电子电路的抗干扰技术.pptx

3）
信号源地线是传感器本身的零电位基准公共线。 传感器可看做是测量装置的信号源。通常传感器安装 在生产现场，而显示、记录等测量装置则安装在离现 场有一定距离的控制室内， 在接地要求上二者不同。
4）
负载的电流一般较前级信号大得多，负载地线上 的电流在地线中产生的干扰作用也大，因此负载地线 和放大器的信号地线也有不同的要求。有时二者在电 气上是相互绝缘的，它们之间通过磁耦合或光耦合传 输信号。
3.5.4
平衡电路又称为对称电路。它是指双线电路中的 两根导线与连接到这两根导线的所有电路对地或对其 他导线电路结构对称，对应阻抗相等。例如，电桥和 差分放大器就属于平衡电路。 采用平衡电路可以使对 称电路结构所拾捡的噪声相等，并可以在负载上自行 抵消。
图3-17 最简单的平衡电路
图3-17所示电路是最简单的平衡电路。UN1、
图3-14 (a) 一点接地的串联方式； (b) 一点接地的并联方式
当各级电平相差不大时，这种接地方式还勉强可 以使用。如果各电路的电平相差很大时，就不能使 用。因为高电平电路将会产生较大的地电流并干扰 到低电平电路。
这种利用一段公用地线多级接地方式的优点是布 线简便，因此常应用在级数不多，各级电平相差不 大以及抗干扰能力较强的数字电路。在使用这种接 地方式时还应注意把低电平的电路放在距接地点最 近的地方，因为该点最接近于地电位。
在电子测量系统中，上述四种地线应分别设置。 在电位需要连通时，可选择合适位置做一点相连，以 消除各地线之间的干扰。
3.
1） 单级放大电路的一点接地
如图3-13（a）所示，单级选频放大器的原理电路 上有7个线端需要接地。如果只从原理图的要求进行接 线，则这7个线端可以接在接地母线任意不同位置。这 样，不同接地点间的电位差就有可能成为这级电路的 干扰信号。因此，应采用图3-13（b）所示的一点接地 方式。
第三讲 电子电路的抗干扰技术(二)
3.5 屏蔽、接地、浮置与其他干扰抑制技术 3.6 电源变压器与工频干扰 3.7 通过布线减小干扰 3.8 软件抗干扰技术 思考与练习题
3.5.2
1.
在电子测量系统中，地的含义包括两种。一是代 表一个系统或一个电路的等电位参考点，接地的目的 是为系统或电路的各部分提供一个稳定的基准电位， 并以低的阻抗为信号电流回流到信号源提供通路。这 种地又称为信号地。显然，没有信号地， 系统或电路 是无法工作的。二是指地球的大地。系统或电路的某 些部分需要与该地连接，接地的目的是为电气设备提 供一个保护接地，或者是满足静电屏蔽的需要。
图3-18 (a) 不平衡系统； (b) 平衡传输系统
3.5.5
1. RC
当信号源为热电偶、应变片等信号变化缓慢的传 感器时， 利用小体积、低成本的无源RC低通滤波器 将对串模干扰有较好的抑制效果。对称的RC低通滤波 器电路如图3-19所示。
UN2为噪声电压源，Us1、Us2为信号源，两个噪声
源所产生的噪声电流为IN1、IN2，两个信号源产生 的信号电流为Is。由电路原理图可求出在负载上产生 的总电压为
U L I N1RL1 I N2 RL2 I s RL1 RL2
（3-15）
在一个不平衡系统中，电路的信号传输部分可采 用两个变压器而使其变得平衡，其原理如图3-18所示。 因为长导线最易拾捡噪声，所以这种方法对于信号传 输电路在噪声抑制上是很有用的。同时，变压器还能 断开地环路，因此能消除负载与信号源之间由于地电 位差所造成的噪声干扰。
3.5.3
浮置又称浮空、浮接，它指的是电子测量系统的 输入信号放大器公共线(即模拟信号地)不接机壳或大 地。对于被浮置的测量系统， 测量电路与机壳或大地 之间无直流联系。
图3-16 浮置的温度测量系统
图3-16所示的温度测量系统中，其前置放大器通 过三个变压器与外界联系。B1是输出变压器，B2是 反馈变压器，B3是电源变压器。前置放大器的两个输 入端子均不接外壳和屏蔽层， 也不接大地。两层屏蔽 之间互相绝缘，外层屏蔽接大地，内层屏蔽延伸到信 号源处接地。从图中可明显看出，采用浮置后地电位 差所造成的干扰电流大大减小，而且该电流为容性漏 电流。
图3-12 单相三线制配电原理图
2） 信号地线
电子测量系统中的地线除特别说明是接大地的以 外，一般都是指作为电信号的基准电位的信号地线。
信号地线又可分为两种：模拟地和数字地。模拟 地是模拟信号的零电位公共线。因为模拟信号一般较 弱，所以对模拟地要求较高。数字地是数字信号的零 电位公共线。
由于数字信号一般较强，故对数字地要求可低些。 但由于数字信号处于脉冲工作状态，动态脉冲电流在 杂散的接地阻抗上产生的干扰电压， 即使尚未达到 足以影响数字电路正常工作的程度，但对于微弱的模 拟信号来说，往往已成为严重的干扰源。为了避免模 拟地与数字地之间的相互干扰，二者应分别设置。
2.
1） 保护地线
为了安全起见，作为三相四线制电源电网的零线、 电气设备的机壳、底盘以及避雷针等都需要接大地。 对于单相电， 为了保证用电的安全性，也应采用具 有保护接地线的单相三线制配电方式。图3-12是220V
。“火线”上装有熔断丝， 保护地线应与设备外壳相连。当电流超过容限时，熔 断丝切断电源，但不管漏电流大小或熔断丝是否熔断， 用电设备外壳始终保持地电位， 从而保障了人身安全。
图3-13 (a) 多点接地方式； (b)
2） 多级电路的一点接地
图3-14（a）所示的多级电路利用一段公用地线后， 再在一点接地，它虽然避免了多点接地可能产生的干 扰，但是在这段公用地线上却存在着A、B、C三点不 同的对地电位差，其中UA＝(I1+I2+I3)R1，UB＝ UA+(I2+I3)R2 ，UC＝UB +I3R3。
3) 放大器与信号源的接地
图3-15（a）为放大器与信号源的两点接地方式。 其中Us为信号源电压，Rs为信号源内阻，Rc为引线电 阻。对于微弱信号的放大电路，信号源地与放大器地 之间存在着地电阻RG，当某种干扰电流流过此电阻时， 就会形成共模干扰UG。其等效电路如图3-15（b）所 示。
图3-15 (a) 放大器与信号源两点接地； (b) 两点接地等效电路； (c) 一点接地等效电路