儀表系統(tǒng)抗干擾技術(編輯修改稿)
2025-02-16 02:17 本頁面
【文章內容簡介】 原 則 上，屏蔽體要 單 點接地，在 儀 表內部選擇 一個 專 用的屏蔽接地端子，所有屏蔽體都 單 獨引 線 到 該 端子上，而用于 連 接屏蔽體的 線纜 必 須 具有 絕緣護 套。 儀表機箱可以作為屏蔽體，可以采用金屬材料制作箱體。采用塑料機箱時，可在塑料機箱內壁噴涂金屬屏蔽層。 ② 隔離技 術 儀 表中采用的隔離技 術 分兩 類 ： 空 間 隔離和器件性隔離。 屏蔽技 術 是 對儀 表 實 施一種包裹性措施，以排除靜 電 、磁 場 和 電 磁 輻 射的干 擾 。 而空 間 隔離是把屏蔽體內部構成互 擾 的各 環(huán)節(jié) 孤立起來或 間 隔一段距離，抑制干 擾 。 器件性隔離一般有隔離放大器、信號隔離變壓器和光電耦合器，這些是通過電 —磁、電 —光 —電的轉換達到有效信號與干擾信號的隔離。 ③ 接地技 術 儀 表中所 謂 的地，是一個公共基準 電 位點，可以理解 為 一個等 電 位點或等 電 位面． 該 公共基準點 應 用于不同的 場 合，就有不同的名稱，如大地、系 統(tǒng) （基準）地、模 擬 （信號）地和數(shù)字（信號）地等。 接地的目的：安全性和抑制干 擾 。 接地分 為 ：保 護 接地、屏蔽體接地和信號接地。 ④ 濾 波技 術 根據(jù)干 擾 的 頻 率與被 測 信號 頻 率的分布特性， 選 用低通、高通或 帶 通 濾 波器。 濾 波器有兩種： 由 電 阻、 電 容和 電 感構成的無源 濾 波器； 基于反 饋 式運算放大器的有源 濾 波器。 一般干 擾 的 頻 率比 測 量信號大，常采用有源或無源低通 濾 波器。 軟件抗干擾措施 （ 1）數(shù)字濾波 盡管許多硬件抗干擾措施被采用，但外界的干擾信號總是或多或少地進人系統(tǒng)中，一種補救的方法就是采用數(shù)字濾波技術，如程序判斷濾波、中位濾波、算術平均濾波和加權平均濾波等。 （ 2）指令冗余 干擾信號還未作用到 CPU本身， CPU還能正確地執(zhí)行各種數(shù)字濾波程序。如果干擾信號已經(jīng)通過某種途徑作用到了 CPU上，CPU就不能按正常狀態(tài)執(zhí)行程序，從而引起混亂。這就是通常所說的程序“跑 飛 。 程序“跑飛 后往往將一些操作數(shù)當作指令碼來執(zhí)行，從而引起整個程序的混亂。采用指令冗余是使“跑飛 的程序恢復正常的一種措施。 所謂指令冗余，就是在一些關鍵的地方人為地插入一些單字節(jié)的空操作指令NOP。當程序“跑飛 到某條單字節(jié)指令上時，就不會發(fā)生將操作數(shù)當成指令來執(zhí)行的錯誤。 （ 3）軟件陷阱 采用指令冗余使“跑飛 的程序恢復正常是有條件的，首先“跑飛”的程序必須落到程序區(qū)，其次必須執(zhí)行到所設置的冗余指令。 如果“跑飛 的程序落到非程序區(qū)(如 EPROM中未用完的空間或某些數(shù)據(jù)表格等 )，或在執(zhí)行到冗余指令之前已經(jīng)形成了一個死循環(huán)，則指令冗余措施就不能使“跑飛 的程序恢復正常了。 這時可以采用另一種軟件抗干擾措施，即所謂軟件陷阱。 軟件陷阱是一條引導指令，強行將捕獲的“跑飛”程序引向一個指定的地址，在那里有一段專門處理錯誤的程序。 （ 4）程序監(jiān)視定時器 如果“跑飛”的程序落到一個臨時構成的死循環(huán)中時，冗余指令和軟件陷阱都將無能為力。為了防止死循環(huán)，經(jīng)常使用程序監(jiān)視定時器又稱“看門狗” (WATCHDOG ：“看門狗” ) 用于監(jiān)視程序正常運行。 程序監(jiān)視定時器有如下特征： ① 本身能獨立工作，基本上不依賴于CPU， CPU只在一個固定的時間間隔內與之打一次交道，表明整個系統(tǒng)目前尚屬正常。 ② 當 CPU落入死循環(huán)之后，能及時發(fā)現(xiàn)并使整個系統(tǒng)復位。 儀表及控制系統(tǒng)應用中的抗干擾措施 （ 1）干擾源 ① 來自空間的輻射干擾 ② 來自系統(tǒng)外引線的干擾 ① 來自空間的輻射干擾 空間的輻射電磁干擾 (EMI)主要是由電力網(wǎng)絡和電氣設備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達和通信產(chǎn)生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復雜。 它們對工業(yè)計算機系統(tǒng)的影響主要通過兩條路徑：一是直接對計算機內部的輻射，由電路感應產(chǎn)生干擾；二是對計算機外圍設備及通信網(wǎng)絡的輻射，由外圍設備和通信線路的感應引入干擾。 空間電磁場對工業(yè)計算機系統(tǒng)的干擾
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