电路中的抗干扰技术

抗干扰技术中的大部分内容是针对电磁干扰的，因 而抗电磁干扰技术近年来又被称为“电磁兼容性技术”。
所谓电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, 简称EMC，俗称抗干扰）是指干扰可以在不损害信息的前 提下与有用信号共存。
电磁兼容性比较贴切的定义为： 装置或系统在其设置的预定场所投入实际运行时，既 不受周围电磁环境的影响，又不影响周围的环境，也不发 生性能恶化和误动作，而能按设计要求正常工作的能力。
பைடு நூலகம்
分布参数电路：电路参数具有分布性。电路中同一瞬间相邻两点的 电位和电流除了是时间的函数，还是空间坐标的函数。
静电场耦合：任何两个相互绝缘导体间都存在电容。-分布电容 或寄生电容。典型的分布参数电路是传输线。
若在两根平行线的间距d远大于导线 半径r的条件下，单位长度的电容为：
C
1
(F)
3.61010 ln d
电器、放电管、工业用高频设备、电力输送线、机动车、 大功率发射装置、超声波设备等产生的噪声。 ----触点电器：继电器、电磁开关、霓虹灯、电钻、电 动机供电回路等。产生噪声的形式：火花放电、电弧放 电、辉光放电、脉冲冲击等。 ----高频设备：数字电路、高频通信电路。 ----电力输送线：电源干扰。
I1
Z1 U2
Z2
U2 I1Z1
减小电路间的公共阻抗
串联接地电路的公共阻抗
4、漏电流耦合：由电路间的漏电流造成的。
R
U2
Z2
1
U2
1
R
Z2
U2
U1
增大漏电电阻和减小受扰电路的输入阻抗
三、干扰与噪声抑制的一般措施
一是直接抑制、减弱或消除干扰与噪声源的对 外作用 二是切断或减弱从干扰与噪声源到受扰电路的 耦合通道。
9章 电路中的抗干扰技术
什么是干扰？ 电子系统在工作时，可能会出现某些不正常现象，例如
输出不稳定、零点漂移、严重失真或超差等等。这些干扰可 能来自系统内部也可能来自系统外部，所有这些影响电子系 统正常工作的，我们统称为“干扰”。
大多数测控电路的元器件和电子线路具有工作信号电平 低、变化速度快、元器件安装密度高等特点，对电磁干扰比 较敏感，可能会产生性能恶化或误动作。——电磁兼容性技 术（抗干扰技术）
C
U1
U2
Z2
U2
11
(
1
jCZ
2
)
U1
减小受扰电路的等效输入
阻抗和电路间的寄生电容。
2、互感耦合（电感性耦合、磁场耦合）：由电路间的寄生
电感造成的。由导体组成的两个绝缘回路间的互感与两回
路形状、大小、位置关系及周围介质磁导率有关。
M I1
U2
Z2
U2 jMI1
减小电路间的寄生电感。
3、共阻抗耦合：由电路间的公共阻抗造成的。
在测量与控制电路的设计、组装和使用中，对 干扰与噪声抑制的主要措施有屏蔽、接地、隔离、 合理布线、净化、滤波和采用专门电路与器件等。
通常用S/N表示。 噪声系数:是指测量电路输入端信噪比与输出端信噪比的比值。
是度量测量电路在测量过程中信噪比恶化程度的指标。
F SNRi SNRo
一、干扰与噪声源
内部噪声 内部噪声是指在电子装置和设备内部的电路或器件
产生的噪声。 外来噪声
外来噪声指的是从外部侵入电子装置和设备的噪声。 自然噪声主要指自然界雷电产生的噪声。 人为噪声是指其它机器和设备产生的噪声，包括有触点
9.1 干扰与抑制
形成电磁干扰的要素有三个：
一是向外发送干扰的源，即噪声源；
二是传播电磁干扰的途径，即噪声的耦合和辐射；
三是承受电磁干扰的客体，即受扰设备。
干扰源
耦合通道 辐射通道
接收电路
主要采取三方面的抑制措施： 抑制噪声源，直接消除干扰原因； 消除噪声源和受扰设备之间的噪声耦合和辐射； 加强受扰设备抵抗各种干扰的能力，降低其对噪声的
1、噪声源
内部噪声：电子设备和元器件内部产生的噪声。 常见的固有噪声有热噪声、低频噪声和弹射噪声。 • 热噪声：导体中的电荷载流子的热激振动引起的噪声，属于白 噪声。载流子随机运动产生的电流脉冲均值为零，但均方值电 压不为零，与温度有关。UT 4kTRB ，其中k为玻耳兹曼常数， T为导体的绝对温度，B为测量系统的噪声带宽，R为导体电阻 或阻抗实部。 • 低频噪声：与晶体管表面的状态以及PN结漏电流有关的噪声。 其均方值与频率成反比。 U f k1I a f b ，其中k1为与材料有关常 数，I为工作电流，a、b为试验确定的常数，f为工作频率。 • 弹射噪声：流过二极管、三极管势垒层的载流子是不连续的， 而是脉冲性质的，而这种脉冲电流的平均值为零，但电流的方 均方均根值不为零，白噪声。Ish 2qIDCB
r
若同轴导线的线芯截面半径为r1，外导 体截面半径为r2，绝缘介质相对电导率 为ε，单位长度的电容为：
C
(F)
1.81010 ln r2
r1
（a）静电(分布寄生电容）电场耦合模型 （b）互感磁场耦合模型
（c）共阻抗耦合模型
（d）漏电流耦合模型
1、静电耦合（电容性耦合）：由电路间的寄生电容造成的。
二、干扰与噪声的耦合方式p189
集总电路：由电源、电阻、电容、电感等集总元件所组成的电路。
集总元件：有关电、磁场的物理现象都由元件来集总表征，元件外 部不存在任何的电场与磁场。 在电路理想化的电路模型分析中，
各点之间的信号是瞬间传递的，电路元件的所有电磁过程都集中 于元件内部空间的各点进行。用集总电路近似实际电路是有条件 的，即实际电路的尺寸要远小于电路工作时的电磁波长。基尔霍 夫定律唯一地确定了结构约束。
敏感度。 同时，减小向外辐射电磁信号。 电磁兼容不等式
噪声发送量×耦合因素<噪声敏感阈值 电子设备不仅应满足电磁兼容不等式，而且应留有
足够的裕量。
噪声：从广义上讲，噪声就是干扰有用信号的某种不希望的扰 动。干扰与噪声没有本质的区别。通常，把外部来的称为干扰， 把内部产生的称为噪声。
噪声按功率谱密度的形状可分为白噪声和有色噪声两种。 白噪声是指噪声的波形是随机的，即它的幅值、相位、频率都 是随机的，其瞬时值不能预测，但每赫带宽内包含的噪声的功 率从统计观点来看是一个常量。 有色噪声是指噪声的频率是固定的，是可以预测的，而相位和 幅值有可能是随机的。 噪声参数： 信噪比:指信号的有效功率S对噪声功率N的比值，所以信噪比