浅谈计算机控制系统中的抗干扰技术“奥门新浦京网999”

1、抗干扰阐述　　由于工业现场的工作境往往十分险恶，计算机控制系统不可避免地受到各种各样的阻碍。这些阻碍可能会影响到测控系统的精度，使系统的性能指标上升，减少系统的可靠性，甚至导致系统运营恐慌或再次发生故障，进而导致生产事故。

阻碍有可能来自外部，也有可能来自内部；它通过有所不同的途径起到于控制系统，且其起到程度及引发的后果与阻碍的性质及阻碍的强度等因素有关。阻碍是客观存在的，研究抗干扰技术就是要认清阻碍的来源，探寻诱导或避免阻碍的措施，以提升计算机控制系统的可靠性和稳定性。　　2、阻碍的概念　　阻碍使指简单信号以外的噪声或导致计算机设备无法长时间工作的毁坏因素。

产生干扰信号的原因称作干扰源。干扰源通过传播途径影响的器件或系统称作阻碍对象。

干扰源、传播途径和阻碍对象包含了阻碍系统的三个因素。抗干扰技术就是通过对这三要素中的一个或多个采取措施来构建的。为了有效地的诱导和避免阻碍，首先要认清阻碍的来源、传播途径以及阻碍的起到方式。

　　3、阻碍的来源　　计算机控制系统中阻碍的来源是多方面的，有时甚至是错综复杂。总体上，按照来源，阻碍可分成内部阻碍和外部阻碍。外部阻碍与系统所在环境和用于条件有关，与系统内部结构牵涉到。内部阻碍则由系统结构布局、生产工艺等引进。

　　外部阻碍：与系统结构牵涉到，是由用于条件和外部环境要求的。外部阻碍主要有：天电阻碍，如雷电或大气电离作用引发的阻碍电波；天体阻碍，如太阳或其它星球电磁辐射的电磁波；周围电气设备收到的电磁波阻碍；电源的工频阻碍；气象条件引发的阻碍，如湿度、温度等；地磁场阻碍；火花放电、弧光静电、辉光静电等产生的电磁波等。　　内部阻碍：是由系统的结构布局、线路设计、元器件性质变化和飘移等原因导致的，主要有：分别电容、产于电感引发的耦合感应器；电磁场电磁辐射感应器；长线传输的波光线；多点短路导致的电位差引进的阻碍；宿主波动引发的阻碍以及热噪声、闪变噪声、尖峰噪声等。

　　4、阻碍的传播途径　　在计算机控制系统的现场往往有许多强劲电设备，它们在低速和生产过程中将产生阻碍电磁场，另外还有来自空间传播的电磁波和雷电阻碍，以及高压输电线周围交变磁场的影响等。阻碍传播途径主要有：电场耦合、磁场耦合、公共电阻耦合。　　电场耦合：又称静电耦合，是通过电容耦合窜入其它线路的。两根导线之间不会包含分布电容，印制电路板上各印制电线之间、变压器线匝之间和绕线之间都会包含分布电容。

这些分布电容的不存在可以为干扰信号获取阻碍电抗地下通道，电场阻碍就可以由该地下通道窜入系统，构成阻碍。　　磁场耦合：在任何载流导体周围都会产生磁场，当电流变化时会产生交变磁场，该磁场必定不会在其周围的开口电路中产生感应器电势引发阻碍，它是通过导体间互感耦合进去的。在设备内部，线圈或变压器的漏磁也不会引发阻碍；在设备外部，平行架设的两根导线也不会产生阻碍。

电磁辐射不会导致磁场耦合阻碍，如高频电流流到导体时，在该导体周围之后产生了向空间传播的电磁波。这些阻碍不易通过电源线和宽信号线耦合到计算机中。

另外，长线阻碍具备天线效应，即需要电磁辐射阻碍波和拒绝接受阻碍波。　　公共电阻耦合：是由于电流流到电路间公共电阻，使得一个电路的电流所产生的电压叛影响到另一回路。在计算机控制系统中，普遍存在公共耦合电阻，例如，电源引线、印刷电路板上的地和公共电源线、汇流排等。这些汇流排都都具备一定的电阻，对于多电路来讲，就是公共耦合电阻。

当流到较小的数字信号电流时，其起到就看起来一根天线，将阻碍引进到各电路中。同时，各转往条之间具备电容，数字脉冲可以通过这个电容耦合过来。印制板上的地，实质上就是公共转往线，由于它依然具备一定的电阻，各电路之间就通过它产生信号耦合。

　　5、阻碍的起到方式　　按阻碍起到方式的有所不同，阻碍可分成：差模阻碍、共模阻碍和长线传输阻碍。　　差模阻碍：也称之为串模阻碍，就是串联与信号源电路之中的阻碍。它串联在信号源电路中，与被测信号相乘后输出系统。

产生差模阻碍的因素主要有分布电容的静电耦合、空间的磁场耦合、长线传输的互感、50HZ的工频阻碍，以及信号电路中元件的参数变化等。　　共模阻碍：用作过程控制的计算机的地、信号放大器的地和现场信号源的地之间一般来说要于隔年一段距离，宽约几十米甚至上百米，在两个相接地点之间往往不存在一个电位差，这个电位差对放大器的阻碍，称作共模阻碍，也称作共态阻碍或横向阻碍。这种阻碍可以是直流阻碍也可以是交流干扰，其幅值可以是几伏甚至更高，各不相同现场产生阻碍的环境条件和计算机等设备的短路情况。

　　长线传输阻碍：在计算机控制系统中，现场信号到掌控计算机以及掌控计算机到现场执行机构，都必须一段较长的线路展开信号传输，即长线传输。对于高速信号传输的线路，即在高频信号电路中，多长的导线可作为长线，各不相同电路信号频率的大小，在有些情况下，有可能1m左右的线就不应作为长线看来。　　信号在长线中传输不会遇上三个问题：一是高速变化的信号在长线中传输时经常出现的波光线现象，二是具备信号延时，三是长线传输不会遇上外界阻碍。

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