硬件抗干扰技术-东南大学自动化学院.ppt

 主要硬件抗干扰技术 接地 屏蔽 滤波 接地 为什么要地线 地线问题－地环路 地线问题－公共阻抗耦合 接地方式种类 电缆屏蔽层的接地 安全地 信号地 地线引发干扰问题的原因 地线电位示意图 导线的阻抗 导线的阻抗 金属条与导线的阻抗比较 地线问题－地环路 隔离变压器 光隔离器 共模扼流圈的作用 平衡电路对地环路干扰的抑制 地线问题－公共阻抗耦合 接地方式种类 单点接地 串联单点、并联单点混合接地 线路板上的地线 长地线的阻抗 多点接地 混合接地 屏蔽 屏蔽的概念 电屏蔽 磁屏蔽 电磁屏蔽 实际屏蔽体的问题 双绞线和金属屏蔽线 屏蔽的概念 屏蔽就是利用屏蔽体阻止或减少电磁能量传播的一种措施； 屏蔽体是为了阻止或减小电磁能传输而对装置进行封闭或遮蔽的一种阻挡层，它可以是导电的、导磁的、介质的或带有非金属吸收填料的。 屏蔽效能 屏蔽效能与场强衰减的关系 屏蔽效能越高，每增加２０ｄＢ的难度越大。民用设备的机箱一般仅需要４０ｄＢ左右的屏蔽效能，而军用设备的机箱一般需要６０ｄＢ以上的屏蔽效能。  电屏蔽 具有空腔的金属导体在静电平衡状态下，不仅导体内部场强为零，而且腔内场强也为零，因而置于腔内的物体不受外界电场的影响，这种作用叫静电屏蔽。 电屏蔽 静电屏蔽的一般方法是在电容耦合通道上插入一个接地的金属屏蔽导体。 由于金属屏蔽导体接地，其中的干扰电压为零，从而隔断了电场干扰的原来耦合通道。 磁屏蔽 载流导体或线圈周围都会产生磁场，如果电流是随时间变化的，则磁场也随时间变化，这变化的磁场会对其他元件或电路造成干扰； 对于低频磁场的屏蔽，主要依赖高导磁率材料所具有的小磁阻起磁分路作用 高导磁率材料的磁旁路效果 怎样屏蔽低频磁场？ 磁屏蔽材料的频率特性 电磁屏蔽 电磁屏蔽是对于高频电磁场的屏蔽 电磁波在通过金属材料或对电磁波有衰减作用的阻挡层时，会受到一定程度的衰减，这就起到了电磁屏蔽的作用。 趋肤深度举例 电磁屏蔽与静电屏蔽 电磁屏蔽指的是对电磁波的屏蔽，而静电屏蔽指的是对静电场的屏蔽。 静电屏蔽要求屏蔽体必须接地。 影响屏蔽体电磁屏蔽效能的不是屏蔽体接地与否，而是屏蔽体导电连续性。破坏屏蔽体的导电连续性的因素有屏蔽体上不同部分的接缝、开口等。 电磁屏蔽对屏蔽体的导电性要求要比静电屏蔽高得多。  实际屏蔽体的问题 缝隙的泄漏 缝隙的处理 电磁密封衬垫的种类 指形簧片 螺旋管电磁密封衬垫 电磁密封衬垫的主要参数 各种电磁密封衬垫的特点 电磁密封衬垫的安装方法 显示窗/器件的处理 操作器件的处理 通风口的处理 屏蔽电缆穿过屏蔽机箱的方法 屏蔽壳体上的穿线 屏蔽壳体上不允许有任何导线穿过，屏蔽效能再高的屏蔽体，一旦有导线穿过屏蔽体，屏蔽体的屏蔽效能就会大幅度下降。这是因为导线充当了接收干扰和辐射干扰的天线。当有导线要穿过屏蔽体时，必须使用贯通滤波器，如图所示。这样可以将导线接收到的干扰滤除到屏蔽体上，从而避免干扰穿过屏蔽体。 搭接 搭接不良的滤波器 搭接不良的机箱 搭接阻抗的测量 不同的搭接条 频率不同搭接方式不同 搭接点的保护 双绞线和金属屏蔽线 抑制静电感应干扰采用金属网的屏蔽线； 抑制电磁感应干扰采用双绞线 金属屏蔽线 双绞线的节距 双绞线的接地与传送距离 传送距离在5米以下 双绞线的接地与传送距离 传送距离在10米以上 屏蔽线的抗干扰原理 屏 蔽 要 点 静电屏蔽应具有两个基本要点，即完善的屏蔽体和良好的接地。 电磁屏蔽不但要求有良好的接地，而且要求屏蔽体具有良好的导电连续性，对屏蔽体的导电性要求要比静电屏蔽高得多。 在实际的屏蔽中，电磁屏蔽效能更大程度上依赖于机箱的结构，即导电的连续性。机箱上的接缝、开口等都是电磁波的泄漏源。穿过机箱的电缆也是造成屏蔽效能下降的主要原因。 解决机箱缝隙电磁泄漏的方式是在缝隙处用电磁密封衬垫。电磁密封衬垫是一种导电的弹性材料，它能够保持缝隙处的导电连续性。常见的电磁密封衬垫有导电橡胶、双重导电橡胶、金属编织网套、螺旋管衬垫、定向金属导电橡胶等。 滤波 滤波器的作用 滤波器的种类 信号滤波器的安装位置 滤波器的正确安装 滤波器的概念 无源滤波器 有源滤波器 数字滤波器 衰减系数 滤波器的作用 满足电源线干扰发射和抗扰度要求 满足抗扰度及设备辐射发射要求 开关电源噪声 滤波器的种类 低通滤波器类型 滤波器的选择 根据阻抗选用滤波电路 器件参数的确定 低通滤波器对脉冲信号的影响 根据阻抗选用滤波电路 器件参数的确定 实际电容器的特性 陶瓷电容谐振频率 温度对陶瓷电容容量的影响 电压对陶瓷电容容量的影响 实际电感器的特性 电感寄生电容的来源 克服电容非理想性的方法 三端电容器的原理 三端电容的正确使用 三端电容器的不足 穿心电容更胜一筹 穿心电容、馈通滤波器 馈通滤波器使用注意事项