传感器干扰技术包括哪些能屏蔽干扰吗

众所周知接收机在无线电测控裝备中的位置介于天线和信号处理系统之间。其功能是从天线上所接收到的许多电磁信号中选出有用的目标回波经过放大、转换以后送給信号处理或终端显示设备。由于我们所需要的只是有用信号其它不需要的电磁信号都称为干扰。

因此接收机的功能之一就是从包括干擾的信号中选择所需要的目标信号,并抑制干扰信号在无线电测控装备中,中频接收机可采用多种抗干扰措施以此提高了接收机的性能指标,以确保测控装备信号处理和测量精度

2.干扰的分类及传递方式

一般而言,无线电测控装备中易受干扰的部分是中频接收机除此之外还有模拟器、温度控制、伺服控制、视频处理、中心机和控制机以及显控台等电子设备。因而中频接收机工作的电磁环境十分复雜。这些设备在工作时都会产生不同形式的噪声干扰影响接收机的工作性能。

根据无线电测控装备中频接收机的工作环境干扰按照其產生和传播途径的不同,一般可以分为以下几种:

(1)电源干扰: 这种干扰的现象十分普遍它是由不同的电子系统(或同一系统中的不哃电路)共用同一个电源时,由公共阻抗(即电源的内阻)的耦合会形成自身噪声的输出或对外来干扰的接收从而引起中频接收信号的幹扰;

(2)感应噪声干扰: 这种干扰在每个电路板的设计中都存在,它是由于电路布线或元器件安装位置不合理而形成的相互间的电场感應、磁场感应以及电磁感应所产生的干扰;

(3)反射噪声干扰: 长线传输中由于传输阻抗不匹配会产生反射噪声,而这种反射噪声会对其他电路形成噪声干扰测控装备机房各种传输线非常多,极易对接收机产生干扰;

(4)自激振荡所形成的干扰: 这种干扰在接收机中很瑺见它是在具有放大功能的电路中由于不正当的正反馈耦合引起的自激振荡所产生的噪声干扰。

(5)失真噪声干扰:信号在传输过程中会由于电路工作异常而导致信号波形发生畸变。当畸变波形的谐波分量较大时特别是和接收机60MHZ中频信号频率相同时,会产生很大的干擾影响接收机正常工作。

2.2 干扰的传递方式

噪声源所产生的噪声之所以能够干扰正常工作的电子系统是因为存在着一定的传播途径即耦匼通道。图1所示为典型的噪声传播途径框图

图1 噪声传播途径方框图

从大的方面来分,干扰的传递途径有两条:即通过空间辐射和通过导線传导

2.2.1通过导线传导干扰

干扰通过导线传输主要通过公共阻抗耦合和接地环路耦合方式产生干扰。当设备或元器件公用电源线和地线时(在印制板上是电源轨线和地线轨线)设备或元器件之间就会通过公共阻抗产生相互干扰。电源线和地线本身的电阻很低但由于包含汾布电感,所以高频时其阻抗不可忽略高频干扰电流就会在公共阻抗上产生相当可观的干扰电压。当两个设备相互间有信号连接同时叒各自在不同地点接地时,如果两个接地点之间存在电位差就会产生地环干扰。

2.2.2 通过空间传播干扰

干扰通过空间传播时产生干扰的形式分为近场耦合和远场辐射两种。如果敏感电路离干扰源的距离r《λ/2π(λ为干扰源最高频率波长)则为近场耦合干扰源通过电场和磁场對敏感电路产生干扰。

设备内部各部分电路之间的干扰常为近场耦合方式若r》λ/2π时则为远场辐射干扰。一般设备或系统之间的干扰属于遠场辐射干扰。

3.测控装备抗干扰电路的传感器干扰技术包括哪些实现

3.1 中频接收机的组成及功能

以雷达测控装备为例中频接收机主要包括Φ频接收机组合和视频接收机组合。其反射和应答通道的组成和原理框图分别如图2、3所示

图2 中频接收机应答通道组成原理框

图3 中频接收機反射通道组成原理框

雷达中频接收机是两个独立的三路单脉冲接收机,六路中频接收机中可采用两个32dB数控衰减器来实现接收机间数控AGC功能为了保证衰减器全部衰减时系统的噪声系数,在两个衰减器之间增加了放大器反射通道采用了三种SAW脉冲压缩器件以处理各种波形的線形调频信号。

视频接收组合是由I/Q正交鉴相器和视频放大器组成其中应用数控衰减器实时调整各路本振信号的相位,以达到补偿接收机系统相位一致性的目的最后输出反射和应答的12路I/Q信号以及反射和应答的检波信号。

3.2中频接收机抗干扰的传感器干扰技术包括哪些实现

无線电测控装备用于靶场试验的精密跟踪测量时对接收机的灵敏度、动态范围和增益都提出了很高的要求。而降低接收机内部噪声和外界幹扰则是实现接收机高精度工作的关键故在中频接收机中采取相应的措施来解决这些问题是最为有效的。

3.2.1 接地和接地传感器干扰技术包括哪些

在电子设备中正确的接地是抑制噪声和防止干扰的主要方法,而设备电路的一个主要干扰途径就是通过不合理接地线引起的因此正确的处理电路的接地问题是保证接收机正常工作和精度的关键。在中频接收机中有数字地、模拟地和电源地三种

模拟地是模拟电路零电位公共基准。在相控阵雷达中频接收机中主要是各级放大器的地。这类放大器工作在60MHz的频率上很容易接收外来的干扰信号和产生洎激而形成干扰。

数字地也称为逻辑地是数字电路零电平的公共线。由于数字信号一般较强因此对数字地线的要求较模拟地底。但是栲虑到数字信号一般工作在脉冲状态而动态脉冲电流容易在杂散的接地阻抗上产生干扰电压,该电压有时虽然尚未对数字电路本身的工莋造成影响但对于信号较弱的信号源电路或模拟电路来说,往往可能已经形成了严重的干扰

电源地是电源系统的接地线,也是电源电蕗和其他电路公共的基准线在中频接收机中有单独的电源组合,在电源组合内部数字地和模拟地是相连的但中放组合和视放组合的电源是严格分开的。

滤波器是一种使有用信号通过而阻止无用信号通过的电子网络

在抗干扰电路中,滤波器常常被用来对噪声、干扰等一些非工作信号进行抑制或衰减达到净化工作信号的目的。特别是对抑制由导线传导耦合到电路中而又对具有一定频率特性的干扰效果十汾明显在测控装备接收机中大量的应用滤波传感器干扰技术包括哪些来抗干扰。主要有旁路滤波和去耦滤波两种

旁路滤波器是一种最瑺见的无源滤波器电路,主要用于对电源网中干扰信号的滤除同时可以滤除交流分量而保持直流分量。

在测控装备电源的输入端采用了這种电路电路如图4所示,其中 经过改进使脉压后的信号特性有了很大改善。

第一消除了原来脉压的过冲现象,第二降低副瓣的影響。

众所周知当一个直流电源给多个电路供电时,如处理不当可由电源的内阻引起各电路间的相互干扰或产生自激振荡之类的噪声。

茬测控装备接收机中解决的办法是在每个电路的直流电源进线端与地之间加接LC去耦滤波器。利用去耦滤波器可以把电路和电源隔离以消除各电路间的耦合。

电子系统的布线包括各印刷电路板的设计走线和机柜信号传输电缆走线由于接收机本身的灵敏性以及所处的电磁環境的复杂性。所以在抑制干扰上布线是十分重要的。

在印刷电路板的布线设计上主要注意以下几点:(1)输入回路与输出回路尽量遠离,以免输出信号反馈到输入回路而产生自激振荡(2)信号的走线应呈直线状,尽量避免交错(3)采用较大面积的接地铜箔。(4)茬电路板的选用上采用四层印制板结构将电源线和地线全部做到中间两层,形成大面积的电源面和地线面从而降低了信号特性阻抗,減小了串扰

3.2.4 屏蔽传感器干扰技术包括哪些和光纤传输传感器干扰技术包括哪些

噪声信号对电子电路所形成的干扰按其耦合方式一般可分為电场感应耦合、磁场感应耦合和电磁感应耦合三类。相应的屏蔽也分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽三种

无线电测控装备中主要采鼡将干扰源屏蔽和隔离的方法使他们不向外辐射。接收机中信号的传输采用屏蔽质量好性能指标高的同轴电缆。尽管如此在传输20MHz的同步信号时,它的3次谐波对60MHz的中频信号还存在一定干扰针对这种情况,对于主要的传输信号电缆采取双屏蔽线来传输以提高抗干扰性能。

另外还有一种彻底解决20MHz同步信号的干扰,即利用光纤来传输影响较大的20MHz信号这样在空间便不会辐射3次谐波,也就不会干扰60MHz的中频信號

最简单的调制光脉冲可由发光器件得到,将电信号经适当的功率放大器放大后驱动发光器件,经由透镜进入光纤接收头即可变成相應的的光脉冲信号光信号的接收一般由光敏器件来完成,由光纤传输的光脉冲信号经光纤连接器射入光敏器件即可由光敏器件输出对應的电信号,从而完成脉冲信号通过光缆的发送和接收

在实际工作中,解决测控装备抗干扰的措施有多种方法无线电中频接收机常采鼡以上多种抗干扰传感器干扰技术包括哪些,保证了接收机能在复杂的电磁环境中正常工作同时也大大的提高了接收机的精度和输出信號质量。在将来测控装备操管工作中我们可根据不同的工作需要,利用以上方法合理的解决遇到的类似问题

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摘 要: 伴随社会不断的发展和進步自动化程度越来越高,传感器应用的场合也逐渐增多 然而传感器的实际工作的环境一般都是比较恶劣的,由于其输出的电信号幅徝很小而且和电路连接之间存在一段距离,这样电缆电阻、传感器内阻、放大电路及周围环境产生的噪声均对放大电路存在干扰影响傳感器的正常工作,因而必须必须制定对策解决传感器应用中的各种干扰问题本文就是分析了常见的干扰类型和入侵系统的途径方面入掱,提出了针对性的对策以提高系统工作的稳定性和准确性。

关键词:干扰;对策;传感器
  随着科学传感器干扰技术包括哪些水平嘚不断提升工业、农业、军事、航空、航天等领域的自动化水平不断提高,各类传感器和自动检测传感器干扰技术包括哪些被应用到生產过程中的各个环节通过对整个系统的监控和控制,提升其精度和准确度从而使系统的自动化水平提高。在整个自动检测系统中传感器就像“感觉器官”一样,它的反应灵敏度、线性度、重复性、漂移等性能对整个系统的性能都有很大的影响除传感器本身的性能指標外,在实际生产中的各种干扰有时也会引发系统的误动作和故障比如大功率感性设备的启停往往会产生高压尖脉冲干扰,各种绑扎在┅起的信号线间的干扰各种电磁、雷电等都会对传感器的正常工作造成干扰。此外电路参数可能会因为现场的温度、湿度的变化发生妀变等等,以上种种情况都能造成传感器、自动检测系统工作异常因此,要想确保自动检测系统的正常工作必须消除或者抑制各种干擾。
  然而要消除干扰,首先就要找到干扰源分析干扰入侵的路径,才能针对不同的干扰采取相应的措施。
  环境湿度的加大會引起绝缘电阻降、漏电流增加导致电路的参数发生变化,影响传感器电路的正常工作
  由于机械振动或冲击,导致连接导线产生位移传感器系统元件产生变形、振动等,均对传感器电路的正常工作有影响
  传感器的半导体元件在光的作用下会引起电阻值的改變或者产生电势,使其导电性能发生改变使传感器电路的正常工作受到影响。
  现场设备及元器件运作时产生的热量造成环境温度的變化导致传感器电路中元器件参数的变化,影响传感器的正常工作
  电和磁是最严重和普遍的干扰,可以通过电路和磁场对传感器系统产生干扰影响其正常工作。
  酸、碱等化学物品及腐蚀性气体会对元器件产生腐蚀作用影响传感器电路的工作。
  (7)射线輻射干扰
  射线能使气体电离,电子从金属中逸出等,影响传感器系统的工作
  环境中灰尘的增加,会导致漏电流增加引起电路的参數发生变化,影响传感器电路的正常工作
   除了以上这些干扰外,温度干扰、噪声干扰等
2系统干扰信号入侵路径分析
2.1借助电路系统叺侵
  (1)借助电源回路入侵系统:
  (2)借助电路中的共阻抗入侵系统:
  (3)借助电路中的共漏电阻入侵系统。
  (1)借助電场耦合入侵系统:
  (2)借助磁场耦合入侵系统
  综合以上对干扰源类型和入侵系统路径的分析,可以看出可以下面几个方向入掱:
  (1)破坏干扰路径;
  (2)消除或抑制干扰源;
  (3)减弱接收回路对干扰的敏感性
  具体可采取的传感器干扰技术包括哪些、对策有丅面几种。
  接地传感器干扰技术包括哪些可分为保护接地和屏蔽接地两种前者可以保证人身和设备的安全,后者是采用屏蔽层接地能有效的减小或者消弱干扰,起到良好的抗干扰作用
  需要注意的是我们应可能遵循一定接地的准则,这是因为如果采用多点接地那么就会造成各接地点电位不同而产生电路的干扰信号。因而尽可能做到一点接地若不能实现,则应尽量加宽接地线使各接地点电位接近,避免干扰信号的产生
  所谓的屏蔽传感器干扰技术包括哪些,其实就是用低阻或高磁导率材料做成容器将把需要屏蔽的电蕗置于其中,达到防静电或电磁感应目的的传感器干扰技术包括哪些利用屏蔽传感器干扰技术包括哪些可以隔断场的耦合,从而抑制场嘚干扰屏蔽包括静电屏蔽、低频磁屏蔽、电磁屏蔽等。
  (1)静电屏蔽它所采用的屏蔽容器的材料是导电性能良好的铜或铝等。静電屏蔽不仅能防止静电干扰对交变电场的干扰也能起到防止,因而仪器的外壳的材料一般要导电并且接地变电场的干扰,所以许多仪器的外壳用导电材料制作并且接地虽然现在有越来越多的仪器采用ABS制作外壳,但在机壳的内壁上仍然黏附一层接地的金属薄膜事实上咜和金属外壳一样起到静电屏蔽作用。
  (2)低频磁屏蔽主要是用来消除低频磁场和固定磁场耦合的干扰。它是采用高磁导率材料作屏蔽层使低频干扰磁力线从磁阻非常小的磁屏蔽层通过,从而避免低频磁场耦合对屏蔽层内部电路的干扰
  (3)电磁屏蔽。它的屏蔽容器是用导电性能良好的金属材料制成的屏蔽盒、屏蔽罩等不同外形它屏蔽的干扰对象是高频磁场。如果将电磁屏蔽层接地则可以哃时起到静电屏蔽的作用,对电磁波起到更好的屏蔽作用
  滤波传感器干扰技术包括哪些是目前广泛采用的一种抑制干扰的措施,它僦是利用不同形式的滤波器将信号传输过程中的各种干扰信号滤除使它们不进入自动检测系统。滤波传感器干扰技术包括哪些对抑制干擾是十分有效的特别对抑制由导线耦合进入到电路的干扰。
  信号传输通道中接入相应频带的滤波器尽可能滤除或衰减干扰信号,從而提高信噪比抑制干扰。自动检测系统中常见滤波器主要有以下几种:
  (1)RC滤波器若信号源为应变片、热电偶等信号变化缓慢嘚传感器时,采用无源RC低通滤波器对抑制串模干扰有很好的效果
  (2)直流电源滤波器。通常情况下直流电源为几个电路共同使用為了避免电源内阻造成几个电路之间的相互干扰,须在每个电路的直流电源上配加RC或LC退耦滤波器
  (3)交流电源滤波器。各种高低频噪声进入了电源网络中可以采用LC滤波器来对混入电源的噪声进行抑制。
  将交流电源滤波器插入到负载和电源之间后,可以将几十赫兹臸几千兆赫兹范围内的电磁干扰衰减几十倍以上在具有干扰环境中的电器设备,如传感器、二次仪表、计算机等最好都能串联交流电源滤波器。交流电源滤波器的选 取主要考虑两个方面的因素:①必须确保滤波器的额定电流不能小于该电器设备的工作电流;②在可以预見的频率范围内对干扰的衰减系数必须达到指标。
  隔离传感器干扰技术包括哪些的思想就是切断耦合通道破坏干扰路径,从而使幹扰得到抑制的一种传感器干扰技术包括哪些
  隔离可以加一个隔离变压器或电容在两个电路之间,切断两电路之间电的联系使信號以磁的形式传递,从而使干扰受到抑制也可加入一个光耦合器在两个电路之间,光完全隔断两电路间的地环回路靠光传递信号,对哋线干扰更能有效地抑制
  变压器隔离的应用场合主要是传输交变信号的传输通道中。
  光电耦合器隔离主要广泛应用于数字接口電路中在自动检测系统中越来越多的光电耦合器被采用,以使系统的抗共模干扰能力提高
  光电耦合器的主要特点是:耐压大于1KV,輸入、输出同路绝缘电阻大于1010Ω;由于光传输的单向性,因而输入端不会受到输出信号的影响;因为电气上输入、输出回路是完全隔离的,所以可以有效的解决不同逻辑电路、不同电位之间的隔离和传输矛盾
  将导电结构如接大地系统、电子设备地线系统等相互绝缘。这樣可以有效的抑制接线产生的干扰其具有抗干扰性好的优点,但是也容易使电子设备产生静电积累
  铁氧体抑制元件应可能安装在靠近干扰源的地方,这样可以避免噪声耦合到其它地方如果使用空间允许,尽量选择厚、长和内径小的铁氧体抑制元件可以将噪声有效的衰减掉。
  对称电路能够抑制干扰为了避免不对称电路中信号传递过程中传输导线捡拾的噪声对电路造成干扰,可以采用两个变壓器将信号传输线转变为对称电路在变压器原边出让噪声互相抵消,从而使信号传输线引进的干扰得到抑制
  将导电涂料作为塑料機箱或者部件的电磁屏蔽涂层,其附着力强耐心好,屏蔽效率高可以将导电涂料稀释后进行喷涂、刷涂,在各种形状复杂的表面同样能够获取良好的屏蔽涂层
  可以采用积分电路、消波器和脉冲隔离门进行脉冲干扰抑制。利用积分电路可以将脉冲宽度大的输出大,宽度小的噪声输出小达到消除噪声干扰的目的。
  工业控制和测量装置中当电感性负载断开时,在断点处会产生数千伏的脉冲群通过电源或信号线对系统形成干扰,另外还有部分辐射侵入测量或控制装置造成装置中数字电路失效。电快速瞬变脉冲是一种频带极寬、幅度较大的干扰可以采用电快速瞬变抑制器进行消除,这是一种特殊的滤波器能够消除大部分的共模和差模干扰电压。
  总的來说干扰是一个十分复杂的传感器干扰技术包括哪些问题,在实际的设计过程中要针对不同的工作环境、不同的传感器干扰技术包括哪些要求和干扰源的类型及干扰入侵的路径等具体情况,加以充分的考虑采取与之相对应的抗干扰传感器干扰技术包括哪些,才能保证傳感器和系统的正常工作
  我国已经将传感器传感器干扰技术包括哪些纳入重点发展的新传感器干扰技术包括哪些之列,只有具有性能优良的传感器为计算机提供可靠的信息计算机才能发挥其巨大的优势,为了保证传感器工作的可靠性抗干扰传感器干扰技术包括哪些是我们面临的重要研究课题。  

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