电子系统中的抗干扰技术_介绍
电子系统中的抗干扰技术
摘要：应用硬件抗干扰措施是必不可少的一种有效方法。本文中介绍了几种形式的干扰以及解决方法，如信号如何走线、接地的安全可靠、印制电路板避免干扰的设计、电源使用注意事项等几方面进行了阐述。通过合理的硬件电路设计，可以削弱或
抑制绝大部分干扰。实践应用取得了良好的效果。
关键词：抗干扰、屏蔽、电磁辐射。
0 引言
干扰是无处不在的，干扰可导致系统工作不正常，输出信息失真，严重可导致系统瘫痪。抗干扰设计是设备长期稳定运行的保证；随着电子技术的发展、电子设备的普及应用，抗干扰技术的研究显得越来越重要，应用也越来越普及。电子工程师从设备的研制阶段就应使用抗干扰技术，抗干扰技术始终贯穿于设备的设计、制造、安装、使用等各个阶段。
1 抗干扰技术应用
1．1 电源使用方面
有些电源在通断的一瞬间会对小功率电子设备造成损害，对附近的电子设备形成干扰。例如，显示器附近有电源设备时，有时开关电源设备的一瞬问会导致显示器闪一下，如果电源功率较大或靠的太近，而显示器屏蔽效果又达不到要求，显示器就会出现波纹，影响使用。
解决方法是：电源设备加装屏蔽层，采取有效的接地措施，电源线也应带屏蔽层，显示器等易受干扰的设备应尽量远离电源。
1．2 信号传输方面
信号在传输过程中由于线缆过长、过细，绝缘性能不好，没有采取有效的屏蔽、接地措施，信号传输就会受到干扰，特别是正电平信号受干扰影响较大。解决方法有：
(1)信号采用负电平传输。
(2)容易相互干扰的信号分开传输。
(3)高频信号单独采用同轴电缆传输。
(4)模拟信号、数字信号分开传输。
(5) (内部可采用一根信号线附近一根地线的接线形式)。
(6)尽量采用带有屏蔽层的电缆，屏蔽层接地。线缆的绝缘性能要好。
(7)正确使用双绞线可起到消除电磁干扰的作用，通常网络线缆都是采用双绞的形式。
信号的传输可使用双绞线的形式，通常采用兰白双绞，兰色线接信号白色线接地，信号线和地线相邻。
(8)信号线远离电源线，对于无法远离的则要加装金属隔板；信号线尽量短，粗细应
合适。
(9)数字信号受到干扰产生毛刺，可根据毛刺幅度大小(选用合适电容值的电容，一般
几十pF至几百pF)采用电容滤波的方法，对信号进行滤波，如图1所示。
例如，某系统工作不正常，用示波器观察某输入信号：有毛刺；加电容(几百pF)直接下拉接地匹配滤波，经过处理后系统正常工作。波形对比如图2所示。
如果毛刺太大，用电容滤波的方法效果不理想，最好采用数字逻辑电路对信号进行整形如图3所示，这种方法效果显著、可靠，对大规模可编程逻辑芯片来说实现起来非常方便。
D触发器使用数目视输入受干扰信号的脉冲宽度而定，要保证整形后的信号一定比输入信号宽才能达到消除前后沿毛刺的目的。
例如，使用某计数器计数，发现计数结果比所计脉冲个数多许多，用示波器检查计数脉冲发现有毛刺，而且毛刺较大。考虑到用电容滤波的方法效果不理想，最后采用图
3所示(用D触发器对计数脉冲整形)的方法，达到了理想的效果。该计数器在后来的使用中未出现如前所述的故障现象。整形前后波形对比如图4所示。
1．3 地线使用方面
地线在解决干扰问题方面起着非常关键的作用。地线过细，布局不合理等都会影响到抗干扰的效果，电子设备都涉及到接地问题。电子设备在设计阶段都会制定接地规范，以保障设备能够正常工作。地线粗、接地面积尽量大是基本原则。大型电子设备采用分层逐级接地的方法可起到良好的抗干扰效果，如图5所示。
1．4 屏蔽措施
屏蔽技术可以起到抑制外部电磁感应干扰的作用，采取有效的屏蔽措施是减少电磁干扰的重要手段。屏蔽是指用屏蔽体把通过空间进行电场、磁场或电磁场耦合的部分隔离开来，割断其空间场的耦合通道；良好的屏蔽是和接地紧密相连的，因而可以大大降低噪声耦合，取得较好的抗干扰效果。
屏蔽的方法通常是用低电阻材料作成屏蔽体，把需要隔离的部分包围起来，起到隔离作用；被隔离的部分既可以是干扰源，也可以是易受干扰的部分。这样，既屏蔽了被隔离部分向外施加干扰，也屏蔽了被隔离部分接受外来的干扰。
例如，某计算机系统的鼠标无法移动。鼠标与主板传输距离较远(大约7 m左右)，分析认为电缆过长受到干扰。把相关的传输电缆换成屏蔽电缆(带有金属网)，把屏蔽层与两端插头接好，经过此项处理后鼠标方可正常使用。
1．5 印制电路板布线方面
保证电子设备的设计成功在印制板布线阶段所采取的抗干扰措施非常重要，主要措施如下：
(1)采用大规模集成电路减少器件数量及信号走线。
(2)合理布局缩短走线及器件间串扰，尽量把相互间有关联的器件放在一起。
(3)每个集成芯片的每组电源与地之间跨接0．1 uF左右的陶瓷电容，可起到集成电路去耦作用(有多少组电源、地就跨接多少个电容)。电源、地的孔距与电容的长度差不多，以便使电容的跨接长度最短。电路板入口处电源与地之间应安装22 uF左右的大容量电解电容和0．1 uF左右的小容量非电解电容可起到电源去耦作用(大容量电解电容去低频干扰部分，小容量非电解电容去高频干扰部分)。电容安装示意如图6所示。图中未标出电容值的电容均为0.1uF电容。
(1)多层印制电路板采用大面积地线设计，地线单独放在一层；凡是没有焊孔、过孔的地方都布成地，最大限度的增加接地面积，增强抗干扰能力；模拟地、数字地分开。
(2)高频、视频等易受干扰又易产生干扰的信号采用屏蔽线；印制板走线越短越好；相同性质的信号放在同一层；易相互干扰的信号放在不同层；信号走线保持一定的间距。
(3)输入／输出信号匹配驱动：输入信号加驱动电路(74HC244或74HC245)如图7所示；输出信号加驱动电路(74HC244或74HC245)和匹配电阻如图8所示。
2 结束语
以上只是抗干扰技术在工程应用中的几点总结。不同形式的干扰需采取不同的抗干扰措施，在工程实践中需具体问题具体分析，必要时还应该做专题试验加以验证。
电子系统抗干扰
电子系统抗干扰 一．概述 在电子系统设计中，应充分考虑并满足抗干扰性的要求。形成干扰的基本要素有三个：1）干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号； 2）耦合路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介； 3）敏感器件，指容易被干扰的对象。 抗干扰设计的基本原则是：抑制干扰源，切断干扰耦合路径，提高敏感器件的抗干扰性能。 二．干扰源 用数学语言描述，du/dt、di/dt大的地方就是干扰源。电磁干扰源主要包括雷电、静电放电、开关电源、传送器（通信设备）、瞬时功率执行元件（如继电器、起辉器）、可控硅、电机、高频时钟等。系统各部件之间也会相互干扰。 抑制干扰源就是要尽可能的减小干扰源的du/dt、di/dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则。减小干扰源的du/dt可以通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt则通过在干扰源回路中串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。 抑制干扰源的常用措施如下： 1对电源部分进行PCB设计时，要使用大面积铺地，尽量增大供电线宽度以降低噪声。并对电源部分采取滤波措施。 2，对电机、继电器等线圈器件增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反向电动势的干扰。并在线圈两端并接火花抑制电路（可用RC串联电路）。 3，给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要尽量短。 4，电路板上每个IC要并接一个0.01uF～0.1uF的高频电容，以减小IC对电源的影响。高频电容应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电容的等效串联电阻，会影响滤波效
果。 5，布线时避免90度折线，减少高频噪声发射。 6，可控硅两端并接RC抑制电路，减小可控硅产生的噪声（这个噪声严重时可能会把可控硅击穿）。 三．耦合路径 按干扰的传播路径可将其分为传导干扰和辐射干扰两类。 3.1 传导干扰： 所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。多发生在低频电路中。 例如一条导线在一个有噪声的环境中经过，这条导线通过感应将接受这个噪声并且将它传递到电路的其余部分。 例如两个电路共享电源导线及接地导线，则其中一个电路中的变压波动会通过电源线及接地线传导至另一电路中。 噪声和有用信号的频带不同，可以通过在导线上增加滤波器的方法切断噪声的传播，有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害最大，要特别注意处理。 3.2 辐射干扰 所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。多发生在高频电路中。一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离，用地线把它们隔离和在敏感器件上加屏蔽罩。3.3 切断耦合路径的常用措施： 1，充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好，整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器，以减小电源噪声对单片机的干扰。滤波器可分为吸收式滤波器和反射式滤波器。反射式滤波器一般由电容和电感组成，能阻止无用信号并将其反射回信号源。吸收式滤波器一般由铁氧体材料制成，能将不希望的信号吸收掉。 2，如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件，在I/O口与噪声源之间应加隔离（滤
电子秤解决方案(51mcu+hx711)
单片机电子秤设计报告 秤是一种在实际工作和生活中经常用到的测量器具。随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。 和传统秤相比较，电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点。本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。该电子秤的测量范围为0-10Kg，测量精度达到5g，有高精度，低成本，易携带的特点。电子秤采用液晶显示汉字和测量记过，比传统秤具有更高的准确性和直观性。另外，该电子秤电路简单，使用寿命长，应用范围广，可以应用于商场、超市、家庭等场所，成为人们日常生活中不可少的必需品。 一、功能描述 1、采用高精度电阻应变式压力传感器，测量量程0-10kg，测量精度可达5g。 2、采用电子秤专用模拟/数字（A/D）转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换，HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片。 3、采用STC89C52单片机作为主控芯片，实现称重、计算价格等主控功能。 4、采用128*64汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。 5、采用4*4矩阵键盘进行人机交互，键盘容量大，操作便捷。 6、具有超量程报警功能，可以通过蜂鸣器和LED灯报警。 7、系统通过USB电源供电，单片机程序也可通过USB线串行下载。
二、硬件设计 1、硬件方案 单片机电子秤硬件方案如图1所示： 图1 单片机电子秤硬件方案 称重传感器感应被测重力，输出微弱的毫伏级电压信号。该电压信号经过电子秤专用模拟/数字（A/D）转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换。HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术，是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片，内置增益控制，精度高，性能稳定。HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信。单片机读取被测数据，进行计算转换，再液晶屏上显示出来。 矩阵键盘主要用于计算金额。当被测物体重量得到后，用户可以通过矩阵键盘输入单价，电子秤自动计算总金额并在液晶屏显示。电源系统给单片机、HX711电路及传感器供电。 2、称重传感器 传感器是测量机构最重要的部件。称重传感器本身具有单调性，其主要参数指标是灵敏度、总误差和温度漂移。 (1) 灵敏度 称重传感器的电灵敏度为满负荷输出电压与激励电压的比值，典型值是
测试系统的干扰及其抑制
测试系统的干扰及其抑制 Interference in Te sting Syste m and It s E limination 李传伟 (山东威海职业技术学院,威海 264200) 摘 要 阐述了检测系统中的各类干扰,并对其产生的原因作了较详细的分析。针对干扰的特性,指出了它们的危害范围及程度,提出了检测系统抗干扰的方法和措施。 关键词 测试系统 干扰 抑制 Abstract Various kinds of interference in testing system are described and the causes are analyzed in detail.In accordance with the characteristics of the interference,their harm ful scope and degree are put forward.The methods and s olutions of anti-interference for detecting systems are given. K eyw ords T esting System Interference E lim ination 0 引言 随着自动控制的迅速发展,测试系统已经广泛应用于科学研究和生产实践的各个领域。由于存在干扰,它对测试系统的稳定度和精确度产生直接的影响,严重时可使测试系统不能正常工作。因此,系统的设计、安装、制造、使用方式以及工作环境等各个方面都需要考虑抗干扰的问题。所以对干扰的研究是测试技术的重要课题。 1 干扰因素 干扰形成的全过程是由于干扰源发出的干扰信号,经过耦合通道传到感受器上,构成对整个系统的干扰。干扰的三个环节,称之为干扰系统的三要素,如图1所示。要有效地抑制干扰,首先要找到干扰的发源地,抑制发源地的干扰是抑制整个系统受干扰的积极措施。当产生了难以避免的干扰时,削弱通道对干扰的耦合以及提高感受器的抗干扰能力就成为非常重要的方法。 图1 干扰系统三要素 检测系统中,主要存在空间辐射干扰,信号通道干扰、电源干扰、数字电路干扰、地线干扰及系统内部的其他干扰等。 1.1 空间辐射干扰 1.1.1 自然干扰 自然干扰包括雷达、大气层电场的变化、电离层变化以及太阳黑子的电磁辐射等等。雷电能在传输线上产生幅值很高的高频浪涌电压,对系统形成干扰,甚至破坏无线电通信设备。太阳黑子的电磁辐射能量很强,可造成无线电通信中断。来自宇宙的自然干扰,只有高频才能穿过地球外层的电离层,频率在几十MH z 到200MH z之间,电压一般在μV量级,对低频系统影响甚微。 1.1.2 放电干扰 ①电晕放电 最常见的电晕放电来自高压输出线。高压输电线因绝缘失效会产生间隙脉冲电流,形成电晕放电。在输电线垂直方向上的电晕干扰,其电平随频率升高而衰减。当频率低于1MH z时,衰减微弱;当频率高于1MH z时,急剧衰减。因此电晕放电干扰对高频系统影响不大,而对低频系统影响较为严重,应引起注意。 ②辉光放电 辉光放电即气体放电。当两个接点之间的气体被电离时,由于离子碰撞而产生辉光放电,肉眼可见到蓝色的辉光。辉光放电所需电压与接点之间的距离、气体类型和气压有关。荧光灯、霓虹灯、闸流管以及工业生产中使用的大型辉光离子氧化炉等,均是利用这一原理制造的辉光放电设备。这类设备对测试系统而言都是干扰源,频率一般为超高频。如荧光灯干扰,电压为几十到几千微伏,甚至可达几十毫伏。 ③弧光放电 弧光放电即金属雾放电。最具典型的弧光放电是金属电焊。弧光放电产生高频振荡,以电波形式形成干扰。这种干扰对测试系统危害较大,甚至对具有专门防干扰的设备,在半径为50m的范围内,当频率为0115～015MH z时,干扰电压最低仍可达1000μV;当频 7
计算机控制系统中的抗干扰技术
第9章计算机控制系统中的抗干扰技术 ●本章的教学目的与要求 掌握各种干扰的传播途径与作用方式以及软硬件抗干扰技术。 ●授课主要内容 ●干扰的传播途径与作用方式 ●软硬件抗干扰技术 ●主要外语词汇 ●重点、难点及对学生的要求 说明：带“***”表示要掌握的重点内容，带“**”表示要求理解的内容，带“*”表示要求了解的内容，带“☆”表示难点内容，无任何符号的表示要求自学的内容 ●干扰的类型*** ●干扰的传播途径***☆ ●各类干扰的抑制方法*** ●辅助教学情况 多媒体教学课件（POWERPOINT） ●复习思考题 ●干扰的类型 ●干扰的传播途径 ●各类干扰的抑制方法 ●参考资料 刘川来，胡乃平，计算机控制技术，青岛科技大学讲义
干扰是客观存在的，研究抗干扰技术就是要分清干扰的来源，探索抑制或消除干扰的措施，以提高计算机控制系统的可靠性和稳定性。 9.1 干扰的传播途径与作用方式 干扰是指有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。产生干扰信号的原因称为信号源。干扰源通过传播途径影响的器件或系统称为干扰对象。干扰源、传播途径及干扰对象构成了干扰系统的三个要素。 9.1.1 干扰的来源 1．外部干扰 2．内部干扰 9.1.2 干扰传播途径 干扰传播途径主要有：静电耦合、磁场耦合、公共阻抗耦合。 1. 静电耦合 静电耦合是通过电容耦合窜入其他线路的。 2. 磁场耦合 在任何载流导体周围都会产生磁场，当电流变化时会引起交变磁场，该磁场必然在其周围的闭合回路中产生感应电势引起干扰，它是通过导体间互感耦合进来的。 3公共阻抗耦合 公共阻抗耦合干扰是由于电流流过回路间公共阻抗，使得一个回路的电流所产生的电压降影响到另一回路。 9.1.3 干扰的作用方式 按干扰作用方式的不同，可分为串模干扰、共模干扰和长线传输干扰。 1. 串模干扰 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声，它串联在信号源回路中，与被测信号相加输入系统. 图9.6 串模干扰示意图图9.7 共模干扰示意图
电子称发展现状与趋势
1938年美国加利福尼亚理工学院教授E.Simmons（西蒙斯）和麻省 理工学院教授A.Ruge（鲁奇）分别同时研制出纸基丝绕式电阻应变计，以他们名字的字头和各有二位助手命名为SR-4型，由美国BLH 公司专利生产。为研制应变式负荷传感器奠定了理论和物质基础。 1940年美国BLH公司和 Revere公司总工程师A.Thurston （瑟斯顿）利用SR一4型电阻 应变计研制出圆柱结构的应变式 负荷传感器，用于工程测力和称重计量，成为应变式负荷传感器的创始者。1942年在美国应变式负 荷传感器已经大量生产，至今已有60多年的历史。 前30多年，是利用正应力（拉伸、压缩、弯曲应力）的柱、筒、环、梁式结构负荷传感器的一统天下。在此时期内，英国学者杰克逊研制出金属箔式电阻应变计，为负荷传感器提供了较理想的转换元件，并创造了用热固胶粘贴电阻应变计的新工艺。美国BLH公司和Revere公司经过多年实践创造了负荷传感器电路补偿与调整工艺，提高了负荷传感器的准确度和稳定性，使准确度由40年代的百分之几量级提高到70年代初的0.05量级。但在应用过程中出现的问题也很突出，主要是：加力点变化会引起比较大的灵敏度变化；同时进行拉、压循环加载时灵敏度偏差大；抗偏心和侧向载荷能力差；不能进行小载荷测量。上述缺点严重制约了负荷传感器的发展。
后30多年，经历了70年代的切应力负荷传感器和铝合金小量程负荷传感器两大技术突破；80年代称重传感器与测力传感器彻底分离，制定R60国际建议和研发出数字式智能称重传感器两项重大变革；90年代在结构设计和制造工艺中不断纳入高新技术迎接新挑战，加速了称重传感器技术的发展。 1973年美国学者霍格斯特姆为克服正应力负荷传感器的固有缺点，提出不利用正应力，而利用与弯矩无关的切应力设计负荷传感器的理论，并设计出圆截工字形截面悬臂剪切梁型负荷传感器。打破了正应力负荷传感器的一统天下，形成了新的发展潮流。这是负荷传感器结构设计的重大突破。 1974年前后美国学者斯坦因和德国学者埃多姆分别提出建立弹性体较为复杂的力学模型，利用有限单元计算方法，分析弹性体的强度、刚度，应力场和位移场，求得最佳化设计。为利用现代分析手段和计算方法设计与计算负荷传感器开辟了新途径。 70年代初中期，美、日等国的衡器制造公司开始研发商业用电子计价秤，急需小量程负荷传感器。传统的正应力和新研制的切应力负荷传感器都不能实现几公斤至几十公斤量程范围内的测量。美国学者查特斯提出用低弹性模量的铝合金做弹性体，采用多梁结构解决灵敏度和刚度这对矛盾。设计出小量程铝合金平行梁型负荷传感器，同时指出平行梁负荷传感器是基于不变弯矩原理，使利用平行梁表面弯曲
数字电子系统的抗干扰设计
数字电子系统的抗干扰设计 摘要:主要描述了数字电子系统中不易解决的电源噪声干扰和传导干扰问题，并介 绍了几种解决问题的途径和方法。 关键词：电源;传导；干扰;抑制 1 引言 每个电气工程师和电气工程技术人员都希望他所设计的设备工作可靠,不会被其它设备干扰，也不会干扰其它设备。但是，由于电气噪气和电磁干扰几乎无处不在,所以,我们设计的产品往往达不到这些目标。如果不能有效地解决这些问题，我们可能必须放弃这些项目或者采取修修补补的办法,这样一来既浪费了我们投资项目的所有时问、资金和努力,又可能使产品性能大打折扣。 二：一般在工作的开始就必须将干扰措施设计成产品。这一般包含四个步骤的过程： (1)了解干扰的类型和来源 干扰源：是指产生干扰的元件、 设备或信号，用数学语言描述:dｕ/ｄｔ， di／dt大的地方就是干扰源。如：继电器、
雷电、电机、可控硅、高频时钟等都可能 （2)在设计电路时尽量消除或减小这些干扰对系统的影响; (3)设计线路板、导线的结构尽量消除这些问题，必要时，使用干扰抑制器件; (4)将系统分成模块调试，保证每个子系统组装正确无误、工作正常,在进行进一步组装前不会有任何问题。通过一开始就正确地设计系统，经常提前完成任务,成本也较低。 干扰一般有电源噪声干扰、空间干扰(即场干扰)和传导干扰。空间干扰都通过电磁波辐射窜人系统；传导干扰则通过与系统相连接的导线，如,以与前向通道和后向通道等进人系统；电源噪声干扰有过压、欠压、浪涌电压、尖峰电压等。2．１抗干扰设计的几个原则： 即尽可能的减小干扰源的du/dt, di／dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和 最重要的原则,常常会起到事半功倍的 效果。减小干扰源的dｕ/dt主要是通过 在干扰源两端并联电容来实现。减小干 扰源的ｄi／ｄt则是在干扰源回路串联电 感或电阻以及增加续流二极管来实现。 抑制干扰源的常用措施如下: ①继电器线圈增加续流二极管,消
单片机软件抗干扰方法
在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。下面以MCS-51单片机系统为例，对微机系统软件抗干扰方法进行研究。 1 软件抗干扰方法的研究 在工程实践中，软件抗干扰研究的内容主要是：一、消除模拟输入信号的噪声（如数字滤波技术）；二、程序运行混乱时使程序重入正轨的方法。本文针对后者提出了几种有效的软件抗干扰方法。 1.1 指令冗余 CPU取指令过程是先取操作码，再取操作数。当PC受干扰出现错误，程序便脱离正常轨道“乱飞”，当乱飞到某双字节指令，若取指令时刻落在操作数上，误将操作数当作操作码，程序将出错。若“飞” 到了三字节指令，出错机率更大。 在关键地方人为插入一些单字节指令，或将有效单字节指令重写称为指令冗余。通常是在双字节指令和三字节指令后插入两个字节以上的NOP。这样即使乱飞程序飞到操作数上，由于空操作指令NOP的存在，避免了后面的指令被当作操作数执行，程序自动纳入正轨。 此外，对系统流向起重要作用的指令如RET、 RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入两条NOP，也可将乱飞程序纳入正轨，确保这些重要指令的执行。 1.2 拦截技术 所谓拦截，是指将乱飞的程序引向指定位置，再进行出错处理。通常用软件陷阱来拦截乱飞的程序。因此先要合理设计陷阱，其次要将陷阱安排在适当的位置。
（1 ）软件陷阱的设计 当乱飞程序进入非程序区，冗余指令便无法起作用。通过软件陷阱，拦截乱飞程序，将其引向指定位置，再进行出错处理。软件陷阱是指用来将捕获的乱飞程序引向复位入口地址0000H的指令。通常在EPROM中非程序区填入以下指令作为软件陷阱： NOPNOPLJMP 0000H其机器码为0000020000。 （2 ）陷阱的安排 通常在程序中未使用的EPROM空间填0000020000。最后一条应填入020000，当乱飞程序落到此区，即可自动入轨。在用户程序区各模块之间的空余单元也可填入陷阱指令。当使用的中断因干扰而开放时，在对应的中断服务程序中设置软件陷阱，能及时捕获错误的中断。如某应用系统虽未用到外部中断1，外部中断1的中断服务程序可为如下形式： NOPNOPRETI返回指令可用“RETI”，也可用“LJMP 0000H”。如果故障诊断程序与系统自恢复程序的设计可靠、完善，用“LJMP 0000H”作返回指令可直接进入故障诊断程序，尽早地处理故障并恢复程序的运行。 考虑到程序存贮器的容量，软件陷阱一般1K空间有2-3个就可以进行有效拦截。 1.3软件“看门狗”技术 若失控的程序进入“死循环”，通常采用“看门狗”技术使程序脱离“死循环”。通过不断检测程序循环运行时间，若发现程序循环时间超过最大循环运行时间，则认为系统陷入“死循环”，需进行出错处理。
PLC控制系统抗干扰技术设计策略
PLC控制系统抗干扰技术设计策略 中文摘要 自动化系统所使用的各种类型PLC中，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力，另一方面要求应用部门在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。 关键词PLC,industry automation,anti-interference,可编程控制器,自动化
Title:PLC control system anti-jamming technology design strategy Abstract Automation systems used in various types of PLC , some centrally installed in the control room , some installation on production sites and electrical equipment , most of them in a harsh electromagnetic environment formed by the strong electric circuits and power installations . Keywords PLC industry automation anti-interference Programmable controllers automation
电子秤的检定方法
电子秤的检定方法 为了保证秤量准确和使用性能，对新制造的电子计价秤，除了 出厂检验和检定外，用户在购到该秤后，必须在使用地区申请进行计量性能的检定，检定合格后，才能使用。若检定与使用不在同一地区，应根据使用地重力加速度进行修正。检定地点、使用地点不同，只限于产品定型鉴定、仲裁、产品质量评比。其他情况只允许在使用地点检定。此外，在使用过程中还要进行周期检定；若有损坏，在修理后也要进行修理后的检定，合格之后可投入使用。 1 技术要求 1.1 电子秤应按照该产品的有关技术标准制造，修配件应符合 有关技术文件的要求。 1.2 电子秤应标志型号、生产厂、出厂编号、最大称量、最小称 量、检定分度值、准确度等级符号。 1.3 电子称应有水平指示器。 1.4 电子称在下述环境条件下应能正常工作：①温度范围为- 10℃-+40℃，达不到这一要求的电子秤应在其标志牌上标明使用温度范围。②相对湿度不大于90%。③电源电压变化为-15%~+10%；频率变化为±2%。 1.5 电子秤应具有一定的抗干扰能力。在具有机电干扰场合使 用的电子秤，应满足本规程全部要求。 1.6 当环境温度相差5℃时，电子秤空秤示值的变化不得大于 1e。
1.7 在秤盘上加减砝码后，重量与金额显示器应在5s 内有稳定 的数字显示。 1.8 首次检定时，在秤盘上施加最大秤量砝码并保持30min，其 示值在30min 前后的变化不得超过称量允许误差的绝对值。 1.9 符合检定规程要求的标准器具。电子计价秤计量性能检定 时应具备：①与被检电子计价秤最大秤量相对应的M1 级(原四等) 公斤组砝码或高于电子计价秤准确度3 倍以上的标准砝码；②分度值不大于0．5℃的温度计，用于测量环境温度；③测量允许误差用的 M1 级(原四等)克组砝码应与所检定的电子计价秤的检定分度值相适应。通常采用0．1~1．4 倍检定分度值的组合砝码。 1.10 符合规程要求的检定环境。检定工作时，要求环境状态满 足规程要求。电子计价秤在环境温度范围为-10~+40℃、相对湿度不大于90%、电源电压变化为-15%~+10%、频率变化范围为±2%等条件下，应能正常工作。 2 一般技术状态的检查 电子计价秤使用前或进行计量性能检定前，应进行一般技术状 态的检查。通常检查以下几项：①外观完好，无明显破损；②各零部件装配良好，连接螺丝无松动；③水平指示器工作正常；④调节脚能调节自如；⑤电源线完好无损，接插件连接牢固、接触良好；⑥电源接通后显示器显示的数字和符号清晰、完整、无断线、无缺损；⑦数字键、功能键动作正常，操作灵活，安全可靠；⑧配有打印机的电子
数字电子系统硬件抗干扰分析毕业论文
毕业设计论文 数字电子系统硬件抗干扰分析 系电子信息工程系 专业电子信息工程技术（嵌入式系统工程技术）姓名 班级电信083（系统）学号0801133131 指导教师职称讲师 设计时间2010.11.22－2011.1.8
目录 摘要 (2) 关键词： (2) 第一章引言 (3) 1.1 课题研究现状 (3) 1.2 论文主要内容 (4) 第二章电磁干扰的基本理论 (5) 2.1 电磁干扰的概述 (5) 2.1.1 形成干扰的基本要素 (5) 2.1.2 电磁干扰源及其传输通道 (5) 2.2 抑制电磁干扰的有效措施 (6) 第三章数字电路的硬件抗干扰措施 (7) 3.1 器件使用时的抗干扰措施 (7) 3.2 电路设计中抗干扰措施 (7) 3.2.1 接地技术 (7) 3.2.2 滤波技术 (9) 3.2.3 隔离技术 (10) 3.3 线路板设计时的抗干扰措施 (12) 3.3.1 线路板走线原则 (12) 3.3.2 PCB合理设置去耦电容 (14) 3.3.3 PCB特殊元件的放置 (16) 第四章结论 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19)
摘要 每个电气工程师和电气工程技术人员都希望他所设计的设备工作可靠，不会被其它设备干扰，也不会干扰其它设备。但是，由于电气噪声和电磁干扰几乎无处不在，所以，我们设计的产品往往达不到这些目标。如果不能有效地解决这些问题，我们可能必须放弃这些项目或者采取修修补补的办法，这样一来既浪费了我们投资项目的所用时间、资金和努力，又可能使产品性能大打折扣。 在数字电路中干扰分析非常重要，是决定电路工作性能的关键因素，也是我们在做实验前必须要进行的工作。本文主要从数字电路硬件抗干扰设计的常用措施入手，首先分析了电磁干扰的基本理论，重点阐述了电磁干扰源，以传导干扰和辐射干扰为例进行分析。然后从硬件方面来分析抗干扰措施，硬件方面主要从器件使用中抗干扰措施、电路设计抗干扰措施、印制板电路抗干扰措施三方面入手，重点分析了电路设计中抗干扰措施的三个方面：接地技术、滤波技术、隔离技术，并对其进行适当的展开分析。并且对PCB 干扰提出了如下几项项措施：线路板走线原则、合理设置去耦电容、特殊器件的处理。虽然数字电路抗干扰措施种类很多，但每项措施都有很强的针对性，所以在具体应用中须根据实际情况来灵活采取措施，不能盲目随从，否则会适得其反。 关键词：数字电子系统；电磁兼容；电磁干扰；屏蔽技术
0.01精度电子秤处理方法
网络本站 闪电注册登录 收藏本站 首页 新闻 大学计划 教师专区 电子商城 新手上路 应用方案 下载 活动 杂志 凌阳教育 求职平台 论坛 博客 HOME > 应用方案> 正文 基于SPCE061A的高精密电子秤设计与实现 文章来源：电子技术应用 作者：王德清, 胡晓毅,贾宏, 解永军发布时间：2009-2-23 14:23:32 摘要:设计了一款最大测量范围为600g,最小测量分度为0.01g,精度达到六万分之一的高精密电子秤。该电子秤以凌阳16位单片机SPCE061A为核心, Σ-ΔADC为主要称重采集部件;采用了硬件电路抗干扰和软件滤波等技术,以保证整机的精度和稳定性;同时该系统还为用户提供了智能、友好的用户界面和接口。 关键词: SPEC061A; 电子秤; Σ-ΔADC; 抗干扰; 软件滤波
电子秤(或电子衡器)是配有电子称量装置的衡器,它在商业销售中广泛使用。国内从20 世纪60 年代中期开始模拟指针式电子秤的研制和生产, 经历了模拟式电子秤、数字式电子秤和微机式电子秤三个阶段。精度从0.1%、0.05%发展到0.01%。根据目前市场发布的产品,电子秤的精度可分为四级,如表1所示。功能上包括各种参数的设定、自动处理及毛重、净重、皮重和累加值的显示等。为了管理和参数设置的方便,还配有与上位计算机的串行通信接口,如RS-232C等。 总体来说,电子秤的发展呈现出小型化、智能化和模块化的特点。根据市场需求,笔者以高精度、小型化和智能化为目的,以高性能16位凌阳单片机SPCE061A为核心,研发了一款最大称重为600g,最小分度为0.01g,称重精度为0.001 6%(六万分之一)的工业用高精度电子秤。该产品包含当前台式电子秤所有的功能且用户界面友好。 1 系统整体方案设计 电子秤的工作原理是将作用在承载器上的质量或力的大小,通过称重传感器转换为与之成正比的电信号,并且以模拟或数字量的形式在称重仪表上显示出来。电子秤由称重传感器、弱信号放大和滤波、高数位A/D转换器、MCU和显示器组成。系统组成框图如图1所示。 本系统采用性能优异的电阻应变式桥式称重传感器,其基本原理为所称重量引起的电阻变化可产生一个叠加在共模电压之上的差分电压。该传感器的电灵敏度为2mV/V,当使用5V 激励电压时,其满度输出电压为10mV,在60 000分刻度下,每分刻度的输出电压为微伏级。因此微弱信号的采集是本系统设计的第一难点。另一难点则是系统的实时反应速度。由于本设计面向商用,要求系统能够对称重物体作出快速反应,在稳定与不稳定状态间反应灵敏,并且判断准确。最后,作为智能化、便携式的电子称重仪器,友好的用户界面和低功耗设计也是必需的。 根据上述技术难点的分析和系统指标要求,选取凌阳16位单片机SPCE061A为核心控制器件。SPCE061A最高工作频率可以达到49.512MHz,内置2KB静态内存,32KB Flash,32个通用I/O口。由于采集到的微弱信号极易受到干扰,受干扰的信号必须进行数字滤波才能使系统性能得到提升。SPCE061A的16位字长和大存储容量为数字滤波提供了有力的支持;数字信号处理速度和系统的快速反应依赖于主控制器的工作频率,SPCE061A单片机49.512MHz 的工作频率能够很好地满足要求;32个通用I/O口和各种外设资源使系统在扩展按键、LCD 显示、实时时钟RTC、存储器EEPROM和上位机接口上提供了便利。 根据指标要求,电子秤的称重计数分辨率为60 000,要确保外部计数精度,通常内部分辨率必须高于外部分辨率一个数量级,因此内部计数必须精确到600 000,这需要20bit的ADC才能满足此要求。系统的A/D转换器选取24位∑-△ADC芯片CS5460A。CS5460A包含两个Σ-Δ模-数转换器(ADC)和一个串行接口的高度集成Σ-Δ模-数转换器,两个通道都包含可编程增益放大器和片内高速滤波器,共模抑制比大于80dB。高位数和高共模抑制比可保证微弱信号的
电子系统中的抗干扰技术_介绍
电子系统中的抗干扰技术 摘要：应用硬件抗干扰措施是必不可少的一种有效方法。本文中介绍了几种形式的干扰以及解决方法，如信号如何走线、接地的安全可靠、印制电路板避免干扰的设计、电源使用注意事项等几方面进行了阐述。通过合理的硬件电路设计，可以削弱或 抑制绝大部分干扰。实践应用取得了良好的效果。 关键词：抗干扰、屏蔽、电磁辐射。 0 引言 干扰是无处不在的，干扰可导致系统工作不正常，输出信息失真，严重可导致系统瘫痪。抗干扰设计是设备长期稳定运行的保证；随着电子技术的发展、电子设备的普及应用，抗干扰技术的研究显得越来越重要，应用也越来越普及。电子工程师从设备的研制阶段就应使用抗干扰技术，抗干扰技术始终贯穿于设备的设计、制造、安装、使用等各个阶段。 1 抗干扰技术应用 1．1 电源使用方面 有些电源在通断的一瞬间会对小功率电子设备造成损害，对附近的电子设备形成干扰。例如，显示器附近有电源设备时，有时开关电源设备的一瞬问会导致显示器闪一下，如果电源功率较大或靠的太近，而显示器屏蔽效果又达不到要求，显示器就会出现波纹，影响使用。 解决方法是：电源设备加装屏蔽层，采取有效的接地措施，电源线也应带屏蔽层，显示器等易受干扰的设备应尽量远离电源。 1．2 信号传输方面 信号在传输过程中由于线缆过长、过细，绝缘性能不好，没有采取有效的屏蔽、接地措施，信号传输就会受到干扰，特别是正电平信号受干扰影响较大。解决方法有： (1)信号采用负电平传输。 (2)容易相互干扰的信号分开传输。 (3)高频信号单独采用同轴电缆传输。 (4)模拟信号、数字信号分开传输。 (5) (内部可采用一根信号线附近一根地线的接线形式)。 (6)尽量采用带有屏蔽层的电缆，屏蔽层接地。线缆的绝缘性能要好。 (7)正确使用双绞线可起到消除电磁干扰的作用，通常网络线缆都是采用双绞的形式。
电子设备的抗干扰方法1
关于电子设备的抗干扰方法研究 【摘要】随着电子技术的不断发展，对于抗干扰技术的要求也越来越高。本文通过对电子设备的干扰进行分析，总结了干扰的现象，进而提出了电子设备抗干扰的方法和建议，促进了电子设备抗干扰能力的提高。 【关键词】电子设备抗干扰方法电子技术 众所周知，现在任何的电力系统或者电子领域都需要应用大量的电子设备，对于这些电子设备的控制一般采用集成电子电路系统。由于集成电路经常是在比较弱的电信号下工作，但是受控制的系统又经常是强电设备，这样就很容易产生各种干扰的信号。电子设备处于电磁辐射、静电感应、高压输电、雷电冲击等的工作状态中，经常受到这些有害因素的干扰，势必会对电子设备的可靠性、精确性、有效性产生影响，导致系统不能正常的运行使用。随着电子技术的飞速发展，电子设备的使用也遍布各个领域，对于电子设备使用中的干扰和抗干扰原因、措施的分析，显得愈发重要，不仅关乎产品的顺利生产，对于企业的安全、信誉、利益更是有着极其重要的作用和意义。 1 干扰及干扰源 干扰是指使电子设备产生或增大控制误差的一切因素，广义地说，包括温度、湿度、机械振动、电磁现象等环境条件，以及电子设备本身的设计水平。而干扰的来源主要包括外部来源和内部来源
两大部分。外部干扰包括从控制系统的控制器开口处或者开缝处形成的辐射干扰、从电网处传输进来的干扰、或者传输线上形成的反射干扰或者周围环境、系统本身形成的一些辐射、传输干扰。内部干扰则包括电磁辐射、信号辐射、电源传输干扰或者接地不善引起的干扰等。 2 干扰的现象 主要的干扰源由工频干扰、高压干扰、雷电冲击、传输辐射、低压干扰几部分促成。工频干扰是最常见的对电子设备的干扰，它是由于电子设备附近的高压产生故障所形成的。当高压开关突然断开或者打开时，在传输中会突然产生强大的电压和电流，电流的传输受到反射波的影响，在电压器和接地系统之间产生高频的震荡，这样，就导致了电路和接地系统的因为耦合而产生干扰。雷电的干扰是由于电流波的大幅度增加，频率涉及的范围比较广泛，电流波形的变化产生的磁场与入地电流的磁场产生耦合而导致干扰。低压电路中当进行断开操作时，极其容易因为频率的巨变而形成干扰源。这类型的干扰会经常出现在计算机系统的电子设备中，这些继电器、接触器的使用，很容易就成为干扰的对象。 3 抗干扰的措施 综上所述，电子设备产生干扰的原因是复杂多变的，虽然我国目前在抗干扰技术上有了很大的突破，但是鉴于干扰因素难以有效控制，在抗干扰方法上还有待进一步加强和完善。
软件抗干扰的几种办法
软件抗干扰的几种办法 在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。下面以MCS-51单片机系统为例，对微机系统软件抗干扰方法进行研究。 1、软件抗干扰方法的研究 在工程实践中，软件抗干扰研究的内容主要是：一、消除模拟输入信号的噪声(如数字滤波技术);二、程序运行混乱时使程序重入正轨的方法。本文针对后者提出了几种有效的软件抗干扰方法。 (1) 指令冗余 CPU取指令过程是先取操作码，再取操作数。当PC受干扰出现错误，程序便脱离正常轨道“乱飞”，当乱飞到某双字节指令，若取指令时刻落在操作数上，误将操作数当作操作码，程序将出错。若“飞”到了三字节指令，出错机率更大。 在关键地方人为插入一些单字节指令，或将有效单字节指令重写称为指令冗余。通常是在双字节指令和三字节指令后插入两个字节以上的NOP。这样即使乱飞程序飞到操作数上，由于空操作指令NOP的存在，避免了后面的指令被当作操作数执行，程序自动纳入正轨。 此外，对系统流向起重要作用的指令如RET、RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入两条NOP，也可将乱飞程序纳入正轨，确保这些重要指令的执行。 (2) 拦截技术
所谓拦截，是指将乱飞的程序引向指定位置，再进行出错处理。通常用软件陷阱来拦截乱飞的程序。因此先要合理设计陷阱，其次要将陷阱安排在适当的位置。 软件陷阱的设计 当乱飞程序进入非程序区，冗余指令便无法起作用。通过软件陷阱，拦截乱飞程序，将其引向指定位置，再进行出错处理。软件陷阱是指用来将捕获的乱飞程序引向复位入口地址0000H的指令。通常在EPROM中非程序区填入以下指令作为软件陷阱： NOPNOPLJMP 0000H其机器码为0000020000。 陷阱的安排 通常在程序中未使用的EPROM空间填0000020000。最后一条应填入020000，当乱飞程序落到此区，即可自动入轨。在用户程序区各模块之间的空余单元也可填入陷阱指令。当使用的中断因干扰而开放时，在对应的中断服务程序中设置软件陷阱，能及时捕获错误的中断。如某应用系统虽未用到外部中断 1，外部中断1的中断服务程序可为如下形式： NOPNOPRETI返回指令可用“RETI”，也可用“LJMP0000H”。如果故障诊断程序与系统自恢复程序的设计可靠、完善，用“LJMP0000H”作返回指令可直接进入故障诊断程序，尽早地处理故障并恢复程序的运行。 考虑到程序存贮器的容量，软件陷阱一般1K空间有2-3个就可以进行有效拦截。 (3)软件“看门狗”技术
电子秤的抗干扰措施
万方数据
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关于CBTC系统无线通信抗干扰技术的研究
技术装备 52 MODERN URBAN TRANSIT 6/2009现代城市轨道交通 0引言 列车控制系统在地铁信号的发展过程中，经历了从单向轨道电路到双向无线通信的变革。目前广泛应用于地铁列车控制系统的是基于无线通信的列车控制系统（ＣＢＴＣ）（图１）。而无论基于无线局域网还是专用无线网的通信，都存在同频或邻频干扰的问题。为此，如何引入技术手段，提高ＣＢＴＣ系统的抗干扰能力，保证其可靠、稳定运行十分重要。 1无线局域网 １．１结构 无线局域网（ＷＬＡＮ）是计算机 网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，利用电磁波完成数据交互，实现传统有线局域网的功能。ＷＬＡＮ的核心结构如图２所示。 从图２可以看到，ＷＬＡＮ的工作层有介质访问控制层（ＭＡＣ）和物 理层（ＰＨＹ），其中物理层分为ＰＬＣＰ（物理层收敛过程）子层和ＰＭＤ（物理机制相关）子层。ＰＬＣＰ子层通过将ＭＡＣ层信息映射到ＰＭＤ子层，使ＭＡＣ层对物理层的依赖减到最低，而ＰＭＤ子 层则提供了控制无线介质 的方法和手段。ＷＬＡＮ的物理层采用扩频工作方式，包括ＦＨＳＳ（跳频扩频）、ＤＳＳＳ（直接序列扩频）、ＨＲ／ＤＳＳＳ（高速直接序列扩频）和ＯＦＤＭ（正交分复用），无线工作频段为ＩＳＭ：２．４～２．４８７５ＧＨｚ以及Ｕ－ＮＩＩ：５．７２５～５．８５０ ＧＨｚ（取决于采用的标准）。在ＩＥＥＥ８０２．１１结构内还包含两个管理实体（ＭＡＣ层管理实体ＭＬＭＥ和ＰＨＹ 物理层管理实体ＰＬＭＥ）和管理信息库（ＭＩＢ），从而控制ＭＡＣ层和ＰＨＹ层的工作状态。 １．２ＭＡＣ层干扰问题 无线局域网的ＭＡＣ层的载波监听多路访问／冲突检测方法（ＣＳＭＡ／ＣＤ）协议问题，从理论上讲，ＭＡＣ层的ＣＳＭＡ／ＣＤ协议完全能够满足局域网级的多用户信道竞争问题，但是，对应无线环境而 邱鹏：南京恩瑞特实业有限公司轨道交通事业部，助理工程师，南京 ２１１１０６ 关于ＣＢＴＣ系统无线通信 抗干扰技术的研究 邱鹏 李亮 摘 要：研究基于无线传输的ＣＢＴＣ系统车－地通信抗干扰技术，通过 分析无线局域网中的同频干扰，结合重复累积码、感知无线电、一致性测试３项技术，提出１套在ＣＢＴＣ系统设计和系统运营两个阶段抑制同频干扰的完整解决方案。 关键词：车地通信；同频干扰；重复累积码；感知无线电；一致性测试 注：ＬＬＣ即逻辑链路控制；ＷＥＰ即有线等效保密 图2WLAN 的核心结构 图1CBTC 系统框图 车载部分 车载ＡＴＣ定位 数据通信部分 无线传输系统 轨旁网络装置 ＡＴＳ 轨旁ＡＴＣ系统 ＬＬＣ ＷＥＰＭＡＣ ＰＨＹ ＤＳＳＳ ＦＨ ＩＲ ＯＦＤＭＭＡＣＭｇｍｔ ＭＩＢ ＬＬＣ ＭＡＣ 业务接口 ＭＡＣ管理业务接口ＭＡＣ子层 ＭＡＣ管理层 ＰＨＹ业务接口 ＰＨＹ管理业务接口ＰＨＹ管理层 ＰＬＣＰ子层ＰＭＤ 子层