字通訊。隨著電氣自動(dòng)化程度的不斷提高，各類工業(yè)電氣設(shè)備，通訊設(shè)備的大量使用，以及家用電器的日趨普及，大大提高人們的工作效率和生活質(zhì)量，但同時(shí)這些電氣、電子設(shè)備在使用過(guò)程中釋放出復(fù)雜的電磁波，影響著其他電子設(shè)備的正常運(yùn)行。自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是安全警報(bào)設(shè)備，系統(tǒng)一旦受到強(qiáng)的電磁干擾，將無(wú)法正常工作，也就失去安全警報(bào)的作用。本篇分析輻射電磁對(duì)報(bào)警系統(tǒng)中探測(cè)總線
2、的干擾，干擾的傳播途徑，以及采取的抗干擾措施。報(bào)警控制系統(tǒng)探測(cè)總線上的電磁干擾，主要來(lái)自雷電、電器設(shè)備的輻射，探測(cè)總線吸收電磁波后，干擾信號(hào)與總線上有用信號(hào)疊加，改變有用信號(hào)波形；或通過(guò)探測(cè)總線的傳導(dǎo)，干擾報(bào)警控制器、探測(cè)器的運(yùn)行。探測(cè)器及總線受到電磁干擾產(chǎn)生“故障”或“火警”現(xiàn)象，探測(cè)器誤報(bào)警往往被誤認(rèn)為僅僅是探測(cè)器的電氣原因，總線制報(bào)警控制系統(tǒng)中，故障的原因是多方面的，就產(chǎn)品本身而言，主要是報(bào)警控制器的總線接口電路設(shè)計(jì)不完善，甚至是控制器的軟件因素。工程中，與探測(cè)總線敷設(shè)的路徑，管線材料，探測(cè)器或報(bào)警控制器與電力設(shè)備的相對(duì)位置都有一定關(guān)系。探測(cè)總線受到電磁干擾，探測(cè)器誤報(bào)“故障
3、”，多因報(bào)警控制器接口電路的濾波措施不當(dāng)丟碼所致。那么干擾是怎樣導(dǎo)致丟碼的呢？以編碼器件HT-12E為例加以說(shuō)明。由于傳輸線路存在分布電感，分布電容，電導(dǎo)以及負(fù)載大小等因素，信號(hào)波形在傳輸過(guò)程中發(fā)生畸變（圖1C），受到電磁干擾時(shí)畸變加劇，其實(shí)質(zhì)是干擾信號(hào)與有用信號(hào)疊加，干擾信號(hào)淹沒(méi)數(shù)字脈沖信號(hào)，信號(hào)脈沖越窄相對(duì)畸變?cè)絿?yán)重（圖1D）。試驗(yàn)證明，振蕩頻率Fosc越高，傳輸線路電感，電容效應(yīng)越明顯，抗干擾性能相應(yīng)降低，如圖1所示。但是，HT-12E頻率過(guò)低，在一定時(shí)間內(nèi)查尋探測(cè)器數(shù)量少，將占用CPU大量時(shí)間，因此,合理選擇HT-12E（或其它芯片）的工作頻率，對(duì)總線抗干擾性能以及控制點(diǎn)容
4、量起重要作用。Fosc振蕩頻率一般選在10KHz-30KHz為宜，并且適當(dāng)增大數(shù)據(jù)脈沖振幅，可有效的減少丟碼現(xiàn)象。為了提高總線抗干擾性能，還可采取軟件延時(shí)，多次校驗(yàn)的方法來(lái)減少誤報(bào)“故障”或“火警”。這一措施方便易行，對(duì)于隨機(jī)性干擾具有顯著效果，但是，僅靠這一措施處理復(fù)雜的電磁干擾是不夠的，如寬頻段持續(xù)的電磁干擾仍會(huì)引發(fā)誤報(bào)警。我們必須在硬件方面采取濾波，隔離，改善信號(hào)傳輸方式等措施。1、接口電路的硬件措施。因?yàn)榫幋a芯片工作頻率Fosc=10KHz-30KHz，相對(duì)1MHz-1GHz高頻干擾，在總線輸出輸入端引入低通濾波器，可有效地抑制來(lái)自總線的高頻干擾，因各廠家機(jī)型的差異，低通濾
5、波器也不盡相同，恕不畫(huà)出濾波電路圖。一個(gè)好的接口電路，不僅要有效的濾波環(huán)節(jié)，還要引入光耦隔離，電源DC/DC隔離，使報(bào)警控制器CPU核心電路與易受干擾的接口外圍電路“分開(kāi)”，確?？刂破鬟\(yùn)行不受干擾。接口電路抗干擾環(huán)節(jié)框圖圖2所示：2、模擬量信息傳輸方式。探測(cè)器檢測(cè)到的現(xiàn)場(chǎng)煙濃度信息以何種方式傳送給報(bào)警控制器，將會(huì)影響信息的可信度，多為廠家采用的傳輸方式有兩類：一類是把表征煙濃度高低的電信號(hào)以不同脈沖寬度，或不同脈沖個(gè)數(shù)傳送給報(bào)警控制器接口，即以數(shù)字方式傳送。另一類是把表征煙濃度高低的電信號(hào)以電流大小的方式傳送給報(bào)警控制器接口，實(shí)質(zhì)是模擬方式傳送。對(duì)于數(shù)字傳輸方式的接口電路，只要對(duì)返
6、回的數(shù)字脈沖采樣放大，檢測(cè)脈沖的有無(wú)，不必過(guò)分關(guān)心脈沖幅度的高低就完成前級(jí)信號(hào)處。而模擬傳輸方式的接口電路，不僅要檢測(cè)脈沖的有無(wú)，還要檢測(cè)脈沖幅度的大小，脈沖幅度的高低代表現(xiàn)場(chǎng)煙濃度的高低，因此，接口電路的信號(hào)處理較為復(fù)雜，并且易受干擾。模擬量探測(cè)器以及總線受到電磁干擾后誤報(bào)火警（控制器確認(rèn)同時(shí)探測(cè)器確認(rèn)燈亮），主要因素是模擬量信號(hào)傳輸方式不當(dāng)，導(dǎo)致控制器接口接受到虛假信號(hào)而報(bào)火警。綜上所述，數(shù)字方式的遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸是解決總線抗電磁干擾的最佳方案。3、探測(cè)器接口的濾波。配合報(bào)警控制器接口設(shè)置低通濾波器，在探測(cè)器接口設(shè)置濾波措施是非常重要的，如圖3所示。電容器C1（100PF-220
7、PF）對(duì)于2根總線上的高頻干擾信號(hào)形成閉合回路，抑制高頻傳導(dǎo)干擾對(duì)探測(cè)器內(nèi)部線路的干擾，TVS器件鉗位瞬變脈沖干擾，TVS器件的選用應(yīng)根據(jù)探測(cè)總線上最高載波幅度來(lái)確定，若最高幅值為24V，可選用1.5KE33，P6KE33等參數(shù)類似的器件。探測(cè)器內(nèi)部針對(duì)來(lái)自總線干擾的濾波措施并非多多益善，應(yīng)簡(jiǎn)潔有效。自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能否穩(wěn)定可靠，取決于與產(chǎn)品有關(guān)的四個(gè)過(guò)程控制，即產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝調(diào)試和售后服務(wù)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程確定了產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性，工藝水平，實(shí)用性，系統(tǒng)的電
