測控原理第七章 干擾及干擾的抑制技術(shù).ppt

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1、第七章干擾及干擾的抑制技術(shù)7.1噪聲與噪聲耦合方式噪聲:指在信號(hào)檢測的領(lǐng)域內(nèi),檢測系統(tǒng)檢測和傳輸?shù)挠杏眯盘?hào)以外的一切信號(hào)均稱為噪聲。信噪比：信噪比，英文名稱叫做SNR或S/N（SIGNAL-NOTICERATE)，是指一個(gè)電子設(shè)備或者電子系統(tǒng)中信號(hào)與噪聲的比例。有用信號(hào)的功率PS有用信號(hào)的電壓US噪聲的功率PN噪聲的電壓UN可知信噪比越大，噪聲的影響越小。噪聲源，大概可分為三類：1、放電噪聲源由各種放電現(xiàn)象產(chǎn)生的噪聲。電暈放電：氣體介質(zhì)在不均勻電場中的局部自持放電。是最常見的一種氣體放電形式。在曲率半徑很小的尖端電極附近，由于局部

2、電場強(qiáng)度超過氣體的電離場強(qiáng)，使氣體發(fā)生電離和激勵(lì)，因而出現(xiàn)電暈放電。發(fā)生電暈時(shí)在電極周圍可以看到光亮，并伴有咝咝聲?；鸹ǚ烹娫肼???火花放電產(chǎn)生的噪聲干擾，主要是大自然現(xiàn)象的天電(雷電)干擾，同時(shí)還有電氣設(shè)備、大功率開關(guān)觸點(diǎn)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火裝置等引起的干擾。雷電作為大自然現(xiàn)象的典型代表，是大氣層中產(chǎn)生火花放電噪聲的主要原因，可以在低頻至高頻或更高頻率范圍內(nèi)造成干擾，可以傳播到很遠(yuǎn)的距離。放電管噪聲：放電管放電屬于輝光放電或弧光放電，通常放電管具有負(fù)阻特性，所以和外電路連接時(shí)容易引起振蕩，此振蕩有時(shí)可達(dá)甚高頻段。電氣設(shè)備噪聲源市

3、電電壓的頻率為50Hz，它會(huì)以電磁波的輻射形式，對人們的日常生活造成干擾，我們把這種干擾稱之為工頻干擾。工頻干擾：工頻干擾會(huì)對電氣設(shè)備和電子設(shè)備造成干擾，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行異常。射頻是一種高頻交流電,也就是通常所說的電磁波.射頻干擾就是電磁波所帶來的干擾.如兩個(gè)頻率相差不多的電磁波會(huì)同時(shí)被接收機(jī)接收造成干擾.在離發(fā)射臺(tái)近的地方會(huì)有諧波干擾.干擾其他的接收設(shè)備.發(fā)射相同頻率的電磁波可干擾敵人的電臺(tái).射頻干擾：電子開關(guān)：電子開關(guān)雖然在通斷時(shí)并不產(chǎn)生火花，但由于通斷速度極快，使電路中的電壓和電流變化過快，形成沖擊脈沖，從而成為噪聲干擾源。固有

4、噪聲源：熱噪聲散粒噪聲：散粒噪聲是半導(dǎo)體的載體密度變化引起的噪聲。散粒效應(yīng)噪聲是Schottky于1918年研究此類噪聲時(shí),用子彈射入靶子時(shí)所產(chǎn)生的噪聲命名的。因此,它又稱為散彈噪聲或顆粒噪聲。散粒噪聲是由形成電流的載流子的分散性造成的，在大多數(shù)半導(dǎo)體器件中，它是主要的噪聲來源。在低頻和中頻下，散粒噪聲與頻率無關(guān)（白噪聲），高頻時(shí)，散粒噪聲譜變得與頻率有關(guān)。接觸噪聲：也稱為剩余噪聲，是電流在電阻中流過時(shí)產(chǎn)生的，噪聲的能譜與頻率成反比。故又稱為1/f噪聲。是低頻電路中最主要的噪聲。耦合是指干擾信號(hào)進(jìn)入儀器儀表內(nèi)部的途徑。噪聲耦合方式

5、靜電耦合：靜電耦合又稱電容性耦合，指兩個(gè)電路之間存在寄生電容,產(chǎn)生靜電感應(yīng),使一個(gè)電路的電荷變化影響到另一個(gè)電路。可通過降低接受電路輸入阻抗，合理布線，以減小分布式電容的方法減小干擾。電磁耦合又稱感性耦合指兩個(gè)個(gè)電路之間存在互感,當(dāng)一個(gè)電路上的電流變化時(shí),在另一個(gè)電路上引起感應(yīng)電壓。共阻抗耦合共阻抗耦合是由于兩個(gè)及以上電路中共用一個(gè)阻抗,當(dāng)一個(gè)電路中有電流流過時(shí),在另一個(gè)電路上產(chǎn)生干擾電壓。共阻抗耦合有3種。1)電源內(nèi)阻共阻抗耦合。用一個(gè)電源對幾個(gè)電子線路或傳感器供電時(shí),高電位電路或大電流的輸出電流流經(jīng)電源,由于電源內(nèi)阻的存在,在

6、電源內(nèi)阻上的壓降就轉(zhuǎn)換成干擾源。2)公共地線共阻抗耦合。在儀器儀表的公共地線上,有各種信號(hào)電流流過,由于接地線存在阻抗,在接地線上就形成干擾電壓。3)信號(hào)輸出電路共阻抗耦合。當(dāng)儀器儀表的信號(hào)電路有幾路負(fù)載時(shí),任何一個(gè)負(fù)載的變化都會(huì)通過輸出的共阻抗耦合而影響其他輸出電路。漏電流耦合：由于絕緣不良，由漏電路經(jīng)絕緣電阻的漏電流引起的噪聲干擾。傳導(dǎo)耦合指經(jīng)過導(dǎo)線檢拾到噪聲,再經(jīng)導(dǎo)線傳輸?shù)絻x器儀表電路而形成的干擾。常見的是電源線噪聲,它把交變磁場感應(yīng)到電源回路形成感應(yīng)電壓,再經(jīng)該電源線傳輸?shù)礁魈幍碾娐吩斐筛蓴_。傳導(dǎo)耦合：輻射電磁場耦合指無線

7、電裝置不斷向外發(fā)射電磁場,儀器若置于這種發(fā)射場中,就會(huì)感應(yīng)到與發(fā)射電磁場成正比的感應(yīng)電動(dòng)勢而形成干擾。輻射電磁場耦合：7.2干擾的種類噪聲源產(chǎn)生的噪聲通過各種耦合方式進(jìn)入測控系統(tǒng)，對其產(chǎn)生干擾。模擬通道的常模干擾NMN指疊加在被測直流信號(hào)上的交流信號(hào)。分為內(nèi)源常模干擾和外源常模干擾。內(nèi)源：檢測回路上元器件本質(zhì)上存在的干擾。外源：外電磁場通過各種耦合途徑進(jìn)入檢測回路的干擾。模擬通道的共模干擾CMN由于傳輸線具有一定的電阻值導(dǎo)致被測信號(hào)電壓的參考接地點(diǎn)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端的參考接地點(diǎn)之間存在電位差，使模數(shù)轉(zhuǎn)換器兩個(gè)輸入端上造成干擾，稱為

8、共模干擾。一般在測控系統(tǒng)中被測信號(hào)有單端對地輸入和雙端不對地輸入兩種輸入方式。數(shù)字通道的內(nèi)源干擾和外源干擾內(nèi)源干擾：測控系統(tǒng)的內(nèi)部干擾，主要是各組成部分在運(yùn)行時(shí)形成的干擾，如邏輯電路在過渡過程中工作時(shí)形成的電流變化通過電路阻抗、電源內(nèi)阻、地線、電源