【正文】 則加大負載，使波形的高電平下降，從而降低高電平的抗干擾能力，但對波形的低電平沒有影響。 改用 b圖，等效電阻 R為 R1和 R2的并聯(lián)，調節(jié) R1和 R2的值，使 RP=R消除波反射。此方法使波形的高電平下降較少，但低電平抬高，從而降低了低電平的抗干擾能力。 長線傳輸干擾及其抑制方法 ② 始端匹配： 始端匹配電阻 R=RpRsc，其中 Rsc為 A門輸出低電平時的輸出阻抗。 優(yōu)點：波形高電平不變。 缺點：波形低電平會抬高，因為終端門 B的輸入電流 Isr在始端匹配電阻 Rsc上的壓降造成的。 CPU抗干擾技術 計算機控制系統(tǒng)的 CPU抗干擾措施： ① Watchdog(俗稱看門狗 ) ② 電源監(jiān)控 (掉電檢測及保護 ) ③ 復位 MAX1232微處理器監(jiān)控電路給微處理器提供輔助功能以及電源供電監(jiān)控功能。 MAX1232通過監(jiān)控 微處理器系統(tǒng)電源供電 及 監(jiān)控軟件的執(zhí)行 ，來增強電路的可靠性，它提供一個反彈的 (無鎖的 )手動復位輸入。 另外常用的集成電路還有 X504 IMP813等。 MAX1232的結構原理 PBRSTSTRSTMAX1232引腳圖 按鍵復位輸入。反彈式低電平有效輸入。 TD為時間延遲， watchdog時基選擇輸入。 TD=0V， tTD=150ms； TD懸空， tTD=600ms； TD=Vcc， tTD=； TOL為容差輸入。接地選取 5%容差，接 Vcc選10%的容差。 為選通輸入 watchdog定時器輸入。 RST為復位輸出（高電平有效）。 為復位輸出（低電平有效）。 MAX1232的結構原理 MAX1232內部原理圖 2． MAX1232的主要功能 (1)電源監(jiān)控 電壓檢測器監(jiān)控 Vcc。 每當 Vcc低于所選擇的容限時 (5%容限時的電壓典型時為 ， 10%容限時的電壓典型時為 )就輸出并保持復位信號 。 選擇 5%的容許極限時 ， TOL端接地； 選擇 10%的容許極限時 ， TOL端接 Vcc。 當 Vcc恢復到容許極限內 ， 復位輸出信號至少保持 250ms的寬度 ， 才允許電源供電并使微處理器穩(wěn)定工作 。 (2)按鈕復位輸入 MAX1232的 PBRST端靠手動強制復位輸出 ， 該端保持 tPBD是按鈕復位延遲時間 ， 當 PBRST升高到大于一定的電壓值后 ， 復位輸出保持至少 250ms的寬度 。 一個機械按鈕或一個有效的邏輯信號都能驅動 PBRST ，無鎖按鈕輸入至少忽略了 1ms的輸入抖動，并且被保證能識別出 20ms或更大的脈沖寬度。該 PBRST在芯片內部被上拉到大約 100μA 的 Vcc上，因而不需要附加的上拉電阻。 2． MAX1232的主要功能 (3)監(jiān)控定時器 (Watchdog) 用于因干擾引起的系統(tǒng) “ 飛程序 ” 等出錯的檢測和自動恢復。 微處理器用一根 I/O線來驅動輸入 ST，微處理器必須在一定時間內觸發(fā) ST端 (其時間取決于 TD)，以便來檢測正常的軟件執(zhí)行。 如果一個硬件或軟件的失誤導致沒被觸發(fā)，在一個最小超時間間隔內， ST的觸發(fā)只能被脈沖的下降沿作用，這時 MAX1232的復位端輸出至少保持 250ms 2． MAX1232的主要功能 監(jiān)控電路 MAX1232的典型應用 系統(tǒng)供電與接地技術 供電技術 (1)供電系統(tǒng)的一般保護措施 ① 交流穩(wěn)壓器 ②濾波，讓 50Hz基波通過，濾除高頻干擾信號 ③開關電源（直流穩(wěn)壓電源） 用調節(jié)脈沖寬度的辦法調整直流電壓，調整管以開關方式工作，功耗低。對電網的波動適應性強，抗干擾性好。用高頻變壓器代替工頻變壓器。 ④過電壓保護 供電技術 (2) 計算機控制系統(tǒng)的供電不允許中斷，一旦中斷將會影響生產。為此，可采用不間斷電源 UPS 。（ UPS除了不間斷供電外，還具備過電壓、欠電壓保護功能，軟件監(jiān)控功能等） 電 池 充電器 交 流 穩(wěn)壓器 電池組 逆變器 控制器 直 流 穩(wěn)壓器 計算機 220V AC 具有不間斷電源的供電結構 供電技術 (3)電網尖峰脈沖干擾 工業(yè)現場的電網污染對工控機來說，最大的危害就是電網尖峰脈沖干擾。在煉鋼廠、軋鋼廠或者大量使用晶閘管設備、電火花設備、電力機車等地方，這種尖峰脈沖干擾尤為厲害，雷電也常以尖峰脈沖方式入侵。 尖峰干擾是一種頻繁出現疊加于電網正弦波上的高能脈沖，幅值可能高達幾千伏，寬度只有幾個納秒或幾個微秒，對工控機危害甚大。 抑制方法： 遠離干擾源，就是采取措施將干擾源避開，最有效的方法是電源線遠離帶有大功率感性負載的動力線。 用硬件設備抑制尖峰干擾的影響：在交流電源的輸入端并聯(lián)壓敏電阻；在交流電源的輸入端串入干擾抑制器；采用鐵磁共振原理，在交流電流輸入端加超級隔離變壓器。 在大功率用電設備上采用過零開關抑制尖峰干擾的產生 采用 “ 看門狗 ” 技術 接地技術 (1)地線系統(tǒng)分析 什么是地線？ 地線有 安全地 和 信號地 兩種。 前者是為了保證人身安全、設備安全而設置的地線，后者是為了保證電路正確工作所設置的地線，造成電路干擾現象的主要是信號地。在進行電磁兼容問題分析時，對地線使用下面的定義： “ 地線是信號電流流回信號源的地阻抗路徑 ” 。 在計算機控制系統(tǒng)中，一般有以下幾種地線：模擬地、數字地、安全地、 模擬地 作為傳感器 、 變送器 、 放大器 、 A/D和 D/A轉換器中模擬電路的零電位 。 數字地 作為計算機中各種數字電路的零電位 ， 應該與模擬地分開 ， 避免模擬信號受數字脈沖的干擾 。 安全地 的目的是使設備機殼與大地等電位 ， 以避免機殼帶電而影響人身及設備安全 。 通常安全地又稱為保護地或機殼地 ， 機殼包括機架 、 外殼 、 屏蔽罩等 。 系統(tǒng)地 就是上述幾種地的最終回流點 ， 直接與大地相連 。 眾所周知 ， 地球是導體而且體積非常大 ， 因而其靜電容量也非常大 ， 電位比較恒定 ， 所以人們把它的電位作為基準電位 ， 也就是零電位 。 交流地 是計算機交流供電電源地，即動力線地，它的地電位很不穩(wěn)定。在交流地上任意兩點之間，往往很容易就有幾伏至十幾伏的電位差存在。另交流地也很容易帶來各種干擾。故交流地絕對不允許分別與上述幾種地相連，而且交流電源變壓器的絕緣性能要好，絕對避免漏電現象。 (1)、地線系統(tǒng)分析 根據接地理論分析 ，低頻電路應 單點接地 ，高頻電路應就近 多點接地 。一般當頻率小于 1MHz時，可采用單點接地方式；當頻率高于 10MHz時，可采用多點接地方式；在 110MHz之間，如果采用單點接地方式，其地線長度不得超過波長的 1/20。 單點接地的 目的 ：是避免形成地環(huán)路，地環(huán)路產生的電流會引入到信號回路內引起干擾。 地環(huán)路產生的原因 ：地環(huán)路干擾發(fā)生在通過較長電纜連接的相距較遠的設備之間，其產生的內在原因 是設備之間的地線電位差 ，地線電壓導致了地環(huán)路電流，由于電路的非平衡性，地環(huán)路電流導致對電路造成影響的 差模干擾電壓 。 (1)、地線系統(tǒng)分析 回流法單點接地 ：模擬地、數字地、安全地 (機殼地 )的分別回流法?；亓骶€往往采用匯流條而不采用一般的導線。匯流條是由多層銅導體構成，截面呈矩形，各層之間有絕緣層。采用多層匯流條以減少自感，可減少干擾的竄入途徑。安全地 (機殼地 )始終與信號地 (模擬地、數字地 )是浮離開的。這些地之間只在最后匯聚一點，并且常常通過銅接地板交匯，然后用線徑不小于 300mm2的多股銅軟線焊接在接地極上后深埋地下。 在過程控制計算機中，對地的處理一般采用 分別回流法單點接地 。 模 擬 地橫 匯 流 條模 擬 地縱 匯 流 條數 字 地橫 匯 流 條數 字 地縱 匯 流 條安 全 地（ 機 殼 地 ）接 地 板系 統(tǒng) 地大 地回流法接地示例 (1)、地線系統(tǒng)分析 (2)、低頻接地技術 ① 兩種接法：即串聯(lián)接地 (或稱共同接地 )和并聯(lián)接地 (或稱分別接地 ) 。 實際的計算機控制系統(tǒng)中 ， 通道的信號頻率絕大部分在 1MHz以下 ，故只討論低頻接地技術 。 串聯(lián)一點接地 各自的優(yōu)缺點： 從防止噪聲角度看，串聯(lián)接地方式是最不適用的，由于地電阻 r r2和 r3是串聯(lián)的，所以各電路間相互發(fā)生干擾 。但由于簡單，用的地方仍然很多。 并聯(lián)接地方式在低頻時是最適用的，因為各電路的地電位只與本電路的地電流和地線阻抗有關，不會因地電流而引起各電路間的耦合。這種方式的缺點是需要連很多根地線，用起來比較麻煩。 (2)、低頻接地技術 并聯(lián)一點接地 ② 實用的低頻接地 一般在低頻時用串聯(lián)一點接地的綜合接法，即在符合噪聲標準和簡單易行的條件下統(tǒng)籌兼顧。也就是說可用分組接法，即低電平電路經一組共同地線接地，高電平電路經另一組共同地線接地。 一條是低電平電路地線；一條是繼電器、電動機等的地線 (稱為 “ 噪聲 ” 地線 )；一條是設備機殼地線 (稱為 “ 金屬件 ” 地線 )。 這三條地線應在一點連接接地。這種接地可解決計算機控制系統(tǒng)的大部分接地問題。 (2)、低頻接地技術 實用低頻接地 ③ 通道饋線（電纜）的接地技術 1） 、 電路一點地基準 :如圖所示的將信號源與輸入放大器分別接地的方式是不正確的 。 誤認為 A和 B兩點都是地球地電位應該相等 ， 是造成這種接地錯誤的 根本原因 。 ， 輸入回路應改為單端接地方式 。 (2)、低頻接地技術 實際上 ， 由于各處接地體的幾何形狀 、 材質 、 埋地深度不可能完全相同 ， 土壤的電阻率因地層結構各異也相差甚大 ， 使得接地電阻和接地電位可能有很大的差異 。 這種接地電位的不相等 ， 幾乎在每個工業(yè)現場都有碰到 ， 一定要引起注意 。 ③ 通道饋線（電纜）的接地技術 2）、 電纜屏蔽層的接地 :當信號電路是一點接地時，低頻電纜的屏蔽層也應一點接地。 當一個電路有一個不接地的信號源與一個接地的（即使不是接大地）放大器相連時，輸入線的屏蔽應接至放大器的公共端；當接地信號源與不接地的放大器相連，即使信號源接的不是大地，輸入線的屏蔽也應接到信號源的公共端。如下圖 A、 B所示。 (2)、低頻接地技術 ④ 主機外殼接地但機芯浮空 為了提高計算機的抗干擾能力 ， 將主機外殼作為屏蔽罩接地 。 而把機內器件架與外殼絕緣 ， 絕緣電阻大于 50MΩ ， 即機內信號地浮空 ， 如圖所示 。 機芯主機外殼(2)、低頻接地技術 這種方法安全可靠，抗干擾能力強，但制造工藝復雜，一旦絕緣電阻降低就會引入干擾。 ⑤ 多機系統(tǒng)的接地 近距離的幾臺計算機安裝在同一機房內，可采用多機一點接地方法。對于遠距離的計算機網絡，多臺計算機之間的數據通信，通過隔離的辦法把地分開。例如：采用變壓器隔離技術、光電隔離技術和無線電通信技術。 (2)、低頻接地技術 本章課程結束，謝謝！