干扰设计论文篇(1)

论文关键词：控制，干扰

 

“控制包括三个基本步骤：1）确立标准；2）衡量成效；3）纠正偏差。为了实施控制，均需在事先确立控制标准，然后将输出的结果与标准进行比较；若现有偏差，则采取必要的纠正措施，使偏差保持在容许的范围内。【1】”造成这种偏差的主要原因就是干扰，所以，要设计一个优良的控制系统，设计者首先要能够对实现该控制系统可能受到的干扰因素进行全面而准确的判断，然后才能想办法“采取必要的纠正措施”。如何全面而准确的判断出一个控制系统可能受到的干扰因素就尤为重要。实际上，“什么才是干扰因素”这一问题在通用技术课程教学中老师们还存在着很多疑惑，例如，在一次公开课上，授课教师让学生把一张纸折叠后，用吸管吹向天花板，课堂上有的学生吹的高，有的学生吹的低。老师在总结时说，“叠纸的形状、吹力的大小和方向、空气的阻力等都是影响叠纸吹高要考虑的主要因素，这些就是干扰因素”。这一说法在听课老师中引起了很大的反响，大家都在议论纷纷。这一说法是对是错呢？再如教材中出现的：电冰箱、空调等电器在使用过程中的干扰因素有那些；热水器水温控制系统中的干扰因素有哪些；干扰因素都是有害的吗等问题初中物理论文，对于我们这些非本专业的老师来说，解释起来都具有一定的困难。要从根本上解决这一问题，就得先要来了解什么是“干扰”的问题。

关于什么是控制系统中的干扰因素的问题的界定有多种说法：如：在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量发生变化的各种因素称为干扰因素【2】；在实际的控制系统中，常常会有一些变化不定的因素对系统的行为造成不利的影响，这种有害的因素我们称其为干扰【3】；对于一般的控制系统来说，多余的、不需要的、强制的“输入”便称为系统的干扰。另一方面，如果削减系统生存所必需的输入也是干扰；对系统来说，不仅输入端有干扰，输出端同样有干扰，如制约输出或强制作过量的输出等都是干扰，制约输出，如企业的产品受市场制约而减少了销量，强制过量输出如“竭泽而渔”，系统的输入和输出的“过与不及”都是干扰；对于复杂控制系统而言，干扰是不可避免的，因为复杂系统由多层次、多品种的诸多子系统构成，各子系统都有其自由度和相对独立性，各子系统间的输入和输出不可能配合得尽善尽美，必有多余和不足的输入和输出，这些多余和不足的输入和输出就成了系统的干扰；对于社会系统来说，其输入是自然界给予的一切，人们从自然界获取空气、阳光、雨露，及生产生活所需要的一切资源，这是社会系统“输入”的需要，但自然界会“发威”，各种自然灾害是社会系统所不需要的，但生活在地球上的人们不得不接受自然灾害的干扰，而社会系统对自然界的“输出”，一方面是人们对自然界的“改造”，另一方面是废物的排放，废气、废水、废渣、垃圾排向自然界，这是自然界所不需要的，但人类强迫自然界接受这些废物，就是对自然界生态平衡的干扰【4】。

由以上的论述可知，判断什么是干扰要从两方面来看，一方面初中物理论文，对于控制系统的整体而言，属于系统之外的，是多余的、不需要的、强制的“输入”便称为系统的干扰；另一方面，对于控制系统的部分而言，如果前一子系统的输出与下一子系统所需要的输入不匹配，就会造成下一子系统的输入的多余和不足，这种多余和不足的输入和输出就成了系统的干扰中国期刊全文数据库。由此可见，叠纸的形状是物体的结构设计问题，通过改变叠纸的形状可以减少叠纸飞行时的阻力，吹力的大小和方向是控制的输入问题，这两个因素虽然是影响叠纸飞行高度的主要因素，但不属于我们的干扰的界定范围。所以不是干扰因素，把系统的设计问题和对系统所产生的干扰混淆的案例还很多，如：。对于电冰箱、空调等电器在使用过程中的干扰因素分析，门的开启、环境温度的变化、电压的变化等都是属于系统之外的可能引起被控量发生变化的因素，所以这些因素就是这两个控制系统的干扰因素。一般情况下，对于简单控制系统较为规范和严谨的判断方法是：先要确定所要设计的控制系统，然后对所设计控制系统本身的各个环节进行具体分析，找出各环节可能受到的干扰因素（属于系统之外的，是多余的、不需要的、强制的“输入”），再分析这些干扰可能会对系统的输出造成什么样的影响，哪些是必须考虑的，那些是可以忽略的，那些是要综合考虑的，那些事要独立考虑的，最后整理出系统设计所要考虑的主要的干扰因素，这样的分析才会针对性更强，对控制系统如何克服这些干扰的设计帮助更大。以下对热水器水温控制系统的干扰因素的分析过程为例进行说明，第一、根据设计目的画出控制分析方框图（图一），分析方框图并不是最终的控制方框图，控制方框图是控制系统设计的结果，控制分析方框图是控制系统设计的过程，就像设计草图一样，是用来进行设计分析用的。

第二，对控制系统的各环节进行分析。在这个控制系统中，可能受到的干扰因素有，在输入端，电源电压的波动、由于开关灯元件的原因输入电压可能降低；在控制器和执行器部分初中物理论文，随着使用时间的变化，控制装置的不稳定、各种元件、加热装置的老化等；热水箱的大小、保温性能的好坏、热水箱深浅、水的散热面大小、水箱装水的多少等；在输出部分，周围空气的流动、气温的高低、用水量的快慢等。以上这些因素都是影响温度的干扰因素。第三，根据对干扰因素的分析，选择合适的控制方法来克服这些干扰对输出的影响（比如最简单的方法就是采取终端反馈的方式，当然，如果对水加温的时间有要求的话，这种控制方法就不能完全克服所有的干扰了，如图二）。

对于“在有些情况下，却可以[i]利用干扰因素实现某种目的【1】”这一说法也没有错，因为这种“干扰”是我们所要设计的控制系统的输出量，这一输出的最终目的是想使另一控制系统的目标不能实现，这种“干扰”对于第一个控制系统来说不是干扰而是输出，对于第二个控制系统来说这是系统需要克服的干扰。通过分析可以看出，就控制系统而言，干扰一定是有害的，它是控制系统要实现控制的最终目标需要考虑和克服的

分析和判断控制系统可能存在的干扰因素的最终目的，是为了使我们设计的控制系统“在干扰影响控制之前就进行必要的防范和修正，”使得控制系统能够“对控制对象进行有效控制以减小乃至消除偏差。”【5】所以要准确判断一个控制系统所存在的干扰因素，还要结合系统所要实现的最终目标进行综合考量，搞清楚这种干扰产生的原因、可能对控制系统所造成的后果和它将对控制系统的哪个环节产生影响等，这种干扰因素的分析才对我们进行控制系统的设计有所帮助。

参考文献：

【1】《控制论》（美）维纳著；赫季仁译；北京；北京大学出版社，2007.12

【2】《技术与设计2》主编：顾建军江苏教育出版社2008.12

【3】《技术与设计2》主编：刘琼发广东科技出版社2007.7

【4】《系统论信息论控制论》马丽扬河北：河北人民出版社，1987.2

【5】《机械控制入门》雨宫好文（日）著王献平译科学出版社2001.4

干扰设计论文篇(2)

关键词：干扰 确定性分析法 隔离度

中图分类号：TM92 文献标识码：B 文章编号：1007-9416（2013）06-0052-02

1 前言

目前中国移动已建设广泛的GSM、TD-SCDMA、WLAN无线网络，LTE实验网也已建成，不久将进行大规模建设。多制式网络共用室内分布系统越来越受到运营商重视，成为运营商网络建设的主要方向。提高室内业务服务质量，提升用户满意度，成为运营商保持和增强用户品牌忠诚度的关键方面。多制式网络间干扰问题成为影响网络质量的关键方面，也成为运营商网络建设的主要问题。

目前对于干扰的研究主要有两种方法：确定性分析法和仿真分析法。本文采用确定性分析法，以室内多系统共存为特定干扰场景进行分析，对不同频率范围内干扰进行分析，得出系统间干扰隔离度指标计算方法。

2 各制式网络频段

3 系统干扰原理

4 系统间干扰分析

多系统共室分主要存在杂散、阻塞和互调干扰，为了有效规避干扰，不同系统间需设置合理隔离度。下文将详细阐述各种干扰类型及隔离度计算。

4.1 杂散干扰

依据协议中对各系统杂散干扰电平值规定值，系统间杂散干扰隔离度值如表3所示。

实际设备上杂散辐射均有较大余量M，定考虑时可依据设备的具体情况设置隔离度MCLs-M。

4.2 阻塞干扰

当带外强干扰信号超过接收机动态允许的最大功率电平时，导致接收机过载饱和形成阻塞干扰。

4.3 互调干扰

4.4 不同系统间干扰隔离度分析

5 干扰规避

在多制式网络共用室内分布系统设计时，方案需满足系统所需隔离度值。而系统间隔离度可通过以下几种方式实现。

通过合路器对信号进行合路时，利用合路器内的带通滤波器实现对异系统间信号的抑制，依据隔离度理论值选择合适型号的合路器。

对于无法满足对多系统间进行直接合路时，可利用合路器进行后端合路，在距离天线较近的支路上进行合路，利用馈线、器件等的损耗进行隔离度的增强，减少相互间的干扰。可采用收发分缆方式进行建设。

为了避免功率过大产生辐射，需采用小功率信源。若隔离度不足，可在扰信号侧或干扰信号侧加装带通滤波器，以抑制发射机的带外杂散信号或外来较强干扰信号。也可降低干扰源的发射功率。

若单独建设分布系统时，则需利用天线间的空间距离进行隔离，利用室内墙壁、地板等阻挡物对信号进行隔离。

提高发射机射频性能和接收机接收性能，提高设备或器件的指标，对于不同覆盖环境设计相应不同的方案，及时对设备和器件进行维护和更新，从根本上提高隔离度的要求。

6 结语

本文以共用室分系统为覆盖场景，分析了多系统间干扰产生原理，得出了杂散、阻塞、互调干扰的隔离度理论计算方法及理论值，并综合得出多系统共用室分系统隔离度值。最后结合工程设计中的问题给出了干扰规避的方法。

在工程实践中干扰问题涉及到各个方面因素，本文仅从理论涉及的主要方面对干扰进行了分析，更需要结合详细的工程情况，进行更加合理完善的分析。

参考文献

[1]3GPP TS 36.104 V10.2.0 （2011-04）3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group Radio Access Network；Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA）；Base Station （BS） radio transmission and reception （Release 10）

[2]3GPP TS 45.005 V9.1.0 （2009-11） 3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network；Radio transmission and reception（Release 9）.

[3]YD/T 883-2009 9001800MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网基站子系统设备技术要求及无线指标测试方法.

[4]YD/T 2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网无线接入网络设备技术要求.

[5]中国移动无线局域网（WLAN）AP、AC设备规范V1.1.0

[6]周莲英.多制式系统室内共存覆盖干扰的研究与工程分析.

干扰设计论文篇(3)

关键词：GPRS；无线网络系统；优化

1 GPRS网络体系结构

图1给出了GPRS网络的基本网络体系结构框图。GPRS网络中新增两种重要的网元SGSN和GGSN。在GPRS阶段2（GPRSPhase2）中又引入一个重要的网元-点对多点服务中心（Point-To-MultipointServiceCenter-PTM-SC），它专门用于GPRS网络中的点对多点业务。为了增加安全性以及便于在PLMN网际之间的互联，另外定义了一个网元称为边际网关（Border Gateway-BG）。PLMN网内和PLMN网际间的骨干网都是基于IP网络的新网元。除此以外，GPRS中还有一些新的网关，如计费网关（Charging Gateway）和法定监听网关（Legal Interception Gateway-LIG）。

2 无线网络优化问题分析

GPRS网络从一期建设经过试商用期，到现在的正式商用阶段，网络优化工作中遇到了很多实际的问题，下面就其中一些主要问题进行列举。

2.1 PDP激活成功率低

（1）MS未送APN（接入点名称）或送上的APN错误，HLR中没有通配符；

（2）QoS协商失败；

（3）用户使用终端设备与网络不匹配，SGSN在收到其PDP context激活请求时立刻拒绝或不加处理。

2.2 随机接入和立即指配成功率低

（1）RACH（随机接入信道）或AGCH（允许接入信道）配置不合理；

（2）由于无线干扰（如直放站、信号屏蔽器等的干扰）或基站硬件设备故障导致无法解码消息；

（3）网络存在上下行频率干扰；

2.3 RLC（无线链路控制）重传率高

主要由C/I（信/干比）低引起，可能导致C/I太差的原因有：服务小区的信号功率弱、干扰信号太强、干扰小区的功率大、带外干扰严重、小区覆盖不合理、微蜂窝小区过密、直放站干扰、室内干放干扰、CDMA干扰等。需要注意的是，重传时各设备厂商策略的不同会导致时延差异较大，需要厂商提出具体解决方案。

3 GPRS优化设计

在保障语音业务的质量和稳定性的前提下，全面提升GPRS无线性能和服务质量稳定性，改善用户满意感知度，以下结合实际工作情况对GPRS无线网络优化经验进行介绍。

3.1 容量优化

因需要与语音业务竞争无线资源，GPRS的容量问题逐渐成为严峻的挑战。IP吞吐率在很大程度上受到了容量短缺的限制。我们分析了容量受限主要影响因素（预清空参数、共享系数、PCU拥塞、GSL设备利用率、下行TBF时延等等），并提出了相应的优化方法和调整建议。

我们谈的PCU的处理能力问题，主要分为2个方面，一个是RPP上所能支持的GSL设备数的多少，一个是RPP对于PDCH信道数的处理能力。

另外要注意的是当处理GB口链路的设备数小于18（加上1个设备用于链路同步，共19个设备闭塞）时并不会比等于18时使用于PDCH处理的设备数增多。也就是说GB口链路的设备数小于18或等于18时对PCU在PDCH处理方面的资源是一样的。

3.2 干扰优化方法描述

第一、硬件问题

基站载波硬件或室内分布系统故障会造成干扰问题，在统计上表现为IP吞吐率低、无线层速率低等现象。另外一般还会伴随有GPRS/GPRS接入成功率、TBF建立成功率低，可以通过查看统计PREJTFI、PREJOTH和TBF建立成功率发现。

第二、网内频率干扰

像话音频率干扰影响一样，GPRS的频率干扰会造成C/I值低、无线块误码率高、重传多，最终影响传输速率。在统计上主要表现为无线层速率低，另外无线原因导致TBF非正常释放比例大，也就是统计LDISRR数较多。要解决频率干扰，可使用语音频率干扰优化的方法。

第三、网外干扰

通常由于网外干扰比较强，影响范围较大，可以比较容易辨认出。一般可以通过在终端使用指令“RLCRP：CELL=cell；”来查看上行干扰发现。统计上主要针对上行的无线层速率，另外当存在较大上行统计时IAULREL也会较多。对于这类问题，一般需要使用扫频仪器现场查找干扰源，待干扰源清除后就可以解决。

第四、过覆盖问题

小区过覆盖会造成较大的信号干扰，要检查小区是否过覆盖可通过分析MRR工具的TA值得出。当发现TA值较大时，小区过覆盖的可能性较大。另外一方面，小区重选参数设置不当也会造成小区的过覆盖，这时需要对小区重选参数，比如：CRO、CRH等参数作检查。

[参考文献]

[1]高疆，等.GPRS无线网络优化探讨，[会议论文].中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会，2002年.

[2]刘亚，等.EDGE无线网络：维护和测试挑战，[期刊论文].《中国无线电》，2004年.

干扰设计论文篇(4)

论文探讨的是电磁兼容[1]领域，论文介绍了大屏幕数码显示设备的辐射干扰试验，此试验模拟测试此设备在环境中所产生的电磁场，发现在一定程度上设备是会产生一定超限值的电磁场。

针对这种超限值的现象，研究设备的内部，抓出几个较容易干扰的点，进行整改，最终将设备的辐射干扰降低到合格范围内。

论文通过试验、分析和整改，介绍了目前市场上比较常见的大屏幕数码显示设备，和它的辐射干扰试验的试验方法，常见问题的解决对策，探讨了大屏幕数码显示设备在辐射干扰测试中所遇到的一些问题和解决这些问题几类方法。

【关键词】电磁兼容；辐射干扰；极限值

1、设备介绍

1.1系统的介绍

系统模拟显示了一个3行4列的大屏幕显示系统[2]。

大屏幕数码显示设备的桌面为一个（1366*4）×（768*3）的高分辨率[3]的GPS信息地图，该信息显示可以通过多屏拼接控制器的本地硬盘系统直接运行或通过多屏拼接控制器的网络抓屏处理方式运行显示。

1.2设备特性

1.2.1可轻松接入多路信号

可以接受视频（NTSC/PAL）信号以及高清晰度电视信号（HDTV）。

1.2.2内部画面分割器

本产品内部画面分割器可将输入图像进行分割，以达到组墙显示整幅图像的功能。

1.2.3高质量的画面

高分辨率——WXGA：1366×768像素、无残影、高对比度、高亮度、宽视角。

1.2.4方便简单的安装和维护

轻松会聚、符合几何光学原理、长寿命。

1.2.5低功耗

单元最大总耗电量是300瓦。

1.2.6非常可靠的控制系统

本投影设备通过遥控器控制，也可经由RS-232端口通过计算机进行智能控制。

2、辐射干扰试验

2.1辐射干扰的基本概念

辐射干扰[5]（Radiated Emission）：干扰源（待测物）藉由空气（Free Space）之方式而干扰其他电子产品者。实际测试是利用天线于OATS测量待测物之辐射干扰。

2.2辐射干扰的测试架构

以大屏幕数码显示设备为例：

产品：大屏幕数码显示设备

依据标准：GB9254-2008 Class A；

极限值[6]：Class A

A级ITE 1GHz以下辐射限值

频率范围（MHz） 距离（m） 准峰值QP（dBμV/m）

30-230 10（3） 40（42.5）

230-1000 10（3） 47（43.9）

场地：Shielding Room详如ANSI 63.4/CISPR 16，均须符合NSA量测；

EMI接收机：量测准峰值[7] （Quasi Peak）、平均值[8] （Average）；

测试天线：Biconilog（Broad Band）一般适用频率范围： 20～2000MHz，常用于的EMI RE 1GHz以下的量测；

测试架构：待测物置于高80cm非导体桌面，可360度旋转，接收天线置于距待测物3m/10m距离，高度可在1至4米间移动，量测待测物之最大辐射电场强度，以Quasi Peak（准峰值）为准，并应于水平及垂直极化方向各量测一次。

图3 测试架构图

3、辐射干扰试验结果和解决方法

3.1辐射干扰试验结果

图4 30M-300M 垂直 测试图

垂直试验结果如图所示，30M附近预留量较小，155M附近超极限值，垂直极化[9]不合格。

图5 30M-300M 水平 测试图

水平试验结果如图所示，除165M附近有超预留量外，其他均在6dB范围以下，水平极化合格。

3.2辐射干扰试验结果和对策研究

观看测试图水平图基本合格，垂直图存在超差，对垂直极化部分进行问题分析。依据[图430M-300M垂直测试图]：30M、84M、111M、155M附近均超极限值。

经过分析，超极限值的可能是多方面问题产生：

输入电源线造成，输入线过长，电源线未加屏蔽磁环，造成30M附近较低频的部分有超极限值。对策研究：将输入电源线过长部分绕8字线，并将电源线上加磁环用扎线带以固定。

设备外壳屏蔽部分有漏缝隙，设备外壳均为金属材质，金属材质可以屏蔽一定的电磁辐射，而部分设备外壳接缝不紧密，造成电磁场透过外壳屏蔽缝隙，而产生部分点超极限值。对策研究：观察设备的外壳接缝部分，将不紧密部分，压合紧密，部分漏缝部分，可剪适量大小的铜箔，从内侧贴上。

内部的模块传输到显示屏的主信号线造成。对策研究：将主信号线靠近显示屏一段加磁环并用扎线带固定。

由于设备为拼接组合而成，设备的部分点位无法达到密合的效果，造成部分点位的极限值超差。对策研究：针对这部分特殊的点位，可以通过人体辅触的办法，即用手触及产品的外部点位，观察测试图，如触及部分点位，测试图上曲线有明显的下降，即刻记录点位，对该点位进行接地或者接金属部位处理，可贴铜箔加导电泡棉，如有加漆部分，可小面积打磨。

3.3整改后辐射干扰试验结果

经过整改，对设备重新进行垂直极化的试验，得到如下图，试验结果合格。

图6 30M-300M 垂直 整改测试图

4、总结

论文介绍了大屏幕数码显示设备，并通过试验模拟大屏幕数码显示设备在环境中所产生的辐射干扰，以数据为依据，对设备上所产生的超限值的电磁场进行研究，并将其消除。论文只是小批量的通过简易的方式对设备进行整改，但根据整改后的效果可以大批量的运用在设备生产上。

随着科技的进步，设备的功能将越来越多，集成部件和附加功能也随之不断增多，辐射干扰的问题会越来越多，对设备电子和机构设计的要求也就随之加大，需要电子设计、机构设计等的共同努力来完成设备更好的功能实现和更好的符合标准要求。

参考文献

[1]期刊：赵阳，颜伟，赵波，罗永超，李世锦.电路辐射干扰机理诊断与特性估计.电工技术学报，2010-10-26

[2]学位论文：李瑾.LED大屏幕显示系统的视频信息泄漏研究.西安电子科技大学.2011-06-01

[3]学位论文：.高分辨率遥感图像分类技术研究.中国科学院研究生院（遥感应用研究所），2006-04-01

[4]学位论文：刘凤鹏.视频信号转换与光纤传输技术研究.西安电子科技大学，2008-01-01

[5]期刊：庞姬，杨中海，沈庚麟.30MHz～1000MHz电场辐射干扰测试中测量不确定度的评估方法.安全与电磁兼容，2004-06-26

[6]学位论文：周永军.电磁场与生物体相互作用及安全性分析.西安电子科技大学，2011-03-01

[7]期刊：钱时祥，江炜宁，江岩.电磁兼容测试中准峰值检波器数字化设计.电测与仪表. 2010-05-25

干扰设计论文篇(5)

【关键词】测试系统;电磁干扰;实验方法

引言

钢轨内应力测试系统以单片机为控制核心，应用纵横弯曲理论建立无缝线路轨道力学模型，根据钢轨内应力计算公式，以电测应力法进行比较分析[1]，测量时使被测段钢轨悬空，在其中部施加一横向挠动力，分别测试钢轨的横向力、横向位移、轨温和湿度等信号，将信号经A/D转换后计算，快速、准确得出被测线路的内应力，并可将测量数据进行存储，操作人员可通过液晶显示屏测试和查询。

作为电子类产品，提高测试系统的抗电磁干扰能力及屏蔽性能是研发、生产、使用过程中不可缺少的环节。

1.钢轨内应力测试系统的组成

本系统硬件部分由单片机控制器、A/D转换模块、传感器和自加载施力机构等组成。系统选用W77E532单片机为控制核心;压力、位移、温度和湿度为测量钢轨内应力的必要参数;自加载施力机构通过电机给被测钢轨施加定量的压力;U盘存储功能可将系统内数据转存至U盘，可通过U盘将数据转存至上位机管理软件，也可直接通过数据线将测试仪主机的数据转存至上位机。

2.钢轨内应力测试系统的抗电磁干扰方法

2.1 线路板抗电磁干扰设计

以W77E532为处理核心的控制系统具有灵敏度高、处理速度快等特点，正因如此，也更容易影响测试系统的抗电磁干扰能力，测试过程中使系统的性能指标偏离设计要求，导致测量结果误差大[2]，因此抗干扰技术己成为设计单片机控制系统时必须考虑的环节。本系统控制电路的抗电磁干扰部分除了采用常规方法，如数字地和模拟地单点相连、缩短旁路电容地线长度、相互关联的元器件尽量放得靠近外，还采取了以下措施：

（1）采用线性光耦PC817将所有模拟量信号与数字量信号输入输出端隔离，为了提高隔离效果，我们将PC817纵向排列整齐，沿PC817焊脚内侧在线路板上开槽。

PC817光电耦合器输入部分和输出部分采用独立的5V电源供电，数字量5V由锂电池经2940稳压后提供，模拟量5V由DC-DC5V提供。

（2）低压差稳压器LM2940及其滤波器件远离单片机放置;

（3）数字量部分沿PC817开槽处双面覆铜接地。采用金属敷层屏蔽材料抑制电磁干扰也是目前常用的方法之一，通过非电解电镀、阴极溅射、真空镀金等方法在绝缘材料的表面形成导电金属薄层[3]，可以提高电子设备的抗干扰能力。

2.2 供电部分的抗电磁干扰设计

钢轨内应力测试系统由8V锂电池供电，经两个低压差三端稳压器LM2940后，固定输出5V，LM2940内部含静态电流降低电路、电流限制、过热保护、电池反接和反插入保护电路，再经容阻滤波，给数字量电路供电。

模拟量电路电源经LM2940降压后，由DC-DC5V提供。

2.3 传感器部分抗电磁干扰设计

本系统共有1路数字量和4路模拟量输入，有位移、压力、温度、湿度和电压信号，其中，位移、压力2路信号对测试结果具有决定性影响，我们主要对这2路传感器信号做了抗电磁干扰处理：

（1）位移信号的采集使用千分表，其输出为数字信号，是不随时间连续变化的量，数字信号抗干扰能力强;

（2）压力信号由JLBS-Ⅱ型拉力传感器提供，其采用箔式应变片贴在合金钢弹性体上，可承受拉、压力，具有测量精度高、稳定性能好、温度漂移小、输出对称性好等特点。由于压力传感器的变送器电路处理的是比较微弱的信号，而且还要进行信号转换，外界干扰极易耦合到电路中从而影响有用信号。因此，本系统的压力信号采用电流传输代替电压传输，接收电路低的输入阻抗和对地悬浮的电流源（电流源的实际输出阻抗与接收电路的输入阻抗形成并联回路）使得电磁干扰对电流信号的传输不会产生大的影响，可获得较好的抗干扰性能。

另外，本系统针对模拟量输入通道的抗电磁干扰还采用了以下措施：压力、温度、湿度传感器使用屏蔽线，屏蔽层与线路板GND相连，尽量缩短信号线长度。

2.4 外壳抗电磁干扰设计

为了使外壳在操作者和内部电路间建立隔离、形成屏蔽层，起到抗电磁干扰作用，本系统主机箱采用金属铝壳，既可以防止因操作者对金属外壳的直接接触放电造成干扰，又可以防止环境干燥时操作者对周围物体放电形成的电磁干扰耦合到测试系统内部。即便如此，我们在做抗电磁干扰试验时，发现还是存在干扰现象，液晶屏出现乱码，经过分析，我们认为此现象是由于主机箱上铣了液晶屏安装槽、航空插座孔、充电口、电源开关孔、键盘孔等造成，于是又采取了以下抗干扰措施：

（1）尽量缩短主机箱内部导线长度，并在每根导线上增加磁环;

（2）将主机箱内固定线路板的所有金属小件都更换为绝缘材料，在液晶屏与主机箱外壳之间增加一层绝缘纸;

（3）主机箱内部在充电孔、航空插座孔、电源开关孔及液晶屏开孔处喷涂三防漆，三防漆是一种特殊配方的涂料，用于保护线路板及其相关设备免受坏境的侵蚀。三防漆具有良好的耐高低温性能，其固化后成一层透明保护膜，具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能;

（4）主机箱底部装设一只金属螺帽作为电磁干扰泄放通道，在操作者对外壳的孔、洞、缝隙放电时将放电电流泄放，防止对内部电路直接放电。

2.5 软件抗电磁干扰设计

若单靠硬件措施消除干扰会增加系统的硬件成本，使系统复杂化，而且并非所有因干扰而产生的故障都可通过硬件抗干扰措施得到完全解决;软件抗干扰技术不仅可使系统结构简化，成本降低，设计也很灵活方便[3]。

本系统的控制软件由KeilC编制，软件组成主要包括A/D转换、键盘响应、液晶显示、数据存储读取及分析计算等部分。本系统采用数字滤波、设立软件陷阱、看门狗（Watchdog）和软件冗余等技术，提高系统的抗干扰能力。

3.结束语

影响钢轨内应力测试系统抵抗电磁干扰能力的因素有很多，本文从系统硬件的线路板、供电电源、传感器、外壳等部分入手，分析并提出了测试系统抗电磁干扰的方法，提高了测试系统的抗电磁干扰的能力，解决了系统受干扰时液晶显示屏出现乱码的情况，保证了系统运行的稳定性。

参考文献

[1]王建文.无缝线路温度力及锁定轨温测试技术研究.扩大铁路对外开放、确保重点物资运输――中国科协2005年学术年会铁道分会场暨中国铁道学会学术年会和粤海通道运营管理学术研讨会论文集，2005.

[2]李志宇.单片机控制系统抗干扰设计.电子测量技术2007，30：100-102.

干扰设计论文篇(6)

【关键词】自动仪表；电磁干扰；防御措施

1 自动仪表系统电磁干扰的来源在整个自动仪表系统中，电磁干扰源有的在系统内部，有的在系统外部。

1.1内部电磁干扰源主要有

1.1.1信号线相互之间的串扰；

1.1.2多点接地造成的电位差；

1.1.3寄生振荡；

1.1.4元件热噪音，触点电势的影响；

1.1.5相邻回路之间的耦合；

1.1.6数字地和模拟地的影响。

1.2外部电磁干扰源有

1.2.1电台及雷达发射的电磁波；

1.2.2太阳及其它天体辐射的电磁波；

1.2.3气象条件，如空中雷电、气温、湿度，地磁场的影响；

1.2.4周围电气装置、高压线、汽车、日光灯等发生的电场或磁场干扰；

1.2.5工厂内的直流电机、电焊机、电钻产生的火花；

1.2.6电机、接触器的启停和通断；

1.2.7供电电源的波动；

1.2.8各接点的电位差。

2 电磁干扰抑制措施制定原则

在实际工作环境中，干扰总是客观存在的。内部干扰与系统结构有关，它可以通过精心设计、改变结构布局和生产工艺等方法，将内部干扰抑制到工程所允许的程度。外部干扰是随机的，只能针对不同情况，采用不同处理的方法。但是，为了保证系统的正常工作，

应遵守以下原则：

2.1努力分析清楚干扰来自何方、属于何种性质、有针对性地采取抗干扰的办法。

2.2应优先采用减少干扰源，其后考虑提高系统抗干扰能力的顺序原则。

2.3在采取的措施中，应考虑到费用少，效果好的综合指标，以实用为目的。

2.4干扰是不可能完全抑制的，考虑到一旦抗干扰失败，如何采取保护措施，使其影响小，是完全必要的。

3 几种电磁干扰抑制措施

3.1总体设计中的抗干扰措施

无论控制系统的规模如何，在总体设计时就应充分考虑系统的抗干扰措施，尽量提高它的抗干扰能力。例如在选择控制室的位置时，应避免在高电压、大电流、强辐射的工作环境中工作，如果必须在这种情况下工作，则应对机房或装置进行有效的屏蔽；又如电源，有条件的应采用单一供电回路，避免其它设备启停对电源的干扰。如果要采集的信号或控制的对象很远，应通过隔离的办法切断系统与外界在电路上的联系，并采用可靠的接地措施。另外，在具体电路设计上，还应注意提高系统抗干扰的能力。

3.2信号隔离

在信号传输网络中，为了避免形成接地环路引入的电位差，同时也为了切断干扰噪音的通道，需要将输入和输出的信号与系统本体在电路上分开，我们把这种措施称之为信号隔离。采取信号隔离措施之后，系统的信号传输功能仍保持不变。信号隔离的方法很多，主要有开关量隔离法、光电耦合法、固态继电器法、隔离放大器法等等。

3.3电源干扰的抑制

在自动控制系统中，来自电源的干扰占很大比例。在条件允许的情况下，可采用单独供电措施，同时为了防止电源进线受到工业现场以及其它各种干扰，应该尽量避开大的动力干线、干扰大的相线、可控硅装置的电源线等等。在具体运用中，还可以使自动仪表系统的电磁干扰及其抑制措施

3.4数字滤波

在计算机实时控制和测量系统中，除了采用硬件措施来提高系统的抗干扰能力之外，充分利用计算机高速、大容量的特点，发挥软件的优势，保证系统不因干扰而停止工作，又满足工程所要求的精度和速度，采用数字滤波技术是一种经济、有效的方法，它可有效消除信号中的噪声和干扰。

3.5软件容错

计算机由于干扰等原因，会使传送的数据和程序产生错误。所以发挥计算机软件优势，编制软件容错程序，通过信息冗余和时间冗余等达到克服干扰的目的，主要方法有：奇偶校验法、检查和法、多次读入及读出法、多存储区法、指令复执法、程序卷回法。

4 接地与屏蔽

接地与屏蔽是自动系统抗电磁干扰的重要方式。

4.1自动仪表系统中“地”种类

从电路的观点来看，“地”是电位的参考点。在不同的系统中，参考点各不相同。但是，一个系统无论大小如何，必须有一个“地”作为电位参考点。它可以是大地，也可以不是大地。如低压配电网是把大地作为配电网络的参考点，而在一些仪器和控制装置中，则往往把直流电源的负极性端作为“地”。在一个较大的微机控制和测试系统中，各部分自成一体，有几个相互独立的“地”，它们之间若要相互传送信息，必须把这些“地”连接起来，进行等电位连结。自动仪表系统中的“地”主要有以下几种：

4.1.1机壳地，又称屏蔽地，使它和大地相处于相等电位可以避免机壳带电危及人身安全，也可以起到屏蔽外界干扰的作用。机壳地上一般都有较重的噪音。

4.1.2数字地，数字电路部分的等电位点例如微型计算机内的地线。这部分电路的电平较高（5～18v），功率较大，又是脉冲性质的信号，因而地线上的噪音也较严重，达几十毫伏。

4.1.3模拟地，指一些传感器上的微弱信号地，它一般电平较低、功率小、信号变化也是渐变的，因而地线上较为平静。

4.1.4系统地，指系统的最终回流点，要求它应有一个稳定的电平，以消除各种回流电荷的影响。

4.2抗干扰性接地与屏蔽的方法

从理论上讲，一个系统的所有接地点与大地之间应具有零阻抗，可以把各部分的参考点与“地”相连，但是实际上这是不可能的。所以需要进行抗干扰性接地，具体方法有：

4.2.1单点接地

单点接地中所示的单点接地连接办法可以消除因地电位差引起的干扰。为了减少公共电阻，接地线应尽量选的粗一些。最好使用汇流铜排，采用分别回流的方法接地。如图1所示。

对于有多个机柜的控制系统，为了最大限度地避免公共阻抗耦合，可将机柜对地浮置，各柜接地点汇集到一点，然后接入大地。如图2所示。

注：1一浮离接地板；2一绝缘板

4.2.2双层浮空加保护屏蔽

浮空又称浮接、浮置，它是把仪器的信号放大器的公共线既不接外壳，也不接地的抗干扰措施。双层浮空加保护屏蔽的方案就是建立在这个基础上的抗干扰措施。如图3所示。

注：（a）信号源浮地，接收端接地时，在接地端接地：（b）信号源接地，接收端浮地时，在信号源接地：（c）信号源及接收端均接地时在两端也均接地：

4.2.3屏蔽接地

在测量和控制系统中，噪音主要是经由信号传输电缆引人的，所以使用屏蔽电缆是抑制噪音窜入的一个重要方法。但是，无论是对电场屏蔽还是磁场屏蔽都应使之正确接地，否则起不到屏蔽作用。由于信号源和接收电路有浮地和接地两种情况，所以屏蔽接地的方法也有几种不同的形式，如图4。

干扰设计论文篇(7)

[论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响，从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。

抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分，在研制综合自动化系统的过程中，如果不充分考虑可靠性问题，在强电场干扰下，很容易出现差错，使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误（误跳闸事故等），无法向站场和区间供电，影响铁路行车安全。

一、电磁干扰产生的原因及特点

（一）传导瞬变和高频干扰

1．由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变（配）电所二次侧进入远动终端设备，对设备正常运行产生干扰，严重还可损坏电路。2．由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰，电压幅值高，时间短、重复率高，相当于一连串脉冲群。3．铁路电力供电中，特别是现代高速铁路对电力要求都比较高，一般都是几路电源供电，母线投切转换比较频繁，振荡波出现的次数较多。

（二）场的干扰

1．正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种，特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2．由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3．变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程，也产生一定的磁场。4．无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰，铁路中继站通常会和通信站在一处，通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。

（三）对通信线路的干扰

1．铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站，再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心，遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号，由于变电所高低压进出线缆很多，远动终端受的干扰比较大。2．中继站一般距铁路都比较近，列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。

（四）继电器本身原因

继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号，或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。

二、干扰对电力远动系统的影响

无论交流电源供电还是直流供电，电源与干扰源之间耦合通道都相对较多，很容易影响到远动终端设备，包括要害的cpu；模拟量输入受干扰，可能会造成采样数据的错误，影响精度和计量的准确性，还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件；开关量输入、输出通道受干扰，可能会导致微机和远动终端判断错误，远动调试终端数据错误远动终端cpu受干扰会导致cpu工作不正常，无法正常工作，还可能会导致远动终端程序受到破坏。

三、抗干扰设计分析

（一）屏蔽措施

1．高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装（屏蔽层）的电缆，电缆钢铠两端接地，这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2．在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器，也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3．在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容，可以有效抑制外部高频干扰。

（二）系统接地设计

1．一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备，合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行，对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量，设备接地处增加增加接地网络互接线，降低接地网中瞬变电位差，提高对二次设备的电磁兼容，减少对远动终端的干扰。2. 二次系统接地分为安全接地和工作接地，安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时，遭受触电危险和保证设备安全，将设备外壳接地，接地线采用多股铜软线，导电性好、接地牢固可靠，安全接地网可以和一次设备的接地网相连；工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准，保证其可靠运行，防止地环流干扰。

3．由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料，本身也有屏蔽作用，将高低高柜都可靠接地。4．远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连，这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容，提高抗共模干扰的能力，可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。

（三）采取良好的隔离措施

1．为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器，电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合，隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离，分布电容小，可提高抗共模干扰的能力。2．电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等，开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3．信号电缆尽量避开电力电缆，在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4．采用光电耦合隔离，光电耦合器的输入阻抗很小，而干扰源内阻大，且输入/输出回路之间分布电容极小，绝缘电阻很大，因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去，能有效地防止干扰从过程通道进入主cpu。

（四）滤波器的设计

1．采用低通滤波去高次谐波。2．采用双端对称输入来抑制共模干扰，软件采用离散的采集方式，并选用相应的数字滤波技术。

（五）分散独立功能块供电，每个功能块均设单独的电压过载保护，不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏，也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合，大大提高供电的可靠性。

（六）数据采集抗干扰设计

1．在信息量采集时，取消专门的变送器屏柜，将变送器部分封装在rtu内，减少中间环节，这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2．遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号，并且还会产生尖脉冲信号，也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。

（七）过程通道抗干扰设计

（八）印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开；电源输入端跨接10～100μf的电解电容。

（九）控制状态位的干扰设计

（十）程序运行失常的抗干扰设计

（十一）单片机软件的抗干扰设计

（十二）对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管，特别是穿越其他电力电缆时，避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。