干扰
按频段划分为：1上行干扰 2 下行干扰
按频点划分为：1同频干扰 2 异频干扰（邻频干扰，互调干扰，阻塞干扰，杂散干扰）
按干扰源分为：内部干扰（同频干扰，邻频干扰，互调干扰）外部干扰（电弧电焊产生的杂乱干扰，电视增频器对CDMA上行干扰）
干扰产生的原因
1，无线系统自身的问题
2，直放站引起的上行干扰问题
3，干扰机（屏蔽器）干扰
4，异频之间的信号干扰
5，民用或工业设备造成的上行干扰
按频段划分：
上行干扰
定义：为干扰信号在移动网络上行频段，外界射频干扰源对基站产生的干扰。现象：基站覆盖范围降低，手机在屋上行干扰的调教下，基站能够接收较远处手机的信号。
上行干扰分类及产生原因,解决方法
无线系统自身问题
无线系统自身问题一般集中在天线器件、基站接收通路的问题上,由于基站子系统问题造成的上行干扰高存在以下规律:INTERFERENCE BAND统计值随话务量变化,话务量高时,INTERFERENCE BAND也随之增高,到深夜话务量降低后,INTERFERENCE BAND统计恢复正常.一般如果出现这样的规律,首先要考虑无线子系统的问题.
直放站引起的上行干扰问题
目前存在的最普遍的上行干扰问题是直放站引起的上行干扰, 特别是一些用户自行安装的“非法直放站”,由于价格低廉,各种器件的性能不好,造成较强的上行干扰问题.
直放站产生干扰的原因是空间的白噪声和直放站自身的噪声经过放大后,通过上行链路连同手机信号一同到达基站接收端造成对基站的上行干扰.一般正规直放站厂家在安装直放站时考虑到这个问题,要对直放站上行噪声底部电平（uplink noise floor）进行调整,并且选择适当的施主小区,以减少对基站系统的上行干扰.
但某些用户自行安装的直放站并不考虑该问题,因此会对周围基站造成较强的上行干扰.由于直放站引起的上行干扰统计上的规律为:与话务量无关,只要直放站工作,INTERFERENCE BAND统计24小时高.
图 1 宽频直放站干扰频谱
图1为受到非法直放站影响的上行频谱.对于非法直放站的问题,实际的解决方法是帮助用户解决信号覆盖问题,并拆除造成干扰的直放站.运营商为解决信号盲区安装直放站时,要充分考虑到上行噪声底部电平的问题；避免在解决信号覆盖的同时,将干扰引入网内,使网络质量恶化.
干扰机（移动信号阻断器）干扰
干扰机干扰是出于特殊目的,为阻断移动通信信号而采取的一种干扰方法,目前发现的
主要应用于会议保密,也发现个别加油站为阻止司机在加油站内打手机而安装的干扰机. 干扰机造成的干扰极其强大,统计上附近基站的INTERFERENCE BAND值最高达到30左右,使掉话次数成倍增长,用户明显感觉通话存在问题,对移动通信网络的影响非常大.
图 2某频谱干扰图
图2为在某会议场所外400米处测试到的军方干扰机干扰频谱.从图中可看出GSM 的上行信号已大部分被干扰信号淹没,此时的现象为手机有信号,但无法顺利拨打电话.
不同网络之间信号干扰造成的上行干扰问题
实际工作中发现,当CDMA基站天线与GSM基站天线距离很近,特别是两天线正对,并且距离小于100米（经验值）的情况下,CDMA系统会对GSM系统产生较强的上行干扰,图3为受到CDMA系统干扰的中国移动基站接收端测试到的上行干扰频谱.
图 3 CDMA 下行对GSM 上行的影响
从图中可明显看出处于876MHZ 左右的CDMA 信号存在明显的脱尾现象,脱尾信号已落入中国移动GSM 系统的上行频段890MHZ —909MHZ,从而对中国移动GSM 系统的上行频段造成干扰,使INTERFERENCE BAND 统计偏高,造成掉话和通话质量变差.
CDMA 系统造成的INTERFERENCE BAND 统计值高一般为24小时高,与话务量无关,并且低端频率受到的干扰严重.对于此类的上行干扰问题,需要协商联通公司进行解决,常用的方法为联通CDMA 基站发射端安装波形滚降特性良好的外置带通滤波器,以保证带外辐射干扰最小；或调整两个运营商之间基站的天线方位或垂直位置,使其隔离度增加,以消除干扰问题.
民用或工业设备造成的上行干扰
电视增频器、无线摄像头等
下行干扰
定义：指干扰源在MS 与BTS 的下行频段
现象：手机无法正常接收到基站的信号，造成网络中断，掉话或无法分配信道。 按频点划分
同频干扰：与有用信号频率相同的无用信号的干扰。
存在同频干扰的频率范围是20r
B f
0f 为有用信号载波频率
r B 为接收机中频带宽.
同频干扰图
A 小区的移动台会受到
B 基站发射的干扰
两同频工作的基站之间的距离D ，称为“同频复用距离”。
同频复用距离与小区半径之比为“R D q /=”，称为“同频复用比”。
同频复用比与小区复用系数N 的关系为“223131??? ??==R D q N ” 或“ N R D 3=”
若A 、B 基站具有相同的设备参数,发射功率都为T P (dBw),则移动台接收机输入端信号和干扰功率电平分别为
S T L P C -= (dBw)，I T L P I -= (dBw)
式中,S L 和I L 分别为经过距离R D -和R 的传呼损耗,传输损耗之比为
??? ??-??=-R R D n L L S I lg 10 (dB) （2-4）
式中,n 为路径损耗指数,在自由空间中传播时,n=2,在陆地移动通信的无线路径传播时,n=4 用dB 表示的载波/干扰比为S I I T S T L L L P L P I C -=---=)()(/ (dB) （2－5）
取n=4,将式（2-4）代入式（2-5）,得到
??? ??-=??? ??-=1lg 40lg 40/R D R R D I C (dB) 异频干扰
邻频干扰
定义：来自所使用信号频率相邻频率的信号干扰。
产生原因：由于接收滤波器不理想,使得相邻频率的信号泄漏到传输带宽内而引起的。
现象
解决措施：功率控制.
互调干扰（互调是2个信号互相作用，会在其他的频点产生的新的信号，比如3阶就在2F1-F2和2F2-F1,5阶就在3F1-2F2和3F2-2F1）
定义：当两个以上不同频率信号作用于一非线性电路时,将互相调制产生新频率的信号输出，如果该频率正好落在接收机工作信道带宽内,则构成对该接收机的干扰。
类型：1，由移动台接收机形成的互调干扰
2.由基地台接收机形成的互调干扰
3.由基地台发射机互耦形成的互调干扰
4.由移动台发射机互耦形成的互调干扰
扰
6.由基地台、移动台发射机互耦、在基地台发射机形成的互调产物对基地台接收的干
扰
较严重的干扰是（1）、（2）、（4）类干扰
产生原因：互调干扰可能是外部信号与发射信号混合产生；也有可能完全是两个外部信号产生,它们只是借助接收机的非线性器件来相互混合；有时,产生互调信号的摇篮
并不仅仅是接收机,非线性结合点有可能是附近生锈的屋顶或围墙,当有高功率的
无线电信号传送时,这种物理结构就像一个非线性器件一样,形成互调干扰,而且这
种互调影响会随天气条件变化。
危害：1.对发射机的危害
3、畸变主频fO的频谱
4、干扰空间电波秩序
解决措施：1，合理地分配频率资源，发射机与发射机之间拉开距离。
2．安装“单向器”（又名“单向隔离器”或“单向滤波器”。）单向滤波器是有吸收在发射机主频率左右由外界倒灌进入的干扰信号，以至抑制互调产物的
功能。
3，安装“带通滤波器”，在抑制杂波和抵抗外界干扰的作用中，带通滤波器与单向器的作用互补。单向器是带内单向滤波，而滤波器是带外的双向滤波。
如GSM与DCS网络之间的互调干扰:
由于GSM900和DCS1800分别存在45MHz和95MHz的双工间隔,而它们的带宽仅为25MHz（如考虑GSM900扩充频率,则为35MHz）和75MHz.因此在单独设计GSM900或DCS1800时二阶互调和三阶互调不会落入带内.但对共站双频网的运营者,必须仔细分析互调干扰的情况.
二阶互调表现为fA＋fB=fC或fA－fB=fC,对双频网可能的表现形式有:
情况1:
DCS1800Tx－GSM900Tx=GSM900Rx
情况2:
GSM900Tx1＋GSM900Tx2=DCS1800Rx
Tx代表基站发射频率,Rx代表基站接收频率.详细分析双频网的具体频段,后一种情况是不存在的,因此只需考虑情况1:共站DCS1800发射频率与GSM900发射频率的差频不能等于GSM900的接收频率.
阻塞干扰
定义：阻塞是因为一个信号太强，影响接收机性能，一般是在接收频段之外的强信号
现象：接收功率超过接收动态允许的最大功率电平时,会导致接收机饱和阻塞
影响：系统的接收性能,这类干扰称为阻塞干扰.阻塞会导致接收机无法正常工作,长时间的阻塞还可能造成接收机的永久性性能下降.
杂散干扰
定义：杂散是一个信号在它附近有些滤波不完全的残余信号，一般是落在接收频段范围内的弱信号
产生原因：由于接收机的灵敏度不高造成的，发射机输出信号通常为大功率信号，在产生大功率信号的过程中会在发射信号的频带之外产生较高的杂散。如果杂散落入某个系统接收频段内的幅度较高，就会造成杂散干扰。
现象：接收系统的输入信噪比降低，通信质量恶化
根据干扰来源划分:内部干扰、外部干扰
内部干扰
产生原因：移动通信蜂窝系统采用频率复用方式,以提高频率利用率.这虽然增加系统的容量,但同时也增加系统的干扰程度.
内部干扰的类型：同频干扰、邻频干扰和互调干扰
同频干扰
定义：指无用信号的载频与有用信号的载频相同,并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。当同频干扰的载波干扰比C/I小于某个特定值时,就会直接影响到手机的通话质量,严重的情况下,就会产生掉话或使手机用户无法建立正常的呼叫。
现象：掉话或无法正常呼叫
邻频干扰
定义：指干扰台邻频道功率落入接收邻频道接收机通带内造成的干扰.由于频率规划原因造成的邻近小区中存在与本小区工作信道相邻的信道或由于某种原因致使基站小区的覆盖范围比设计要求范围大,均会引起邻频道干扰.
现象：掉话或未接通
交调干扰
定义：当两个以上不同频率信号作用于一非线性电路时,将互相调制,产少新频率信号输出,如果该频率正好落在接收机工作信道带宽内,则构成对该接收机的干扰。
交调干扰主要是指数、模共站的基站,由于模拟基站发射机的影响,而对数字基站产生的干扰.
现象：时隙分配不出去,造成基站资源的浪费,也会产生掉话.
内部干扰产生的原因：
频率配置问题：频率规划时频率复用不当、频点设定不正确导致两同频小区之间的距离不能够满足标准值,造成同频、邻频现象在短距离范围内存在.当手机在服务小区
中收到很强的同频或邻频干扰信号时,会引起误码率恶化,使手机无法准确解
调邻近小区的BSIC码或不能正确接收移动台测量报告,
幽灵接入
另外如出现同BCCH、同BSIC的情况时会对无线接口造成干扰.在GSM系统
的无线接口中,随机接入和切换接入信令使用相同的编码和脉冲方式,均使用
8位信息码加上6位奇偶校验位,并且这6位奇偶校验位和目标小区的BSIC
相异或.小区收到接入信息时,与本小区的BSIC比较,若相同则进行下一步解
码.距离较近的同BCCH、同BSIC小区间可能会产生随机接入和切换接入的
干扰。
小区参数定义不当：BTS的发射功率参数MS—TXPRW—MAX—CCH、BS—TXPWR一CCH、BS—TXPWR一MAX、BS-TXPWR—MIN等设置不合理,也会造成干扰
问题的出现.
MS—TXPWR—MAX—CCH参数设置过高,则在基站附近的移动台会对
本小区造成较大的邻频干扰,影响小区中其它移动台的接通和通话质量；
过小则决小区边缘的手机将很难占上信道,且受外界干扰更大.
BS—TXPWR—MAX—CCH参数设置过大,会与相邻小区产生覆盖交叠,
造成信道干扰,手机占用信道困难,通话质量差等；过小会产少盲区.
基站天线参数的不合理：下倾角过小,会造成对附近同频站的干扰；过大则会造成对相邻站
的邻频干扰。
方位角设置存在偏差,易导致基站的实际覆盖与所设计的不相符,
从而导致一些意想不到的同频及邻频干扰.
玻璃幕墙、湖泊和其他反射体的影响
直放站设置不合理：目前大量使用的直放站是900 MHz宽带放大器,它对所接受的信号进行直接放大,然后再发射出去,且基站与直放站之间绝大多数又是射频
连接方式,加之直放站的规划和选址上存在一些问题,因而易造成对周
围信号的干扰.
发射及接收部分硬件问题：发射部分杂散辐射及接收部分杂散响应较大,会造成对本信道和
其它信道的干扰，严重时将不能正常通话发射机倍频器的输出
滤波器特性不好、频率合成器中鉴相器的屏蔽不好,都会带来较
多的杂散辐射,这些杂散辐射会对正好以这些频率工作的信道
产生干扰.接收机—般采用超外差接收方式,如果接收机的输入
电路选择性不好、镜频选择性不好或中频邻近选择性不好,会给
系统带来一定的镜频干扰和中频干扰.
外部干扰
定义：由于移动通信是靠空中电波传播的,当空中某些电波对正在使用的电波产生的干扰达到一定程度时,会使信号噪声比下降到标准值以下（影响通话质量）,
现象：掉话及未接通。
外部干扰类型：电弧电焊产生的杂乱干扰
电视增频器对CDMA上行干扰，随着CDMA网络的大规模开通,这一问题
日益严重.
外部干扰源查找基本方法
处理上行干扰问题的基本步骤
在发现统计中INTERFERENCE BAND高时,一般可以按照以下步骤来进行干扰问题的查找和解决:
1、统计INTERFERENCE BAND异常,一般INTERFERENCE BAND＝4、5比例较
高时,需要重点关注；
2、分析INTERFERENCE BAND变化规律,是否与话务量有明显的对应关系；
3、如果INTERFERENCE BAND异常与话务量密切相关,在话务量高时,现场测试
上行频谱,判断基站自身问题及天馈线问题,并进行检查更换；
4、INTERFERENCE BAND变化与话务量无关,24小时持续偏高,判断为外部干扰
源,现场进行频谱测试,判断干扰源类型,进一步查明干扰源；
5、找到干扰源后,有时有必要寻求无线电委员会协作,消除干扰源,解决干扰问题；
6、在实际解决上行干扰问题时,要求现场工程师能够准确的对干扰频谱进行分析,
利用科学的方法快速对干扰源进行定位,准确高效的排除上行干扰问题.实际
优化工作中发现有这样一类干扰源,不是恒定出现,并且出现干扰的规律不明
显,这就需要现场工程师有耐心定点进行跟踪,以发现干扰源,解决干扰问题.
在进行外部干扰查找时,需要进行多次测试并根据干扰频谱的变化来发现外部干扰.一般在实际中采用3点确认干扰源的方法,即在出现干扰的区域选择3座较高的建筑物,建筑物高度基本上与受干扰基站高度可比拟,然后用八木天线或其他定向天线寻找干扰频谱最强的方向.3个点全部采用此方式,一般3个点指向干扰信号最强的方向交汇点即可认为是干扰源所在区域,然后到确认地点进行进一步详细测试,以发现干扰源.
PLC系统信号的干扰及抗干扰措施 可编程控制器PLC具有编程简单、通用性好、功能强、易于扩展等优点。PLC控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。PLC中采用了高集成度的微电子器件，可靠性高，但由于使用时工业生产现场的工作环境恶劣，如大功率用电设备的起动或停止引起电网电压的波动形成低频干扰和电磁辐射等恶劣电磁环境，大大降低了PLC控制系统的可靠性。为了确保控制系统稳定工作，提高可靠性，必须对系统采取一定的抗干扰方法和措施。 1 影响PLC控制系统稳定的干扰类型 1.1 空间的辐射干扰 空间的辐射电磁场（EMI）主要由电力网络、电气设备、雷电、高频感应加热设备、大型整流设备等产生，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。其影响主要通过两条途径：一是对PLC 通讯网络的辐射，由通讯线路的感应引入干扰；二是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰。若此时PLC置于其辐射场内，其信号、数据线和电源线即可充当天线接受辐射干扰。此种干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场的大小，特别是与频率有关。 1.2 传导干扰 （1）来自电源的干扰 在工业现场中，开关操作浪涌、大型电力设备的起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等均能在电网中形成脉冲干扰。PLC的正常供电电源均由电网供电，因而会直接影响到PLC的正常工作。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间的电磁干扰而产生持续的高频谐波干扰。特别在断开电网中的感性负载时产生的瞬时电压峰值是额定值的几十倍，其脉冲功率足以损坏PLC半导体器件，并且含有大量的谐波可以通过半导体线路中的分布电容、绝缘电阻等侵入逻辑电路，引起误动作。 （2）来自信号传输线上的干扰 除了传输有效的信息外，PLC系统连接的各类信号传输线总会有外部干扰信号的侵入。此干扰主要有2种途径：①通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串人的电网干扰；②信号线上的外部感应干扰，其中静电放电、脉冲电场及切换电压为主要干扰来源。由信号线引入的干扰会引起I／O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。若系统隔离性能较差，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动作甚至死机。 1.3 地电位的分布干扰 PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。地电位的分布干扰主要是各个接地点的电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，从而引起了地环路电流，该电流可能在地线上产生不等电位分布，影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。由于PLC工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响PLC的逻辑运算和数据存贮，造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。 1.4 PLC系统内部产生的干扰 产生这种干扰的主要原因是系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射。如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响；模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。 2 提高抗干扰能力的硬件措施 硬件抗干扰技术是系统设计时应首选的措施，它能有效抑制干扰源，阻断干扰传输通道。 2.1 供电电源
题目：跳频通信系统抗干扰性能分析 姓名： 学院：信息科学与技术学院 系：通信工程系 专业： 年级： 学号： 教师： 2012年7月10日
跳频通信系统抗干扰性能分析 摘要 扩频技术是一种信息传送技术，它利用伪随机码对被传输信号进行频谱扩展，使之占有远远超过被传送信息所需的最小带宽。而跳频技术以其良好的抗干扰性能和衰落性及较低的信号被截获概率，成为战术通信领域应用最广的一种抗干扰手段。本文在介绍跳频通信基础原理的基础上，并借助计算机仿真工具Matlab /Simulink 搭建仿真模型，得到了在多径信道下的误码率-信噪比曲线，从而分析跳频通信系统的抗干扰性能。 关键字：跳频、Simulink 仿真、多径、抗干扰 一．引言 跳频通信时现代通信中采用的最常用的扩频方式之一，其基本原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化。与定频通信相比，由于发送的信号调制在多个伪随机跳变的频率上，敌方不容易捕获到所发送的信息，有利于信号的隐藏，可以有效躲避干扰。因此，跳频技术在通信对抗尤其是卫星通信中处于特别有利的位置。扩频技术正在取代常规通信技术成为军事通信的一种主要抗干扰通信技术。因此，对扩频通信的研究，成为通信对抗中的重要部分。本文通过Matlab 软件仿真跳频通信系统的基本过程，在多径信道下分析其抗干扰能力。 二．跳频通信的基本原理 扩频通信系统是一种信息处理传输系统，这种系统是利用伪随机码对被传输信号进行频谱扩展，使之占有远远超过被传输信息所必需的最小带宽。在接收机中利用同一码对接收信号进行同步相关处理以解扩和恢复数据。现有的扩频系统可分为：直接序列扩频、跳频、跳时，以及上述几种方式的组合。其中跳频系统是如今使用最多的扩频技术。 跳频扩频的调制方式可以为二进制或M 进制的FSK(MFSK)。如果采用二进制FSK ，调制器选择两个频率中的一个，设为0f 或1f ，对应于待传输的信号0或1.得到的二进制FSK 信号是由PN 码生成器输出序列输出觉得的频率平移量，选择
单片机抗干扰能力 单片机的抗干扰性能历来为大家所重视，现在市面上的单片机就我所接触过的，就有 十家左右了，韩国的三星和现代；日本的三菱，日立，东芝，富士通，NEC；台湾的 EMC，松汉，麦肯特，合泰；美国的摩托罗拉，国半的cop8系列，microchip系列，TI 的msp430系列，AVR系列，51系列，欧洲意法半导体的ST系列。。。。。。 这些单片机的抗干扰性能大多数鄙人亲自测试过，所用机器是上海三基出的两种 高频脉冲干扰仪，一种是欧洲采用的标准，一种是日本采用的标准；
日本的标准是高 频脉冲连续发出，脉冲宽度从50ns到250ns可调，欧洲采用的标准是脉冲间歇（间歇 时间和发出时间可调）发出，脉宽也是从50ns到250ns可调；我们国家采用的是欧洲 标准。 一般情况下，脉冲干扰这一项能够耐受2000V以上就算不错了（好像我国家电标准 是1200V），有些可以达到3000V，于是很多人为此很得意。 单片机在高频脉冲干扰下程序运行是否正常，或者说抗干扰是否通过，有些人以
程序不飞掉，或者说“死机”为标准，有些人以不复位并且程序正常运行为标准。 很多情况下，芯片复位程序是可以继续运行的，表面上看的不是很清楚。我一般就看 单片机在干扰下是否复位，复位了我就认为不行了。不复位并且程序正常运行当然比 复位来说要好了。 好多人看到自己做的电路抗干扰达到2000V或者3000V就很高兴，实际上芯片的抗 干扰并不一定就很好。这里我不能不说一下日本的标准，高频脉冲连续发出的形式。 别小看一个连续和一个间歇的区别，实际上，大家如果有机会，用日本的标准测试一
下你的芯片和电路，你就会发现，几乎和欧洲标准差别很大很大，采用日本标准你会 很伤心，因为大多数单片机过不了！ 日本的标准是1600V。上面我提到的十几家单片机： 意法的也就是ST的≥1800 三菱的≥1800 富士通和日立的≥1600V nec的≥1500 东芝的≥1300V 摩托罗拉的≥1300
485信号抗干扰问题 在各种现场中，485总线应用的非常的广泛，但是485总线比较容易出现故障，现在将485总线容易出现故障的情况并且可以排除这些故障的方法罗列如下： 1.由于485信号使用的是一对非平衡差分信号，意味485网络中的每一个设备都必须通过一个信号回路连接到地，以减少数据线上的噪音，所以数据线最好由双绞线组成，并且在外面加上屏蔽层作为地线，将485网络中485设备连接起来，并且在一个点可靠接地。 2.在工业现场当中，现场情况非常复杂，各个节点之间存在很高的共模电压，485接口使用的是差分传输方式，有抗共模干扰能力，但是当共模电压大于+12V或者小于-9V时，超过485接收器的极限接收电压。接收器就无法工作，甚至可能会烧毁芯片和一起设备。可以在485总线中使用485光隔离中继器，将485信号及电源完全隔离，从而消除共模电压的影响。 3.485总线随着传输距离的延长，会产生回波反射信号，如果485总线的传输距离如果超过100米，建议施工时在485通讯的开始端和结束端120欧姆的终端电阻。 4.485总线中485节点要尽量减少与主干之间的距离，一般建议485总线采用手牵手的总线拓扑结构。星型结构会产生反射信号，影响485通信质量。如果在施工过程中必须要求485节点离485总线主干的距离超过一定距离，使用485中继器可以作出一个485总线的分叉。如果施工过程中要求使用星型拓扑结构，可以使用485集线器可以解决这个问题。 5.影响485总线的负载能力的因素：通讯距离，线材的品质，波特率，转换器供电能力，485设备的防雷保护，485芯片的选择。如果485总线上的485设备比较多的话，建议使用带有电源的485转换器，无源型的485转换器由于时从串口窃电，供电能力不是很足，负载能力不够。选用好的线材，如有可能使用尽可能低的波特率，选择高负载能力的485芯片，都可以提高485总线的负载能力。485设备的防雷保护中的防雷管会吸收电压，导致485总线负载能力降低，去掉防雷保护可以提高485总线负载能力。如果在现场施工中，相关的因素不能改变，建议使用深圳市富永通科技有限公司的485中继器或者485集线器来提供485总线的负载能力。 提高RS-485总线可靠性的几种方法及常见故障处理 在MCU之间中长距离通信的诸多方案中，RS-485因硬件设计简单、控制方便、成本低廉等优点广泛应用于工厂自动化、工业控制、小区监控、水利自动报测等领域。但RS-485总线在抗干扰、自适应、通信效率等方面仍存在缺陷，一些细节的处理不当常会导致通信失败甚至系统瘫痪等故障，因此提高RS-485总线的运行可靠性至关重要。 一、RS-485接口电路的硬件设计 1、总线匹配 总线匹配有两种方法，一种是加匹配电阻，如图1a所示。位于总线两端的差分端口VA与VB之间应跨接120Ω匹配电阻，以减少由于不匹配而引起的反射、吸收噪声，有效地抑制了噪声干扰。但匹配电阻要消耗较大电流，不适用于功耗限制严格的系统。
系统抗干扰 一、下面的一些系统要特不注意抗电磁干扰： 1、微操纵器时钟频率特不高，总线周期特不快的系统。 2、系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。 3、含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。 二、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施： 1、选用频率低的微操纵器： 选用外时钟频率低的微操纵器能够有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波，方波中的高频成份比正弦波多得多。尽管方波的高频成份的波的幅度，比基波小，但频率越高越容易发射出成为噪声源，微操纵器产生的最有阻碍的高频噪声大约是时钟频率的3倍。 2、减小信号传输中的畸变 微操纵器要紧采纳高速CMOS技术制造。信号输入端静态输入电流在1mA左右，输入电容10PF左右，输入阻抗相当高，高速CMOS电路的输出端都有相当的带载能力，即相当大的输出值，将一个门的输出端通过一段专门长线引到输入阻抗相当高的输入端，反射问题就专门严峻，它会引起信号畸变，增加系统噪声。当Tpd＞Tr时，就成了一个传输线问题，必须考虑信号反射，阻抗匹配等问题。
信号在印制板上的延迟时刻与引线的特性阻抗有关，即与印制线路板材料的介电常数有关。能够粗略地认为，信号在印制板引线的传输速度，约为光速的1/3到1/2之间。微操纵器构成的系统中常用逻辑电话元件的Tr（标准延迟时刻）为3到18ns之间。 当信号的上升时刻快于信号延迟时刻，就要按照快电子学处理。现在要考虑传输线的阻抗匹配，关于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输，要幸免出现T d＞Trd的情况，印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。 用以下结论归纳印刷线路板设计的一个规则： 信号在印刷板上传输，其延迟时刻不应大于所用器件的标称延迟时刻。 3、减小信号线间的交叉干扰： A点一个上升时刻为Tr的阶跃信号通过引线AB传向B端。信号在AB线上的延迟时刻是Td。在D点，由于A点信号的向前传输，到达B点后的信号反射和A B线的延迟，Td时刻以后会感应出一个宽度为Tr的页脉冲信号。在C点，由于AB上信号的传输与反射，会感应出一个宽度为信号在AB线上的延迟时刻的两倍，即2Td的正脉冲信号。这确实是信号间的交叉干扰。干扰信号的强度与C 点信号的di/at有关，与线间距离有关。当两信号线不是专门长时，AB上看到的实际是两个脉冲的迭加。 CMOS工艺制造的微操纵由输入阻抗高，噪声高，噪声容限也专门高，数字电路是迭加100~200mv噪声并不阻碍其工作。若图中AB线是一模拟信号，这种干
视频监控系统中的各种干扰解决方法大全监控系统在各领域中的应用越来越多，在不同环境、不同安装条件和不同施工人员下，由于线路、电气环境的不同，或是在施工中疏忽，容易引发各种不同的干扰。这些干扰就会通过传输线缆进入闭路电视监控系统，造成视频图像质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现像，直接影响到整个系统的质量。因此了解视频监控系统有哪些干扰，有助于根据不同的情况采取相应的措施，对提高监控系统工程质量，确保系统的稳定运行非常有益。 1视频监控中的各种干扰 1.1木纹状的干扰 这种干扰的出现，轻微时不会淹没正常图像，而严重时图像就无法观看了(甚至破坏同步)。这种故障现象产生的原因较多也较复杂。大致有如下几种原因： (1)视频传输线的质量不好，特别是屏蔽性能差(屏蔽网不是质量很好的铜线网，或屏蔽网过稀而起不到屏蔽作用)。与此同时，这类视频线的线电阻过大，因而造成信号产生较大衰减也是加重故障的原因。此外，这类视频线的特性阻抗不是75Ω以及参数超出规定也是产生故障的原因之一。由于产生上述的干扰现象不一定就是视频线不良而产生的故障，因此这种故障原因在判断时要准确和慎重。只有当排除了其它可能后，才能从视频线不良的角度去考虑。若真是电缆质量问题，最好的办法当然是把所有的这种电缆全部换掉，换成符合要求的电缆，这是彻底解决问题的最好办法。 (2)由于供电系统的电源不“洁净”而引起的。这里所指的电源不“洁净”，是指在正常的电源(50周的正弦波)上叠加有干扰信号。而这种电源上的干扰信号，多来自本电网中使用可控硅的设备。特别是大电流、高电压的可控硅设备，对电网的污染非常严重，这就导致了同一电网中的电源不“洁净”。比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置、可控硅整流装置、可控硅交直流变换装置等等，都会对电源产生污染。这种情况的解决方法比较简单，只要对整个系统采用净化电源或在线UPS供电就基本上可以得到解决。
一、抗干扰方法： 为了使高频电路板的设计更合理，抗干扰性能更好，在进行PCB 设计时应从以下几个方面考虑： 1、合理选择层数：利用中间内层平面作为电源和地线层，可以起到屏蔽的作用，有效降低寄生电感、缩短信号线长度、降低信号间的交叉干扰，一般情况下，四层板比两层板的噪声低20dB。 2、走线方式：走线必须按照45°角拐弯，这样可以减小高频信号的发射和相互之间的耦合。 3、走线长度：走线长度越短越好，两根线并行距离越短越好。 4、过孔数量：过孔数量越少越好。 5、层间布线方向：层间布线方向应该取垂直方向，就是顶层为水平方向，底层为垂直方向，这样可以减小信号间的干扰。 6、敷铜：增加接地的敷铜可以减小信号间的干扰。 7、包地：对重要的信号线进行包地处理，可以显著提高该信号的抗干扰能力，当然还可以对干扰源进行包地处理，使其不能干扰其它信号。 8、信号线：信号走线不能环路，需要按照菊花链方式布线。 9、去耦电容：在集成电路的电源端跨接去耦电容。 10、高频扼流。数字地、模拟地等连接公共地线时要接高频扼流器件，一般是中心孔穿有导线的高频铁氧体磁珠。 二、包地法 抗干扰包地： 电路板设计中抗干扰的措施还可以采取包地的办法，即用接地的导线将某一网络包住，采用接地屏蔽的办法来抵抗外界干扰。 网络包地的使用步骤如下： 1.1、选择需要包地的网络或者导线。从主菜单中执行命令Edit/Select/Net （E+S+N），光标将变成十字形状，移动光标一要进行包 地的网络处单击，选中该网络。如果是组件没有定义网络，可以执行主菜单命令Select/Connected Copper 选中要包地的导 线。 1.2、放置包地导线。从主菜单中执行命令Tools/Outline Selected Objects（T+J）。系统自动对已经选中的网络或导线进行包地操 作。 1.3、对包地导线的删除。如果不再需要包地的导线，可以在主菜单中执行命令Edit/Select/Connected Copper 。此时光标将变成 十字形状，移动光标选中要删除的包地导线，按Delect键即可删除不需要的包地导线。
思考题与习题 8.1 电阻热噪声有何特性？如何描述？ 8.2求题8.2图所示并联电路的等效噪声带宽和输出均方噪声电压值。设电阻R =10k Ω, C =200pF, T =290K 。 题8.2图 题8.3图 8.3求题8.3图所示并联谐振回路的等效噪声带宽L B 和输出均方噪声电压值。 （提示：可把它看作噪声通过线性系统，噪声源为r 上的热噪声；也可把r 等效成并联电阻0R ，求在并联回路两端表现的电阻部分产生的热噪声。） 8.4 求题8.4图所示的T 型和π型电阻网络的噪声系数。 题8.4图 8.5 题8.5图所示是一个有高频放大器的接收机方框图。各级参数如图中所示。试求接收机 的总噪声系数，并比较有高放和无高放的接收机对变频噪声系数的要求有什么不同？ 题8.5图 答：根据多级电路总噪声系数为 F N ＝3441113123 111F F F F PH PH PH PH PH PH N N N N A A A A A A ---+++ 1 传输线的噪声系数是1F N ＝ 11PH A ＝10.8＝1.25 2 接收机总噪声系数为F N ＝3441113123111F F F F PH PH PH PH PH PH N N N N A A A A A A ---+++ ＝1.25+ 2171310.80.8100.8100.7 ----+??? ＝3.61 3 若无高放，则总噪声系数为
F N ＝1F N ＋34113 11F F PH PH PH N N A A A --+ ＝71311.250.80.80.7--+ +? ＝12.32 可见无高放后，接收机噪声系数比有高放要大很多。若要降低接收民噪声系数只有降低变频器的噪声系数提高功率增益，这样对变频器的要求就很高。因而最好是在变频器前啬高放级。若还要进一步降低总噪声系数还可以将高放和变频和在一个制冷系统中，使其处于零下100摄氏度，这样总噪声系数又会有较大下降。 8.6某接收机的前端电路由高频放大器、晶体管混频器和中频放大器组成。已知晶体管混频 器的功率传输系数PH A =0.2，噪声温度1T =60K ，中频放大器的噪声系数FI N =6dB 。现有噪声系数为3 dB 的高频放大器来降低接收机的总噪声系数。若要求总噪声系数为10 dB ，则高频放大器的功率增益至少要多少分贝？ 解：由题意知 1 高频放大器的噪声系数F N =3dB F N =2 2晶体管混频器的噪声温度i T =60K ，对应的噪声系数为 F N =1i T T +=601290+=1.21 3中频放大器的噪声系数I F N =6dB I F N ＝3.98 4接收机总噪声系数F N ＝10dB 设高频放大器的噪声系数为1F N ，功率增益为1PH A ，由题意知1F N =2晶体管混频器的噪声 系数2F N ,为功率传输系数为2F N ，，由题意知2F N =1.21,2PH A =0.2 ; 频放大器的噪声系数为3F N ，由题意知3F N =1F N =3.98 若接收机不考虑天线和传输线的噪声系数，只考虑高频放大、混频器和中频放大器的噪声系 数，则接收机的总噪声系数F N 的表示式为F N ＝32111211F F F PH PH PH N N N A A A --+ + 可得 10＝2＋111.211 3.9810.2 PH PH A A --++?
电子系统的抗干扰分析与设计 摘要：抗干扰对数字电路非常重要，也是决定其工作性能的关 键因素。该文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，并介绍了几种硬件跟软件解决该类问题的途径和方法。 一.引言 几乎每一个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，无法完全杜绝这方面的干扰。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。因此在电子系统设计中，为了少走弯路和节省时间，应充分考虑并满足抗干扰性的要求，避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。 二. 抗干扰设计 大多数情况下在工作的开始就必须将干扰措施设计成产品。 2.1 抗干扰设计包含四个基本步骤的过程： (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。 典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。 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)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。 2.2 抗干扰设计的几个基本原则： (1)抑制干扰源 (2) 切断干扰传播路径 (3)提高敏感器件的抗干扰性能 2.2.1 抑制干扰源 就是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。 常用的抑制干扰源的措施有： ①继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。 （图1）仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后，增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。 图1 消除线圈反电势干扰 ②在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路，电阻一般选 几K到几十K，电容选0.01μF～0.1μF)，减小电火花影响。（图2） 图2 减小继电器火花
过零比较器的性质及其抗干扰能力的提高 1114211班郝建响01 能够实现对两个或多个进行比较，以确定它们是否相等，或确定它们之间的大小关系及排列顺序的比较功能的或装置称为比较器。其基本功能是对两个输入电压进行比较，并根据比较结果输出高电平或低电平电压，据此来判断输入信号的大小和极性。电压比较器常用于自动控制、波形产生与变换，模数转换以及越限报警等许多场合。比较器是将一个模拟电压与一个基准电压相比较的。比较器的两路输入为，输出则为信号，当输入电压的差值增大或减小时，其输出保持恒定。 过零比较器被用于检测一个输入值是否是零。原理是利用比较器对两个输入电压进行比较。两个输入电压一个是参考电压Vr，一个是待测Vu。一般Vr从正相输入端接入，Vu从反相输入端接入。根据比较输入电压的结果输出正向或反向饱和电压。当参考电压已知时就可以得出待测电压的测量结果，参考电压为零时即为过零比较器。 用比较器构造的过零比较器存在一定的测量误差。当两个输入端的电压差与开环放大倍数之积小于输出阈值时探测器都会给出零值。例如，开环放大倍数为106，输出阈值为6v时若两输入级电压差小于6微伏探测器输出零。这也可以被认为是测量的不确定度。 零电平比较器(过零比较器) 电压比较器是将一个模拟输入信号ui与一个固定的参考电压UR进行比较和鉴别的电路。 参考电压为零的比较器称为零电平比较器。按输入方式的不同可分为反相输入和同相输入两种零电位比较器，如图1(a)、(b)所示 (a)反相输入；(b)同相输入
通常用阈值电压和传特性来描述比较器的工作特性。 阈值电压(又称门槛电平)是使比较器输出电压发生跳变时的输入电压值，简称为阈值，用符号UTH表示。 估算阈值主要应抓住输入信号使输出电压发生跳变时的临界条件。这个临界条件是集成运放两个输入端的电位相等(两个输入端的电流也视为零)，即U+=U–。对于图1(a)U–=Ui, U+=0, UTH=0。 传输特性是比较器的输出电压uo与输入电压ui在平面直角坐标上的关系。 画传输特性的一般步骤是：先求阈值，再根据电压比较器的具体电路，分析在输入电压由最低变到最高(正向过程)和输入电压由最高到最低(负向过程)两种 情况下，输出电压的变化规律，然后画出传输特性。 分析如下电路： 1）R11作为上拉电阻，作用不大，取值范围很宽，当运放使用LM358的时候，不用也可以。不过，有些比较器是集电极开路的，当使用集电极开路的比较器的时候，这个上拉电阻是必须的。 2）运算放大器组成一个施密特触发器（也叫做滞回触发器），使触发信号有一个滞回，从而使触发后能够可靠翻转，避免小的干扰信号造成触发器误动作。R10叫做滞回电阻，也可以称作正反馈电阻。 由于有了R10，电路才有了滞回特性。调节R10的大小，可以调节滞回的深浅。当R10 无穷大（开路）的时候，电路就失去了滞回特性，从而变成了一个单纯的比较器。 为了更好地说明R10 的作用，我们假定VCC是10伏。那么，当没有R10的时候（R10 开路），输入到2脚的电压低于5负的时候，1脚输出为高电平。2脚高于5伏的时候，1脚输出低电平。这里没有滞回特性。运放就是作为一个比较器。如果在5伏左右，有一个零点几伏的干扰信号叠加进来，就会使比较器产生误动作，频繁地来回翻转。
信号抗干扰解决办法 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
解决现场的信号干扰问题 时间:2010-04-24 22:30来源:作者:点击: 17次 生产过程监视和控制中要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构,过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号,而且还有高达数千伏、数百安培的信号要处理。从频率上讲，有直流低频范围的，也有高频/脉冲尖峰。设备、仪表间互扰成为系统调试中必须要解决的问题。除了电磁屏蔽之外，解决各种设备、仪表的“地”，也即信号参考点的电位差，将成为重要课题。因为不同设备、仪表的信号要互传互送，那就存在信号参考点问题。换句话说，要使信号完整传送，理想化的情况是所有设备、仪表中的信号有一个共同的参考点，也即共有一个“地”。进一步讲，所有设备、仪表的信号的参考点之间电位为“零”。但是在实际环境中，这一点几乎是不可及的，这里面除了各个设备、仪表“地”之间连线电阻产生的电压降之外，尚有各种设备、仪表在不同环境受到干扰不同，以及导线接点经受风吹雨淋，导致接点质量下降等诸多因素。致使各个“地”之间有差别。以示意图一为例. 图一 PLC与外接仪表示意图 图一中标明有两个现场设备仪表向PLC传送信号以及PLC向两台现场设备仪表发出信号。假定传送的均为0-10VDC信号。理想情况，PLC及两个现场设备“地”电位完全相等。传送过程中又没有干扰，这样从PLC输入来看，接收正确。但正如前所述，两个现场设备通常有“地”电位差，举例来讲，1#设备“地”与PLC“地”同电位，2#设备比它们的“地”电位高，这样1#设备给PLC的信号为0-10V，而2#设备给PLC的为误差就产生了,同时1#,2#设备的“地”线在PLC汇合联接。将电压施加在PLC地线条上，有可能损坏PLC局部“地”线，同时在显示错误数据，由此引起的问题在现场调试中屡有出现。例如某大型建材公司的生产线调试中，使用美国AB-PLC接国内某厂家手操器。AB-PLC的数据采集板有每八个通道，八个通道共用一个12位A/D，经过变换
控制系统抗干扰分析及解决方法 【摘要】工业控制系统的检测信号一般比较微弱，干扰信号不能有效解决，则会严重影响系统的正常工作。尤其是现在单片机ARM 技术的广泛应用，对信号的要求也越来越高，微弱的干扰都会影响整个系统的稳定性。本文以开发设计、检测调试过程中的实际经验为例，从原理图设计、PCB布线等方面详细讲述了干扰信号的产生及消除方法，是理论与实际的经验总结。 【关键词】抗干扰；信号；毛刺 1 概述 工业控制系统的任务是根据现场的测量信号，经分析比较后控制继电器完成预定操作。但现场测量信号往往比较微弱，比如负荷电流、零序电流、电压等，由于干扰信号的存在，当干扰信号强度较大时，有用的测量信号淹没在杂乱的干扰信号中，系统无法得到正确的测量结果，严重影响系统的正常工作，甚至造成误判或误动。本文以馈电开关保护器研发过程中发现的电磁干扰及处理方法加以叙述，供同行们借鉴参考。 2 干扰的形成及处理 该馈电开关采用外部开关电源供电，本身噪声及纹波较大，若直接送给保护器系统，将形成较大的干扰源，解决方法是利用磁珠与电容组成L型滤波电路，磁珠的电感量不易大，以直插（3.5*6mm）或六孔磁珠为宜，电容选用470uF/50V 电解电容。磁珠可以减缓因电流突变产生的干扰，而电容则可以减缓因电压突变产生的干扰。 （1）模拟地与数字地要物理分开，从器件布局、PCB走线、铺地都要隔离，然后通过一磁珠或0Ω电阻连接。磁珠选用直插的，电阻的功率要大，1W为宜，若表贴器件选择1812封装。 （2）每个数字器件的VCC附近布置一个0.01uF陶瓷电容，用于减小高低电平变化时产生的突变干扰，俗称“去耦”。 （3）模拟信号在放大器处理过程中每步增加一个0.01uF陶瓷电容，该电容对高频信号敏感，可有效的将高频干扰信号滤除，而对工频待测信号则不敏感，允许传感器信号正常通过。 （4）开关量采用光耦隔离，开关量输入的隔离光耦采用TLP181或TLP121，该光耦的导通压降0.3mm。2）布线不拐90°弯。3）尽量少过孔，过孔的焊盘外径为孔径的一倍关系，如0.7/0.35mm。4）地线不走线，以铺地连接。交流电源不得进入铺地范围，铺地采用网格形式。5）器件布局规则：继电器、电源远离CPU、模拟量采样电路。6）晶振器件下面不得走线。
如何提高工控设备的抗干扰能力? 工控设备的核心问题，就是抗干扰能力，如果抗干扰能力不够高，那么，这个设备就是没有多大用处。 要提高工控设备的抗干扰能力，首先就是要学会正确的使用plc。 1.PLC的内核电源和输入输出接口电源应该独立。 绝大多数的用户，在设计系统电源时，只有一个电源，PLC的内核和接口都用这个电源。懂得光耦原理的人就会发现，这种接法，会把光耦旁路掉，也就是说，光耦完全没有起到隔离的作用，整个PLC完全是在“裸奔”，没有任何的保护能力，非常危险的!正确的做法是多加一个电源，专门只给PLC内核供电。输入输出接口可以共用一个电源。 2.PLC的输出口如果接到感性负载，例如电磁阀，继电器等有线圈的负载，需要在负载两端反向加一个吸收二极管。具体的方法，可以到我们的网站查看产品的接线图。 如果没有这个反向二极管，在电磁阀或继电器断开的瞬间，会产生一个反向电动势。这个反向电动势，和输出口的电源叠加在一起，会大大超过输出三极管(或场效应管)的电压承受极限，导致三极管击穿。对于反向二极管的参数，只要是电流不小于继电器电流，耐压不低于接口电源电压就
行了，像1N4004,1N4007都没有任何问题。另外，市场上的电磁阀，接线如果标有正负极的，就表示里面已经有了吸收电路，不用外接二极管了。 3.电源的选择。 干扰信号都是高频信号。比较典型的干扰信号源有变频器，可控硅调压电路。现在市面上的电源大多是开关电源，体积小，效率也很高，但是，最大的缺点就是，高频干扰信号可以长驱直入。而过去的老式电源，里面有个很大体积的变压器那种，体积大，效率低，但是对于高频干扰信号却可以很有效的抑制。所以，在选择内核电源时，应该选择老式变压器电源。 如果找不到老式变压器电源，可以在开关电源前接一个1:1的隔离变压器，或在内核电源的输入端接共模线圈，用来阻隔高频干扰。 4.布局。 干扰有2个途径，一是导线传导，二是空间辐射传导。以上的1和3就可以解决导线传导的干扰。对付空间干扰，最有效的办法就是加屏蔽罩(千万不要以为加屏蔽罩是可有可无的)。配电柜就是个很好的屏蔽罩。但是，屏蔽罩对于来自内部的干扰却束手无策。由于继电器甚至接触器一般也装配在在配电柜里面，继电器在断开的瞬间会产生一个高频干扰，这个干扰就会通过空间辐射，干扰PLC的工作。这时
关于监控的抗干扰技术分析 发表时间：2008-12-16T16:31:14.340Z 来源：《中小企业管理与科技》供稿作者：付立安 [导读] 摘要：视频基带传输是指视频信号不经过频率变换等任何处理由图像摄取端通过同轴电缆直接传输到监视端的传输方式，图像在传输时直接利用同轴电缆的0~6MHz来传输，非常容易受到干扰，使图像出现网纹、横纹和噪点影响监视效果。对于基带传输视频干扰，从干扰源角度分为交流声干扰和空间电磁波干扰，从干扰切入方式分为传导式干扰和辐射式干扰。 摘要：视频基带传输是指视频信号不经过频率变换等任何处理由图像摄取端通过同轴电缆直接传输到监视端的传输方式，图像在传输时直接利用同轴电缆的0~6MHz来传输，非常容易受到干扰，使图像出现网纹、横纹和噪点影响监视效果。对于基带传输视频干扰，从干扰源角度分为交流声干扰和空间电磁波干扰，从干扰切入方式分为传导式干扰和辐射式干扰。 关键词：监控抗干扰技术 视频监控应用环境的复杂及应用规模的扩大，使监控的传输成为业界关注的重要话题，并促进了监控传输方式由单一化向多元化迅速发展，各种传输方式以自己独特的适应性或便易性活跃在监控的舞台上。视频干扰问题是困惑监控工程商由来已久的难题，也成为监控进一步拓展的障碍，宽频共缆监控作为视频监控最新传输利器已经成为解除监控传输干扰的一枝奇葩。 一、视频干扰现象及其原因 视频基带传输是指视频信号不经过频率变换等任何处理由图像摄取端通过同轴电缆直接传输到监视端的传输方式，图像在传输时直接利用同轴电缆的0~6MHz来传输，非常容易受到干扰，使图像出现网纹、横纹和噪点影响监视效果。对于基带传输视频干扰，从干扰源角度分为交流声干扰和空间电磁波干扰，从干扰切入方式分为传导式干扰和辐射式干扰。下面分析一下常见视频干扰现象及其原因。 1、工频干扰 干扰现象：图像出现雪花噪点、网纹或很宽暗横带持续不断滚动。 干扰原因：此现象是当摄像端与监控设备端同时接地时，由于地电阻及电缆外皮电阻的存在，在两地之间电力系统各相负载不平衡或接地方式不同引起50Hz电位差，从而产生工频干扰所致。地电位使两接地端存在电压降，电压降加在屏蔽层两端并与大地（地电阻）构成回路产生地电流，地电流经过线缆屏蔽层形成干扰电压，地电流的部分谐波分量落入视频芯线，致使芯线与屏蔽层之间产生干扰电位，使干扰信号加入视频信号中对监控图像形成干扰。 2、空间电磁波干扰 干扰现象：图像出现较密的斜形网纹，严重时会淹没图像。 干扰原因：当监控电缆在空中架设时，空中电磁波干扰信号所产生的空间电场会作用于监控传输线路，使线路两端而产生相当大的电磁干扰电压，其频率约在200Hz~2.3MHz。由于电缆中电位差的存在，使电缆屏蔽层产生干扰电流，而一般情况下摄像端和监控设备端均为接地状态，这就使干扰电流通过线缆两端接地点与大地形成回路，导致终端负载产生干扰电压，干扰信号耦合进视频信号中，产生图像干扰情况。 3、低频干扰（20Hz-nKHz低频噪声干扰） 干扰现象：图像出现静止水平条纹。 现象原因：由于声音、数据等信号属于低频信号，其频带狭窄在传输时只用到20Hz~nKHZ，几乎采用任何种类的电缆都可以传输，一般只受交流声干扰。用于传输视频信号的同轴电缆，其屏蔽层抗干扰曲线特性表明干扰信号频率越高其屏蔽性能越好，对于诸如载波电话、有线电台等低频率信号干扰反而显得苍白无力。低频干扰信号同样会在传输线缆上产生干扰电压，从而影响图像质量。 4、高频干扰（高频噪声干扰） 干扰现象：图像出现雪花点或高亮点。 现象原因：虽然视频传输所用同轴电缆抗高频干扰要比抗低频干扰性能强，但是强高频干扰信号还会对图像的传输产生干扰。大电荷负载启停、变频机及高频机等在工作时除了输出高强度基波外，同时还会产生高强度的二次谐波。虽然谐波强度比基波低很多，但高次谐波频带很宽且成分复杂，所以基波的各次谐波都会对利用视频基带传输（即6MHZ带宽内）的视频信号造成不同程度的干扰。经过多次精度实验，高频干扰信号的基波和谐波频率均在45MHz以内。 5、反射干扰 干扰现象：图像出现重影。 干扰原因：视频信号在传输过程中色度、亮度及饱和度都会有相应衰减，当传输视频的同轴网络阻抗不匹配（也称失配）时，视频信号传输到终端会有部分色度、亮度及饱和度产生微反射，反射回来的信号会回到发射处形成再反射，与视频信号叠加经过延时和损耗到达终端。多个反射信号将在接收端产生码间干扰（ISI），ISI会导致监视器收到错误的输入信号幅度和相位并显示出来，这就使传回来的图像看起来好象清楚的图像上又蒙上了一层模糊不清的图像现象，即重影现象。 6、静电干扰 干扰现象：图像时有网纹时有噪点，且时有时无。 干扰原因：在发电场、煤矿和工业企业等存在高电压（1000V以上）输出、严重机械摩擦及高电磁环境场所接地时的对地电位差都在400VP-P~1500VP-P之间。接地与大地之间存在电位差的现象就属于静电现象的一种，存在静电现象时，接地端（包括冷地和热地）和大地就相当于一个带正电荷和负电荷的电容器。根据电容器的工作原理可知，当电荷容量达到一定程度时便会放电。那么静电放电时便会在不同的接地端之间形成电位差，使传输线路上屏蔽层形成地电流，从而使干扰信号耦合进视频信号并送入监控设备中。静电对视频传输干扰情况取决于静电电压差的大小，严重时会造成接口芯片的损伤或损坏。 二、监控抗干扰新技术 宽频共缆监控系统中的“宽频”是针对视频基带传输利用0~6MHZ的低频只能传输一路视频信号而言的，宽频共缆监控充分利用同轴电缆中5~550MHZ可同时传输四十多路视频、音频和控制信号，并且在系统中予留了报警、广播的传输空间；“共缆”的涵义非常明了，指的就是多系统、多信号可以通过“一根电缆”双向传输。 宽频共缆监控系统是基于有线电视技术逆向应用开发的，开发此系统的主要目的是为了解除在视频监控传输过程中出现的布线量大、
如何提升电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性 在研制带处理器的电子产品时，如何提升抗干扰能力和电磁兼容性？ 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰? (1) 微控制单元时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。 (2) 系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。 (3) 含微弱模拟信号电路以及高精度A/D 变换电路的系统。 2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施? (1) 选用频率低的微控制单元? 选用外时钟频率低的微控制单元可以有效降低噪声和提升系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波，方波中的高频成份比正弦波多得多。虽然方波的高频成份的波的幅度，比基波小，但频率越高越容易发射出成为噪声源，微控制单元产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3 倍。 (2) 减小信号传输中的畸变 微控制单元主要采用高速CMOS 技术制造。信号输入端静态输入电流在1mA 左右，输入电容10PF 左右，输入阻抗相当高，高速CMOS 电路的输出端都有相当的带载能力，即相当大的输出值，将一个门的输出端透过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端，反射问题就很严重，它会引起信号畸变，增加系统噪声。当Tpd〉Tr 时，就成了一个传输线问题，必须考虑信号反射，阻抗匹配等问题。 信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关，即与印制线路板材料的介电常数有关。可以粗略地认为，信号在印制板引线的传输速度，约为光速的1/3 到1/2 之间。微控制单元构成的系统中常用逻辑电话组件的Tr（标准延迟时间）为3 到18ns 之间。 在印制线路板上，信号透过一个7W 的电阻和一段25cm 长的引线，在线延迟时间大致在4~20ns 之间。也就是说，信号在印刷线路上的引线越短越好，最长不宜超过25cm。而且过孔数目也应尽量少，最好不多于2 个。 当信号的上升时间快于信号延迟时间，就要按照快电子学处理。此时要考虑传输线的阻抗匹配，对于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输，要避免出现Td〉Trd 的情况，印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。 用以下结论归纳印刷线路板设计的一个规则? 信号在印刷板上传输，其延迟时间不应大于所用器件的标称延迟时间。 (3) 减小信号线间的交叉干扰? A 点一个上升时间为Tr 的阶跃信号透过引线A B 传向B 端。信号在AB 在线的延迟时间是Td。在D 点，由于A 点信号的向前传输，到达B 点后的信号反射和AB 线的延迟，Td 时间以后会感应出一个宽度为Tr 的页脉波信号。在 C 点，由于AB 上信号的传输与反射，会感应出一个宽度为信号在AB 在线的延迟时间的两倍，即2Td 的正脉波信号。这就是信号间的交叉干扰。干扰信号的强度与C 点信号的di/at 有关，与线间距离有关。当两信号线不是很长时，AB 上看到的实际是两个脉波的迭加。 CMOS 工艺制造的微控制由输入阻抗高，噪声高，噪声容限也很高，数字电路是迭加100~200mv 噪声并不影响其工作。若图中AB 线是一模拟信号，这种干扰就变为不能容忍。如印刷线路板为四层板，其中有一层是大面积的地，或双面板，信号线的反面是大面积的地时，这种信号间的交叉干扰就会变小。原因是，大面积的地减小了信号线的特性阻抗，信号
解决现场的信号干扰问题 时间:2010-04-24 22:30来源:作者:点击: 17次 生产过程监视和控制中要用到多种自动化仪表、计算机及相应执行机构,过程中的信号既有微弱到毫伏级的小信号,又有数十伏的大信号,而且还有高达数千伏、数百安培的信号要处理。从频率上讲，有直流低频范围的，也有高频/脉冲尖峰。设备、仪表间互扰成为系统调试中必须要解决的问题。除了电磁屏蔽之外，解决各种设备、仪表的“地”，也即信号参考点的电位差，将成为重要课题。因为不同设备、仪表的信号要互传互送，那就存在信号参考点问题。换句话说，要使信号完整传送，理想化的情况是所有设备、仪表中的信号有一个共同的参考点，也即共有一个“地”。进一步讲，所有设备、仪表的信号的参考点之间电位为“零”。但是在实际环境中，这一点几乎是不可及的，这里面除了各个设备、仪表“地”之间连线电阻产生的电压降之外，尚有各种设备、仪表在不同环境受到干扰不同，以及导线接点经受风吹雨淋，导致接点质量下降等诸多因素。致使各个“地”之间有差别。以示意图一为例.
图一PLC与外接仪表示意图 图一中标明有两个现场设备仪表向PLC传送信号以及PLC向两台现场设备仪表发出信号。假定传送的均为0-10VDC信号。理想情况，PLC及两个现场设备“地”电位完全相等。传送过程中又没有干扰，这样从PLC输入来看，接收正确。但正如前所述，两个现场设备通常有“地”电位差，举例来讲，1#设备“地”与PLC“地”同电位，2#设备比它们的“地”电位高0.1V，这样1#设备给PLC的信号为0-10V，而2#设备给PLC的为0.1V-10.1V,误差就产生了,同时1#,2#设备的“地”线在PLC汇合联接。将0.1V电压施加在PLC地线条上，有可能损坏PLC局部“地”线，同时在显示错误数据，由此引起的问题在现场调试中屡有出现。例如某大型建材公司的生产线调试中，使用美国AB-PLC接国内某厂家手操器。AB-PLC的数据采集板有每八个通道，八个通道共用一个12位A/D，经过变换后，由12个光耦实现与主机隔离。它的八个通道输入之间并没有隔离，致使八个通道输入信号每个单独接入采集板均正常，接入两个或多于两个外部信号时，显示数字乱跳，故障无法排除。又如航天某部门测试发动机各点温度，使用K型偶作为传感器，同上述相似，仅测试一点一切正常，但是向主机接入两点或两点以上温度时，显示的温度明显错误。这两种情况在接入隔离器后，均正常。隔离器之所以能起到这个作用，就是它具有使输入/输出在电气上完全隔离的特点。换句话讲，输入/输出之间没有共同“地”，外来信号不管是0-10V，或带着+10V干扰的10V-20V经隔离后均为0-10V，也即隔离后新建立的PLC“地”与外部设备、仪表“地”没关系。正是由于这个原因，也实现输入到PLC主机