测试系统的干扰及其抑制
原子吸收测试中的干扰和消除方法
Ag Mg Pt Pt Cu
312.30 313.16 265.95 265.96 244.16
Co Cr Cu Fe Hg
240.71 357.87 324.75 248.33 253.65
Co Ar CuΒιβλιοθήκη Cu Al241.16 358.27 323.12 249.21 266.92
Ba
Be Bi Ca Cd
Wavelength
2. 自吸收校正
能进行全波段的背景校正， 又能进行结构背景校正，但 是降低了灵敏度。
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灯电流是控制空心阴极灯的主要参数 太小：信号弱 太大：产生自吸
自吸 自蚀
o
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o
o
氘灯扣除背景光路图
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氘灯扣背景法优缺点
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加入保护剂
保护剂可与被测元素生成易分解的或更稳定的配合物，防 止被测元素与干扰组份生成难离解的化合物。保护剂一般是 有机配合剂。 ——EDTA、 8-羟基喹啉、葡萄糖、甘油等 例如: （1）钙与EDTA生成稳定化合物，加入EDTA可阻止钙和 磷酸根形成稳定化合物，从而抑制磷酸根对钙的干扰。 （2）8-羟基喹啉可以消除铝对镁的干扰，因为8-羟基 喹啉与铝形成了稳定的络合物，保护镁不受干扰。
2%KCl+0.4ppm Pb
2%KCl+0.8ppm Pb 1%CaCl2 1%CaCl2+0.4ppm Pb
0.025
0.045 0.016 0.039
0.015
0.032 0.000 0.015
0.014
0.028 0.000 0.014
测试系统的抗干扰技术
如图，为共阻抗耦合等效电路。图中: ZC- 两个电路共有的阻抗 ， In-噪声电流源 , UN-被干扰电路感应的电压。
通常200Hz以下时, 差模干扰成分占主要部分。1MHz以上时, 共模 干扰成分占主要成分。
20
2.滤波技术
滤波技术的基本用途是选择信号和抑制干扰, 为实现这 两大功能而设计的网络都称为滤波器。通常按功用可把滤波 器分为信号选择滤波器和电磁干扰(EMI)滤波器两大类。
L
E
电 源
滤 波 器
测 量 电 路
滤 波 器
显 示
N
滤波器
传感器
滤波器抑制检测系统干扰的原理框图
21
信号选择滤波器是以有效去除不需要的信号分量, 同时是对被选择 信号的幅度相位影响最小的滤波器。
电磁干扰滤波器是以能够有效抑制电磁干扰为目标的滤波器。电磁 干扰滤波器常常又分为信号线EMI滤波器、电源EMI滤波器、印刷电路板 EMI滤波器、反射EMI滤波器、隔离EMI滤波器等几类。
L
E
电 源
滤 波 器
测 量 电 路
滤 波 器
显 示
N
滤波器
传感器
滤波器抑制检测系统干扰的原理框图
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线路板上的导线是最有效的接收和辐射天线, 由于 导线的存在, 往往会使线路板上产生过强的电磁辐射。 同时, 这些导线又能接受外部的电磁干扰, 使电路对干 扰很敏感。
C12-导线1.2间的分布电容， C2 、R2 -导线1对地电容、电阻, UN1-导
第二章 线性系统分析
也就是说，理想的线性时不变系统 , 其输出 是输入的单调、线性比例函数。在这种关系上所 确定的测试系统的传输特性称为静态特性。
定度曲线：表示静态特性方程的图形称为测试系统 的定度曲线（特性曲线、校准曲线、标定曲线、定 标曲线）。 定度曲线是以输入x作为自变量，对应输出y作为因 变量，在直角坐标系中绘出的图形。
第二章 线性系统分析
测试系统与线性系统 线性系统分析基础 测试系统的传输特性 系统的噪声干扰与抑制
一、测试系统与线性系统
测试系统是指由传感器、信号调理电路、 信号处理电路、记录显示设备组成并具有获取 某种信息之功能的整体。
对象 传感器 变换装置
记录 显示 装置 处理 装置
测试系统基本要求 测试系统的输出信号能够真实地反映被测物理量 (输入信号)的变化过程，不使信号发生畸变，即 实现不失真测试。
系统分析的三类问题： 1)当输入、输出是可测量的(已知)，则可推断系统的传输特性。 (系统辨识) 2)当系统特性已知，输出可测量，则可推断导致该输出的输 入量。(反求) 3)如果输入和系统特性已知，则可以推断和估计系统的输出 量。(预测)
2、系统特性的描述： 系统特性的描述通常可用下列微分方程表达：
测量系统的静态特性有灵敏度、非线性度和回程误差。
1、灵敏度
若系统的输入x有一增量△x，引起输出y发生相 应变化△y时，则定义灵敏度S为: S=△y/△x
当系统的输出和输入具 有同一量纲时，则灵敏 度是一个无量纲的数。 常用“增益”或“放大 倍数”来替代灵敏度。
线性系统的灵敏度为常数，特性曲线是一条直线。 非线性系统的特性曲线是一条曲线，其灵敏度随 输入量的变化而变化。通常用一条参考直线代替 实际特性曲线（拟合直线），拟合直线的斜率作 b0 y 为测试系统的平均灵敏度。 s a0 x 灵敏度反映了测试系统对输入量变化反应的能力， 灵敏度愈高，测量范围往往愈小，稳定性愈差。 （合理选取） 当测试系统由多个相互独立的环节构成时，其总 灵敏度等于各环节灵敏度的乘积。 S=S1×S2×S3
浅析计算机自动测试系统的电磁干扰与抑制方法
器 相连 的前 置 电路 必须 与 传 感器 相 适 应 ，即输 入 阻抗 要 足 够大 ， 并 基 于计 算 机 数 据 采 集 与信 号 处 理 的 测 试 技 术 是 当今 测试 领域 选 用 低 噪声 器件 。 的主流技术 ， 以计算机为中心 、 传感器 、 数据 采集卡 、 信号放大与调 ２ ． ２ ． ２抗差模干扰措施 ：一是合理设计传感器结构并采用完全 理模块为外设 、 基 于 图形 编程 语 言 的 虚 拟 仪 器 （ Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍ ｅ ｎ ｔ ） 屏蔽措施 ， 防止外界干扰进入和 内部寄生耦合 干扰 ； 二是信号传输 测 试 软件 为 核 心搭 建 的测 试 平 台 ， 是 自动 测试 系统 的标 准 配置 。在 采取 抗 干扰 措施 ， 如用 双 绞线 、 屏 蔽 电缆 、 信 号线 滤 波等 。 这个体系 中， 要求采集硬件具备高精度 、 稳定性强 ， 低漂移 、 低噪声 ２ ． ２ ． ３抗 共 模 干扰 措 施 ：一 是 对 于 由敏 感 元件 组 成 桥路 的传 感 的特点 ， 能对信号进行放大 、 滤波 、 信号激励 、 线性补偿 、 冷端补偿 、 器， 为减小供 电电源所引起的共模干扰 ， 可采取正负对称 的电源供 共／ 常模抑制 ， 高噪音抑制 、 抗射频干扰和 电磁干扰。我们一 台用于 电 ， 使电桥输 出端形成的共模干扰 电压接近于零 ； 二是测量 电路采 机 电设 备 测 试 的 自动测 试 系统 ， 测 试 数 据 出 现较 大 的偏 差 ， 测 试 结 用输 入 端对 称 电路 或 用差 分 放 大 器 ，可 提 高抑 制 共模 干扰 的 能 力 。 果 不准确 ， 经过分析 和试验 ， 发现其 在信 号的采集 、 传输 和调理环 三是 采 用合 理 的 接地 系统 ， 减 少 共 模 干 扰形 成 的 干扰 电流 流人 测 量 节， 微弱的信号受到电磁杂波的干扰 ， 导致设备无法正常使用 。目前 电路 。 部 分 基 于计 算 机测 试 系统 在 设计 阶段 没 有考 虑 电磁 干 扰 的 问题 ， 测 ２ ＿ ３ Ａ ／ Ｄ转换 中的抗 干 扰 试 系统 精度 较 差 ， 本文 以此难 题 为研 究 对象 ， 提 出初 步解 决 方案 。 传 感 器 获 得 的信 号 ， 在Ａ ／ Ｄ转 换 器 的输 入 端 ， 往 往 会 窜 人 各 种 １测试 系 统信 号 电磁 干 扰 的概 念及 抑 制 分析 干 扰 。为 抑制 窜 人干 扰 ， 可采 用 硬件 和 软件 两 方 面 的措施 。 电磁干扰 （ Ｅ ＭＩ ： Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ — Ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ — Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ） 是 指测 试 系 对 被 ２ ． ３ ． １硬 件 提高 抗 干扰 能 力 ａ ． 在差模干扰严重点场合 ，采用积分式或双积分式 Ａ 测的压力 、 流量 、 温度 、 电压 、 震动等信号进行采集和传输时 ， 受 到电 ／ Ｄ转换 磁或噪声信号等的干扰。干扰导致采集到的信号严重失真 ， 在放大 器 。 这样， 转换 的是平均值 ， 瞬间干扰和高频噪声对转换综合影响很 环节 后 ， 偏 离 了实 际 值 ， 导致 测试 失 效 。 电磁 干 扰有 传 导 干扰 和 辐射 小 。 干扰两种 ， 传导干扰是指通过导 电介质把一个 电网络上 的信号耦合 ｂ ． 对 于低 频 干 扰 ， 可 采用 同步 采 样 的 方 法 加 以消 除 。这需 先 检 （ 干扰） 到另一个电网络 ， 辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦 测 出干 扰 频率 ， 然 后选 取 与 此 频 率 成 整数 倍 的采 样 频 率 ， 并 使 二 者 合（ 干扰） 到另一个点 网络。 高频信号线 、 集成电路 的引脚 、 各类接插 同步 。 件等都 可能成为具有天线 特性 的干扰源 ， 在配备 电机 、 高频元件 的 ｃ ． 传感器与 Ａ ／ Ｄ转换器相距较远 时， 信号 的传输可用电流传输 系统中 ， 电机 启 动 和 高频 工 作 时 ， 会 对 采 集 系 统 产 生很 大 的 电磁 干 代替电压传输。 扰。 ２ － ３ ． ２ 软件 提 高 Ａ ／ Ｄ抗干 扰 能力 解 决 电磁 干 扰 有三 种基 本 方 法 ： 一 是将 干扰 源 产生 的干 扰 压缩 ａ ． 对白噪声干扰 ， 采用数 字滤波 ； ｂ ． 对脉 冲干扰 ， 采用 大量采集 到最小 ； 二是为设备提供保护 ； 三是阻断干扰 。在实际设计 中， 干扰 数据 ， 取平均值 对工频干扰 ， 采用两次采样进行处理 ， 通过计算 机 源 产 生 的 干 扰不 可 避 免 ， 电路 的变 化 都会 产 生干 扰 信 号 ， 所 以 只 能 软件 ， 取相邻两次采样值作算术平均处理 ， 以获得有用信号值。 降 低 干扰 和 提高 抗 干扰 能 力 。目前 在测 试 设备 中通 用 的 防电磁 干 扰 处理方法 ： Ｕ ｌ ＝ Ｕ ｏ ＋ ｅ ， Ｕｌ ＿ － Ｕ ｏ － ｅ ， ｔ ２ ＝ ｔ ｌ ＋ Ｔ ／ ２（ ｕ ０ 为有用信号 ； ｕ ｌ 是在 主 要有 三 项措 施 ， 即屏蔽 、 滤 波 和接 地 。这 三 种 技 术 中 ， 滤 波 技 术是 干扰已叠加在有用信号上的 ｔ 。 时刻的瞬时电压值 ； Ｕ ： 是在 ｔ 。 时刻的 目前抑 止 电 磁干 扰 最有 效 和 经济 的一 种 手段 。 在 电气 设 备 电源 线 的 瞬时电压值 ； ｅ 为干扰的瞬时值； Ｔ为工频干扰的周期 ，两次相邻采 入 口处 插 入抗 Ｅ Ｍ Ｉ 滤波器 ， 可 以把 通过 电源线 传 导 的 电磁 干扰 信 号 样间隔为 Ｔ ／ ２ ） 这时有 ｕ ＝ （ ｕ 。 ＋ ｕ ： ） ＝ ｕ 。 ， 因而获得 了有用信号 ， 滤除 了 给 予充 分 地 抑制 。 工频 干扰 。 ２ 测试 系统 的 抗 电磁 干扰 的几种 方 法 ３结 束 语 在测试现场 ， 计算机控制对象和测量信号分布在各处 ， 信号线 、 在基于计算机信号采集与数据处理测试系统的设计和使用中 ， 控 制 线 均可 能 是几 十 米 的长 线 ； 其次 ， 在 现场 强 电设 备 如 中 、 高 频 电 必须考虑消除电磁干扰 ， 通过 以上几种方法设计 的抗 电磁干扰测试 机 的启 动和 工作 时 会对 计 算 机产 生 强 烈 的 干扰 ， 系 统 中频 电源 的 使 系统 ， 消除了部分干扰对测试结果造成 的影响 ， 提高了测试精度 ， 实 用 同样 给采 集带 来 干 扰 ， 这些 电磁 场 的存 在 和 变换 主 要 以辐 射 干 扰 际使用中 ， 经过改造 的测试设备测试数据准确 ， 测量精度高 ， 实用效 的方 式 出现 。由于测 试 系统 传 感器 较 多 ， 需 要 经 过计 算 机 Ａ Ｄ ／ Ｄ Ａ转 果 明显 。 换， 电磁辐射对传感器的干扰更严重 ， 因此我们着重研究这三个方 参 考文 献 面 的 电磁干 扰 。 ［ １ １ 李科 杰． 新 编传 感 器技 术 手册 『 Ｍ１ ． 国 防工 业 出版 社 ， ２ ０ ０ ２ ． ２ ． １ 电源 干 扰 的抑 制 【 ２ １ 王卫芳． 发 动 机 传 感 器信 号 的 应 用 与研 究机 电 产 品 开 发 与 创新 ， 信 号采 集 系统 中危 害最 严 重 的干 扰 来 自于 电源 ， 为 防 止从 电源 ２ ０ ０ ８ （ ３） ． 系统引入干扰 ， 系统采用交流稳压器提高其稳定性 ； 用隔离变压器 ［ ３ ］ ｚ 海宝， 等， Ｌ ａ ｂ Ｖ ｌ Ｅ Ｗ 虚 拟 仪 器程 序 设 计 与应 用 ［ Ｍ］ ． 西 安 交通 大 来 消除主 、 次级键的寄生耦合干扰 ， 提高其抗抑制 比能力 。 滤波器 网 学 出版 社 ， ２ ０ ０ ４ ． 络允许一些频率通过 ， 而对其它频率成份加 以抑制。根据要滤除干 【 ４ １ 李扬 ， 朱铮 涛 ． 采 用 虚 拟 仪 器 实 现 液 压 装 置 的动 特 性 测 试 和仿 真 扰信号的频率与工作频率的相对关系 ， 选择合适的滤波器 ， 干扰滤 机 床 与 液压 ， １ ９ ９ ９ （ ３ ） ． 波 器有 低通 滤 波 器 、 高通 滤波 器 、 带 通 滤波 器 、 带 阻滤 波 器等 种 类 。 ２ ． ２传感器 的抗干扰 当传感器直接接触或接近被测对象而获取信息时 ， 传感器与被 测对 象 同时都 处 于被 干 扰 的环 境 中 ，不 可 避免 地 受 到 外界 的干 扰 ， 采取的抗 干扰措施依据传感器 的结构 、种类 和特性选择不 同的方
测试系统的干扰及其抑制
测试系统的干扰及其抑制Interference in Te sting Syste m and It s E limination李传伟(山东威海职业技术学院,威海 264200)摘 要 阐述了检测系统中的各类干扰,并对其产生的原因作了较详细的分析。
针对干扰的特性,指出了它们的危害范围及程度,提出了检测系统抗干扰的方法和措施。
关键词 测试系统 干扰 抑制Abstract Various kinds of interference in testing system are described and the causes are analyzed in detail.In accordance with the characteristics ofthe interference,their harm ful scope and degree are put forward.The methods and s olutions of anti-interference fordetecting systems are given.K eyw ords T esting System Interference E lim ination0 引言随着自动控制的迅速发展,测试系统已经广泛应用于科学研究和生产实践的各个领域。
由于存在干扰,它对测试系统的稳定度和精确度产生直接的影响,严重时可使测试系统不能正常工作。
因此,系统的设计、安装、制造、使用方式以及工作环境等各个方面都需要考虑抗干扰的问题。
所以对干扰的研究是测试技术的重要课题。
1 干扰因素干扰形成的全过程是由于干扰源发出的干扰信号,经过耦合通道传到感受器上,构成对整个系统的干扰。
干扰的三个环节,称之为干扰系统的三要素,如图1所示。
要有效地抑制干扰,首先要找到干扰的发源地,抑制发源地的干扰是抑制整个系统受干扰的积极措施。
当产生了难以避免的干扰时,削弱通道对干扰的耦合以及提高感受器的抗干扰能力就成为非常重要的方法。
dme 干扰抑制方法
dme 干扰抑制方法DME（Differential Mode EMI）是指在电子设备中，由于电源供电等原因而产生的不同模式的电磁干扰。
为了保证设备的正常工作，需要采取一系列的抑制方法来降低DME的干扰水平。
本文将探讨几种常见的DME干扰抑制方法。
一、滤波器的应用滤波器是抑制DME最常用的方法之一。
通过在电路中添加合适的滤波器，可以有效地抑制电源回路中的共模噪声。
滤波器通常由电容、电感和阻抗组成，可以选择合适的参数来实现对特定频率的滤波效果。
在设计滤波器时，需要考虑到被抑制的干扰信号的频率范围，以及滤波器的带宽和截止频率等参数。
二、地线的优化地线是电子设备中非常重要的组成部分，也是DME干扰的主要传导路径。
优化地线布局可以有效地减小DME的干扰。
首先，要确保设备的地线系统是连续的，避免出现断开或过长的情况。
其次，要尽量减少地线回路的面积，避免形成大的回路面积。
此外，还可以采取屏蔽措施，如将地线与其他信号线分开布线，或者采用屏蔽地线等方法来减小DME的传导。
三、屏蔽材料的应用屏蔽材料是一种特殊的材料，可以有效地吸收和反射电磁波。
在设计电子设备时，可以将屏蔽材料应用于电路板、连接线、外壳等部分，以减小DME的辐射和传导。
屏蔽材料通常具有良好的导电性和吸波性能，可以有效地降低电磁波在设备内部的传播和外部的辐射。
此外，屏蔽材料还可以阻挡外界的干扰信号，提高设备的抗干扰能力。
四、电源线的优化电源线是DME干扰的重要源头之一。
通过优化电源线的设计和布局，可以有效地减小DME的干扰。
首先，要选择合适的电源线，以减小线路的电阻和电感，降低电源回路中的共模噪声。
其次，要尽量缩短电源线的长度，减小回路面积，降低电磁辐射。
另外，还可以采用电源滤波器等装置，对电源线进行进一步的滤波处理，以提高设备的抗干扰能力。
五、接地的优化正确的接地是抑制DME的关键。
在设计电子设备时，应该确保设备的接地系统是可靠的，并且与其他设备的接地系统连接良好。
原子吸收测试中的干扰和消除方法汇总
干扰和消除方法
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原子吸收测试中的干扰和消除
物理干扰 化学干扰 电离干扰 光谱干扰 扣背景技术
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物理干扰
指试样在蒸发和原子化过程中，由于其物理 特性如黏度、表面张力、密度等变化引起的 原子吸收强度下降的效应。它是非选择性干 扰，对试样中的各个元素影响是相同的。 消除物理干扰的方法： 1、配置与试样相似组成的标准样品； 2、采用标准加入法； 3、若试样溶液的浓度高，还可采用稀释法。
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化学干扰
化学干扰：是被测元素原子与共存组份发生化学反应生成 稳定的化合物，影响被测元素的原子化，而引起的干扰。
——选择性干扰
（1）分子蒸发 待测元素形成易挥发卤化物和某些氧化物，在灰化温度 下蒸发损失； 形成难离解的化合物（氧化物、炭化物、磷化物等）
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消除电离干扰的方法
使用低温火焰 例如：在测定Na时，使用贫燃焰， 乙炔 1300ml/min
使用标准加入法北京普析通用器有限责任公司光谱干扰
吸收线重叠或者光谱通带内存在非吸收线 背景吸收
光散射 ——原子化过程中产生的固体微粒 对光的散射 分子吸收——原子化过程中生成的氧化物及 盐类对光的吸收主要考虑分子吸收和光散射 的影响，它们是形成光谱背景的主要因素。
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电离干扰
指高温电离而使基态原子数减少，引起原 子吸收信号下降的现象。 —— 气相干扰效应；主要是指碱金属和 碱土金属 被测元素浓度越大 电离干扰越小。
A
M — M++e
C
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测量系统的干扰及其抑制方法
测量系统的干扰及其抑制方法在实际测量中，人们常发现即使所选用的测量系统是由高精度、高稳定度、高质量的仪器所组成的，并且频率响应特性也很好，但在实际现场使用时，仍难免会受到程度不同的各种噪声的干扰。
在测量系统中，由于内部和外部干扰的影响，会在测量信号上叠加干扰电压或电流，通常把这种干扰信号称为噪声，噪声是电路中的一些非所期望的无用电信号。
当所测信号很微弱时，难免会出现噪声淹没信号的现象。
例如，在火箭或飞机发动机实验现场中，测试系统所面临的工作环境是很复杂的，各种电气系统交织在一起同时工作，通过各种传输渠道将噪声耦合到测量电路。
不可避免地会影响到测量结果。
因此，解决干扰问题是关系到测试工作的成败和测量结果精度高低的重要条件之一。
这也是测试工作者必须掌握的基本知识。
但干扰问题是一个复杂的问题，篇幅所限，这里只作简要介绍，详细内容可参看有关书籍。
1、干扰源为了抑制和减弱干扰，首先要弄清噪声的来源及其传播方式和途径。
干扰源即产生噪声的来源。
从来源上讲一般可分为外部噪声和内部噪声。
外部噪声一般是指测试系统外部的电气设备在接通与断开时产生的瞬变电火花或辐射电磁波。
内部噪声是指系统内部固有的噪声，系统内信号间的串扰等。
若按噪声的产生原因和传播方式分类，可分为静电噪声、磁噪声、电磁辐射噪声、公共阻抗噪声等。
一般常见干扰(噪声)源有以下几种。
（1）外部干扰外部干扰又可分为来自自然界的干扰和来自电器设备的干扰。
例如，大气层发生的雷电、电离层的变化、太阳黑子的电磁辐射、来自宇宙的电磁辐射等。
对于长期存在的自然干扰，由于能量微弱，可以忽略。
但对于强烈的干扰，如雷电等，则不能忽略其影响，此时最好设法回避或屏蔽。
来自电器设备的干扰主要有大电流及电压变化率引起的噪声。
当大型感性负载通断时，在开关接点处会产生电弧，还有高压输电线引起的电晕放电，金属电焊引起的弧光放电等，这种瞬变过程形成的噪声通过公用电源线传入信号电路，或通过相邻导线耦合到信号电路中。
表面肌电信号测试中工频干扰的抑制
表面肌电信号测试中工频干扰的抑制X罗志增任晓亮(杭州电子工业学院杭州310037)摘要介绍了一种表面肌电信号( EMG) 测试调理电路和信号处理的方法。
表面EMG测量中最难处理的问题之一是工频(50Hz) 干扰,它处在有效的肌电信号频带之中。
针对表面EMG的测量特点设计了一种信号调理电路,使肌电信号和工频信号并行单独处理,避免了不加区分地采用工频陷波器,这一设计思想在实际的肌电信号检测时取得了较好的实验结果。
关键词表面肌电信号工频干扰信号处理Power Frequency Noise Restraint in Surface Electromyography MeasurementLuo Zhizeng Ren Xiaoliang( Hangz hou Institute of Elect ronic Engineering , Hangz hou 310037 , China)Abstract A surface electromyography ( EMG) detection and processing circuit is discussed. The surface EMGis usuallydisturbed by power frequency noise. In that cases , it is a problem , because the surface EMGis confused with power fre2quency noise. A processing circuit for the measurement of surface EMGis designed by using a parallel structure respec2tively for EMG signal processing and power frequency noise processing. It can be avoided that a 50Hz trap filter abused.The experimentation proved the developed circuit was effective.Key words Surface EMG Power frequency noise Signal processing1 引言肌电信号( EMG) 是一种伴随肌肉运动而产生的生物电信号,表面EMG 则是通过检测手段获取的肌肉外表皮肤上的电信号。
浅谈电气测试系统的抗干扰及抑制
学 术 论 丛
肖李 李
贵 州 工业 职 业 抑制
摘要 ： 随着现代 科学技术 的发展 ， 极 大地推动 了各 学科之 线 ， 并通过一点接地。 若设备使用交流电源供 电时 ， 则交流 间的交叉与渗透。 加速 了各个领域 内的技术革命与改造 。 在测 电源地线应和保 护地线相连 。 使用这种 接地方式 ， 可 以避 试领域 ， 由于微 电子技 术和计算机技术的迅速发展 ， 为测试 系 免 因公共地线各点 电位不均所产生 的干扰。 统带来 了前所未有 的发展空 间，生产 方式及管理体 系发 生了 （ ３ ） 浮置 （ 浮空、浮接） 技术 巨大 变化 。 本 文 从 干 扰 形 成 的 三要 素 入 手 ， 为 提 高测 试 系统 的 检测装置的电路与大地之间没有任何导 电性 的直流联系 抗 干 扰 能 力提 出 了各 种 抗 干 扰 的 具体 措 施 和 方 法 。 就称 为浮置 。 采用 干电池 的万用 表就 是浮置的特例 。 浮置 关 键 词 ：干扰 源 干 扰 途 径 电气 控 制 测 试 系统 职 业 素 与屏蔽 、接地相反 ， 是 阻断 干扰 电压 的通路 。检测 系统被浮 养 置后 ， 明显地加大了系统的信号放大器公共线 与地 ｆ 或外壳） 之间的阻抗 ， 因此浮置与接地相 比，能大 大减 小共模干扰电 随着 国民经济和社会生产的迅速发展 ， 测试系统 已经广 流 。 泛应用到科学研究 和生产实践的各个领域 。 由于存在干扰 ， 测 （ ４ ） 对称 （ 平衡）电路 试 系统 的稳定度和精确度受到 了直接的影响 ， 严重时不能正 对称 电路指双线 电路 中的两根导 线与连接 到这两根导线 常工作 ， 还会造成差错 ， 影响生产 ， 甚至于引起事故 。因此 ， 从 的所有 电路 ， 对地 或对 其它导线 、 电路结 构对称 ， 对应 阻抗相 系统 的设计 、 制造 、 使用方式 以及工作环境 等各 个方 面都不得 等 。 不优先考虑抗干扰问题 ，对干扰的研 究成 了测试技术 的重要 （ ５ ） 滤 波 技 术 课题 。 所谓滤波技术是指利用 电容和电感线 圈或 电容 和电阻组 干扰形成和抗干扰措施 成滤波器接 到测量线路 的输入端＋放大器输人端或测量 电桥 干扰 的形成 必须 具备三个要素 ，即干扰源 、 干扰途径 和 与放大器之间 ：以阻止干扰信 号进入放 大器 ： 使干扰信 号衰 对 干扰敏感性较高 的接收器 （ 通常为检测装 置的前级 电路） 。 减 。 滤波 器是抑制噪声 干扰 的最有 效手段之 一 ：特别是对 综 观减弱或 消除干扰 的方法 ， 都是从形 成干扰 的 “ 三要素” 抑制经 导线耦合到 电路 中的噪声干扰尤为 有效 。 常用 的滤 着 眼采取 的一些措施。 波器有 Ｒ Ｃ型 、 Ｌ ｃ型和双 Ｔ型等形式的滤波器 。 １ 、消 除和 抑 制 干 扰 源 （ ６） 光 电耦 合 技 术 抗 干扰 积极 的措 施是消 除干扰源 。 例如 ，使产生 干扰 光 电耦 合技术是指利用光 电耦合器件把发光元件与受光 的 电气设备 远离检测装置 、将整 流子电机改为无 刷电机 、 在 元件封装在一个器件 中：以光作为媒介 传输信息 ：以隔离两 继电器 、 接触器等设备上增加消弧装置等措施 。 个 电路之间的直接 电联系。光 电耦合器件可用于各种电位不 ２ 、破 坏 干 扰途 径 同的电路之 间的耦合 ： 特别是在信号源和放大器两边都要接 对于以“ 路” 的形式浸入的干扰 ， 可采取诸如提高绝缘性 地 时 ： 用其切断地环路电流干扰来降低噪声 电平是非常有效 能 的方法 以抑制泄露 电流 的干扰途径 、 采用 隔离变压器 、光 的。 其响应 速度快 ： 既可传输 直流信 号 ：又能传 输高 达几 电继 电器等 切断地环路干扰途径 、采用滤波 、选频 、 屏 蔽等 Ｍ Ｈ Ｚ的脉冲 ， 共模抑 制 比高 ， 抗干扰能力 强 ， 不受磁 场影响 ， 技术手段将干扰信号引开 、对数字信号可采用整形 、 限幅等 不需磁屏蔽 ， 应用极为广泛。 信号处理方法切断干扰途径 、 改 变接地形式 以消除共阻抗耦 （ ７） 供电系统 的抗干扰技术措施 合 干扰途径等。 抑 制交流 电源 的干 扰 ，除了采用前面所介绍 的的屏蔽 、 ３ 、削 弱接 收 电 路对 干扰 的敏 感 性 滤波和隔离等抗 干扰措施外 ， 还可根据 电网的质量和设备 的 高输入阻抗 的电路 比低输入阻抗的电路 易受 干扰 ， 模拟 要求 ，选用 串联 开关式稳压 电源 、 集成 电路块单独供 电或者 电路比数字 电路抗干扰能 力差 ， 这些都说 明 ， 对于被干扰对 高抗干扰 电压 电源和干扰抑制器。 象来 说存在着对 干扰 的敏感性 问题 。 在 电路 中采用选频措 （ ８） 软件抗干扰技术 施就是削弱 电路对全频带噪声干扰的敏感 性 、在电路中采用 电气控制系统工作现场 电磁干扰复杂 ，硬件方 面虽取 了 负反馈 就是削弱 电子装置 内部 噪声 干扰源影响 的有力措施 、 系列抗干扰措施 ， 但仍会有干扰进入 系统 中， 所 以仅依靠硬 其 它如对信号传输线采用双绞线 、对输入 电路 采用 对称结构 件要想从根本上消除干扰是不可能的 ，因此 在进行软件设计 和组态时 ， 还必须在软件方面进行抗 干扰处理 ， 进 一步提高系 等措施 ， 都是削 弱电子装置对噪声 干扰 的敏感性。 二、 抗干扰的方法 统 的安全可靠性。在 Ｃ Ｐ Ｕ处理能力允许的条件下 ， 对那些硬 总的来说 ， 要有效地抑制 干扰 ， 首先要找 到干 扰的发源 件和软件均可实现 的功能 ， 应尽可能用 软件来完成 ， 这样不仅 地 ，防患于发源处是 抗干扰 技术 的积 极措施 。 当产生 了不 硬件 电路简单 ， 引入和发 出的干扰因素也相应减少 ， 还有利 于 可避免的干扰时 ， 削弱干扰途径的耦合 以及提高接收器的抗 调试和提高系统 的可靠性 ， 节省硬件投 资 ， 降低成本 。 干扰能力就成 了非常重要的方法 。 常用的方法有 ： 三、 面临的一些实际问题 通过笔者在企业调查发现 ， 由于一些系统在 测量 过程 中， （ １ ） 屏 蔽 技 术 屏蔽就是用一个金属 罩将 信号源或测量线 路包起来 ， 使 需要人工干预或者是 由人工直接测量得到 的数据相对 的精度 信号不受外界电磁信号的干扰。 屏蔽的目的就是隔断 “ 场” 就有低一些 ，调查发现有一些岗位是 由于技术人员特别是在 的干扰 。 常用的屏蔽手段有 ： 静 电屏蔽 、电磁屏蔽和低频磁 生产一线 的工人操作 意识及操作过程是否规范决定。 因此 ， 为 了提高系统 的测量精度 ，不仅要有好的防干扰措施及 良好 的 屏蔽等几种 。 （ ２ ） 接 地 技术 设备 ， 还需要 技术精湛职业道德好 的人员参与其 中。 接 地是一种技 术措施 ， 它起 源于强 电技术 。 电子检测 总之， 在测试 系统 中，干扰的来源非 常复杂， 种类也是多 装 置中的 ， 地一是指输 入与输 出信号 的公共零 电位 。 在 电子 种多样 。 因此 ，抑制干扰 的措 施也要根 据不 同的情 况进行 测量的 目的 。 检测装置中的所 谓接地 ， 就是指接电信号系统的基 准电位 。 选择 。设计 时要根据具体 的工况来全面的考虑 ， 要选用能操作 、 会操作的技术人员 ， 从而达到最终 的 常用的地线种类有 ： 保护接地线 、信号地线 、信号源地线 和 使用 时， 负载地 线 ，它们在 电子 检测装 置 中至少要有 三种分 开 的地 目的 。
硬件测试中的射频干扰问题与解决方案
硬件测试中的射频干扰问题与解决方案在现代科技发展的时代，几乎所有便携式设备都具备无线通信功能，例如手机、平板电脑、无线鼠标等。
然而，无线通信的普及也带来了射频干扰的问题，特别是在硬件测试过程中。
射频干扰可能会降低设备的性能，甚至影响到测试结果的准确性。
因此，在硬件测试中如何解决射频干扰问题变得非常重要。
本文将讨论硬件测试中的射频干扰问题，并提供一些解决方案。
一、射频干扰问题的分析在硬件测试中，射频干扰是指由于设备之间的无线通信导致的互相干扰现象。
这种干扰可能会对设备的性能或测试结果产生不利影响。
下面是一些常见的射频干扰问题：1. 信号衰减：射频信号在传输过程中可能会被障碍物衰减，导致设备之间的通信受阻或延迟。
2. 互相干扰：设备之间的射频信号可能会相互干扰，导致性能下降或测试结果不准确。
3. 多路径效应：射频信号在传播过程中可能会经历多个路径，导致测试结果产生误差。
二、射频干扰问题的解决方案针对硬件测试中的射频干扰问题，我们可以采取以下解决方案：1. 频段分离：对于同时工作的多个无线设备，可以将它们的工作频段进行合理划分，以避免相互干扰。
例如，在无线局域网（WLAN）中，可以使用不同的频道来隔离不同的设备。
2. 屏蔽隔离：在硬件测试中，可以使用金属屏蔽材料来隔离设备之间的射频信号。
将设备放置在金属盒内，可以有效减少射频干扰对测试结果的影响。
3. 强信号抑制：如果在测试环境中存在较强的射频信号源，可以使用信号抑制器来减弱这些干扰信号的影响。
信号抑制器可以使用滤波器、衰减器等设备来实现。
4. 多路径消除：针对测试结果中可能存在的多路径效应，可以采用多径消除算法来处理。
通过消除多个路径导致的干扰，可以提高测试结果的准确性。
5. 接地保护：在硬件测试过程中，合理的接地设置可以减少射频干扰的发生。
通过电气接地和设备结构设计，可以降低测试中射频干扰问题的概率。
6. 合理布局：在测试环境中，合理布置设备的位置可以减少射频干扰。
瞬态传导抗扰度测试常见问题对策及整改措施
4.1 综述电磁兼容所说的瞬态脉冲是指干扰脉冲是断续性的，一般具有较高的干扰电压，较快速的脉冲上升时间，较宽的频谱范围。
一般包括：静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌冲击等。
由于它们具有以上共同特点，因此在试验结果的判断及抑制电路上有较大的共同点。
在此处先进行介绍。
4.1.1 瞬态脉冲抗扰度测试常见的试验结果说明对不同试验结果，可以根据该产品的工作条件和功能规范按以下内容分类：A：技术要求范围内的性能正常；B：功能暂时降低或丧失，但可自行恢复性能；C：功能暂时降低或丧失，要求操作人员干预或系统复位；D：由于设备（元件）或软件的损坏或数据的丧失，而造成不可恢复的功能降低或丧失。
符合A的产品，试验结果判合格。
这意味着产品在整个试验过程中功能正常，性能指标符合技术要求。
符合B的产品，试验结果应视其产品标准、产品使用说明书或者试验大纲的规定，当认为某些影响不重要时，可以判为合格。
符合C的产品，试验结果除了特殊情况并且不会造成危害以外，多数判为不合格。
符合D的产品判别为不合格。
符合B和C的产品试验报告中应写明B类或C类评判依据。
符合B类应记录其丧失功能的时间。
4.1.2常用的瞬态脉冲抑制电路：4.1.2.1 箝位二极管保护电路：图10二极管保护电路工作原理如图10。
使用2只二极管的目的是为了同时抑制正、负极性的瞬态电压。
瞬态电压被箝位在V++VPN~V--VPN范围内，串联电阻担负功率耗散的作用。
利用现有电源的电压范围作为瞬态电压的抑制范围，二极管的正向导通电流和串联电阻的阻值决定了该电路的保护能力。
本电路具有极好的保护效果，同时其代价低廉，适合成本控制比较严、静电放电强度和频率不十分严重的场合。
4.1.2.2 压敏电阻保护电路：压敏电阻的阻值随两端电压变化而呈非线性变化。
当施加在其两端的电压小于阀值电压时，器件呈现无穷大的电阻；当施加在其两端的电压大于阀值电压时，器件呈现很小电阻值。
此物理现象类似稳压管的齐纳击穿现象，不同的是压敏电阻无电压极性要求。
局部放电测试中的干扰及抗干扰措施
局部放电测试中的干扰及抗干扰措施一、局放干扰的来源广义的局放干扰是指除了与局放信号一起通过电流传感器进入监测系统的干扰以外，还包括影响监测系统本身的干扰，诸如接地、屏蔽、以及电路处理不当所造成的干扰等。
现场局放干扰特指前者，它可分为连续的周期型干扰、脉冲型干扰和白噪声。
周期型干扰包括系统高次谐波、载波通讯以及无线电通讯等。
脉冲型干扰分为周期脉冲型干扰和随机脉冲型干扰。
周期脉冲型干扰主要由电力电子器件动作产生的高频涌流引起。
随机脉冲型干扰包括高压线路上的电晕放电、其他电气设备产生的局部放电、分接开关动作产生的放电、电机工作产生的电弧放电、接触不良产生的悬浮电位放电等。
白噪声包括线圈热噪声、地网的噪声和动力电源线以及变压器继电保护信号线路中耦合进入的各种噪声等。
电磁干扰一般通过空间直接耦合和线路传导两种方式进入测量点。
测量点不同，干扰耦合路径会不同，对测量的影响也不同；测量点不同，干扰种类、强度也不相同。
二、局放干扰的分类由种种原因引起的干扰将严重地影响局部放电试验。
假使这些干扰是连续的而且其幅值是基本相同的(背景噪声)，它们将会降低检测仪的有效灵敏度，即最小可见放电量比所用试验线路的理论最小值要大。
这种形式的干扰会随电压而增大，因而灵敏度是按比例下降的。
在其他的一些情况中，随电压的升高而在试验线路中出现的放电，可以认为是发生在试验样品的内部。
因此，重要的是将干扰降低到最小值，以及使用带有放电实际波形显示的检测仪，以最大的可能从试样的干扰放电中鉴别出假的干扰放电响应。
根据测量试验回路中可能的干扰源位置可将干扰源分为两类：第一类与外施高压大小无关的干扰，第二类是仅在高压加于回路时才产生的干扰。
干扰的主要形式如下：(1)来自电源的干扰，只要控制部分、调压器与变压器等是接通的（不必升压）即可能影响测量；(2)来自接地系统的干扰，通常指接地连接不好或多重接地时，不同接地点的电位差在测量仪器上造成的干扰偏转；(3)从别的高压试验或者电磁辐射检测到的干扰，它是由回路外部的电磁场对回路的电磁耦合引起的包括电台的射频干扰，邻近的高压设备，日光灯、电焊、电弧或火花放电的干扰；(4)试验线路的放电；(5)由于试验线路或样品内的接触不良引起的接触噪声。
硬件测试中的噪声与干扰测试方法
硬件测试中的噪声与干扰测试方法硬件测试在现代科技领域中具有重要的意义，它能够有效地评估硬件设备的性能和可靠性。
然而，在测试过程中，噪声和干扰问题经常成为阻碍测试准确性的主要因素。
本文将介绍硬件测试中噪声和干扰的定义，以及有效的测试方法，旨在帮助读者更好地理解和解决这些问题。
第一部分：噪声和干扰的定义在硬件测试中，噪声和干扰是指来自内外部环境的不期望的信号或电磁波，对被测试设备的正常运行产生负面影响。
噪声和干扰可以来自多个来源，例如电源线、电磁辐射、其他设备等。
而对噪声和干扰进行有效的测试成为保障硬件设备可靠性的关键。
第二部分：噪声与干扰测试方法在硬件测试中，噪声与干扰测试方法的选择和应用都需要根据具体的硬件设备和测试目的来确定。
以下是几种常见的噪声与干扰测试方法。
1. 功率干扰测试：该测试方法主要应用于无线通信设备等需要进行功率传输的硬件设备。
通过在特定频率范围内植入合成信号，可以评估设备在不同干扰条件下的性能。
2. 电磁兼容性测试：该测试方法主要用于评估硬件设备的抗干扰能力以及电磁辐射水平。
通过将设备暴露在特定的电磁场中，可以测量设备的辐射和敏感性水平，并评估其对外界干扰的抵抗能力。
3. 噪声抑制测试：该测试方法主要应用于音频和视频设备等需要进行信号处理的硬件设备。
通过注入不同程度的噪声信号，可以评估设备对噪声的抑制能力，以及对正常信号的保真度。
4. 瞬态电磁干扰测试：该测试方法主要应用于评估硬件设备对瞬态电磁干扰的抵抗能力。
通过在设备周围产生突发电磁波，可以观察设备在不同干扰强度下的工作状态，并评估其稳定性和可靠性。
第三部分：测试结果分析与优化噪声与干扰测试的结果分析是测试过程中的关键环节，必须根据具体的测试目的和硬件设备特点进行合理的评估和优化。
以下是几种常见的测试结果分析与优化方法。
1. 信噪比分析：通过测量设备在不同信号强度下的信号与噪声比，可以评估设备的接收能力和信号处理能力，并找出可能的改进方案。
电缆局部放电测量常见干扰及抑制措施分析
本文从电力电缆局部放电测量要求和试验特点分析测量中干扰的来源和途径，分析和阐述各种干扰的抑制措施，共同探讨、研究在测量系统设计、安装和使用过程中抑制测量干扰重要性和必要性。
关键词：电力电缆局部放电测量干扰抑制措施一、前言局部放电测量是挤包绝缘电力电缆产品检验中重要安全项目之一，电缆局部放电是指电缆绝缘中局部缺陷（如毛刺、杂质、气泡或水气等）被击穿引起的电气放电，其放电量可能极小，以10-12库仑(pC)计，但这种微小放电危害极大，若在电缆运行中长期存在，或将引起放电周围绝缘发热老化，导致绝缘性能下降，引发电力安全事故，因此，准确测量电缆局部放电十分必要。
但准确测量除关注检验设备性能及精度外，还应特别关注各种干扰对测量产生的影响。
二、常见干扰来源及途径（一）电缆局部放电测量标准要求及试验特点GB/T1206.2-2008和GB/T1206.3-2008挤包绝缘电力电缆标准要求,被试电缆在1. 73U0(U0为电缆额定电压)下,应无任何由被试电缆产生的超过声明试验灵敏度的可检测到的放电,例行试验声明试验灵敏度应不大于10 pC,型式试验声明试验灵敏度应不大于5 pC。
GB/T3048.12-2007局部放电试验方法标准要求，试验回路包括高压电源、高压电压表、放电量校准器、双脉冲发生器等组成，试验电源应是频率为49~61Hz交流电源，近似正弦波，且峰值与有效值之比应为√2±0.07。
产生试验电压可以是变压器或串联谐振装置。
试验步骤包括试验回路选择和连接、电量校准、施加电压和放电测量等。
从试验设备和标准要求可知,电缆局部放电测量具有如下特点:1、设备庞大,试验室占据空间大,连接环节多。
无论使用变压器式或串联谐振式高压设备,其额定电压输出容量一般都在100kV以上,其调压设备、高压设备、耦合电容器和控制设备等都很庞大,试验时,需将这些设备、试样和局部放电检测仪按试验要求连接一起,可见空间之大,环节之多。
超高频通信系统抗干扰性能测试及故障分析方法
超高频通信系统抗干扰性能测试及故障分析方法随着科技的快速发展与应用，超高频（Ultra High Frequency，UHF）通信系统在现代通信中起着至关重要的作用。
但在实际应用中，由于各种因素的干扰，通信系统的正常运行往往会受到影响。
为了确保超高频通信系统的稳定运行，对其抗干扰性能进行测试并分析故障是非常重要的。
一、超高频通信系统抗干扰性能测试方法1. 干扰源模拟测试：通过引入不同类型的干扰源来模拟实际工作环境中可能遇到的干扰情况。
常见的干扰源包括电磁辐射、电源干扰、多径干扰等。
在测试过程中，需要准确记录下每个干扰源的参数，并进行数据分析与对比，以便评估系统在不同干扰情况下的性能表现。
2. 抗干扰性能指标测试：根据超高频通信系统的特点，制定相应的抗干扰性能指标进行测试。
常见的指标包括接收灵敏度、误码率、信号抑制比等。
通过对这些指标进行测试，可以评估系统在面对干扰时的抵抗能力，并作出相应的优化调整。
3. 天线方向性测试：天线是超高频通信系统的核心部分，它的方向性直接关系到系统的通信质量。
在测试中，通过调整天线方向和位置，观察接收信号的稳定性与强度变化，以评估系统在不同方向情况下的抗干扰能力。
4. 外部干扰场测试：在实际工作环境中，超高频通信系统还会受到一些外部干扰场的影响，比如电力设备、雷电等。
在测试中，可以模拟和测量这些干扰场的电磁场强度，以确定其对通信系统的影响，并提出相应的干扰抑制方案。
二、超高频通信系统故障分析方法1. 数据分析：超高频通信系统中的故障往往会表现为数据传输错误、信号质量下降等问题。
通过对系统传输的各种数据进行详细分析，可以找到故障的源头。
比如在音频数据传输时，可以通过对音频频谱、信噪比、失真率等数据进行分析，定位故障出现的具体位置。
2. 天线和射频部分检测：通信系统的天线和射频部分是系统正常工作的基础，如果出现故障，往往会直接影响信号的接收和传输。
通过检测天线的连接状态、射频功率、信号质量等参数，可以确定是否存在天线或射频部分的故障，并进行维修或更换。
航天器环境试验设备计量测试系统中的电磁干扰及其抑制综述
离较远时， 信号传输线要采用屏蔽导线 ， 并且屏蔽层 要 接地 ， 以防止外 界干 扰 。频率 低 于 １ＭＨ 时 ， 蔽 ｚ 屏
层应 一端接地 ， 以防止 电流在屏蔽层 流通造 成对信 号 的干扰 ， 同时还可 避免 屏蔽 层 与地 形 成环 路 ， 而 可 从 防止 磁场干扰 。在多芯 电缆 中 ， 屏蔽层 可 以在 不 同点
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２０ ０ ７年 ４月
宇航 计测技 术
Ｊｕ ｎ ｌｏ ｔ ｎ ｕｉ ｔ ｌｇ ｎ ａｕ ｅ ｎ ｏ ｒａ ｆＡｓ ｏ ａ ｔ Ｍｅｒ ｏ ｙ ａ ｄ Ｍｅ ｓ ｒｍｅ ｔ ｒ ｃ ｏ 中 图分 类 号 ：４ ４ Ｖ ４
Ａｐｒ ２０ ７ ．， ０
收 稿 日期 ：０ ６０ －６ ２ ０ －９０
在大 多 数 情 况 下 ， 电 放 电过 程 往 往 会产 生 瞬 静
作者简介 ： 郝慧萍（９ ５一 ， ， 师， １７ ） 女 工程 主要从事 电学计量测试技 术研究。
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宇航 计 测技 术
第２ ７卷
第 ２期
Ｖｏ ． ７， ． １ ２ Ｎｏ ２
文 章 编 号 ：００— ２ ２ ２０ ）０ ０ ５ ０ １０ ７ ０ （０ ７ ２— ０ ５— ３
文献标识码 ： Ａ
航 天 器 环 境 试 验 设 备 计 量 测 试 系统 中的 电磁 干 扰 及 其 抑 制 综 述
郝 慧萍 高 明
Ｅ ｖｒｎ ｅ ｔｅｔ ｇ ｏ ｎｉ ｍ ｎ ， ｈ ｌｃ ｏ ａｎ ｔ ｔｒ ｒｎｅｉ ａ ａ ｚｄａ ｄｔｅａｔａ ｉｇ ｎ ｉ ｍ ｎ ｔ ｉ ．Ｆ ｒａｔａ ｍｉｇ ｔｅｅ ｔ ｍ ｇｅｉ ｉ ｅｆ ｅ ｃ ｓ ｎ ｙｅ ｎ ｈ ｎｉ ｍｍ ｎ ｏ ｓｎ ｊ ｅｒ ｃｎ ｅ ｌ ｊ
显控台发射干扰测试及抑制
64SAFETY & EMC No.6 2019引言随着电磁环境的日渐复杂，电磁干扰信号不仅导致电子设备无法顺利通过电磁兼容测试，甚至无法稳定工作。
因此，降低电子设备的电磁干扰及解决措施的研究成为重要任务之一[1]。
某型显控台广泛应用于海军作战指挥中心，是作战指挥以及传输处理重要数据信息的关键设备之一。
其电磁兼容性能不仅关系到自身的工作稳定性，还会影响整个作战系统以及周边设备的正常运行。
本文结合某型显控台在电磁兼容测试中出现的超标问题及整改经验，总结了典型显控设备电磁兼容发射干扰的抑制方法。
1 电磁兼容发射干扰测试项目1.1 电源线传导发射CE101CE101是GJB 151B-2013《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》中规定的电源线传导发射测试项目。
被测电子设备在通电工作状态下，通过测量电源线上的电流确定发射电平的大小。
大部分的电磁干扰都有一个主传导路径，周围环境的辐射干扰最终在设备输入/输出线上表现为传导模式。
该测试项的主要目的是控制传导发射对船舶电源系统的影响，抑制与电源系统连接的电气负载产生的谐波干扰[2-3]。
从干扰频率来看，低频干扰主要是差模干扰，一般集中在1 MHz 以下；高频干扰主要是共模干扰，一般集中在1 MHz 以上。
CE101测试频段为25 Hz~10 kHz，测试的是基波的谐波发射，超标的干扰信号主要表现为差模干扰。
CE101测试配置如图1，该测试项适用于电子设备的电源线，包括电源回线。
电子设备通电预热并达到稳定工作状态，为保证电子设备不破坏平台电源总线的电源质量（允许的电源失真），电流探测头依据电磁耦合原理采样电源线中的传导发射信号，再将电源线的传导发射信号转换为传导发射电流，通过同轴电缆及电流探显控台发射干扰测试及抑制Test and Suppression of Emission Interference of Display and Control Console中国电子科技集团公司第二十七研究所 李娟 马静 杨晓峰 李乔摘要结合电磁兼容发射干扰检测项CE101和RE102的试验原理、方法，针对某型显控台在电磁兼容测试过程中出现的超标现象，对电源线的传导干扰及显控台辐射发射问题进行了分析、定位。
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干扰。这种干扰对测试系统危害较大， 甚至对具有专 门防干扰的设备， 在半径为 ５ ０ ｍ的范围内， 当频率为 ０ ． １ ５ 一 ０ ． ５ Ｍ Ｈ ｚ 时， 干扰电压最低仍可达 １ ０ ０ ０ 户； 当频
不停跳动。 内燃机点火系统是一个很强的干扰源。这种点火 系统产生强烈的冲击电流， 从而激励附属电路振荡， 并 由点火导线辐射出去。这种干扰的频率分量很高， 在 ２ ０ － － ｌ ０ ０ ０ Ｍ Ｈ ｚ 范围内， 干扰半径可达 ５ ０ 一ｌ ｏ ｏ ｍ的范 围。各种电气开关通 、 断时并不都会产生放电现象， 但
由于通、 断时产生强烈的脉冲电流有非常丰富的频率 分量， 这种干扰能通过开关联线辐射出去。
⑤ 射频干扰 通信设备、 无线电广播、 电视、 雷达等通过天线会
发射强烈的电波， 高频加热设备也会产生射频辐射。 电磁波在测试系统的传输线上以及接收天线上， 会感
位出大小不等的射频信号。有的电磁波在接收天线上 产生的电动势比欲接收的信号电动势大上万倍。这类 干扰的频带有限且可知 ， 选择适当滤波器即可消除。 １ ． ２ 信号通道干扰
图 １ 干扰系统三要素
最常见的电晕放电来自 高压输出线。高压输电线 因绝缘失效会产生间隙脉冲电流， 形成电晕放电。在 输电线垂直方向上的电晕干扰， 其电平随频率升高而 衰减。当频率低于 １ Ｍ Ｈ ｚ 时， 衰减微弱； 当频率高于 １ Ｍ Ｈ ｚ 时， 急剧衰减。因此电 晕放电干扰对高频系统影 响不大， 而对低频系统影响较为严重， 应引起注意。
② 辉光放电 辉光放电即气体放电。当两个接点之间的气体被 电离时， 由于离子碰撞而产生辉光放电， 肉眼可见到蓝 色的辉光。辉光放电所需电压与接点之间的距离、 气 体类型和气压有关。荧光灯、 霓虹灯、 闸流管以及工业
生产中 使用的大型辉光离子氧化炉等， 均是利用这一 原理制造的辉光放电设备。这类设备对测试系统而言
种放电出现在触点通断的瞬间， 如电动机、 电刷同邻近 的整流片反复接通和断开， 形成很宽频率范围的火花 放电干扰。这种干扰波虽被电机金属外壳屏蔽， 但还 会有部分通过窄小的空隙处和引出线辐射出来。尽管 如此， 这种干扰仍具有较大的能量。小型电钻的干扰 电平约为２ ０ 一 ８ ０ ｄ Ｂ （ ２ ０ Ｏ Ｍ ｌ ｆ ｚ 以下） ， 可使邻近电视图像
１ ． ２ ． １ 静电 藕合干扰 摩擦产生的静电作为能源来说是很小的， 但是电
压可达数万伏。带有高电位的人接触测试系统时， 人 体上的电荷会向系统放电， 急剧的放电电流造成噪声 干扰， 能影响测试系统的正常工作。 电路之间的寄生电容使检测系统内某一电路信号 的变化影响其它电路， 形成静电藕合干扰。只要电路 中有尖峰信号和脉冲信号等高频谱的信号存在， 就有 静电藕合干扰存在。因此， 检测系统中的计算机部分 和高频信号模拟电路都是产生静电藕合干扰的直接根
《 自动化仪表》 第２ ６ 卷第 ９ 期 ２ ０ ０ ５ 年， 月
率为２ ． ５ 一 １ ５ ０ Ｍ Ｈ ｚ 时， 也可达２ ０ ０ 尸。
④ 火花放电
电气设备触点处的继续电流将引起火花放电。这
干扰。放大电路的前级与后级间的公共地线阻抗上产 生的是共地干扰电压， 由数字电路产生的于扰电流流 经电源内阻产生的共电源干扰电压。
Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｌ ｉ ｍ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
０ 引言
随着自 动控制的迅速发展， 测试系统已经广泛应 用于科学研究和生产实践的各个领域。由于存在干 扰， 它对测试系统的稳定度和精确度产生直接的影响， 严重时可使测试系统不能正常工作。因此， 系统的设 计、 安装、 制造、 使用方式以及工作环境等各个方面都 需要考虑抗干扰的问题。所以对干扰的研究是测试技 术的重要课题。
产生幅值很高的高频浪涌电压， 对系统形成干扰， 甚至 破坏无线电通信设备。太阳黑子的电磁辐射能量很 强， 可造成无线电通信中断。来自 宇宙的自 然干扰， 只 有高频才能穿过地球外层的电离层， 频率在几十 Ｍ Ｈ ｚ
到２ ０ ０ Ｍ Ｈ ｚ 之间， 电压一般在户 量级， 对低频系统影
响甚微。
１ ． １ ． ２ 放电干扰
测试 系统的干扰及其抑制
李传伟
的 互感电 压为 岭二 ２ （ ｏ Ｍ Ｉ ， ， 此电 压在导线上是串联的。
从式中可知 ｖ ２ 与干扰的频率和互感量成正比。
一 ￣ ￣ Ｍｍ ｅ
一叶￣ Ｍ一一， ，
－ ｚ
图４ 导线的磁藕合
的电阻。通常， 数字系统的入地电流比模拟系统大得 多， 并且有较大的波动噪音。即使 Ｒ ｃ ｎ ， 很小， 数字电路 也会在其两端形成较高电压， 使模拟系统的接地电压 不能为零。图Ｓ ｂ 中模拟电路是测量前置放大器， 数字
８导线分布 ｂ 等效 电路
１ ． ２ ． ２ 共模干扰 共模干扰对检测系统放大电路形成的干扰较大。 如图２ 所示， 检测系统的各种信号电流通过电源内阻 Ｚ ｃ 和公共地线阻抗Ｚ ， ， 都会产生干扰电压， 形成共模
图 ３ 平行导线容性辆合示意图
② 感性（ 磁性） Байду номын сангаас合
当干扰源是以电流形式出现的， 此电流所产生的 磁场通过互感祸合对邻近信号形成干扰。图 ４ 是互感
测试系统的干扰及其抑制 李传伟
测试系统的干扰及其抑制
Ｉ ｎ ｔ ｅ ｆ ｒ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ Ｉ ｔ ｓ Ｅ ｌ ｉ ｍ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
李传伟
（ 山东威海职业技术学院， 威海 ２ ６ ４ ２ ０ ０ ）
由 式（ １ ） ． （ ２ ） ． （ ３ ） 可知， 容性藕合干扰随着藕合电容的
增大而增大。
Ｖ ２＝ｊ Ｗ Ｃ ， ２ Ｒ Ｖ ， （ ３ ）
： 班 Ｃ Ｔ ・ Ｃ Ｇ ： Ｃ ， － ｒ Ｖ Ｉ ｓ ２ Ｖ 丫 ＇ Ｉ Ｉ 事
祸合示意图， 两邻近导线之间存在分布互感 Ｍ， Ｍ二
｝ Ｏ Ｉ Ｉ ， （ 其中， Ｉ ， 是流过导线１ 的电 流， Ｔ 是电流Ｉ ， 产生
图 ２ 共模干扰的形成
的与导线 ２ 交线的磁通） ， 由互感藕合在导线 ２ 上形成
Ａ Ｕ Ｔ Ｏ ＭＡ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｉ Ｎ ｓ ｉ ｋ Ｕ ＭＥ Ｎ Ｔ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｖ ｏ ｌ ． ２ ６ Ｎ ｏ ． ９ Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍ ｂ ｅ ｒ ２ ０ ０ ５
① 电晕放电
１ 干扰因素
干扰形成的全过程是由于干扰源发出的干扰信 号， 经过藕合通道传到感受器上， 构成对整个系统的干 扰。干扰的三个环节， 称之为干扰系统的三要素， 如 图１ 所示。要有效地抑制干扰， 首先要找到干扰的发
源地， 抑制发源地的干扰是抑制整个系统受干扰的积 极措施。当产生了难以避免的干扰时， 削弱通道对干 扰的藕合以及提高感受器的抗干扰能力就成为非常重 要的方法。 Ｉ干 扰 源 日 辐 合 通 道 日 感 受 器 ｝
源。
当Ｒ ＞ ＞ Ｕ ｊ ｏ （ Ｃ １ ２ ＋ Ｃ ２ ） 时， 式（ １ ） 可简化为：
Ｖ ２ ＝Ｃ ， ２ Ｖ Ｉ ／ （ Ｃ １ ２ ＋Ｃ ２ ） （ ２ ） 此时 Ｖ ２ 按电容分压， 这种祸合情况是严重的。
当Ｒ ｃｖ ． ｚ ｏ （ Ｃ １ ２ ＋ Ｃ ２ ） 时， 则 式（ １ ） 可 简 化 为：
系 统的人地电流（ 若为２ Ａ ） 在ｋ ｍ （ 若为０ ． ０ １ ０ ） 上产生
电压 （ ２ ０ ｍ Ｖ ） ， 此电压与测量 电压 Ｖ ｓ 叠加。若 Ｖ ｓ ＝ ｌ ０ ０ ｍ ｖ ， 那么测量精度将会低于 ２ ０ ％ｏ
模拟系统 Ｉ Ｉ 数字系统
１ ． ３ 电源干扰 所产生的干扰主要是从电源和电源引线侵人系 统。情况如下： 当系统与其它经常变动的大负载共用电源时， 会 产生电源噪声。系统一般由工业用电网络供电， 工业 系统中的某些大设备的启动、 停机等， 可能引起电源过 压、 欠压、 浪涌、 下陷及产生尖峰干扰， 这些电压噪声均 会通过电源内阻藕合到检测系统的电路， 给系统造成 极大的危害。 当使用较长的电源引线来进行传输时， 所产生电 压降及感应电势等也会形成噪声。系统所需的直流电 源， 一般均为由电网交流电经滤波、 稳压后提供， 有时 会因某种原因净化不佳， 对系统产生干扰。这种干扰 常给高精度系统带来麻烦， 应引起重视。 １ ． ４ 数字电路引起的干扰 数字集成电路引出的直流电流虽然只有 ｍ Ａ级， 但是当电路处在高速开关时， 就会形成较大的干扰。 例如， Ｔ Ｍ门电路在导通状态下从直流电源引出 Ｓ ｍ Ａ 左右的电流， 截至状态下则为 １ ｍ Ａ ， 在Ｓ ｎ ｓ 的时间内其
中， 导线 １ 和导线２ 是两条平行线， Ｃ ， 和 几分别是各 线对地的分布电容， Ｃ １ ２ 是两线间分布的祸合电容， Ｖ ，
是导线 １ 对地电压， Ｒ是导线 ２ 对地电阻。由图 ３ ｂ 等
效电路可得， 导线 １ 电压通过藕合导线 ２ 上产生的电 压Ｖ ２ 为： 几二 如Ｃ ， ２ Ｒ Ｖ ， ／ 仁 １ ＋ 如（ Ｃ ， ２ ＋Ｃ ２ ） Ｒ ］ （ １ ）
都是干扰源， 频率一般为超高频。如荧光灯干扰 ， 电压 为几十到几千微伏， 甚至可达几十毫伏。 ③ 弧光放电 弧光放电即金属雾放电。最具典型的弧光放电是 金属电焊。弧光放电产生高频振荡， 以电波形式形成
主要存在空间辐射干扰， 检测系统中， 信号通道干 扰、 电源干扰、 数字电路干扰、 地线千扰及系统内部的 其他干扰等。 １ ． １ 空间辐射干扰 １ ． １ ． １ 自 然干扰
摘 要 阐 述了检测系统中的 各类干扰， 并对其产生的原因作了 较详细的分析。针对干扰的特性， 指出了它们的危害范围 及程度， 提 出了检测系统抗干扰的方法和措施。 关键词 测试系统 干扰 抑制