【正文】 把幾種濾波方法結(jié)合起來使用，可能會(huì)取得更好的濾波效果。 在實(shí)際應(yīng)用中，究竟采用不采用、以及采用哪一種數(shù)字濾波，都應(yīng)視具體情況而定。 解決大的隨機(jī)干擾或采樣器的不穩(wěn)定，使得采樣數(shù)據(jù)偏離實(shí)際值太遠(yuǎn)問題，剔除明顯不合理的數(shù)據(jù) ( ) ( ( ) )( ) ( ( ) )( ) ( ) ( ( ) )HHLLLHy k y y k yy k y y k yy k y k y y k y???????? ? ? ??( ) ( 1 ) , ( ) ( )( ) ( 1 ) , ( ) ( 1 )y k y k y y k y ky k y k y y k y k? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 慣性 濾波 ：模擬硬件 RC低通濾波器的一種數(shù)字實(shí)現(xiàn) ( ) 1( ) 1 fYsX s T s? ?( ) ( ) ( 1 ) ( ) ( 1 ) ( 1 )fffTTy k x k y k x k y kT T T T ??? ? ? ? ? ? ??? 122f R C T????? 當(dāng)采樣周期一定時(shí)，濾波系數(shù) ?越小，數(shù)字濾波器的截止頻率就越低。較好地兼顧了慢速采樣系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性問題。 數(shù)字濾波技術(shù) 數(shù)字濾波的概念及特點(diǎn) 在計(jì)算機(jī)中系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)采樣多次，然后用某種計(jì)算方法對(duì)進(jìn)行數(shù)字處理，以削弱或?yàn)V除干擾噪聲從而獲得真實(shí)信號(hào)的過程。 ? VSS：地。 ? RESET：復(fù)位，高電平有效。 ? CS：片選信號(hào)，低電平時(shí) X5045工作，變?yōu)楦唠娖綍r(shí)將使看門狗定時(shí)器重新開始計(jì)時(shí)。 ? SO：串行輸出，時(shí)鐘 SCK的下降沿同步輸出數(shù)據(jù)。 CPU抗干擾技術(shù) （ 4）看門狗工作原理： 動(dòng)畫鏈接 CPU抗干擾技術(shù) （ 5）典型硬件電路： 動(dòng)畫鏈接 ? X5045與 CPU的接口電路如上圖所示。 （ 2）解決辦法： （ 3）看門狗的功能： 強(qiáng)制系統(tǒng)復(fù)位，擺脫死循環(huán)，一般使用 “ Watch Dog”。 （ 3）典型程序： NOP NOP JMP ERROR （ 4）設(shè)置區(qū)域： ROM空間 。 （ 1）問題： 當(dāng)跑飛的程序落到非程序區(qū) (如 EPROM中未使用的空間、程序中的數(shù)據(jù)表格區(qū) )時(shí) ，無法使程序恢復(fù)。 陷阱技術(shù) （ 2）解決辦法： 采用在程序中人為地插入一些空操作指令 NOP或?qū)⒂行У膯巫止?jié)指令重復(fù)書寫，此即指令冗余技術(shù)。故障設(shè)備的切除與后備設(shè)備的投入，其換接過程應(yīng)當(dāng)完全自動(dòng)完成的。 工作冗余是對(duì)關(guān)鍵設(shè)備實(shí)行雙重或三重的原則來重復(fù)配置，這些設(shè)備同時(shí)處于運(yùn)行狀態(tài)，工作過程中即使某一臺(tái)出現(xiàn)故障，它便會(huì)自動(dòng)脫離系統(tǒng)，并不影響系統(tǒng)的正常工作。 控制計(jì)算機(jī)的可靠性技術(shù) 故障自診斷技術(shù) 故障自診斷技術(shù)是用軟件的辦法迅速準(zhǔn)確地確定系統(tǒng)內(nèi)部是否發(fā)生故障，以及故障發(fā)生的部位，指導(dǎo)運(yùn)行維護(hù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、及時(shí)維修。 ％； ②高共模抑制比 (CMRR)： 130dB； ③低功耗： 75mW(AD202)， 35mW(AD204)； ④寬頻帶：可達(dá) 5kHz(AD204)； ⑤高絕緣級(jí)別： CMV為連續(xù) 177。 模擬量輸入通道的隔離 1. 路間隔離的概念 一般地，在過程計(jì)算機(jī)控制中都有多個(gè)輸入通道，而且常常來自于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的不同位置，這些信號(hào)之間的 “ 地 ” 也不同，這樣輸入系統(tǒng)的隔離除了需將控制計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)側(cè)隔離外，還需要對(duì)多路輸入信號(hào)之間進(jìn)行隔離，以達(dá)到抗共模干擾的目的，這也稱為路間隔離。 光電耦合隔離器的幾種類別 （ a）晶體管型；（ b）單向晶閘管型；（ c）雙向晶閘管型 數(shù)字信號(hào)輸入輸出通道的隔離（續(xù)） ?數(shù)字量同相傳輸 ?數(shù)字量反相傳輸 模擬量輸出通道的隔離 控制計(jì)算機(jī)VDDVC C 1… …V/ I 轉(zhuǎn)換數(shù)字光耦數(shù)據(jù)線控制線地址線DA轉(zhuǎn)換器V/ I 轉(zhuǎn)換數(shù)字光耦數(shù)據(jù)線控制線地址線VonDA轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換數(shù)字光耦數(shù)據(jù)線控制線地址線Vo1… …VDDVCC n（通道 1 ）（通道 n ）1. 數(shù)字隔離 2. 模擬隔離 控制計(jì)算機(jī)VDD VC C 1… …V/ I 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)線控制線地址線DA轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換隔離放大器 1數(shù)據(jù)線控制線地址線Vo1… …（通道 1 ）VDDVCC nV/ I 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)線控制線地址線DA轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換隔離放大器 n數(shù)據(jù)線控制線地址線Von（通道 n ）3. 兩種隔離方式的對(duì)比 （ 1）模擬信號(hào)隔離方法的優(yōu)點(diǎn)是使用器件少，為保證 D/A轉(zhuǎn)換的精度和線性度需較高的成本； （ 2）數(shù)字信號(hào)隔離方法的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)試簡(jiǎn)單，不影響系統(tǒng)的精度和線性度，缺點(diǎn)是使用光耦器件較多。 數(shù)字信號(hào)輸入輸出通道的隔離 ? 原理：利用光電耦合器的開關(guān)特性（即光敏三極管工作在截止區(qū)和飽和區(qū)）來傳輸數(shù)字信號(hào)。 輸入輸出通道信號(hào)隔離技術(shù) ? 隔離的核心都是要切斷不同“地”之間的電信號(hào)聯(lián)系，主要起到抗共模干擾的目的。對(duì)于遠(yuǎn)距離的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，多臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，通過隔離的辦法把地分開。如果接地不合理，將使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法正常工作。這種方法安全可靠，抗干擾能力強(qiáng)，但制造工藝復(fù)雜，一旦絕緣電阻降低就會(huì)引入干擾。接地電阻越小越好，但接地電阻越小，接地極的施工就越困難。為了避免多點(diǎn)接地，各機(jī)柜用絕緣板墊起來。 ? （ 1）全機(jī)一點(diǎn)接地 ? 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主機(jī)架內(nèi)采用 圖 325所示 的分別回流法接地方式。 4．主機(jī)系統(tǒng)的接地 ? 計(jì)算機(jī)本身接地，同樣是為了防止干擾，提高可靠性。 ? （ 3）旁路電容的地線不能長(zhǎng)，應(yīng)盡量縮短。 ? （ 1） TTL， CMOS器件的地線要呈輻射狀，不能形成環(huán)形。這樣便將寄生電容短路了，從而消除了反饋通路。放大器與屏蔽罩間存在寄生電容， 如圖 327（ a）所示 ，由 圖 327（ b） 的等效電路可以看出，寄生電容 C1和 C2使放大器的輸出端到輸人端有一反饋通路，如不將此反饋消除，放大器可能產(chǎn)生振蕩。因此，對(duì)輸入系統(tǒng)的接地和屏蔽應(yīng)格外重視。這樣單點(diǎn)接地是為了避免在屏蔽層與地之間的回路電流，從而通過屏蔽層與信號(hào)線間的電容產(chǎn)生對(duì)信號(hào)線的干擾。在 圖 326（ a） 中，信號(hào)源端接地，而接收端放大器浮地，則屏蔽層應(yīng)在信號(hào)源端接地（ A點(diǎn)）。對(duì)于屏蔽層的接地要慎重，也應(yīng)遵守單點(diǎn)接地原則。這些地之間只是在最后才匯聚一點(diǎn)，而且常常通過銅接地板交匯，然后用線徑不小于 30mm2的多股軟銅線焊接在接地板上深埋地下。在空間將數(shù)字地匯流條與模擬地匯流條間隔開，以避免通過匯流條間電容產(chǎn)生耦合。采用多層匯流條以減少自感，可減少干擾的竄入途徑。模擬地、數(shù)字地、安全地的分別回流法 如圖 325所示 。在工業(yè)控制系統(tǒng)中，信號(hào)頻率大多小于 1MHZ，所以通常采用單點(diǎn)接地方式， 如圖 324所示 。 1．單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地 ? 根據(jù)接地理論分析，低頻電路應(yīng)單點(diǎn)接地，這主要是避免形成產(chǎn)生干擾的地環(huán)路；高頻電路應(yīng)該就近多點(diǎn)接地，這主要是避免 “ 長(zhǎng)線傳輸 ”引入的干擾。 ? 保護(hù)地 也叫安全地、機(jī)殼地或屏蔽地，目的是使設(shè)備機(jī)殼與大地等電位，以避免機(jī)殼帶電影響人身及設(shè)備安全。另外，交流地也容易帶來各種干擾。 ? 交流地 是計(jì)算機(jī)交流供電的動(dòng)力線地或稱零線，它的零電位很不穩(wěn)定。 ? 數(shù)字地 作為計(jì)算機(jī)各種數(shù)字電路的零電位，應(yīng)該與模擬地分開，避免模擬信號(hào)受數(shù)字脈沖的干擾。模擬信號(hào)有精度要求，它的信號(hào)比較小，而且與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)連接。 ? 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，大致有以下幾種地線： 模擬地、數(shù)字地、信號(hào)地、系統(tǒng)地、交流地 和 保護(hù)地 。 廣義的接地包含兩方面的意思，即接 實(shí)地 和接虛地 。 接地技術(shù) 正確合理的接地技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)極為重要， 接地的目的 有兩個(gè)：一是為了保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，防止地環(huán)路引起的干擾，常稱為工作接地；二是為了避免操作人員因設(shè)備的絕緣損壞或下降遭受觸電危險(xiǎn)和保證設(shè)備的安全，這稱為保護(hù)接地。為了降低集成電路的開關(guān)噪聲，在印制線路板上的每一塊 IC上都接入高頻特性好的旁路電容，將開關(guān)電流經(jīng)過的線路局限在板內(nèi)一個(gè)極小的范圍內(nèi)。在每塊板上裝一塊或幾塊三端穩(wěn)壓集成塊（ 780790 7812， 7912等）組成穩(wěn)壓電源，每個(gè)功