淺議智能儀器抗干擾設計的方法

摘 要：智能儀器的抗干擾設計是智能儀器設計中一個重要組成部分。本文針對干擾的來源和干擾進入儀器的途徑，提出了多種抗干擾的設計方法。最后以一個實際例子來說明智能儀器的抗干擾設計。

關鍵詞：抗干擾 智能儀器 共模扼流線圈

中圖分類號：TN973.3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（c）-0011-01

隨著電子工業的不斷發展，智能儀器在許多生產場合都起著至關重要的作用。但智能儀器工作現場的干擾直接影響著儀器的工作精度，嚴重時、甚至會導致儀器不能工作。因此，智能儀器的抗干擾設計是非常值得研究的。

1 干擾的來源

根據實際的工作經驗，智能儀器工作現場產生的干擾主要通過兩種途徑影響智能儀器工作。一種是通過導線傳遞入智能儀器設備中；另一種通過空氣，輻射進入到智能儀器設備中。

1.1 導線傳入干擾PqLXVqMpAWrlQwH6wxmcUA==

來自導線傳入的干擾主要是通過電源線或和設備外部連接的信號線進入的。智能儀器的電源一般來自220 V照明用電或者330 V工業用電。在一個工業環境中，220 V和330 V都有大量的并聯用電設備。這些并聯用電設備有的功耗巨大、有的開關頻繁，能強烈影響供電電壓的穩定，導致在電源電壓上出現大量的疊加雜波。疊加雜波通過電源線進入到智能儀器設備中，就形成了強干擾。

智能儀器通過信號線和外部設備連接時，若外部設備的抗干擾沒有做好，外部設備的干擾信號將沿著信號線進入到智能儀器設備中。即使外部設備的抗干擾處理的比較好，而智能儀器和外部設備連接處的抗干擾沒有做好，依然能受到空氣中輻射干擾的影響，智能儀器就還能受到信號線干擾信號的影響。

1.2 空間輻射干擾

智能儀器往往在電磁環境復雜的環境下工作，所處空間的輻射非常復雜。具體到智能儀器設備，就是所有導電的部分都會感應出疊加雜波，嚴重時將是接近全頻段的感應信號，導致智能儀器不能正常工作。

2 抗干擾的處理

目前對于各類干擾的處理方法，主要是隔離、濾波和屏蔽。來自電源線的干擾可以采用隔離電源來隔離干擾；來自信號線的干擾一般采用光耦、信號變壓器等設備隔離；來自空間輻射的干擾可以采用外殼屏蔽并接大地來處理；對于一些關鍵部分或已知頻段范圍部分可以采用濾波處理。

3 抗干擾處理實例

下面以一例通過實際檢驗的例子來說明抗干擾的處理。該例的工作環境要求比較苛刻，無法使用隔離設備來進行抗干擾，而現場的干擾又非常嚴重。經過分析，現場的干擾主要來自電源線和信號線的輸入及空氣中的輻射。

電源線的抗干擾設計如圖1所示。電源線輸入VIN和GND之間連接RVI壓敏電阻，防止輸入干擾電壓過高，損壞后面的用電設備。F1保險絲能保證在輸入電流過大時，及時切斷電源。L3是共模扼流線圈，防止電源共模干擾的進入。L1、C3等組成濾波電路，濾除特定頻率的干擾信號濾。磁珠L2可以在一定程度上降低差模干擾。

信號線的抗干擾設計如圖2所示。D1可以遏制高電壓干擾信號的串入。C5、C6、L4、L6等電容和電感保證輸出特定頻率信號的穩定。L7防止外部共模干擾的進入。

空氣中的輻射可以通過外殼屏蔽接地來處理。該電路的設計已經通過了實際的檢驗，在復雜干擾環境下，可以保證智能儀器的正常工作。

4 結語

智能儀器抗干擾設計是個非常復雜的問題，并且能采用的抗干擾的方法受到條件的限制，往往無法隨意采用。比如一般使用隔離設備是一個比較好的選擇，但在一些有條件限制的場合，卻不能用隔離設備；或者采用屏蔽是一個比較好的辦法，但現場不具備可靠接大地的環境等等。這些都對設計人員提出了巨大的挑戰，只有多做實驗，細心分析，對癥下藥，才能設計出較好的抗干擾方法。

參考文獻

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