電磁干擾抑制措施

干擾信號之所以能對電測裝置發(fā)生影響，它必須具備三個(gè)條件：一是要有干擾源產(chǎn)生干擾信號；二是要有對干擾信號敏感的接收電路；三是要有干擾源到接收電路之間的耦合通道。這三個(gè)因素缺一就不能形成對電測裝置的干擾。在解決干擾問(wèn)題時(shí)，首先要搞清楚干擾源、接收電路的性能，以及干擾源與接收電路之間的耦合方式，才能釆取相應措施，抑制干擾的影響。

針對上述分析，抑制干擾的原則是：

(1)消除或抑制干擾源。如電力線(xiàn)與信號線(xiàn)隔離或遠離。

(2)破壞干擾途徑。對于以“路"的形式侵入的干擾，從儀表本身采取措施，如釆用隔離變壓器、光電耦合器等切斷某些干擾途徑；對于以“場(chǎng)"的形式侵人的干擾，通常釆用屏蔽措施。

(3)削弱接受電路（被干擾對象）對干擾的敏感性。如髙輸入阻抗的電路比低輸入阻抗的電路易受干擾，模擬電路比數字電路的抗干擾能力差等。

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對安裝來(lái)說(shuō)，抑制干擾源對其他回路的干擾是zui有效的措施，但有時(shí)由于條件限制或費用過(guò)高等原因，很難得到實(shí)現。這樣，就應對受干擾的弱電信號回路和電子控制裝置采取防護措施，以增強其抗干擾能力。下面從安裝角度，介紹一些常用的抑制干擾技術(shù)。

1.物理性隔離

增大電子控制裝置、信號導線(xiàn)與干擾源、動(dòng)力導線(xiàn)之間的距離是降低噪聲的有效措施。 但由于設備組裝、布線(xiàn)空間等條件的限制，只能是盡量去做。

弱電信號導線(xiàn)應避免和強電導線(xiàn)相互平行敷設，更不得捆扎在同一個(gè)線(xiàn)束中，或使用同一根電纜。

同一個(gè)信號回路的兩根導線(xiàn)，需敷設在同一根電纜之中。弱電信號回路不應與強電系統共用接地線(xiàn)。弱電信號回路的公用地線(xiàn)應與同一個(gè)測量回路的另一根導線(xiàn)一起敷設，不 得借用大地作為信號傳送導體。

對于各種不同性能的元件和導線(xiàn)，應按其不同電平、功率、產(chǎn)生噪聲的大小、抗干擾能力的大小，進(jìn)行分類(lèi)。同類(lèi)型的元件和導線(xiàn)應集中在一起，各自使用的端子箱、端 子排，力求與其他類(lèi)型的元件和導線(xiàn)保持一定的距離，作物理性隔離。

2.平衡

利用電路上的平衡關(guān)系，讓兩根傳輸同一信號的導線(xiàn)具有相同的干擾電壓，可使干擾電壓在這兩根導線(xiàn)的負載上自行抵消。用這種方法，能較有效地抑制外電路的電磁干擾。雙 絞線(xiàn)是平衡電路的一種形式，這是由于雙絞線(xiàn)本身就是一個(gè)平衡結構的緣故。

3.屏蔽

屏蔽就是用金屬物（屏蔽體）把電力線(xiàn)或磁力線(xiàn)的影響限定在某個(gè)范圍內，或阻止電力線(xiàn)或磁力線(xiàn)進(jìn)入某個(gè)范圍，把外界干 擾與測量裝置隔開(kāi)，使測量信號不受外界電磁場(chǎng)的影響。常見(jiàn)的屏蔽方式有下列幾種：

(1)靜電屏蔽：如圖10-7(a)所示，若導體A帶正電，則導體B受其影響，左側帶負電，右側帶正電。將導體A外面包一 層良導體屏蔽層C (如圖10-7，b)，屏蔽不接地，對B來(lái)說(shuō)結果 與圖（a)相同。若屏蔽層接地（如圖10-7，c)，其外側正電荷 將被導入大地，C的外表面不帶電，導體B也就不受A的影響。 這種遮蔽靜電感應影響的作用稱(chēng)靜電屏蔽，也就是遮斷從帶電體 伸出的電力線(xiàn)。此種屏蔽層對磁場(chǎng)的屏蔽效果仍很差。由于導體A與屏蔽罩之間形成了電容，又因電容的一極接地而形成靜電 屏蔽，必然會(huì )產(chǎn)生地電流。若A是通過(guò)高頻電流的導體，加以屏蔽后雖然防止了對周?chē)挠绊?，但不能清除通過(guò)與地之間的寄生 電容而產(chǎn)生的電流。

(2)磁屏蔽：使用高導磁系數的材料（如坡莫合金）做成屏蔽層，把產(chǎn)生干擾的部分（或易受干擾部分）包起來(lái)，如圖10-

8所示，這時(shí)，磁力線(xiàn)通過(guò)磁阻小的屏蔽層內部自行封閉。

通常為了使信號電纜不受外界磁場(chǎng)的干擾，比較經(jīng)濟的方法是將信號電纜敷設在鐵制的槽盒內（槽盒接地），由于槽盒的磁阻 較小，外部磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)主要在槽盒鐵件中通過(guò)，不至于切割信號電纜，所以也就大大減小了外磁場(chǎng)的干擾。同樣，把熱電偶的 補償導線(xiàn)絞合起來(lái)穿入鐵管中，也是這個(gè)道理。

(3)屏蔽線(xiàn)和屏蔽電纜：儀表之間的連接線(xiàn)及測量導線(xiàn)中如

果有高頻電流流過(guò)，則會(huì )造成電磁輻射，干擾其他電路；反之，小信號工作的電路，其輸入導線(xiàn)一般較長(cháng)，若接收了外界電磁輻射的干擾，對工作影響則很大，所以導線(xiàn)應當屏蔽。

在使用屏蔽線(xiàn)和屏蔽電纜時(shí)，必須注意屏蔽層外皮上都不能流過(guò)電流，與地不能構成回路。因此，屏蔽層采用“一點(diǎn)接地"原則，而且屏蔽層外還要有絕緣層，不能釆用裸屏蔽，以防止屏蔽層與其他金屬導體或結構接觸時(shí)形成通路，造成地電流和地電壓的干擾。對于雙絞線(xiàn)，則在各個(gè)雙絞線(xiàn)外層分別有屏蔽層，以防止雙絞線(xiàn)之間產(chǎn)生感應干擾，而各個(gè)彼此絕緣，zui后再加總屏蔽層和總絕緣層。

4.正確和良好的接地

接地就是要與地保持同電位。它起源于強電技術(shù)，因為高電壓大電流對人身安全有威脅，這時(shí)的接地就是所謂的保護接地。對電測裝置來(lái)說(shuō)，接地有新的含義?！暗?指的是基準電位點(diǎn)，接地就是使與基準電位的各點(diǎn)連接。所以電測裝置的接地，一方面是輸入、輸出信號有公共零電位，使得各級電信號間有一個(gè)基準電位作參考；另一方面也是屏蔽體接 至基準零電位以抑制干擾的需要。

地電位十分復雜，大地本身各點(diǎn)電位經(jīng)常是不相同的，即使對某電子設備或測試系統的接地母線(xiàn)、接地排或具體的接地走線(xiàn)，由于各種接地電流的流通，也會(huì )使同一接地系統上各點(diǎn)電位不一致而引進(jìn)干擾。為了盡量削弱干擾，采取“一點(diǎn)接地"的原則，且接地電 阻值要小并穩定。

計算機監控系統的接地，若制造廠(chǎng)無(wú)特殊規定，一般可與電氣接地網(wǎng)連接。在機房?jì)仍O600mmX200mmX20mm銅板作為計算機系統地線(xiàn)匯集板（如圖10-9所示），該匯集板即為計算機系統參考零電位。計算機系統的各種接地線(xiàn)應采用有絕緣護套的導線(xiàn)或電纜牢固地接到地線(xiàn)匯集板上。地線(xiàn)匯集板和地網(wǎng)接地極之間采用兩根截面不小于25mm2、帶絕緣護套的銅導線(xiàn)或電纜連接，保證計算機系統一點(diǎn)接地。

屏蔽線(xiàn)或屏蔽電纜的屏蔽層接地點(diǎn)選擇，應視信號源和接收端是否接地而異。圖10-10 (a)表示一個(gè)不接地的信號源Wl和一個(gè)接地的放大器連接時(shí)，屏蔽層的正確接法。其中，Q、 C3為屏蔽層與信號線(xiàn)之間的等效集總電容，C2為兩信號線(xiàn)之間的等效集總電容。這里，放大器A的公共接地端為2。如該接地端是真正的零電位，為零，但有時(shí)此點(diǎn)并不是真正的零電位，而是有一個(gè)數值為WC1的對地電位差。是大地兩點(diǎn)之間的電位差。將屏蔽層 接到放大器的2處，此時(shí)的等效電路如圖10-10 (b)?？梢钥闯?，Wci、％2都不會(huì )干擾放大 器的輸入（1、2之間）信號?？梢?jiàn)，當一個(gè)不接地的信號源和一個(gè)有公共接地點(diǎn)的放大器連接時(shí)，輸入端的屏蔽層應接到放大器的公共接地端。同理，當一個(gè)接地的信號源和一個(gè)不接地的放大器連接時(shí)，即使信號源接的不是大地，而是對地有一個(gè)數值為〃的電位差，此時(shí)，輸入端的屏蔽層應接到信號源的接地端。圖10-11是它們的實(shí)際線(xiàn)路和等效電

路。

隨著(zhù)機組容量增大和計算機監控系統采用屏蔽電纜的增多，屏蔽層正確接地已成為抗干擾的重要環(huán)節。因此，屏蔽層的接地應視同電纜心線(xiàn)接線(xiàn)一樣，均應有明確的標號，并接在接線(xiàn)端子上或設端子排。圖10-12和圖10-13為信號源接地和不接地時(shí)，屏蔽層接

地的常見(jiàn)的幾種連接方法。對于心線(xiàn)帶屏蔽或對絞屏蔽且有總屏蔽的電纜，每個(gè)分屏蔽與總屏蔽接在一起后再接地（圖中未表示）。

5.浮接

浮接又稱(chēng)“浮置"或“浮空"，它是指把儀器的信號放大器的公共線(xiàn)不接外殼，也不接地的抗干擾措施。例如，在300m長(cháng)的同一平面上，排列著(zhù)三根導線(xiàn)，如圖10-14所示，在A(yíng)線(xiàn)上對地加100V的電壓，用另外兩根導線(xiàn)B、C作為信號線(xiàn)，并用3kn電阻于一端短接， 在另一端測得感應電壓Ub。。如圖10-14所示，（a)圖為浮接狀態(tài)，具有zui小的感應電壓。因此，若制造廠(chǎng)要求某些控制裝置和電子計算機等機柜不與電氣接地網(wǎng)連接時(shí)，其外殼應與底座絕緣（即浮空）。