测试系统的抗干扰技术

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线路板布线及元器件排布的原则：
● 元件的安装位置应尽量根据信号的传输顺序排成直线走 向，以防止引起寄生耦合，避免相互干扰或自激振荡。 ● 电磁感应耦合元件应远离输入级，相互之间也应远离。 ● 高输入阻抗放大器输入级的走线应设有屏蔽保护环。 ● 低电平电路中的电源变压器和输入变压器应相互远离， 还需加屏蔽罩。 ● 将有关单元电路分块装配。 ● 弱信号线应远离强信号线和电源线；直流信号线应远离 交流信号线；输入级与可引起寄生耦合的导线严禁平行且 远离；一点接地；信号输入电缆的屏蔽层应选择适当的接 地点。
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9.1.2 差模干扰和共模干扰 1. 差模干扰
差模干扰等效电路
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差模干扰作用示意图
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2. 共模干扰
对称
共模干扰等效电路
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不对称
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9.2 干扰的耦合方式
干扰三要素：干扰源、干扰耦合通道、被干扰对象。 9.2.1 静电耦合（电容性耦合）
en' 1jjCCZi Zi en
若 jCiZ1
则
en ' jCiZ en
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9.2.2 磁场耦合（互感性耦合）
en' Mni
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9.2.3 漏电流耦合 因电路内部元件之间绝缘不理想而使相互之间存
在漏电阻而产生漏电流。
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Zi R Zi
en
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9.2.4 共阻抗耦合
共阻抗耦合干扰的产生是因为两个或两个以上的 电路中存在共同的阻抗。当一个电路的电流在共阻抗 产生电压降时，该电压降就会叠加在其它电路上，成 为它们的干扰电压，干扰电压的大小与干扰源的电流 大小和共阻抗的大小成正比 。
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本章小结
由于多数现代测试系统的主要部分都是电子装置， 因此抗电磁干扰对它们来说就显得非常重要。电磁干扰 可分为外部干扰和内部干扰两类。除采取一定的措施消 除干扰源以外，对外部干扰主要是通过屏蔽等措施阻断 干扰通道来加以抑制，对内部干扰则应根据具体情况通 过在电路上采取不同的措施来加以抑制。设计测试系统 时，应特别注意强电与弱电的隔离、模拟电路与数字电 路的隔离、信号的接地、线路板的布线等问题。除电磁 干扰外，测试系统还可能会受到机械振动、热、杂散光 等非电磁干扰的影响，对此也应采取相应的抑制措施。
● 通过电源内阻的共阻抗耦合干扰 ● 通过公共地线的共阻抗耦合干扰
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9.3 干扰抑制技术
抑制干扰的技术途径 ： ● 消除或抑制干扰源 ● 阻断干扰传输通道 ● 提高被干扰对象的抗干扰能力
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9.3.1 屏蔽技术 1. 静电屏蔽
静电屏蔽可以有效地抑制各种电场干扰。
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2. 电磁屏蔽
利用涡电流产生的反磁场抑制高频电磁场的干扰。
机 械 工 业 出 版 社
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CHINAMACHINEPRESS
学习目标
本章主要学习电磁干扰及其抑制的有关内容。学完 本章后，应了解电子测试系统干扰的类型、主要来源及 耦合方式，在此基础上对抑制干扰的屏蔽技术、接地技 术、浮置技术等措施要有一定的掌握。
学习重点
1. 电磁干扰的耦合方式。 2. 抑制电磁干扰的主要技术措施。
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3. 磁屏蔽
采用高磁导率材料做屏蔽罩可有效抑制低频磁干扰。
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4. 驱动屏蔽
通过等电位驱动抑制因分布电容引起的静电耦合干扰。
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9.3.2 接地技术
1. 一点接地原则 系统的信号地线、交流电源地线和安全保护地线应
连在一起，并通过一公共点接地，否则会因接地点之间 的电位差而产生共模干扰。
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9.1 干扰的类型及来源
干扰和噪声：由某些内部或外部因素产生的叠加在有用 信号之上的无用成分（电压或电流）。
干扰的分类：
■ 按干扰的来源分 ● 外部干扰 ● 内部干扰
■ 按干扰进入测试系统的方式分 ● 差模干扰 ● 共模干扰
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9.1.1 外部干扰和内部干扰 1. 外部源自文库扰 ■ 自然干扰 各种自然现象如闪电、温度等变化产生的干扰。 ■ 人为干扰 主要指各种电气设备运行时所产生的电磁干扰。 2. 内部干扰 测量电路内部各种元器件的噪声所引起的干扰。
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9.3.3 浮置（浮空、浮接）技术
公共地既不接机壳，也不接大地，称为浮置。 浮置可使电路与机壳或大地之间的阻抗明显提高， 从而阻断了干扰电流的通道，大大减小了共模干扰 电流。
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某测温系统中的浮置
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9.3.4 灭弧技术
接通或断开某些电感性负载时，会在电路中产生比正 常电压（电流）高出许多倍的瞬时电压（电流），并在切 断处产生电弧或火花放电，这种瞬时高电压（电流）称为 浪涌电压（电流）。它们会直接对电路器件造成损害，对 测控电路造成极其严重的干扰。
消除或减小这种干扰的方法是在电感性负载上并联各 种吸收浪涌电压（电流）并抑制电弧或火花放电的元器件 （灭弧元件）。
常用的灭弧元件有RC电路、泄流二极管、硅堆整流 器、充气放电管、压敏电阻器、雪崩二极管等。
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9.3.5 其他干扰抑制技术 ■ 使用滤波器抑制高、低频干扰 ，对电源进行去耦滤波 ■ 使用隔离元器件切断共模干扰的电流回路 ■ 采用适当的屏蔽抑制电源产生的工频干扰 ■ 用软件进行数字滤波等数据处理 ■ 设计线路板时要进行合理的布线
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两点接地
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信号源与地隔离的一点接地
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2. 电缆屏蔽层的接地
使用带屏蔽层的电缆传输信号时，应遵守下面 的原则：如果测试系统是一点接地，则电缆的屏蔽 层也应一点接地，即电缆屏蔽层应接至测试系统所 设置的单一接地点上。当信号源的一端为系统的接 地点时，电缆屏蔽层应接至信号源的这一端（公共 端）上；如果系统的接地点设在测量电路的某一点 处，则电缆屏蔽层也应接至该点（公共端）上。