机电一体化技术基础 配套课件.ppt

图6-13所示为一种带多层屏蔽的隔离变压器。当含有直流或低频干扰的交流信号从一次侧端输入时，根据变压器原理，二次侧端输出的信号滤掉了直流干扰，且低频干扰信号幅值也被大大衰减，从而达到了抑制干扰的目的。另外，在变压器的一次侧和二次侧线圈外设有静电隔离层S1和S2，其目的是防止一次和二次绕组之间的相互耦合干扰。变压器外的三层屏蔽密封体的内、外两层用铁起磁屏蔽的作用；中间层用铜，与铁心相连并直接接地，起静电屏蔽作用。这三层屏蔽层是为了防止外界电磁场通过变压器对电路形成干扰而设置的，这种隔离变压器具有很强的抗干扰能力。(3)?继电器隔离。利用继电器线圈和触点实现强电和弱电的隔离(如图6-14所示)。继电器隔离只适合于开关量信号的传输。3)?滤波滤波：只让所需要的频率成分通过，而将干扰频率成分加以抑制。常用滤波器根据其频率特性又可分为低通、高通、带通、带阻滤波器。①低通滤波器：只让低频成分通过，而高于截止频率的成分则受到抑制、衰减，不让通过。②高通滤波器：只通过高频成分，而低于截止频率的成分则受到抑制、衰减，不让通过。③带通滤波器：只让某一频带范围内的频率成分通过，而低于下截止频率和高于上截止频率的成分均受到抑制，不让通过。④带阻滤波器：只抑制某一频率范围内的频率成分，不让其通过，而低于下截止频率和高于上截止频率的频率成分则可通过。图6-15所示一种LC低通滤波器的接线图。只有50Hz的工频信号通过滤波器到达电源变压器，保证正常供电。在图6-16所示电路中，图(a)抑制闭合或断开瞬间因触点抖动所引起的干扰。图(b)抑制电感性负载在切断电源瞬间所产生的反电势。图(c)所示电路是输入信号的阻容滤波电路。如图6-17所示为一种双T形带阻滤波器，可用来消除工频(电源)串模干扰。图中输入信号U1，经过两条通路送到输出端。当信号频率较低时，C1、C2和C3阻抗较大，信号主要通过R1、R2传送到输出端；当信号频率较高时，C1、C2和C3容抗很小，接近短路，所以信号主要通过C1、C2传送到输出端。只要参数选择得当，就可以使滤波器在某个中间频率f0时，由C1、C2和R3支路传送到输出端的信号U2，与由R1、R2和C3支路传送到输出端的信号U1大小相等、相位相反，互相抵消，于是总输出为零。f0为双T形带阻滤波器的谐振频率。在参数设计时，使f0=50Hz，双T形带阻滤波器就可滤除工频干扰信号。5.?正确接地在抗干扰中的作用接地：将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点(大地)实现低阻抗的连接。接地的目的：（1）为保护人身和设备安全，避免雷击、漏电、静电等危害。此类地线称为保护地线，应与真正大地连接。?（2）为了保证设备的正常工作。1)?地的分类(1)?信号地信号地(SG)：指各种物理量的传感器和信号源零电位以及电路中信号的公共基准地线(相对零电位)。(2)?模拟地模拟地(AG)：系统中模拟电路零电位的公共基准地线。(3)?数字地数字地(DG)：系统中数字电路零电位的公共基准地线。图6-18所示为模拟地和数字地。在PCB布线的时候，模拟地和数字地应尽量分开。(4)?悬浮地悬浮地(FG)：系统中部分电路的地与整个系统的地不直接连接，而是通过变压器耦合或者直接不连接，处于悬浮状态。优点：是电路不受系统中电气和干扰的影响。缺点：是电路易受寄生电容的影响，而使电路的地电位变动，增加对模拟电路的感应干扰。在图6-19所示的VDD-SGND的电源供电系统中，但是SGND和DGND之间的电平处于悬浮状态。(5)?电源地。电源地：系统电源零电位的公共基准地线。由于电源往往同时供电给系统中的各个单元，而各个单元要求的供电性质和参数可能有很大差别，因此既要保证电源稳定可靠地工作，又要保证其他单元稳定可靠地工作。同时，电源系统功耗比较大，在单层板或者双层板中地线的线宽必须加粗。若在多层板中，则应以一层或者多层作为系统的地平面。?（6）功率地。功率地：负载电路或功率驱动电路的零电位的公共基准地线。由于负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高，所以功率地线上的干扰较大，因此功率地必须与其他弱电地分别设置、分别布线，以保证整个系统稳定可靠地工作。2)?一点接地如图6-6所示为串联一点接地，由于地电阻R1、