第三章抗干扰技术
第3章抗干扰技术
（3）浮地屏蔽
浮地屏蔽是利用屏蔽层使输入信号的“模拟地” 浮空，使共模输入阻抗大为提高，共模电压在输 入回路中引起的共模电流大为减少，从而抑制了 共模干扰的来源，使共模干扰降至很低，图314给出了一种浮地输入双层屏蔽放大电路。
Un1
Us3
Ucm
Zs3 Zc3 Zs3
Ucm
Zs3 Zc3
Un2
动画链接
3.2.2 共模干扰及其抑制
1. 共模干扰
共模干扰是指计算机控制系统输入通道中信 号放大器两个输入端上共有的干扰电压，可以是 直流电压，也可以是交流电压，其幅值达几伏甚 至更高，这取决于现场产生干扰的环境条件和计 算机等设备的接地情况。其表现形式与产生原因 如图3-10所示。
共模抑制比CMRR
为串模干扰电压，邻近导线(干扰线)有交变电
流Ia流过，由Ia产生的电磁干扰信号就会通过 分布电容C1和C2的耦合，引至计算机控制系统
的输入端。
对串模干扰的抑制较为困难，因为干扰
Un直接与信号Us串联。目前常采用切断传
播途径与滤波两种措施。
动画链接
1．切断传播途径
双绞线是由两根互相绝缘的导线扭绞缠绕组成， 为了增强抗干扰能力，可在双绞线的外面加金属 编织物或护套形成屏蔽双绞线，图3-7给出了带 有屏蔽护套的多股双绞线实物图。
数字地
计算机 D/A
放大器
VCC
双绞线
执
行
器
RL
数字地
模拟地
（b） 在D/A转换器与执行器之间
图8-12 光耦隔离器的模拟信号隔离
动画链接
动画链接
在图8-12（a）输入通道的现场传感器与A/D 转换器之间，光电耦合器一方面把放大器输出 的模拟信号线性地光耦(或放大)到A/D转换器 的输入端， 另一方面又切断了现场模拟地与 计算机数字地之间的联系，起到了很好的抗共 模干扰作用。在图8-12（b）输出通道的D/A 转换器与执行器之间，光电耦合器一方面把放 大器输出的模拟信号线性地光耦(或放大)输出 到现场执行器，另一方面又切断了计算机数字 地与现场模拟地之间的联系，起到了很好的抗 共模干扰作用。
第三章4 主要抗干扰技术
射频跳频
小区跳频频率数可 大于该小区的收发信机(TRX)数目
基带跳频：n个载波，n个频点， 每个载波以自已固定的频点发 射，用户通话时在不同的时隙 来回跳变。
射频跳频：n个载波,n+m个频 点，每个载波不停地在n+m个 频点上来回跳变，用户占用固 定的时隙通话
在采用分布式MIMO的DWCS系统中， 分散在小区内的多个天线通过光纤和 基站处理器相连接。具有多天线的移 动台和分散在附近的基站天线进行通 信，与基站建立了MIMO通信链 路。——分布式MIMO
SISO
频率分集：采用两个或两个以 上具有一定频率间隔的微波频 率同时发送和接收同一信息， 然后进行合成或选择；
DSI可将收回的信道重新分配
瑞利衰落（Rayleigh Fading）：
也称多径衰落
无线通信中，信号多径传播，达到接收 点处的场强来自不同路径，时间也不同
各个方向分量波的叠加，加上接收机的
移动及其他原因， 信号强度和相位等特
性又在起伏变化， 服从瑞利分
布。
——————
—快衰落
多径信号的相对时延：
实现跳频关键
受伪随机码控制的、用来改变 载频频率的本振频率必须严格同步
跳频功能：
保密 抑制 “多径干扰”
指跳频速率低于信息比特率，
慢跳频 ： 即每跳可传输连续几个信息比特 快跳频： 跳频速率高于信息比特率，
即一个信息比特需多跳传输
GSM采用慢跳频，每TDMA帧跳频，217次/秒，约120
由计算机或终端等直接发出的信号为基带信号， 一般用于局域网
1W×2=2W 2)＋10dBm，功率乘10倍；－10dBm，功率乘
抗干扰技术名词解释
抗干扰技术名词解释是：
干扰是指对有用信号的接收造成损伤。
抗干扰即用来对抗通讯或雷达运行的任何干扰的系统或技术。
学术定义：
（1）结合电路的特点使干扰减少到最小。
（2）是指设备能够防止经过天线输入端，设备的外壳以及沿电源线作用于设备的电磁干扰。
抗干扰是指设备能够防止经过天线输入端，设备的外壳以及沿电源线作用于设备的电磁干扰。
雷达往往工作在复杂的电磁环境中，雷达抗干扰性能的优劣直接决定了整个雷达系统的性能。
然而，如何评价雷达抗干扰性能的优劣，至今还没有公认的标准。
因此人们难以把握雷达抗干扰能力的好坏，严重阻碍了雷达抗干扰技术和战术的发展。
目前对于雷达抗干扰性能的评估,已经有了部分研究成果,但存在以下缺点：
(1)干扰和抗干扰性能分开评估,没有把两者联系起来,这不符合实际情况；
(2)由于雷达系统的复杂性,往往不能表征整个雷达的抗干扰性能,而仅从雷达采取的抗干扰措施或雷达本身固有的特性来研究；
(3)度量值具有不可测性,计算繁琐。
卫星通信安全防范技术研究
卫星通信安全防范技术研究第一章引言卫星通信作为现代通信领域的重要组成部分，广泛应用于军事、民用和商业等各个领域。
然而，卫星通信系统面临着不同形式的安全威胁，如信号干扰、窃听和篡改等。
保障卫星通信的安全性和可靠性是当今通信技术研究的热点和挑战之一。
本文将从卫星通信安全的威胁分析、主要防范技术和发展趋势等方面进行探讨。
第二章威胁分析2.1 信号干扰威胁卫星通信信号容易受到各种无线干扰的影响，如高功率干扰信号、反向发射等，可能导致信号质量下降或严重中断。
为了应对信号干扰威胁，开发者不断优化调制解调器的设计，采用自适应调制解调技术和干扰自适应技术等方式来提高干扰抵抗能力。
2.2 窃听威胁卫星通信传输的数据易受到窃听攻击，泄露敏感信息，给国家安全、商业机密造成严重威胁。
为了加强窃听威胁的防范，卫星通信系统采用加密技术对数据进行保护。
目前，常用的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法，应用广泛的有DES、AES、RSA等。
2.3 篡改威胁卫星通信中的数据包容易受到篡改攻击，一旦数据被篡改，可能导致通信内容的不准确。
为了防范篡改威胁，系统采取了数字签名技术和网络协议安全机制等措施。
数字签名技术可对数据进行验证，确保数据的完整性和可靠性。
第三章主要防范技术3.1 反干扰技术针对信号干扰威胁，采用自适应调制解调技术和开展干扰自适应研究，通过实时监测信道状况和干扰源，自动调整信号传输参数来抵御干扰；另外，还可以使用波束形成技术，通过指向性天线的应用来限制干扰波。
3.2 加密技术加密技术是保护敏感信息的重要手段。
目前，常用的对称加密算法有DES、AES等，它们通过相同的密钥对数据进行加密和解密。
非对称加密算法如RSA可通过使用不同的密钥对数据进行加密和解密，达到更高的安全性。
3.3 数字签名技术数字签名技术可以验证数据的完整性和真实性，防范篡改威胁。
它通过使用私钥对数据进行签名，然后使用相应的公钥对签名进行验证。
第四章发展趋势4.1 卫星通信网络的密钥管理卫星通信网络中的密钥管理是一个关键问题。
《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
《抗干扰技术h》课件
《抗干扰技术h》PPT课
件
本课件将介绍抗干扰技术h，包括应用场景、基本原理、特点、分类以及发展
前景，并最后给出结论和总结。
应用场景
备⚕️
抗干扰技术h在无线通信、
抗干扰技术h可以有效降
抗干扰技术h可以保证医
雷达和卫星通信等领域有
低工业场景中的电磁干扰，
疗设备的正常运行，避免
用场景进行灵活调整和优化。
表现。
作。
分类
硬件技术
抗干扰技术h可以通过设计合理的硬件电路和屏蔽材料来降低外界干扰的影响。
软件技术
抗干扰技术h可以通过优化信号处理算法和采用抗干扰编码方式来提高系统抗干扰能力。
系统技术
抗干扰技术h可以通过系统级的设计和优化来降低干扰对系统性能的影响。
发展前景
1
增强安全性
广泛应用。
提高系统的可靠性。
对患者产生潜在的风险。
基本原理
抗干扰技术h的基本原理是通过设计合理的电路和信号处理算法，抵抗外部的
干扰信号，确保接收到的信号准确可靠。
特点
高效性
可靠性
灵活性
抗干扰技术h可以有效地抵消外
抗干扰技术h可以保证系统在恶
抗干扰技术h可以根据不同的应
界干扰信号，提高系统的性能
劣环境和强干扰下的正常工
2
提升系统性能
3
开拓新市场
随着信息技术的快速发展，
抗干扰技术h的不断创新
抗干扰技术h的应用范围
抗干扰技术h将在网络安
将推动系统性能的不断提
不断扩大，将为相关产业
全领域发挥重要作用。
高，满足新一代应用的需
带来新的发展机遇。
求。
结论和总结
测试技术中的抗干扰技术
测试技术中的抗干扰技术本文叙述了电子电器设备产生传导干扰、辐射干扰的几个主要因素：干扰源、干扰源传输通道、受干扰的测试仪器与设备，同时介绍了抑制干扰也需要从这几个方面着手的方法。
关键词：传导干扰、辐射干扰电子技术的高速发展已让世界进入了信息时代，电子技术的广泛应用使得应用的电子、电气设备也越来越多和越来越复杂，电磁环境越来越恶劣，大中功率的发射机对非相应通道的高灵敏度测试仪器设备构成了灾难性的干扰，使得测试仪器设备系统不能正常工作、性能降低甚至损坏。
这种干扰源来自外部，是有损于网络信号的一种电磁现象。
这种干扰的电磁能量通过某种媒体传输至测试仪表等敏感设备，而此设备又以某种形式表示“响应”，并产生干扰的“效果”，例如示波器图像失真、杂散信号粒子、图像对比度差以及几何图形弯曲等等，这个作用过程和结果，即称之电磁干扰效应。
显而易见，电磁干扰已是测试技术发展中必须跨越的巨大障碍。
为了保障测试技术设备的正常工作，我们必须研究分析电磁干扰，研究限制抑制各类干扰的技术手段，提高测试环境的抗干扰能力。
并对电子实验室的电磁测试环境进行合理的设计。
电磁干扰类别(一)——传导干扰这种干扰是沿着导体传播的，诸如导线、传输线、电感和电容元件等均是传导干扰的传输通道。
从干扰源观察：它有不带任何信息的噪声及带有信息的无用信号。
如电源开关接通的瞬间所产生的火花对一个敏感电路可能会产生干扰。
一个带信息的信号在其对应通道是有用的信号，如果它进入别的通道，虽带信息都是无用信号，可对其它仪器造成干扰。
所以说，任何一台电子设备都可能成为一个干扰信号源。
传导电磁干扰的路径我们称谓电磁干扰的传输通道。
就是将干扰源通过线路传输给的输入端，它在测试仪器仪表设备电路中产生相应的干扰电压和电流。
所以研究电磁干扰必须分析电磁干扰源和测试仪器仪表设备电路之间的传输路径问题。
传导干扰的抑制方法综上所述，形成传导干扰的原因是干扰源、传输通道、测试仪器仪表设备。
抗干扰技术名词解释
抗干扰技术名词解释抗干扰技术名词解释【引言】在当今数字化的时代，各种无线设备和通信技术的普及与发展，给我们的生活带来了巨大的便利，但同时也带来了频繁的干扰问题。
为了确保信息传输和通信的稳定性与安全性，抗干扰技术应运而生。
本文将对抗干扰技术进行全面解析，从定义、分类、应用等多个方面进行深入探讨，以帮助读者更好地理解和应用该领域的相关知识。
【主体部分】1. 定义抗干扰技术是指通过采用各种技术手段，以减弱或抵消外界干扰对系统性能的影响，从而提高系统的抗干扰能力。
它主要通过在设计、制造和运行过程中采取一系列措施，使系统能够在噪声干扰和有害信号的影响下，仍能正常工作并输出可靠的结果。
2. 分类抗干扰技术可根据应用领域、干扰源的性质和干扰的程度等因素进行分类。
根据应用领域可分为通信领域的抗干扰技术、电磁兼容性领域的抗干扰技术和电力系统领域的抗干扰技术。
根据干扰源的性质可分为人为干扰和自然干扰。
根据干扰的程度可分为强干扰和弱干扰。
不同分类下的抗干扰技术在具体的应用场景中有着不同的关注点和方法。
3. 应用抗干扰技术广泛应用于通信、航空航天、电力、医疗、交通等领域。
其中在通信领域尤为重要。
随着无线通信技术的飞速发展，各种无线设备的频谱资源紧张，干扰问题日益突出。
抗干扰技术通过筛选编码技术、调制技术、多址技术等手段，提高系统的抗干扰性能，并实现可靠的通信。
4. 技术手段为了实现抗干扰的目标，抗干扰技术采用了多种技术手段。
其中包括：- 频谱分析与抑制技术：通过分析干扰信号的频谱特性，采取相应的抑制措施，提高系统对干扰的抵抗能力。
- 滤波器设计技术：通过对输入信号进行滤波处理，滤除干扰信号，以减小对系统的影响。
- 编码与解码技术：采用差错编码技术，增加冗余信息，提高数据传输的可靠性和抗干扰性能。
- 多址技术：在多用户接入的情况下，通过分配不同的码片序列，实现用户之间的区分和抗干扰。
【个人观点和理解】在当今数字化的时代，抗干扰技术对于信息传输和通信的稳定性至关重要。
第三章计算机抗干扰技术
3.3 软件抗干扰措施
（5）输入输出数字信号的抗干扰措施 a.输入的数字信号，可以通过重复检查 的方法 b.反复向这些端口定期重写控制字、输 出状态字，来维持既定的输出端口状 态。 (重复输出同一数据)
3.3 软件抗干扰措施
2 提高软件自身的可靠性 （1）采取措施，减少软件设计中的错 误。 模块化设计、进行软件评审和对软件进 行测试等； （2）采用能提高可测试性的设计
3.1 干扰信号的类型及其传输形式
1.2按干扰与信号的关系分类 （1）串模干扰信号 串模干扰信号是指串联于有用信号源回路之中的干扰， 也称横向干扰或正态干扰。 当串模干扰的幅值与有用信号相接近时，系统就无法 正常工作，数据会严重失真，甚至是错误的。 产生串模干扰的原因主要是当两个电路之间存在分布 电容或磁坏链现象时，一个回路中的信号就可能在另 一个回路中产生感应电动势，形成串模干扰信号。另 外信号回路中元件参数的变化也是一种串模干扰信号。 （2）共模干扰信号
3.2 抗干扰技术
3、隔离技术 变压器隔离 继电器隔离 光电隔离
3.2 抗干扰技术
4、串模干扰的抑制 串模干扰 主要来自于电源(多为50Hz的工频干扰及其 高次谐波)、长线传输中的分布电感和分布 电容以及传感器固有噪声等。
3.2 抗干扰技术
抗串模干扰的技术措施有 ： (1)合理选用信号线。 (2)在信号电路中加装滤波器。 (3)选择合适的A／D转换器。 (4)采用调制解调技术。 (5)用光电耦合器隔离干扰。 (6)配备高质量的稳压电源 。
3.2 抗干扰技术
（2）浮地系统和接地系统 接地系统——是指设备的整个地线系统和大 地通过导体直接连接。 优点：对人员比较安全，也有利于抗干扰 。 缺点：可能会导致器件被击穿 。
抗干扰培训教材
抗干扰培训教材
关于CMRR指标值和SMRR指标值的计算方法
由前式（△U/F.S）×100% ≤a % 可得： △U≤a%×F.S
ΔU≤Uc╳10-6=353.5╳10-6=0.354（mV） 如果信号电量程F.S=5V, 准确度等级a=0.1，代入上式得： （ΔU/F.S）╳100%=（0.354mV/5000mV）╳100%=0.007%＜a%=0.1% 即远小于a%，不但符合上式的要求，也说明作为指标值，CMRR 还可以再小一点。
29
抗干扰培训教材
串模干扰和共模干扰的试验值
名称
信号量程
共模干扰电压 串模干扰电压
电流信号输入
（4-20）mA (0-10)mA
250Vac,50Hz
1VAC，50HZ
（353．5V峰值） （1.414V峰值））
电压信号输入
（0-5）V
（0-20）mV （0-100）mV
50mV,50HZ (0.0707V峰值）)
则噪声源产生的危害性就愈大。
9
抗干扰培训教材
何谓干扰？
当噪声电压大到足够大时，足以在接收中造成骚扰使一个电路产 生误操作，这就是一个干扰。
噪声是一种电子信号，它是不能消除的，而只能在量级上尽量 减小直到不再引起干扰。而干扰是指某种效应，是由于噪声对电路 造成的一种不良反应。所以电路中存在着噪声，但不一定形成干扰。
由于共模干扰的试验电压Uc是一定的（353．5V峰值）,从而就可按 上式计算出一个ΔU, 这个ΔU是模拟量输入装置在施加共模干扰电压前后 的示值变化所对应的电量值变化（单位伏特）, 且满足CMRR大于等于120dB 的理论值。整理后可得:
ΔU≤Uc╳10-6(伏特)
33
《抗干扰技术》课件
抗干扰技术是指通过使用各种方法，消除或减小干扰对系统性能的影响。本 课件将介绍抗干扰技术的各个方面及其在不同领域的应用。
什么是抗干扰技术？
1 定义
抗干扰技术是指通过使用 各种方法，消除或减小干 扰对系统性能的影响。
2 重要性
抗干扰技术能确保系统的 正常运行，提高系统的可 靠性和稳定性。
2
硬件设计方案
提供更高的抗干扰能力，但成本较高。
3
系统优化方案
综合考虑软硬件的抗干扰措施，但需要大量的工程设计。
抗干扰技术的设计思路
设计抗干扰技术的思路应包括系统分析、干扰源识别、性能评估和优化设计。
关键技术要素及其应用场景
信号传输
• 数字调制技术 • 差分信号传输
信号处理
• 滤波和均衡 • 时-domain和频-domain
3 目标
抗干扰技术的目标是阻止 干扰信号进入系统并保护 系统内部免受干扰的影响。
消除干扰的原则及方法
原则
• 屏蔽和隔离 • 滤波和解调 • 反馈和补偿
方法
• 地线设计 • 信号调理 • 动态调整
技术
• 频率分离 • 时序调整 • 能量分配
抗干扰技术在通讯领域的应用
通讯系统 无线通信 光通信 有线通信
处理
系统设计
• 模拟电路设计 • 抗干扰芯片设计
抗干扰芯片结构及设计流程
抗干扰芯片结构
包括前端信号处理、干扰检测和 干扰抑制等模块。
芯片设计流程
包括需求分析、架构设计、电路 设计和布局布线等阶段。
制造流程
包括掩膜制作、刻蚀、沉积层和 封装等工艺步骤。
抗干扰技术的性能评估方法
1 信噪比测试
抗干扰技术
抗干扰技术总结1、概述电磁兼容性设计（EMC：electromagnetic compatibility）包括如下含义：1.设备或系统具有抵抗给定电磁干扰的能力；2. 设备或系统具有不产生超过限度的电磁干扰的能力。
干扰的基本要素有三个：（1）干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt，d i/dt大的地方就是干扰源。
如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。
（2）传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。
典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。
（3）敏感器件，指容易被干扰的对象。
如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC，弱信号放大器等。
干扰耦合传播途径：传导干扰；辐射干扰。
抗干扰设计的基本原则：抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性能。
主要手段：接地；屏蔽和隔离；滤波和吸收。
2、干扰耦合途径2.1 传导耦合传导耦合是骚扰源与敏感设备之间的主要耦合途径之一。
传导耦合必须在骚扰源与敏感设备之间存在有完整的电路连接，电磁骚扰沿着这一连接电路从骚扰源传输电磁骚扰至敏感设备，产生电磁干扰。
按其耦合方式可分为电路性耦合、电容性耦合和电感性耦合。
在开关电源中，这三种耦合方式同时存在，互相联系。
⑴电路性耦合电路性耦合是最常见、最简单的传导耦合方式。
其又有以下几种：①直接传导耦合导线经过存在骚扰的环境时，即拾取骚扰能量并沿导线传导至电路而造成对电路的干扰。
②共阻抗耦合由于两个以上电路有公共阻抗，当两个电路的电流流经一个公共阻抗时，一个电路的电流在该公共阻抗上形成的电压就会影响到另一个电路，这就是共阻抗耦合。
形成共阻抗耦合骚扰的有：电源输出阻抗、接地线的公共阻抗等。
⑵电容性耦合电容性耦合也称为电耦合，由于两个电路之间存在寄生电容，使一个电路的电荷通过寄生电容影响到另一条支路。
⑶电感性耦合电感性耦合也称为磁耦合，两个电路之间存在互感时，当干扰源是以电源形式出现时，此电流所产生的磁场通过互感耦合对邻近信号形成干扰。
抗干扰技术
抗干扰技术•定义：抗干扰技术就是研究干扰的产生根源、干扰的传播方式和避免被干扰的措施（对抗）等问题。
机电一体化系统的设计中，既要避免被外界干扰，也要考虑系统自身的内部相互干扰，同时还要防止对环境的干扰污染。
国家标准中规定了电子产品的电磁辐射参数指标。
•外部干扰由使用条件和外部坏境因素决定。
外部坏境有：天电干扰（雷电或大气电离作用以及其他气象引起的干扰电波）天体干扰（太阳和其他星球辐射的电磁波）电气设备的干扰（广播电台或通讯发射台发出的电磁波）瞬变过程的设备也会产生较大的干扰（荧光灯、开关等）内部干扰则是由系统的结构布局、制造工艺所引入的有：分布电容、分布电感引起的耦合感应元器件产生的噪声多点接地造成的点位差引入的干扰等等•传播途径静电耦合：磁场耦合：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，从而产生干扰噪声的影响•串模干扰的抑制串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声机干扰串联在信号源回路中方法是：采用双绞线和滤波器两种措施双绞线：两根互相绝缘的导线扭绞缠绕组成，为了增强抗干扰能力，可在双绞线的外面加上金属编织或护套形成屏蔽双绞线引入滤波电路•共模干扰的抑制共模干扰是指计算机控制系统输入通道中信号放大器两个输入端上共有的干扰电压方法：采用变压器来隔离“模拟地”和”数字地•长线传输干扰的抑制方法：始端阻抗匹配•抗干扰的措施：提高抗干扰的措施最理想的方法是抑制干扰源，使其不向外产生干扰或将其干扰影响限制在允许的范围之内。
由于车间现场干扰源的复杂性，要想对所有的干扰源都作到使其不向外产生干扰，几乎是不可能的，也是不现实的。
另外，来自于电网和外界环境的干扰，机电一体化产品用户环境的干扰源也是无法避免的。
因此，在产品开发和应用中，除了对一些重要的干扰源，主要是对被直接控制的对象上的一些干扰源进行抑制外，更多的则是在产品内设法抑制外来干扰的影响，以保证系统可靠地工作。
《抗干扰技术》课程教学大纲.doc
《抗干扰技术》课程教学大纲课程代码:030132008课程英文名称：Anti-jamming Technique课程总学时：24讲课：24实验：0上机：0适用专业：自动化大纲编写（修订）时间：2010.7—、大纲使用说明（-）课程的地位及教学目标本课程是自动化专业的选修课，教授学生掌握提高应用系统抗干扰能力的基本理论和基本方法，培养学生独立排除自动控制系统干扰影响的技能。
（-）知识、能力及技能方面的基本要求知识方面。
针对课程地位及教学目标，该课程的知识系统结构应围绕常见的自动控制系统所遇到的干扰的影响和防护措施的分析来展开。
为此在知识方面应紧密联系实际自动控制装置的结构及相关的理论知识。
能力方面。
首先，要有自学能力，才能保证赶上时代飞速发展的步伐。
通迫本课程的教学，要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。
其次，是形成思维有序，有据，会归纳、演绎的逻辑思维方法，以提高分析能力（主要是对电子设备电磁兼容性进行分析的能力的培养）。
然后，要学会从正反两方面看问题，并学会从全局出发，摆正位置去处理事情的辩证思维方法。
最后，要求具备联想与类比的设计能力以建立创新思维的体系。
技能方面。
应在通晓基本自动控制系统的基础上，能确定可能的干扰因素，采取有效、可行的抗干扰措施，确保自动控制装置正常运行。
（三）实施说明素质教育要求在本课程教学过程中，站在培养人才的整体高度上，去看待本课程所应承担的职责。
在讲授具体内容时，也要求分清每一部分内容在课程整体中所处的地位，对不同内容采用相应的处理方法，只有这样才能在大纲的具体实施中事半功倍，取得好的教学效果。
要提高学生的基本素质，必须合理选取教材，启发和引导学生从被动吸收知识的状态下，转化到主动索取知识的状态中来。
要注重方法的传授和能力的培养，而不纠缠细节，这样就可以将学生的注意力引导到教学的主题上来，在明确学习的目的后，学生就有能力去索取和掌握自己需要的知识，能充分的调动学生的内在潜力，培养出高质量的技术人才。
抗干扰技术
❖ 智能仪表及其他微机系统的广泛应用；
❖ 工业现场工作环境比较恶劣和复杂；
❖ 影响系统可靠安全运行的主要因素是：
各种内外电磁干扰，包括：
❖系统结构设计；
内部
❖元器件选择；
❖安装、制造工艺；
❖外部环境条件。
第1页
课程简介
❖ 基本要求 ❖ 课程基本内容 ❖ 时间分配 ❖ 教材及参考书
第2页
基本要求
注重物理概念和应用背景，避免空 洞理论和复杂公式
内容实用，实践性强 培养解决电磁干扰的综合能力（基
本理论、分析方法、问题解决能力 等）
第3页
课程基本内容
❖ 可靠性与抗干扰技术的基本概念 ❖ 元器件的选择与主要抗干扰技术
❖滤波 ❖屏蔽 ❖接地
❖ 单片机系统配置与抗干扰技术
❖主机单元；测量单元；A/D、D/A单元； ❖功率接口；键盘／显示单元；电源
教材及参考书
王幸之等 《单片机应 用系统抗干扰技术》
北京航空航天大学出版 社 2000年版
第6页
参考书
杨士元 《模拟系统的故障诊断与可靠性设 计》 清华大学出版社
杨士元 《数字系统的故障诊断与可靠性设 计》 清华大学出版社
张松春等 《电子控制设备抗干扰技术及其 应用》 机械工业出版社
第7页
❖ 软件抗干扰技术
第4页
课时安排
❖ 可靠性与抗干扰技术概述（4课时）
❖ 常用元件及硬件抗干扰技术（8课时）
❖ 单片机系统配置与抗干扰技术（8课时）
❖ 数字电路的抗干扰措施（2课时）
❖ 电源的干扰与抑制（2课时）
❖ 软件抗干扰技术（4课时）
❖ 印刷电路板抗干扰措施（2课时）
第三章抗干扰技术PPT课件
Ia
C1
C2
串模干扰示意图
电磁耦合引入串模干扰
12.11.2020
6
图3-1 串模干扰示意图
12.11.2020
7
3.1.2
串模抑制比：衡量系统抑制串模干扰的能力。 定义： NMRR = 20lg(Un / △Ui) (dB)
Un:串模干扰信号的幅值； △Ui：Un引起输出的改变折合到输入端的偏移量。 效果：△Ui越小，抗串模干扰的能力越强，即NMRR越大。
共模干扰的影响：共模干扰对放大器的影响，是因转换 成串模干扰而加到输入端的。
共模抑制比：衡量系统抑制共模干扰转化为串模干扰的 能力。
定义： CMRR = 20lg(Ucm/Un) (dB) Un:是共模干扰信号Ucm转换成串模干扰的电压幅值； 效果：Un越小，抗共模干扰的能力越强，即CMRR越大。
CMRR与信号的输入方式有关，分单端输入和差动输入2种 形式。
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3.1.4
2、电磁场传播的干扰
(1)静电耦合：静电场干扰通过分布电容耦合进入系统
(2)
两根平行导线之间的、印刷线路之间、变压器线
匝之间、绕组之间都可能构成分布电容。
(3)(2)电磁耦合：电磁耦合干扰通过电感引入感应电势
(4)
两条平行导线间会产生磁场耦合
(5)(3) 辐射电磁场耦合：具有天线效应的电源线和长信号线 会对空间电磁场产生接收作用，感应出干扰信号。
力。是个定性的概念。 有两层含义： ① 在规定时间内无故障运行； ② 故障后维修方便。
12.11.2020
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可靠性的定量描述：
如下图，系统运行时间 t k 后发生故障，需维修时间 T k
k 1,2, 。
可定义以下可靠性指标：
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3.1.3 共模干扰
共模干扰：共模干扰是系统2个输入端上共有的干扰电压。 也称对地干扰、共态干扰。
原因：被测信号的接地点和计算机输入信号的参考接地点， 存在一定的电位差。
A
信号 接收
Us
B端
Ucm
共模干扰示意图
UA=Us+Ucm
UB=Ucm
图9.3 串模干扰与共模干扰波形 (a) 直流信号； (b) 串模干扰； (c) 共模干扰； (d) 串模干扰与共模干扰共同作用
3.2 干扰抑制
1．消除或抑制干扰源 消除和抑制干扰源是行之有效的抗干扰措施之一，
如：选择热噪声小的元器件、把产生干扰的大功率设备 移开、避免信号电缆与电源电缆平行敷设、在各种强电 触点开关上采取消弧措施等等。
2．切断引入干扰的途径 (1) 提高绝缘性能，消除或抑制漏电阻； (2) 正确的接地技术； (3) 隔离技术，切断信号传输中电的联系； (4) 屏蔽、浮置技术，防止电磁场干扰； (5) 滤波技术，阻止干扰信号进入系统。 3．提高设备本身抗干扰的性能
CMRR与信号的输入方式有关，分单端输入和差动输入2种 形式。
3.1.31.单端输入：一个输入信号，地端为 参考电压；2.差动输入：2个 输入信号，1个是 高电平，一个是低 电平，以2个信号 的差值来决定信 号的幅值。
Zs Us
Ic
Ucm
信号
Zi
A 接收 器
单端对地输入
Zs1
Ic1
Us
Zs2
Ic2
2．使用双积分式A/D转换器 克服工频干扰以及对称干扰的影响。
3．使用双绞屏蔽信号传输线 减少电磁感应产生的干扰
干扰作用方式分类：串模干扰、共模干扰、长线传输干扰
3.1.2 串模干扰
串模干扰：串联于有用信号回路之中的干扰，即叠加在有用信号之上。 原因(1) 内部干扰（信号源内部叠加的干扰）
(2) 电磁耦合引起的干扰（长线传输、空间电磁场、工频干扰）
Un Us
干扰线
信号 接收 端
Rs Us
Ia
C1
C2
串模干扰示意图
电磁耦合引入串模干扰
图3-1 串模干扰示意图
3.1.2
串模抑制比：衡量系统抑制串模干扰的能力。 定义： NMRR = 20lg(Un / △Ui) (dB)
Un:串模干扰信号的幅值； △Ui：Un引起输出的改变折合到输入端的偏移量。 效果：△Ui越小，抗串模干扰的能力越强，即NMRR越大。
串模干扰也称为差模干扰、横向干扰、常模干扰或常态干扰。
使用高质量元器件、优化设计线路板等
3.2.1 串模干扰的抑制
1．滤波技术 滤波是抗串模干扰的通常做法，在有效信号和干扰
信号特性显著不同时，则滤波效果十分有效。 滤波器的形式： - 低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等； - 模拟滤波器、数字滤波器； 模拟滤波器又分： - 无源滤波器和有源滤波器（滤波+放大）
Rpn
…
i1
i2 …
in
Rn1
Rn2
Rnn
…
j n
i1
i1+i2
回流条 ij
公共电源线的阻抗耦合
j1
3.1.4
模拟信号和数字信号分开接地:
模拟 系统
数字 系统
模拟 系统
数字 系统
模拟 系统
数字 系统
（a）未分开接地
（b）未分开接地
（3）信号输入/输出回路 （4）电源回路
（c）分开接地
3.1.4
信号 Zc2A Zc1A 接收
器
Ucm
差动输入
3.1.4 干扰传播的途径
1．电路传播的干扰：任何电路在传递与处理有效信号的同 时，也会对进入电路中的干扰信号进行传递。
(1)漏电阻: 理论上与干扰源断开的电路，由于漏电阻会形成 回路，导致干扰的引入。
有效信号
(2) 公共阻抗
漏电阻 高压线
汇流条
Rp1 Rp2
3.1.1
2.外部干扰 由外界环境因素引起的干扰。 主要原因： (1)大功率设备、输 电线路发生的电磁场； (2)广播和通信设备 发射的无线电波； (3)自然界干扰，包括：天体 辐射、雷电、气温、湿度等。 *内外干扰本质相同,相互关联,相互作用。通常采取消除干 扰源、避开干扰源、切断干扰传播途径的方法，有效消 除干扰。
3.1.3
由于现场与计算机之间相差几米甚至几千米，取决于现 场情况和计算机的接地情况，Ucm可以是直流，也可以是交 流；幅值可以是几伏甚至几十伏。
共模干扰的影响：共模干扰对放大器的影响，是因转换 成串模干扰而加到输入端的。
共模抑制比：衡量系统抑制共模干扰转化为串模干扰的 能力。
定义： CMRR = 20lg(Ucm/Un) (dB) Un:是共模干扰信号Ucm转换成串模干扰的电压幅值； 效果：Un越小，抗共模干扰的能力越强，即CMRR越大。
第三章
计算机控制系统的 抗干扰技术
干扰含义：有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常 工作的破坏因素。
干扰是在信号输入、传输和输出过程中出现的一些有害 的电气变化现象。这些变化迫使信号的传输值、 指示值或输 出值出现误差, 出现假像。
干扰的危害：干扰对电路的影响, 轻则降低信号的质量, 影响
系统的稳定性; 重则破坏电路的正常功能, 造成
逻辑关系混乱, 控制失灵。
研究的内容：干扰源、干扰类型、干扰传播途径、 抗干扰措施。
系统抗干扰策略：软硬结合抗干扰。硬件措施应当将大部 分干扰消除，软件措施消除余下的部分。
可靠性（Reliability）：系统的可靠程度。与系统的内在 质量、系统的设计水平、使用环境、运行维护水平 有关。是衡量系统的主要性能指标。
2、电磁场传播的干扰
(1)静电耦合：静电场干扰通过分布电容耦合进入系统
(2)
两根平行导线之间的、印刷线路之间、变压器线
匝之间、绕组之间都可能构成分布电容。
(3)(2)电磁耦合：电磁耦合干扰通过电感引入感应电势
(4)
两条平行导线间会产生磁场耦合
(5)(3) 辐射电磁场耦合：具有天线效应的电源线和长信号线 会对空间电磁场产生接收作用，感应出干扰信号。
包括：硬件的可靠性、软件的可靠性。影响系统硬件可 靠性的主要因素就是干扰。
3.1 干扰源及干扰分类
3.1.1 干扰源
干扰源：干扰的来源或造成干扰的原因。 分类： 按干扰源来分，有内部干扰和外部干扰。 1.内部干扰
由系统结构、制造工艺、安装等内在原因引起的干扰。 主要原因： (1).元器件噪声； (2).分布电容、电感引起的电磁感应； (3).长线传输中波的反射； (4).多点接地引起的电位差； (5).电源系统引入的干扰。