仪器仪表噪声形成干扰的三要素与耦合方式
1 引言
仪器仪表的工作环境有很多噪声,这些噪声会产生各种各样的干扰,影响仪器仪表正常工作和测量结果,要保证仪器仪表正常工作,就要弄懂噪声产生干扰的来源和耦合传输问题。
2 噪声形成干扰的三要素
噪声形成干扰对仪器仪表正常工作造成影响的三要素是噪声源、对噪声敏感的仪器仪表易感电路和两者之间的耦合通道。
3 干扰的耦合
耦合是指干扰信号进入仪器仪表内部的途径,在分析干扰问题时,要弄清楚干扰源、易感电路及二者之间的耦合。干扰源和易感电路是客观存在的,很难消除,因而切断耦合十分重要。干扰的耦合有以下几种方式。
3.1 电感性耦合 电感性耦合指2个
电路之间存在互感,当一个电路上的电流变化时,在另一个电路上引起感应电压。图1为2个电路电磁耦合的等效电路图。两点路之间存在互感,互感系数为M ,当电路1的干扰电流为NI变化时,通过电磁耦合在电路2产生干扰电压NNUjMI ω。由此可知,电压NU?与电流N成正比。
3.2 电容性耦合
电容性耦合指2个电路之间存在寄生电容,产生静电感应,使一个电路的电荷变化影响到另一个电路。图2所示的电路中导线1是干扰源,导线2是仪器仪表的传输线,C1、C2分别为导线1和2对地寄生电容,C12为导线1和2之间的寄生电容,R为导线2的对地电阻,当导线1存在干扰电压U1时,在导线2所产生的干扰电压为由此可知,电容性耦合干扰随着耦合电容C12的增大而增大。
3.3 漏电流耦合
漏电流耦合指由于绝缘不良,高电位电路通过绝缘电阻向低电位电路漏电而引起的干扰。图3所示电路为漏电流耦合的等效电路图,干扰源NE?通过漏电阻mR 向电路iZ 漏电流,产生的干扰电压
3.4 共阻抗耦合
共阻抗耦合是由于2个及以上电路中共用一个阻抗,当一个电路中有电流流过时,在另一个电路上产生干扰电压。共阻抗耦合有3种。
1)电源内阻共阻抗耦合。用一个电源对几个电子线路或传感器供电时,高电位电路或大电流的输出电流流经电源,由于电源内阻的存在,在电源内阻上的压降就转换成干扰源。
2)公共地线共阻抗耦合。在仪器仪表的公共地线上,有各种信号电流流过,由于接地线存在阻抗,在接地线上就形成干扰电压。
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