材料成型设备计算机控制系统硬件抗干扰技术

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1、材料成型设备计算机控制系统硬件抗干扰技术　　5.3.1接地技术　　1．接地的概念　　所谓“地”，有两种含义，即实际地和虚地。实际地是指大地，电子仪器往往是以地球的电位为基准，即以大地作为零电位；虚地是以电路系统中某一点电位为基准，即设该点为相对零电位，如电子电路中往往以设备的金属底座、机架、外壳和公共导线作为零电位，即“地”电位，这种“地”不一定与大地等电位。接地是指让电子、电器设备的基准电位点与大地保持同电位。　　2．计算机控制系统中地线的形式　　　屏蔽地：又称为安全地或机壳地，包括机架、外壳、屏蔽罩等　　模拟地：作为A/D转换器、前置放

2、大器等模拟部分的零电位　　数字地：即逻辑地，作为逻辑开关网络的零电位　　功率地：作为大电流网络部件的零电位　　信号地：是传感器本身的零信号电位基准公共线，传感器可看做是测量装置的信号源　　系统地：是上述几种地线的最终回流点，它将最终与大地相连。而以大地电位作为基准零电位　　直流地：直流电源的接地线　　交流地：一般指50Hz交流电源接地线　　3．电磁兼容接地　　是指由于电磁兼容设计而要求的接地，一般有两种分类法：四类法和三类法。四类法是将所有电路按信号特性分成四类，分别接地，形成4个独立的接地系统，每个“地”系统可以采用不同的接地方式。　　四

3、类法的第一类是敏感信号和小信号“地”系统，包括低电平电路、弱信号检测电路、传感器输入电路、前级放大电路、混频器等　　第二类是不敏感信号和大信号电路的的线系统，包括高电平电路、末级放大器、大功率电路等　　第三类是干扰源设备地系统，包括电动机、继电器、接触器等。由于这类元件在工作时产生火花或冲击电流等　　第四类是金属构件地，包括机壳、底板、机门、面板等　　由于“四类法”中四种电路的地都分别设置，因此可以较完善地达到接地的设计要求。“三类法”与“四类法”的分类原则相同，只是将上述第一类和第二类的地线分别集中连接到机壳，并略去第四类，成为三类地系统

4、。　　4．系统抑制干扰的接地方式　　一点接地准则　　一般高频（10MHz以上）电路应采用多点接地，低频（1MHz以下）应采用一点接地。低频电路的“一点接地”，就是把各个接地点用导线汇集到一点，再从这点接地。　　对控制系统中各类单元电路，无论是单级还是多级，考虑到“地线”不可能是理想的零阻抗，多点接地往往会引人地阻抗带来的干扰电压，原则上都应一点接地。　　另外，为了提高抗干扰性能，输人系统中的传感器、变送器和放大器常采用屏蔽罩，而信号的传送往往使用屏蔽线。对这些屏蔽层的接地也应遵循一点接地原则。　　模拟地线与数字地线应分开设置　　数字信号一般

5、比较强，它是交变的脉冲，流过它的地线电流也是脉冲。模拟信号比较弱，若两种信号共用一套地线，数字信号就会通过地线电阻对模拟信号构成干扰，故两种地线应分开设置，然后只是在一点，汇合在一起。　　　　强电地线与信号地线分开设置　　强电地线主要指电源地线、功率地线，它们上边流过的电流大，在地线电阻上会产生电压降。若这种地线与信号地线共用，就会产生很强的干扰。故应与信号地线分开设置。　　多点接地系统　　多点接地是指设备中各单元电路直接连接到地线上，有多个接地点。对于高频电路，为了降低地线阻抗，一般均采用多点接地方式，地线系统一般是与机壳相连的扁粗金属导

6、体或机壳本身，其感抗很小。　　综上所述，可以把低频和高频接地系统选择准则归纳如下。　　对于低频（1MHz以下）和公共接地面尺寸小的情况（l＜/20），要选用一点接地方式。对于高频（10MHz以上）和公共接地面尺寸大的情况（l＞/20），要选用多点接地方式。频率为1～10MHz及接地面尺寸为l≈/20时，一般可采用单点和多点的混合接地方式。　　混合接地系统　　在有些用电设备中，既有高频部分又有低频部分。此时应分别对待，低频电路采用一点接地，高频电路需多点接地。这种接地体系称为混合接地系统。实际用电设备的情况比较复杂，很难通过某一种简单的接地方

7、式解决问题，因此混合接地系统应用更为普遍。　　浮地系统　　浮地就是将电路或设备的信号接地系统与结构地或其他导电物体相隔离，设备内部都各自有其参考“地”，通过低阻抗导线连接到信号地，但信号地与建筑物结构地及其他导电物体隔离。　　5.3.2屏蔽技术　　　　1．电磁屏蔽的技术原理　　电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。即用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来，使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施，或用金属屏蔽材料将电磁敏感电路封闭起来，使其内部电磁场强度低于允许值的一种措施。电磁屏蔽的技术原理主要分以下几种。　　静电屏蔽　　用完整的金属屏蔽体将带

8、正电的导体包围起来，在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量的负电荷，外侧出现与带电导体等量的正电荷，因此外侧仍有电场存在。如果将金属屏蔽体接地，外侧的正电荷将流入大地，外侧将不会有