资源描述：
《单片机的抗干扰技术ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第9章单片机系统的抗干扰技术9.1干扰源及其分类9.2干扰对单片机系统的影响9.3硬件抗干扰技术9.4软件抗干扰技术9.5数字滤波9.1干扰源及其分类一、干扰的含义所谓干扰,一般是指有用信号以外的噪声,在信号输入、传输和输出过程中出现的一些有害的电气变化现象。这些变化迫使信号的传输值、指示值或输出值出现误差,出现假像。干扰对电路的影响,轻则降低信号的质量,影响系统的稳定性;重则破坏电路的正常功能,造成逻辑关系混乱,控制失灵。二、干扰源的分类1.从干扰的来源划分1)内部干扰内部干扰是应用系统本身引起的各种干扰,包括固定干扰和
2、过渡干扰两种。固定干扰是指信号间的相互串扰、长线传输阻抗失配时反射噪声、负载突变噪声以及馈电系统的浪涌噪声等。过渡干扰是指电路在动态工作时引起的干扰。2)外部干扰外部干扰是由系统外部窜入到系统内部的各种干扰。包括某些自然现象（如闪电、雷击、地球或宇宙辐射等）引起的自然干扰和人为干扰（如电台、车辆、家用电器、电器设备等发出的电磁干扰,以及电源的工频干扰）。一般来说,自然干扰对系统影响不大,而人为干扰则是外部干扰的关键。图9.1内部和外部干扰示意图①装置开口或隙缝处进入的辐射干扰(辐射)②电网变化干扰(传输)③周围环境用电干扰(辐射、
3、传输、感应)④传输线上的反射干扰(传输)⑤系统接地不妥引入的干扰(传输、感应)⑥外部线间串扰(传输、感应)⑦逻辑线路不妥造成的过渡干扰(传输)⑧线间串扰(感应、传输)⑨电源干扰(传输)10强电器引入的接触电弧和反电动势干扰(辐射、传输、感应)11内部接地不妥引入的干扰(传输)12漏磁感应(感应)13传输线反射干扰(传输)14漏电干扰(传输)2.按干扰出现的规律划分固定干扰2)半固定干扰3)随机干扰3.从干扰与输入信号的关系划分串模干扰2)共模干扰图9.2串模干扰和共模干扰(a)串模干扰；(b)共模干扰图9.3串模
4、干扰与共模干扰波形(a)直流信号；(b)串模干扰；(c)共模干扰；(d)串模干扰与共模干扰共同作用表9.1常见干扰的种类9.2干扰对单片机系统的影响图9.4干扰入侵单片机系统的途径13F4A274MOVC,2EH.413F6E544MOVA,44H13F83402ADDCA,＃213FA13RRCA13FBF544MOV44H,A13FD9274MOV2EH.4,C如果干扰使程序计数器PC出错,在某时刻变为13F5H,CPU将执行如下程序片段,掉进一个死循环而不能自拔:13F574E5MOVA,＃0E5H13F74434
5、ORLA,＃34H13F902113F5LJMP13F5H9.3硬件抗干扰技术9.3.1串模干扰的抑制方法一、光电隔离图9.5二极管、三极管光电耦合器1.输入输出隔离1)脉冲电路的应用门电路将不同电位的信号,加到光电耦合器上,构成简单的逻辑电路,可方便地用于各种逻辑电路相连的输入端,能把信号送到输出端,而输入端的噪声不会送出。2)整形放大在测量微弱电流时,常常采用由光电耦合器构成的整形放大器。若放大器中使用机械换流器(或场效应管)时,响应速度慢,有尖峰干扰,影响电路工作。采用光电耦合器就没有这样的问题,尖峰噪声可以去掉。图9.
6、6可控硅感性负载开关电路二、硬件滤波电路图9.7四种滤波器的结构图三、过压保护电路在输入通道上采用一定的过压保护电路,以防引入高压,损坏系统电路。过压保护电路由限流电阻和稳压管组成,稳压值以略高于最高传送信号电压为宜。对于微弱信号（0.2V以下）,采用两支反并联的二极管,也可起到过压保护作用。四、调制解调技术有时,有效信号的频谱与干扰的频谱相互交错,使用一般硬件滤波很难分离,可采用调制解调技术。先用已知频率的信号对有效信号进行调制,调制后的信号频谱应远离干扰信号的频谱区域。传输中各种干扰信号很容易被滤波器滤除,被调制的有效信号经解
7、调器解调后,恢复原状。有时,不用硬件解调,运用软件中的相关算法,也可达到解调的目的。五、抗干扰稳压电源(1)应用系统的供电线路和产生干扰的用电设备分开供电。(2)通过低通滤波器和隔离变压器接入电网,如图9.8所示。(3)整流组件上并接滤波电容。滤波电容选用1000pF~0.01μF的瓷片电容,接法参见图9.8。(4)采用高质量的稳压电源。图9.8抗干扰稳压电源六、数字信号采用负逻辑传输干扰源作用于高阻线路上,容易形成较大幅度的干扰信号,而对低阻线路影响要小一些。在数字系统中,输出低电平时内阻较小,输出高电平时内阻较大。如果我们采用
8、负逻辑传输,就可以减少干扰引起的误动作,提高数字信号传输的可靠性。9.3.2共模干扰的抑制方法一、平衡对称输入在设计信号源时尽可能做到平衡和对称,否则会产生附加的共模干扰。二、选用高质量的差动放大器
