测控系统干扰成因及其抑制

[摘要]随着现代计算机科学技术的快速发展,各类自动化测试控制系统越来越广泛应用于各类工业生产活动中,它对推动今天高科技的发展进程起着巨大作用。本文简略分析了当今自动化测控系统的发展情况,侧重阐述了测控系统中常见的各类干扰及其干扰源,同时对其产生的原因进行较详细的分析,并针对干扰的特性,分别指出了它们的危害范围、影响程度及相关抑制方案,以便于对各类干扰进行抑制处理,从而提高测控系统精度和准确度。

[关键词]测控系统;干扰;干扰源;抑制

1 什么是测控系统

计算机自动测量和控制(computer Automated Measurement And Control)系统(简称测控系统)是一门新兴技术,它是自动化控制技术、计算机科学、微电子技术和通信技术有机结合、综合发展的产物。测控系统包含的内容十分广泛,它包括各种数据采集和处理系统、自动测量系统、生产过程控制系统、导弹与卫星的检测及发射控制系统等,广泛应用与航空/航天、核科学研究、工厂自动化、实验室自动测量和控制、以及办公自动化、商业自动化、家庭自动化等人类生活的各个领域[1]。

今天,计算机已经大量进入各个工业部门。承担着在生产过程的控制、监督和管理等任务。在工厂的控制室里,操作人员可以通过显示终端对生产过程进行监督和操作,键盘和显示屏幕代替了庞大的控制仪表盘以及大量的开关和按纽,控制室已变的越来越小,只需很少人就能完成对生产过程进行监督和操纵的任务。计算机可以实现复杂的数学分析计算,以便对生产过程实行更有效的控制。管理人员和工程师可以通过计算机测控系统获取大量的有关生产装置工作状态的信息和分析计算的结果,以便及时做出正确的决策,使生产装置更有效的发挥效能。

又如,在航空和航天领域中,计算机测控系统已经代替了大量的测试仪器,担负着实验室、导弹总装厂和发射场的各种测试及发射控制任务,使得测试和发射准备时间大大缩短,操作人员和特种车辆大量减少。发射场的指挥员在控制室或指挥车里就可以观察到导弹或卫星各系统的工作情况和各种参数,以便做出正确判断,对发射过程进行有效的控制。

2 现代测控技术的发展

现代测控系统将机械、电气、计算机、通信和自动控制技术有机结合,它是自动化控制技术、计算机科学、微电子技术和通信技术的有机结合。一个现代测控系统往往包含成千上万个现场传感器、执行器,这些传感器、执行器通过智能控制节点实施现场监控。测控系统包含的内容十分广泛,它包括各种数据采集和处理系统、自动测量系统、生产过程控制系统、导弹与卫星的检测及发射控制系统等。

随着国民经济的迅速提高和社会生产的飞速发展,测控技术已广泛应用于科学技术、工业生产和国防等诸领域中。测控技术的现代化,已被公认为科学技术和生产现代化的重要条件和明显标志。在现代测控领域中,各种先进的测控技术、测控设备和远程通信手段层出不穷。目前应用比较广泛、技术比较成熟的远程测控系统主要有以下几大类[2]:

2.1 应用专线的远程测控系统

对于测控距离较短、通信数据量大、通信频繁且实时性、可靠性和保密性要求都很高的远程分布式测控系统,一般采用自行架设专线(如电缆)作为数据传输的通道。其系统组成框图如下图a所示:

a.应用专线的远程测控系统

2.2 利用公用电话网的远程测控系统

在通信不是很频繁、通信数据量较小、实时性和保密性要求不高的场合,可以租用公用电话网,采用拨号方式建立临时连接的方式来实现远程测控。其系统组成框图如下图b所示:

b.利用公用电话网的远程测控系统

2.3 采用光纤通道的远程测控系统

利用光缆传输测量与控制数据,可以充分发挥光缆传输的稳定性好、抗干扰能力强、传输容量大等优点。其系统组成框图如下图c所示:

c.采用光纤通信的远程测控系统

2.4 基于Internet Intranet的远程测控系统

测控系统以计算机为中心、以网络为核心的特征日益明显。使用Internet Intranet的远程测控系统,人们从任何地点,在任何时刻获取到测量信息(或数据)的愿望成为现实。其系统组成框图如下图d所示:

d.基于Internet Intranet的远程测控系统

2.5 基于无线通信的远程测控系统

对于工作点多、通信距离远、环境恶劣且实时性和可靠性要求比较高的场合,可以利用无线电波来实现主控站与各个子站之间的数据通信,采用这种远程测控方式有利于解决复杂连线,无需铺设电缆或光缆,降低了环境成本。其系统组成框图如下图e所示:

e.基于无线通信的远程测控系统

以下是我国目前航天测控系统基本框图:

其工作的基本原理是:将各种信息先分别调制在不同频率的副载波上,然后相加共同调制到一个载波上发出;在接收端先对载波解调,然后用不同频率的滤波器将各副载波分开:解调各负载信号使得到发送时的原始信息[3]。

以上各类测控技术在我国方兴未艾,并且将随着我国相关技术的发展而不断完善和成熟……由于各种原因,这些测控系统信号在传送过程中或多或少的会受到一定的干扰,其对测控系统的精确度及其稳定性起到了直接的影响作用,严重时甚至可使测控系统瘫痪从而无法正常工作。因此,从系统的开发设计、制造、使用方式以及工作环境条件等各个方面看,都不得不优先考虑抗干扰问题。研究存在的干扰并对其进行抑制是研究测控技术的一个重要课题。

测控系统设备内、外部各类干扰源发出干扰信号,经过耦合通道传送到感应设备上,这就是整个系统干扰的形成全过程。从干扰的全过程看,它可分为三个环节,称之为干扰系统的三要素,如图一所示。要想有效地抑制干扰,首要的是找到干扰的发源地,采取抑制发源处干扰的积极性措施,消除干扰源头,防患于未然。然而,当干扰的产生难以避免时,通过减弱通道对干扰的耦 合、切断干扰途径以及采取相应技术措施加以抑制、提高感应设备的抗干扰能力也是非常重要的方法[4]。

图一 干扰三要素的关系图

由于测控信号往往是一种微弱的直流或变化缓慢的交变信号,最后还要通过长距离(有时长达几百米甚至更远)传输,因此像大功率马达和其它电气设备产生的磁场,高压电气设备产生的电场以及各种电磁波辐射等等的存在和变化都将以不同的途径和不同的方式混入测控系统中。一般来说干扰测控系统的干扰源主要有电力网络和电气设备的暂态过程、雷电等引起空间的辐射干扰和系统电源线、信号引线、接地等引起的系统外引线干扰。详细分析可分为辐射、温度、湿度、

振动、传输、感应、电源、接地几个方面。现将干扰源总分为来自测控系统内部的和外部的两大类,分别进行系统的讨论。

3 来自测控系统的内部的干扰及其抑制

3.1 电源干扰

这里所指的电源干扰主要是由于各种原因导致的电源、电压的异常变化,例如:过压、欠压、浪涌、下陷等。其大体上可分为电源噪声干扰和开关电源干扰两大类:

3.1.1 电源噪声干扰

我们知道电源产生的电压、电流信号在示波器中都是有波动的,且是一个有规则的波型,当受到干扰而引入其它信号时便会在此波型基础上叠加一个杂乱无章的波型,这就是电源噪声。电源噪声是电磁干扰的一种,其传导噪声的频谱大致为10kHz~30MHz之间,最高可达150MHz。

我们将电网电压直接于示波器中观测可看出,市电并不是纯净的50Hz理想正弦波,而是在工频上叠加了各种频率噪声干扰的正弦波。电源噪声,特别是瞬态噪声干扰,其上升速度快、持续时间短、电压振幅度高、随机性强,对微机和数字电路易产生严重干扰。

根据其传播方向的不同,电源噪声可分为两大类:

①一类是从电源进线引入的外界干扰;

②一类是由电子设备产生并经电源线传导出去的噪声。

从形成特点看,噪声干扰分为串模干扰与共模干扰两种。

①串模干扰是两条电源线之间(简称线对线)的噪声,也即电源与输入输出电源线间的干扰,由于其在电源噪声中比重很小,在此不作讨论。

②共模干扰则是两条电源线对大地(简称线对地)的噪声。如下图所示:当外界干扰源导致IC变化时,会在系统串联的电流回路中引起共模电压V,影响测量结果[5]。

3.1.2 开关电源干扰

开关电源属于强干扰源,其本身产生的干扰直接危害着电子设备的正常工作。因此,抑制开关电源本身的电磁噪声,同时提高其对电磁干扰的抗扰性,在设计和开发过程中需要特别的关注。

开关电源的干扰一般分为两大类:一是开关电源内部元器件形成的干扰,如在功率转换电路开关管从导通到截止或截止到导通的瞬态过程中,高速脉冲波形的电流、电压,尤其是脉冲上升、下降沿,其中包含丰富的高次谐波分量易产生噪声;高频开关电源开关整流二极管反向恢复时,若有异常引起短路会产生突变的尖峰电流,使变压器由漏电磁感应电压引起噪声,且噪声响应随突变尖峰电流大小而变化;在开关高速工作时,非线性元件、传输导线分布电感、电容容易发生寄生振荡,加上器件本身高频特性的差异均有可能产生噪声。二是由于外界因素影响而使开关电源产生的干扰。来自开关电源外部的噪声,如大负荷用电设备起动造成电网电压瞬时跌落、波形失真,大功率射频设备、电火花、无线电发射引起的噪声等。

电源干扰是各类测控系统较常遇到的故障之一,其表现为测控系统终端屏幕图像有上下滚动的黑白横条,严重时破坏图像的同步而没有办法进行监控。因此,我们必须采取有效措施,抑制电源干扰,让用户看到清晰的图像。

首先,测控系统有时前端机房设备众多、连线复杂,极易受到电源干扰。这除了要求系统设备本身性能优良外,前端机房也要有性能极佳的接地线,且各种设备的金属外壳、安放设备的机架、连接电缆的外屏蔽层全部可靠地接地,这样可以有效地防止电源干扰。另外,在前端设备使用同一相电流,对防范电源干扰也有好处。

其次,有些测控系统网络线路较长,且电缆线与电源线平等走向,很容易感应到电源信号而产生电源干扰。当电缆线与电源线直接相接触,电源干扰情况就更容易产生,严重时可能会损坏设备,甚至造成人员遭电击的危险。因此,室外的测控系统网络一定要有良好、可靠的接地。

再此,测控系统所需的直流电源,一般均为由电网交流电经滤波、稳压后提供,有时会因某种原因净化不佳,对系统产生干扰,这种干扰虽小,确常给高精度系统带来麻烦。由于,整流后的测控信号多为脉冲方波,此时可选用滤波电感与滤波电容进行滤波,因为它们能对整流后的脉冲方波起到平滑作用。

3.2 地线干扰

由于人们对地线电位的期望,定义地线是电路电位基准点的等电位体,但实际上用仪表测量地线上各点间的电位,会发现各点间电位可能相差很大,这是因为地线的阻抗并不等于零,所以会产生电压降,因此会产生地线干扰。

3.2.1 地环路干扰

由于地线阻抗的存在,当电流流过地线时,就会在地线上产生电压,这个电压会在两个设备的连接电缆上产生电流。由于电路的不平衡性,每根导线上的电流不同,因此会产生差模电压,对电路造成影响。地环路中的电流还可以由外界电磁场感应出来。如下图二所示:

图二.地环路干扰示意图

由地环路干扰的原理可知,只要减小地环路中的电流就能减小地环路干扰。如果能彻底消除地环路中的电流,则可以彻底解决地环路干扰的问题。因此我们提出以下几种解决地环路干扰的方案:

A. 将一端的设备浮地

如果将一端电路浮地,就切断了地环路,因此可以消除地环路电流。但有两个问题需要注意,一个是出于安全的考虑,往往不允许电路浮地。这时可以考虑将设备通过一个电感接地。这样对于50Hz的交流电流设备接地阻抗很小,而对于频率较高的干扰信号,设备接地阻抗较大,减小了地环路电流。但这样做只能减小高频干扰的地环路干扰。 另一个问题是,尽管设备浮地,但设备与地之间还是有寄生电容,这个电容在频率较高时会提供较低的阻抗,因此并不能有效地减小高频地环路电流。

B. 使用变压器实现设备之间的连接

利用磁路将两个设备连接起来,可以切断地环路电流。 但要注意,变压器初次级之间的寄生电容仍然能够为频率较高的地环路电流提供通路,因此变压器隔离的方法对高频地环路电流的抑制效果较差。提高变压器高频隔离效果的一个办法是在变压器的初次级之间设置屏蔽层。但一定要注意隔离变压器屏蔽层的接地端必须在接受电路一端。否则,不仅不能改善高频隔离效果,还可能使高频耦合更加严重。因此,变压器要安装在信号接收设备的一侧。 经过良好屏蔽的变压器可以在1MHz以下的频率提供有效的隔离。

C. 使用光隔离器

另一个切断地环路的方法是用光实现信号的传输。这可以说是解决地环路干扰问题的最理想方法。用光连接有两种方法,一种是光耦器件,另一种是用光纤连接。光耦的寄生电容一般为2pf,能够在很高的频率提供良好的隔离。光纤几乎没有寄生电容,但安装、维护、成本等方面都不如光耦器件。

D. 使用共模扼流圈

在连接电缆上使用共模扼流圈相当于增加了地环路的阻抗,这样在一定的地线电压作用下,地环路电流会减小。但要注意控制共模扼流圈的寄生电容,否则对高频干扰的隔离效果很差。共模扼流圈的匝数越多,则寄生电容越大,高频隔离的效果越差[6]。

3.2.2 公共阻抗干扰

当两个电路共用一段地线时,由于地线存在阻抗,一个电路的地电位会受另一个电路工作电流的调制。这样一个电路中的信号会耦合进另一个电路,在数字电路中,由于信号的频率较高,地线往往呈现较大的阻抗。这时,如果存在不同的电路共用一段地线,就可能出现公共阻抗耦合的问题。

以下通过举个例子说明此类问题:

图三(a)中Rcm是模拟系统和数字系统的公共接地线的电阻。通常,数字系统的入地电流比模拟系统大得多,并且有较大的波动噪音。即使Rcm很小,数字电路也会在其两端形成较高电压,使模拟系统的接地电压不能为零。图三(b)中模拟电路是测量前置 放大器,数字系统的入地电流(若为2A)在Rcm(若为0.01Ω)上产生电压(20mV),此电压与测量电压Vs叠加。若Vs=100mV,那么测量精度将会低于20%。

消除公共阻抗干扰的途径有两个:一个是减小公共地线部分的阻抗,这样公共地线上的电压也随之减小,从而控制公共阻抗耦合。另一个方法是通过适当的接地方式避免容易相互干扰的电路共用地线,一般要避免强电电路和弱电电路共用地线,数字电路和模拟电路共用地线。 如前所述,减小地线阻抗的核心问题是减小地线的电感。这包括使用扁平导体做地线,用多条相距较远的并联导体作接地线。通过适当接地方式避免公共阻抗的接地方法是并联单点接地。并联接地的缺点是接地的导线过多。因此在实际中,没有必要所有电路都并联单点接地,对于相互干扰较少的电路,可以采用串联单点接地。例如,可以将电路按照强信号,弱信号,模拟信号,数字信号等分类,然后在同类电路内部用串联单点接地,不同类型的电路采用并联单点接地。

3.3 信号通道干扰

由于测控系统的感应端传感器常设在生产现场,而显示、记录等测量装置则安置在离传感器有一定距离的控制室内。两者之间需要很长的信号传输线,在信号传输过程中很容易受到干扰,从而导致所传输的信号发生畸变或失真。

3.3.1 共模干扰

共模干扰对系统的放大电路形成干扰较大,系统的各种信号电流通过电源内阻和公共地线阻抗,都会产生干扰电压,形成共模干扰[7]。消除共模干扰的方法有: ①采用屏蔽双绞线并有效接地

②强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽

③布线时远离高压线,更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线

④不要和电控锁共用同一个电源

⑤采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)

3.3.2 静电耦合干扰

电路之间的寄生电容使系统内某一电路信号的变化影响其他电路,形成静电耦合干扰,只要电路中有尖峰信号和脉冲信号等频率高的信号存在,就有静电耦合干扰存在。可采用增大耦合阻抗、采用静电屏蔽、缩短控制电缆及充分利用变电所中的自然屏蔽物等抗干扰措施[8]。

3.3.3 传导耦合干扰

系统的信号在传输过程中容易出现延时、变形并接收干扰信号,形成传导耦合干扰。此类干扰,通常可采用屏蔽线来消除,同时屏蔽线的屏蔽要接地。

总的来看,测控系统网络连线中所存在的信号通道干扰主要是相对于传送线路来说。因此,只要采用优质输送线路,注意对信号输送时的屏蔽,则可以很好的消除此类干扰问题。

3.4 测试系统内部的其它干扰

测控系统各部份设备,由于设计不良或者某些器件同时运作时会相互形成干扰。此类内部干扰虽然一般比较微弱,但对于小信号高精密测控系统来说却不容忽视。

3.4.1 温差电势和接触电势产生的干扰

温差电势:在一根均匀导体中,当两端温度不同时,自由电子将按温差在导体中形成密度剃度,金属A两端的温度分别为t和t1,当t>t1时,自由电子将从t端向t1端扩散,使t端失去电子带正电,t1端得到电子带负电,于是在金属两端之间形成电位差。

接触电势:由于各种金属材料的自由电子密度各不相同。金属中自由电子密度与温度有关,而且自由电子密度随温度变化的改变对各种金属是不同的.因此两种不同性质的金属A和B的接触处会发生自由电子的扩散现象,产生电位差。

此类干扰都是来自导体本身的,只有尽可能采用同质联接材料,并减少热源温度,减少系统温差的方法来抑制干扰。

3.4.2 电阻热噪音

热噪音是电阻一类导体由于电子布朗运动而引起的噪音。导体中的电子始终在作无规则的随机运动,并与分子一起处于平衡状态。电子的这种随机运动将会产生一个交流成份,这个交流成份就称为热噪音(或称为电阻噪音)。

减少电阻热噪声的办法是尽可能采用低阻,此方法涉及到系统设备开发、生产的问题,在此不做深入讨论。

3.4.3 转接干扰

电路转接过程中,在短时间内突变,随后又迅速返回其初始值,形成干扰脉冲,此干扰脉冲又可能引起另一次不希望的转接过程。

一个完整测控系统是由许多不同的电子设备等连接在一起组成的,这些设备与设备彼此间有些通过转接头、电缆连接,彼此间很容易产生干扰脉冲,一般可接上电容或二极管来减小脉冲所产生的干扰。

3.4.4 微音干扰

微音干扰,也即微音噪声,机械颤动、接触电阻的变化或电缆电容(或电感)的变化,均会产生微音噪声干扰。采用性能优良的电阻和电容原件以及提供平稳的工作环境可有效地减少微音干扰。

3.4.5 压电效应干扰

其分又可为正压电效应干扰和逆压电效应干扰。

压电效应:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应

可采用磁控溅射的方法来中和极化电荷、屏蔽极化电场从而消除压电效应干扰。

4 来自测控系统外部的干扰及其抑制

4.1 外界自然环境干扰

外界自然环境中,时常有雷电、大气层电场变化和电离层变化以及太阳黑子电磁辐射等情况发生,这些来自宇宙空间的辐射通过直接对测控系统内部电路及其设备通讯网络作用,由相关电路感应产生干扰。

例如:雷电能在传输线上产生幅值很高的高频涌浪电压,对系统形成干扰;太阳黑子发出的强电磁辐射能量,导致无线通信网络中断;来自宇宙的高频辐射穿过地球外层的电离层,直接影响测低频系统。抑制此类自然干扰,可采用以下方法:

①屏蔽:把干扰源、载扰线路、易受干扰的设备或线路,用金属板或金属网包围起来,以降低辐射干扰的传播。屏蔽用的材料,一般用铝、铜、钢等金属板或钢板拉网及铜丝编织网,线路屏蔽多采用铜丝编织的屏蔽层或金属管,并作良好的接地。

②接地和连接:接地和连接都是为高频干扰电压造成低阻抗通路,以防止干扰的藕合和传播。接地,用低阻抗的导体将设备、电路或系统与大地牢固地连接;连接,系两个金属结构之间的电气连接,使金属结构之间连接成阻抗的通路,电位相同。连接用的低阻抗金属导体要注意其接触电位差的影响,以免在使用时产生电腐蚀。此外,金属连接处应确保接触良好,并加保护性涂层。

4.2 放电干扰

4.2.1 电晕放电

气体介质在不均匀电场中的局部自持放电,这是最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很大的尖端电极附近,由于局部电场强度超[！]过气体的电离场强,使气体发生电离和激励 ,因而出现电晕放电。

电晕放电在测控系统中有多种影响,测控系统中的高压及超高压输电线路导线上发生电晕,会引起电晕功率损失、无线电干扰、电视干扰以及噪声干扰。在进行线路设计时,应选择足够的导线截面积,或采用分裂导线降低导线表面电场的方式,以避免发生电晕。

4.2.2 辉光放电

辉光放电即低压气体中显示辉光的气体放电现象。当两个接点之间的气体被电离时,由于两接点间离子相互磁撞而产生辉光放电,肉眼可见到蓝色的辉光。荧光灯、霓红灯、闸流管以及工业生产中使用的大型辉光离子氧化炉等此类辉光放电设备,频率一般为超高频,这类设备都是测控系统的干扰源。在不影响系统正常工作情况下,采用加大两接点间的距离来消除此干扰。

4.2.3 弧光放电

稀薄气体、金属蒸汽或大气中,当电源功率较大,能提供足够大的电流(几安到几十安),使气体击穿,发出强烈光辉,产生高温(几千到上万度),这种气体自持放电的形式就是弧光放电。

以最具典型的金属电焊作为例子,该弧光放电产生的高频振荡,以电波 形式形成干扰。这种干扰对测控系统危害较大,甚至对具有专门防干扰的设备,在半径为50米的范围内,当频率为0.15~0.5MHz时,干扰电压最低仍可达1000μV;当频率为2.5~150MHz时,也可达200μV。

采用压敏电阻和RC电路吸收浪涌电压的方法可以有效抑制弧光放电干扰。

4.2.4 火花放电

由于空气或其他电介质材料突然被击穿,引起带有瞬间闪光的短期放电现象。如电气设备触点处的继续电流将引起火花放电,这种放电出现在触点通断的瞬间,会形成很宽频率范围的火花放电干扰。这种干扰波虽会被电气设备外壳屏蔽,但还是会有部分通过窄小的空隙处或引出线辐射出来[9]。

此类干扰具有较大的能量,以小型电钻为例,当它的干扰电平约为20~80dB(200MHz以下)时,可使邻近测控设备屏幕图像不停跳动。又如内燃机点火系统,它是一个很强的干扰源。这种点火系统能产生强烈的冲击电流,从而激励附属电路振荡,并由点火导线辐射出去。这种干扰的频率分量很高,在20~1000MHz范围内,干扰半径可达50~100m的范围。

测控系统中相关开关通、断时虽然不一定都会产生放电现象,但由于通、断时产生的强烈脉冲电流有非常丰富的频率分量,这种干扰能通过开关连线辐射出去,得在设计过程中多留意。可采用压敏电阻和RC电路吸收浪涌电压来消除火花放电干扰。4.3 工频干扰

市电频率(工频,我国工频为50HZ,中频为50Hz--10kHz,高于10kHz为高频)产生的电磁干扰信号。此类干扰随处可见,各种供电设备和输出线都会产生工频干扰。测控系统中低频信号只要有一段与供电线平行,50Hz交流电就会耦合到信号线上成为干扰。应对工频噪声的通常措施有:

①系统电缆线要有良好的屏蔽,正确的接地,保护环。

②在线路中串入陷波器,低通滤波器等。

③可通过加三端稳压器件或简单的稳压电路消除影响

4.4 射频干扰

通信设备、无线电广播、电视、雷达等通过天线会发射强烈的电波,高频加热设备也会产生射频辐射。电磁波在测控系统的传输线上以及接收天线上,会感应出大小不等的射频信号。此类信号有时甚至比欲接收电源信号大得多,会造成测控系统的信号丢失、信道丢失或产生噪声[10]。

大多数干扰都是无意造成的,只是其它正常运营活动的副产品。干扰信号只影响接收器,即使它们在物理上接近发射器,发射也不会受其影响。下面列出一些最常见的干扰源,可以让你知道在实际情况下应该从何处着手:

①自身信号互调:两个或两个以上信号混在一起后会形成新调制信号,但却不是任何所希望的信号。

②广播发射器谐波:大功率如商业广播电台等会产生大功率信号谐波,例如一个5MW发射器很容易产生5W谐波,足以干扰附近的移动通信。唯一的解决方法可能只有迁移通信天线以避开发射器,或者重新分配频率方案使得造成冲突发射器附近的通信基站使用的是不受其谐波能量影响的信道。

③正规发射器超载:发射器发出的任何频率强信号都会使邻近系统超载,唯一解决办法是在接收器天线电缆上安装一个滤波器,使希望的信号通过,而将超载信号衰减。

4.5 静电干扰

最为普通的例子就是摩擦所产生的静电,虽然它是很小的能源,但产生的电压却可达数万伏。当带有高电位的人接触测控系统时,人体上的电荷就会通过传导向系统放电,此时急剧的放电电流造成噪声干扰,从而影响测控系统正常工作。

进行相关操作时,可采用防静电手套或防静电工作服等来减少静电,采用一些空气加喷剂,防止工作环境过于干燥。

结束语

在实际应用各类测控系统过程中,想要消除各种干扰信号,提高测控数据的准确度,首先得先弄清楚干扰源是什么及其是如何产生的,否则无法采取相应的抗干扰措施。为达到抑制、消除干扰的目的,本文着重论述了各类干扰源的产生情况及相关抑制措施。应该注意的是:由于实践过程中所碰到的干扰情况都是不一样的,在测控系统中,干扰的来源也是非常复杂的,并非所有干扰情况都会同时出现于同一测控系统中,只有根据现场的具体情况依依取舍。

参考文献:

[1] 刘文彦,周学平,刘辉. 现代测试系统[M].长沙:国防科技大学出版社,1995

[2] 周严.测控系统电子技术[M].北京:科学出版社,2007

[3] 孙先逵,秦岚. 远程测控技术的发展现状和趋势[J].仪器仪表学报,2006

[4] 孟维晓,王钢. 现代无线电测控技术[M].北京:电子工业出版社,2003

[5] 龙凤翔,孙立锦. 测控系统的电源干扰[J].电气传动杂志,1997,(27):53-54.

[6] 张文娜,叶湘滨. 传感器接口电路的抗干扰技术及其应用[J].计算机自动测量与控制,2001(9)

[7] 曾涛,龙腾,毛二可.一种新的中频采样滤波器的设计与实现[J].电子学报,2006(6)

[8] 杨常松,贾策. 单片机测控系统干扰分析与抗干扰措施[J],自动化与仪器仪表杂志,2003,(1):53-56 [9] 陈鼎鼎.现代通信干扰原理与技术[M].北京:电子工业出版社,2005

[10] 林茂庸,柯有安.雷达信号理论[M].北京: 国防工业出版社,198