傳感器接口電路與信號處理(編輯修改稿)
2025-06-22 02:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 理的重要內(nèi)容之一。 所謂噪聲，就是任何不希望有的信號，廣義地說就是在一有用頻帶內(nèi)任何不希望有的干擾。 ? 7. 3. 1 噪聲的分類 噪聲就是測量系統(tǒng)混入的無用信號，按照噪聲的來源的不同，可以將噪聲分為兩大類 :一類是內(nèi)部噪聲，另一類是外部噪聲。 下一頁 返回 7. 3 噪聲干擾的抑制 1. 內(nèi)部噪聲 內(nèi)部噪聲是由傳感器或檢測系統(tǒng)內(nèi)部電路元件帶電微粒的無規(guī)則運動產(chǎn)生的。主要有 :信號通過公共電源、地線和傳輸線的阻抗相互耦合形成的噪聲 。元件之間、導線之間通過寄生電容或互感耦合造成的噪聲干擾 。大功率和高壓元件產(chǎn)生的電場 。電子開關(guān)元件的電壓或電流急劇變化而產(chǎn)生的噪聲干擾 。工作電源、交叉走線等產(chǎn)生的噪聲干擾等。 外部噪聲是由傳感器或檢測系統(tǒng)外部人為因素或自然環(huán)境因素造成的。主要有 :外部高壓電源因絕緣不良形成的漏電 。廣播電視、高頻感應加熱等 ?？臻g電磁波的輻射 。周圍機械振動和沖擊的影響等。 上一頁 下一頁 返回 7. 3 噪聲干擾的抑制 形成噪聲的三個條件是 :噪聲源、噪聲的耦合通道及噪聲的接收電路。噪聲的耦合通道即耦合方式，通常的耦合方式有電容性耦合、互感性耦合、公共地線的耦合、部分電路之間絕緣不良的漏電耦合及輻射電磁場耦合等。 若要消除或削弱噪聲干擾，必須從形成噪聲的三個要素出發(fā)，采取相應的抗干擾措施。 ? 7. 3. 2 抑制噪聲的方法 噪聲的抑制方法很多，主要是采用接地、屏蔽、隔離、濾波和光電耦合等抑制方法。 上一頁 下一頁 返回 7. 3 噪聲干擾的抑制 在檢測系統(tǒng)中通常有四種接地系統(tǒng) :安全地、信號源地、數(shù)字信號地和模擬信號地。 屏蔽的目的是為了防止電場或磁場的干擾，不同場合采用的屏蔽體也各不相同。 ①靜電屏蔽。靜止電荷產(chǎn)生的電場稱為靜電場，當采用高靈敏度直流檢測儀器時，靜止電荷會感應出異性靜電荷從而使儀器的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，影響測量精度，甚至使測量無法進行。消除這種靜電場噪聲干擾的主要方法就是采用靜電屏蔽。 上一頁 下一頁 返回 7. 3 噪聲干擾的抑制 ② 低頻磁感應屏蔽。低頻磁感應屏蔽的原理是使絕大部分磁通量經(jīng)屏蔽體通過，所以要選用導磁性能好的材料做屏蔽罩，一般選用鐵磁材料，在要求高的場合，可采用雙層屏蔽的方法。 ③高頻磁感應屏蔽。對高頻磁場的屏蔽也就是對輻射電磁場的屏蔽，通常采用金屬屏蔽罩。 當信號電路在兩端接地時，很容易形成環(huán)路電流，引起噪聲干擾，消除這一干擾通常采用隔離的方法。 上一頁 下一頁 返回 7. 3 噪聲干擾的抑制 隔離一般是切斷兩個或多個系統(tǒng)之間電的直接聯(lián)系，而改用物理量實現(xiàn)系統(tǒng)之間的聯(lián)系。按照采用隔離器件的不同，隔離方法主要有變壓器隔離和光電耦合隔離兩種。 在兩個電路之間加入隔離變壓器可以切斷地環(huán)路，實現(xiàn)前后電路的隔離，變壓器隔離只適用于交流電路。在直流或超低頻測量系統(tǒng)中，常采用光電耦合的方法實現(xiàn)電路的隔離。 采用濾波器可以抑制電源噪聲及耦合到本電路中的噪聲。根據(jù)使用目的的不同，可將濾波器分成以下幾種。 ①電源濾波 ②退耦濾波③有源濾波④數(shù)字濾波 上一頁 下一頁 返回 7. 3 噪聲干擾的抑制 使用光電耦合器切斷地環(huán)路電流干擾是十分有效的。由于兩個電路之間采用光束來耦合，所以能把兩個電路的地電位完全隔離開，這樣一來，兩個電路的地電位即使不同也不會造成干擾。光電耦合對數(shù)字電路很適用，但在模擬電路中因其線性度較差而很少應用。 近來在模擬電路中開始應用光反饋技術(shù)，光反饋技術(shù)對光電耦合器中的非線性失真可進行校正。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，光電耦合器的性能不斷提高，其在模擬電路中的應用也會越來越廣。 上一頁 返回 7. 4 調(diào)制與解調(diào)電路 在生產(chǎn)和科學實驗中，經(jīng)過傳感器檢測到信號多為微弱的、變化緩慢的、類似于直流的信號，若采用一般的直流放大器進行放大，產(chǎn)生的零點漂移
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