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解析在传感器应用电路中如何降低噪声及干扰

时间:06-25 来源:中国仪表网 点击:

与地引脚之间的波形,会看到噪声尖刺峰-峰值可达数百毫伏甚至伏级。

  2、传感器电路的外部干扰

  2.1电源的干扰

  大多数电子电路的直流电源是由电网交流电源经滤波、稳压后提供的。如果电源系统没有经过净化,会对测试系统产生干扰。同时,在传感器测试系统附近的大型交流电力设备的启停将产生频率很高的浪涌电压叠加在电网电压上。此外,雷电感应也会在电网上产生幅值很高的高频浪涌电压。如果这些干扰信号沿着交流电源线进入传感器接口电路内部,将会干扰其正常工作,影响系统的测试精度。

  2.2地线的干扰

  传感器接口各电路往往共用一个直流电源,或者虽然不共用一个电源,但不同电源之间往往共一个地,因此,当各部分电路的电流均流过公共地电阻(地线导体阻)时便会产生电压降,该电压降便成为各部分之间相互影响的噪声干扰信号。同时,在远距离测量中,传感器和检测仪表在两处分别接地,于是在两"地"之间就存在较大的接地电位差,在仪表的输入端易形成共模干扰电压。共模干扰的来源一般是设备对地漏电、地电位差、线路本身具有对地干扰等。由于线路的不平衡状态,共模干扰会转换成常模干扰,较难除掉。

  通常传感器设在生产现场,而显示、记录等测量装置安装在离现场有一定距离的控制室内,这样需要很长的信号传输线,信号在传输的过程中很容易受到干扰,导致所传输的信号发生畸变或失真。长线信号传输所遇到的干扰有:

  (1)周围空间电磁场对长线的电磁感应干扰。

  (2)信号线间的串扰。当强信号线(或信号变化速度很快的线)与弱信号线靠得很近时,通过线间分布电容和互感产生线间干扰。

  (3)长线信号的地线干扰。信号线越长,则信号地线也越长,即地线电阻较大,形成较大的电位差。

  2.4空间电磁波的干扰

  空间电磁波干扰主要有:

  (1)雷电、大气层的电场变化、电离层变化及太阳黑子的电磁辐射等;

  (2)区域空间中通信设备、电视、雷达等通过天线发射强烈的电磁波;

  (3)局部空间电磁波对电路、设备产生的干扰,如氖灯、荧光灯等气体放电设施产生的辉光放电干扰,弧光放电产生的电波形成的干扰。上海三广主要经营集成电路、偏冷们芯片、电流传感器、电压传感器、电流变送器、电压变送器、开关电源、进口currentsensor、accurrentsensor、电流开关currentswitch、accurrentswitch和电流感应开关currentsensingswitch、 accurrentsensingswitch以及各种常用电子元件,下设一独资子公司,三广景芮,主要从事工业设备的维修:线路板维修、变频器维修、 PLC维修、电源维修已经医疗设备的维修DR维修、东芝CT维修和X光机维修。

  3、抑制传感器电路噪声的措施

  3.1根据不同工作频率合理选择噪声低的半导体元器件

  在低频段,晶体管由于存在势垒电容和扩散电容等问题,噪声较大。而结型场效应管因为是多数载流子导电,不存在势垒区的电流不均匀问题。而且栅极与导电沟间的反向电流很小,产生的散粒噪声很小。故在中、低频的前级电路中应采用场效应管,不但可以降低噪声还可以有较高的输入阻抗。另外如果需要更换晶体管等半导体元件,一定要经过对比选择,即使型号相同的半导体器件参数也是有差别的。同样,电路中的碳膜电阻与金属膜电阻的噪声系数也是不一样的,金属膜电阻的噪声比碳膜的要小,特别是在前级小信号输入时,可以考虑用噪声小的金属膜电阻。

  3.2根据不同的工作频段、参数选择适当的放大电路

  选择适当的放大电路不仅对本级电路有直接影响,对整个电路的工作参数、工作状态都会产生重要影响。如共射组态连接时,电路有较高的放大增益,同时它的噪声对后级的影响较小。而共集组态时有较高的输入阻抗同时也有较好的频响。因此根据不同的电路对参数应有不同要求,选择好的电路,不仅可以简化线路结构,同时也可以减少噪声对整个电路的干扰。在电路性能参数允许的条件下,尽可能采用抗干扰能力较好的数字电路。

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