儀表系統(tǒng)抗干擾技術(shù)(編輯修改稿)
2025-02-16 02:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 原 則 上，屏蔽體要 單 點(diǎn)接地，在 儀 表內(nèi)部選擇 一個(gè) 專(zhuān) 用的屏蔽接地端子，所有屏蔽體都 單 獨(dú)引 線(xiàn) 到 該 端子上，而用于 連 接屏蔽體的 線(xiàn)纜 必 須 具有 絕緣護(hù) 套。 儀表機(jī)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(jī)箱時(shí)，可在塑料機(jī)箱內(nèi)壁噴涂金屬屏蔽層。 ② 隔離技 術(shù) 儀 表中采用的隔離技 術(shù) 分兩 類(lèi) ： 空 間 隔離和器件性隔離。 屏蔽技 術(shù) 是 對(duì)儀 表 實(shí) 施一種包裹性措施，以排除靜 電 、磁 場(chǎng) 和 電 磁 輻 射的干 擾 。 而空 間 隔離是把屏蔽體內(nèi)部構(gòu)成互 擾 的各 環(huán)節(jié) 孤立起來(lái)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(hào)隔離變壓器和光電耦合器，這些是通過(guò)電 —磁、電 —光 —電的轉(zhuǎn)換達(dá)到有效信號(hào)與干擾信號(hào)的隔離。 ③ 接地技 術(shù) 儀 表中所 謂 的地，是一個(gè)公共基準(zhǔn) 電 位點(diǎn)，可以理解 為 一個(gè)等 電 位點(diǎn)或等 電 位面． 該 公共基準(zhǔn)點(diǎn) 應(yīng) 用于不同的 場(chǎng) 合，就有不同的名稱(chēng)，如大地、系 統(tǒng) （基準(zhǔn)）地、模 擬 （信號(hào)）地和數(shù)字（信號(hào)）地等。 接地的目的：安全性和抑制干 擾 。 接地分 為 ：保 護(hù) 接地、屏蔽體接地和信號(hào)接地。 ④ 濾 波技 術(shù) 根據(jù)干 擾 的 頻 率與被 測(cè) 信號(hào) 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(gòu)成的無(wú)源 濾 波器； 基于反 饋 式運(yùn)算放大器的有源 濾 波器。 一般干 擾 的 頻 率比 測(cè) 量信號(hào)大，常采用有源或無(wú)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(hào)總是或多或少地進(jìn)人系統(tǒng)中，一種補(bǔ)救的方法就是采用數(shù)字濾波技術(shù)，如程序判斷濾波、中位濾波、算術(shù)平均濾波和加權(quán)平均濾波等。 （ 2）指令冗余 干擾信號(hào)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(hào)已經(jīng)通過(guò)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(shuō)的程序“跑 飛 。 程序“跑飛 后往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來(lái)執(zhí)行，從而引起整個(gè)程序的混亂。采用指令冗余是使“跑飛 的程序恢復(fù)正常的一種措施。 所謂指令冗余，就是在一些關(guān)鍵的地方人為地插入一些單字節(jié)的空操作指令NOP。當(dāng)程序“跑飛 到某條單字節(jié)指令上時(shí)，就不會(huì)發(fā)生將操作數(shù)當(dāng)成指令來(lái)執(zhí)行的錯(cuò)誤。 （ 3）軟件陷阱 采用指令冗余使“跑飛 的程序恢復(fù)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(shè)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(gè)死循環(huán)，則指令冗余措施就不能使“跑飛 的程序恢復(fù)正常了。 這時(shí)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(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的“跑飛”程序引向一個(gè)指定的地址，在那里有一段專(zhuān)門(mén)處理錯(cuò)誤的程序。 （ 4）程序監(jiān)視定時(shí)器 如果“跑飛”的程序落到一個(gè)臨時(shí)構(gòu)成的死循環(huán)中時(shí)，冗余指令和軟件陷阱都將無(wú)能為力。為了防止死循環(huán)，經(jīng)常使用程序監(jiān)視定時(shí)器又稱(chēng)“看門(mén)狗” (WATCHDOG ：“看門(mén)狗” ) 用于監(jiān)視程序正常運(yùn)行。 程序監(jiān)視定時(shí)器有如下特征： ① 本身能獨(dú)立工作，基本上不依賴(lài)于CPU， CPU只在一個(gè)固定的時(shí)間間隔內(nèi)與之打一次交道，表明整個(gè)系統(tǒng)目前尚屬正常。 ② 當(dāng) CPU落入死循環(huán)之后，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并使整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位。 儀表及控制系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾措施 （ 1）干擾源 ① 來(lái)自空間的輻射干擾 ② 來(lái)自系統(tǒng)外引線(xiàn)的干擾 ① 來(lái)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(luò)和電氣設(shè)備的暫態(tài)過(guò)程、雷電、無(wú)線(xiàn)電廣播、電視、雷達(dá)和通信產(chǎn)生的，通常稱(chēng)為輻射干擾，其分布極為復(fù)雜。 它們對(duì)工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的影響主要通過(guò)兩條路徑：一是直接對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；二是對(duì)計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備及通信網(wǎng)絡(luò)的輻射，由外圍設(shè)備和通信線(xiàn)路的感應(yīng)引入干擾。 空間電磁場(chǎng)對(duì)工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的干擾
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