干扰的来源——精选推荐

干扰的来源是多方面的,就计算机监控系统而言,干扰可能来自外部,也可能来自内部.所谓外部干扰，是指与系统结构和参数无关的，由外部环境因素所决定的干扰，而内部干扰则是由系统的结构和制造工艺所决定的干扰。

外部干扰一般来自：电网电压的波动，大型用电设备（天车、电炉、大电机、电焊机）的启停，高压设备和电磁开关的电磁辐射，通信设备发出的电磁波以及传输电缆的共模干扰等。除此之外，太阳和其他天体辐射的电磁波、雷电，甚至气温、湿度等气象条件也会造成干扰。

内部干扰则主要来自：分布电容、分布电感引起的耦合感应，长线传输的波反射，多点接地造成的电位差引起的干扰，寄生振荡引起的干扰以及电子元件内部的热噪声等。 按干扰耦合的形式分类

(1) 静电干扰:静电耦合是干扰电场通过电容耦合方式其他

回路中。在控制系统中，互容现象是很普遍的。两根导线之间构成电容。电容为信号的传输提供了一条通路，但也容易造成干扰信号。

(2) 电磁干扰：在任何通电导体周围空间都会产一磁场，而

且电流的变化必然引起磁场的变化，变化的磁场就要在其周围闭合回路中产生感应电动势。在设备内部，线圈或变压器的漏磁会引起干扰：在设备外部，当两根导线

在很长的一段区间架设时，也会产生干扰。

(3) 漏电耦合干扰：漏电耦合又称为电阻性耦合。当相邻的

元件或导线问绝缘电阻降低时，有些信号便通过这个降低了的绝缘电阻耦合到信号传送的输入端而形成干扰。 (4) 共阻抗感应干扰：控制系统的回路之间不可避免地存在

公共阻抗，尽管数值很小，但当流过较大电流时，其作用就像一根天线，将干扰信号引入各回路。 按干扰信号的性质分类

（1） 随机干扰信号：随机干扰信号是无规律的随机性干扰

信号，如突发性脉冲干扰信号，连续性脉冲干扰信号。

（2） 周期干扰信号：属于周期干扰信号的有交流声、啸叫、

汽船声等自激振荡。

进入I/O通道的干扰，按其对I/O通道的作用方式或来源可以主要分为串模干扰、共模干扰和长线传输干扰三类。 （1） 串模干扰

所谓的串模干扰，是指串联于信号源回路的干扰，也就是说，将干扰源视为一个电压源，而该电压源是与信号源串联的。 （2）共模干扰

由于计算机监控系统的现场与控制室的距离往往比较远，从数十米到数百米不等。这样就造成传感器信号源的地与I/O转换装置的地之间有一个电位差，由该电位差而引起的干扰称为共模干扰。

（3）长线传输干扰

由于前面谈到的传感器到A/D转换器的长距离，也会引起一定的干扰。主要表现为：外部电磁场引起的电磁感应，信号传输过程中的延迟、畸变，以及高速变化的信号在长线传输过程中的波反射等。 干扰的抑制 （1） 串模干扰

对串模干扰的抑制是相对最为困难的。因为干扰源直接与信号源串联，只能根据干扰的特性和来源采取相应的对策。 1） 屏蔽

由于串模干扰的相当大的一部分来自外部电磁场产生的电磁感应，因此，通过屏蔽可以达到比较好的效果，应确保屏蔽层接地良好。 2） 滤波

一般来说，被测的信号的变化相对比较缓慢，而干扰信号则变化比较快。因此，可以选择低通滤波器。即使是使用无源滤波器，其效果也是不错的。 3） 使用电流信号

由于电流信号不易受电磁感应信号的干扰，可以使用4 -20mA的电流信号代替电压信号进行传输，在信号进入A/D转换器后，再利用一个250电阻将电流信号转换为1 -5V的

电压信号。

4） 使用数字信号输出

由于数字信号的抗干扰能力强于模拟信号，可以就地将模拟信号的转换为数字信号后再进行输出。这实际上是缩短了I/O通道中的模拟信号传输线路，或者说是将A/D转换器放在监控现场。 5） 其他措施

当I/O接口将模拟信号采集进计算后，可以采用数字滤波的方式，减少干扰信号的影响。对于运动控制系统，为了检测电动机的转速，往往使用测速发电机，这就容易引入50Hz的工频干扰。如果条件允许的话，可以考虑使用脉冲编码器。另外，在进行信号传输线布线时，避免与交流电源线近距离平行布线也是十分重要的。 （2） 共模干扰的抑制 抑制共模干扰的主要措施有：

 隔离法。通过隔离的方法将模拟的地与数字的地进行隔离。常用的隔离方法有光电耦合器隔离和变压器等。

 采用高共模抑制比的输入放大器。 （3） 长线传输干扰的抑制 1） 采用双绞线

通过采用双绞线可以降低电缆的分布电容、分布电感以及

波阻抗，有利于改善传输波形的质量。 2） 终端阻抗匹配

可以在信号传输线的终端加接一个电阻值在50-200的电阻R，用于吸收反射波，此外，对于变化缓慢的信号可以不必考虑。