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5G终端抗干扰度测试系统以及设备的生产技术

5G终端抗干扰度测试系统以及设备的生产技术
5G终端抗干扰度测试系统以及设备的生产技术

本技术新型公开了一种5G终端抗干扰度测试系统以及设备。其中,所述5G终端抗干扰度测试系统包括:开关单元将锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号叠加进同一个通道,测试单元在检查出对应经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是准确的时,分开不同的角度来查询对应该经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的最差信号状态,环境模拟器根据该查询到的最差信号状态,模拟对应该查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态。通过上述方式,能够实现通过准确无误的模拟各种测试环境,将不同的干扰信号叠加进同一个通道,能够实现测试5G终端的抗干扰度的能力。

技术要求

1.一种5G终端抗干扰度测试系统,其特征在于,包括:

控制器、信道模拟器、连续波干扰信号源发生器、高斯白噪声干扰信号源、频谱分析

仪、5G基站、开关单元、测试单元、测试接收机和环境模拟器;

所述控制器与所述信道模拟器、所述连续波干扰信号源发生器和所述高斯白噪声干扰信号源分别相连接,所述信道模拟器与所述控制器、所述连续波干扰信号源发生器、所述高斯白噪声干扰信号源、所述5G基站和所述开关单元分别相连接,所述频谱分析仪与所述连续波干扰信号源发生器和所述高斯白噪声干扰信号源分别相连接,所述开关单元与所述信道模拟器、所述测试单元和所述环境模拟器分别相连接;

所述控制器控制所述信道模拟器搭建5G终端模拟测试环境,所述信道模拟器根据所述控制器的控制,搭建5G终端模拟测试环境,所述连续波干扰信号源发生器在所述搭建的5G 终端模拟测试环境中,产生连续波干扰信号,所述高斯白噪声干扰信号源在所述搭建的5G终端模拟测试环境中,产生高斯白噪声干扰信号,所述信道模拟器还将所述产生的连续波干扰信号、所述产生的高斯白噪声干扰信号调制到所需要的频率以及功率状态,所述频谱分析仪确定所述产生的连续波干扰信号、所述产生的高斯白噪声干扰信号是否调制到所需要的频率以及功率状态,所述5G基站根据所述调制到的所需要的频率以及功率状态,锁定5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号及待测的频率范围,所述开关单元将所述锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号叠加进同一个通道,所述测试单元根据所述锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号及待测的频率范围,传导测试兆赫-兆赫频率范围的5G终端,所述5G基站还建立5G终端与所述搭建的5G终端模拟测试环境的通信连接,所述测试单元还据所述建立的5G终端与所述搭建的5G终端模拟测试环境的通信连接,读取5G终端的工作频率的信号信息,和根据所述读取的5G终端的工作频率的信号信息,检测所述读取的5G终端的工作频率的信号信息中的杂波的信号的大小,以及读取所述经检测杂波的信号的大小的5G终端的误码率,根据所述读取的误码率来判断5G终端在解调信号过程中丢失的数据包数据,所述5G基站还根据所述判断出的5G终端在解调信号过程中丢失的数据包数据,分别按预设值持续增加所述连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的强度,并读取对应连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的通信中断的信号强度,所述测试单元还根据所述读取的通信中断的信号强度,辐射测试兆赫-兆赫频率范围的5G终端,所述测试接收机根据所述经辐射测试的兆赫-兆赫频率范围的5G终端,检查对应所述经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是否准确,所述测试单元还在检查出对应所述经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是准确的时,分开不同的角度来查询对应所述经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的最差信号状态,所述环境模拟器根据所述查询到的最差信号状态,模拟对应所述查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态。

2.如权利要求1所述的5G终端抗干扰度测试系统,其特征在于,所述测试单元根据所述读取的5G终端的工作频率的信号信息,检测到5G终端是在最大发射状态下时,检测所述读取的5G终端的工作频率的信号信息中的杂波的信号的大小。

3.如权利要求1所述的5G终端抗干扰度测试系统,其特征在于,所述控制器通过串口与所述信道模拟器、所述连续波干扰信号源发生器和所述高斯白噪声干扰信号源分别相连接。

4.如权利要求1所述的5G终端抗干扰度测试系统,其特征在于,所述信道模拟器通过射频线与所述连续波干扰信号源发生器、所述高斯白噪声干扰信号源、所述5G基站和所述开关单元分别相连接。

5.如权利要求1所述的5G终端抗干扰度测试系统,其特征在于,所述传导测试装置通过传导连接点连接5G终端的外置天线端口。

6.如权利要求1所述的5G终端抗干扰度测试系统,其特征在于,所述测试单元,包括:

传导测试装置、辐射测试装置和耦合板;

所述传导测试装置,用于根据所述锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号及待测的频率范围,传导测试兆赫-兆赫频率范围的5G终端;

所述辐射测试装置,用于根据所述读取的通信中断的信号强度,辐射测试兆赫-兆赫频率范围的5G终端;

所述耦合板,用于在检查出对应所述经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是准确的时,分开不同的角度来查询对应所述经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的最差信号状态。

7.如权利要求1所述的5G终端抗干扰度测试系统,其特征在于,所述控制器,包括:

智能手机或平板电脑或膝上型便携计算机或台式计算机。

8.如权利要求1所述的5G终端抗干扰度测试系统,其特征在于,所述5G终端抗干扰度测试系统,还包括:

混频仪;

所述混频仪与所述开关单元相连接;

所述混频仪根据所述模拟的对应所述查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态,将对应所述各种现实信号的衰落状态的信号进行变频,并读取所述经变频后的杂波信号,根据所述读取的所述经变频后的杂波信号,在5G终端的通讯正常后,以预设步长值逐渐增大通讯信号,直到5G终端停止通讯,记录所述5G终端停止通讯时的干扰信号的信号强度即最终灵敏度。

9.一种5G终端抗干扰度测试设备,其特征在于,包括如权利要求1至8任意一项所述的5G 终端抗干扰度测试系统。

技术说明书

5G终端抗干扰度测试系统以及设备

技术领域

本技术新型涉及第五代移动通信技术领域,尤其涉及一种5G终端抗干扰度测试系统以及设备。

背景技术

所谓的5G(5th-Generation,第五代移动通信技术),就是第五代移动电话移动通信,也称第五代移动通信技术,也是4G(4th-Generation,第四代移动通信技术)之后的延伸,正在研究中。目前还没有任何电信公司或标准订定组织的公开规格或官方文件提到5G。

未来5G技术正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及,面向2020年及以后,移动数据流量将呈现爆炸式增长。在未来5G网络中,减小小区半径,增加低功率节点数量,是保证未来5G网络支持1000倍流量增长的核心技术之一。因此,超密集异构网络成为未来5G网络提高数据流量的关键技术。

未来无线网络将部署超过现有站点10倍以上的各种无线节点,在宏站覆盖区内,站点间距离将保持10米以内,并且支持在每公里范围内为25000个用户提供服务。同时也可能出现活跃用户数和站点数的比例达到1:1的现象,即用户与服务节点一一对应。密集部署的网络拉近了终端与节点间的距离,使得网络的功率和频谱效率大幅度提高,同时也扩大了网络覆盖范围,扩展了系统容量,并且增强了业务在不同接入技术和各覆盖层次间的灵活性。虽然超密集异构网络架构在5G中有很大的发展前景,但是节点间距离的减少,越发密集的网络部署将使得网络拓扑更加复杂,从而容易出现与现有移动通信系统不兼容的问题。在5G移动通信网络中,干扰是一个必须解决的问题。网络中的干扰主要有:同频干扰,共享频谱资源干扰,不同覆盖层次间的干扰等。在5G网络中,相邻节点的传输损耗一般差别不大,这将导致多个干扰源强度相近,进一步恶化网络性能。

但是,技术人发现现有技术中至少存在如下问题:

第五代移动通信技术正在研究中,目前还没有任何电信公司或标准订定组织的公开规格或官方文件提到5G,目前还无法实现测试5G终端的抗干扰度的能力。

实用新型内容

有鉴于此,本技术新型的目的在于提出一种5G终端抗干扰度测试系统以及设备,能够实现测试5G终端的抗干扰度的能力。

根据本技术新型的一个方面,提供一种5G终端抗干扰度测试系统,包括:

控制器、信道模拟器、连续波干扰信号源发生器、高斯白噪声干扰信号源、频谱分析仪、5G基站、开关单元、测试单元、测试接收机和环境模拟器;

所述控制器与所述信道模拟器、所述连续波干扰信号源发生器和所述高斯白噪声干扰信号源分别相连接,所述信道模拟器与所述控制器、所述连续波干扰信号源发生器、所述高斯白噪声干扰信号源、所述5G基站和所述开关单元分别相连接,所述频谱分析仪与所述连续波干扰信号源发生器和所述高斯白噪声干扰信号源分别相连接,所述开关单元与所述信道模拟器、所述测试单元和所述环境模拟器分别相连接;

所述控制器控制所述信道模拟器搭建5G终端模拟测试环境,所述信道模拟器根据所述控制器的控制,搭建5G终端模拟测试环境,所述连续波干扰信号源发生器在所述搭建的5G 终端模拟测试环境中,产生连续波干扰信号,所述高斯白噪声干扰信号源在所述搭建的5G终端模拟测试环境中,产生高斯白噪声干扰信号,所述信道模拟器还将所述产生的连续波干扰信号、所述产生的高斯白噪声干扰信号调制到所需要的频率以及功率状态,所述频谱分析仪确定所述产生的连续波干扰信号、所述产生的高斯白噪声干扰信号是否调制到所需要的频率以及功率状态,所述5G基站根据所述调制到的所需要的频率以及功率状态,锁定5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号及待测的频率范围,所述开关单元将所述锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号叠加进同一个通道,所述测试单元根据所述锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号及待测的频率范围,传导测试兆赫-兆赫频率范围的5G终端,所述5G基站还建立5G终端与所述搭建的5G终端模拟测试环境的通信连接,所述测试单元还据所述建立的5G终端与所述搭建的5G终端模拟测试环境的通信连接,读取5G终端的工作频率的信号信息,和根据所述读取的5G终端的工作频率的信号信息,检测所述读取的5G终端的工作频率的信号信息中的杂波的信号的大小,以及读取所述经检测杂波的信号的大小的5G终端的误码率,根据所述读取的误码率来判断5G终端在解调信号过程中丢失的数据包数据,所述5G基站还根据所述判断出的5G终端在解调信号过程中丢失的数据包数据,分别按预设值持续增加所述连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的强度,并读取对应连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的通信中断的信号强度,所述测试单元还根据所述读取的通信中断的信号强度,辐射测试兆赫-兆赫频率范围的5G终端,所述测试接收机根据所述经辐射测试的兆赫-兆赫频率范围的5G终端,检查对应所述经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是否准确,所述测试单元还在检查出对应所述经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是准确的时,分开不同的角度来查询对应所述经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的最差信号状态,所述环境模拟器根据所述查询到的最差信号状态,模拟对应所述查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态。

其中,所述信道模拟器根据所述控制器的控制,在屏蔽室中,搭建5G终端模拟测试环境。

其中,所述测试单元根据所述读取的5G终端的工作频率的信号信息,检测到5G终端是在最大发射状态下时,检测所述读取的5G终端的工作频率的信号信息中的杂波的信号的大小。

其中,所述控制器通过串口与所述信道模拟器、所述连续波干扰信号源发生器和所述高斯白噪声干扰信号源分别相连接。

其中,所述信道模拟器通过射频线与所述连续波干扰信号源发生器、所述高斯白噪声干扰信号源、所述5G基站和所述开关单元分别相连接。

其中,所述传导测试装置通过传导连接点连接5G终端的外置天线端口。

其中,所述测试单元,包括:

传导测试装置、辐射测试装置和耦合板;

所述传导测试装置,用于根据所述锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号及待测的频率范围,传导测试兆赫-兆赫频率范围的5G终端;

所述辐射测试装置,用于根据所述读取的通信中断的信号强度,辐射测试兆赫-兆赫频率范围的5G终端;

所述耦合板,用于在检查出对应所述经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是准确的时,分开不同的角度来查询对应所述经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的最差信号状态。

其中,所述控制器,包括:

智能手机或平板电脑或膝上型便携计算机或台式计算机。

其中,所述5G终端抗干扰度测试系统,还包括:

混频仪;

所述混频仪与所述开关单元相连接;

所述混频仪根据所述模拟的对应所述查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态,将对应所述各种现实信号的衰落状态的信号进行变频,并读取所述经变频后的杂波信号,根据所述读取的所述经变频后的杂波信号,在5G终端的通讯正常后,以预设步长值逐渐增大通讯信号,直到5G终端停止通讯,记录所述5G终端停止通讯时的干扰信号的信号强度即最终灵敏度。

根据本技术新型的另一个方面,提供一种5G终端抗干扰度测试设备,包括如上述任意一项所述的5G终端抗干扰度测试系统。

可以发现,以上方案,开关单元可以将锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号叠加进同一个通道,测试单元可以在检查出对应经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是准确的时,分开不同的角度来查询对应该经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的最差信号状态,环境模拟器可以根据该查询到的最差信号状态,模拟对应该查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态,能够实现通过准确无误的模拟各种测试环境,将不同的干扰信号叠加进同一个通道,能够实现测试5G终端的抗干扰度的能力。

进一步的,以上方案,信道模拟器可以在屏蔽室中,搭建5G终端模拟测试环境,能够实现确保没有任何的外界信号干扰,确保模拟测试结果的准确性。

进一步的,以上方案,测试单元可以根据读取的5G终端的工作频率的信号信息,检测到5G终端是在最大发射状态下时,检测该读取的5G终端的工作频率的信号信息中的杂波的信号的大小,能够实现检测杂波的信号是否会影响其他通信设备。

进一步的,以上方案,混频仪可以根据模拟的对应查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态,将对应该各种现实信号的衰落状态的信号进行变频,并读取该经变频后的杂波信号,根据该读取的该经变频后的杂波信号,在5G终端的通讯正常后,以预设步长值逐渐增大通讯信号,直到5G终端停止通讯,记录该5G终端停止通讯时的干扰信号的信号强度即最终灵敏度,能够实现测试5G终端的最终灵敏度。

附图说明

为了更清楚地说明本技术新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本技术新型5G终端抗干扰度测试系统一实施例的结构示意图;

图2是本技术新型5G终端抗干扰度测试系统另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,对本技术新型作进一步的详细描述。特别指出的是,以下实施例仅用于说明本技术新型,但不对本技术新型的范围进行限定。同样的,以下实施例仅为本技术新型的部分实施例而非全部实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本技术新型保护的范围。

本技术新型提供一种5G终端抗干扰度测试系统,能够实现测试5G终端的抗干扰度的能力。

请参见图1,图1是本技术新型5G终端抗干扰度测试系统一实施例的结构示意图。本实施例中,该5G终端抗干扰度测试系统10包括控制器11、信道模拟器12、连续波干扰信号源发生器13、高斯白噪声干扰信号源14、频谱分析仪15、5G基站16、开关单元17、测试单元18、测试接收机19和环境模拟器110。

该控制器11与该信道模拟器12、该连续波干扰信号源发生器13和该高斯白噪声干扰信号源14分别相连接。

该信道模拟器12与该控制器11、该连续波干扰信号源发生器13、该高斯白噪声干扰信号源14、该5G基站16和该开关单元17分别相连接。

该频谱分析仪15与该连续波干扰信号源发生器13和该高斯白噪声干扰信号源14分别相连接。

该开关单元17与该信道模拟器12、该测试单元18和该环境模拟器19分别相连接。

该控制器11,用于控制该信道模拟器12搭建5G终端模拟测试环境。

该信道模拟器12,用于根据该控制器11的控制,搭建5G终端模拟测试环境。

该连续波干扰信号源发生器13,用于在该搭建的5G终端模拟测试环境中,产生连续波干扰信号。

该高斯白噪声干扰信号源14,用于在该搭建的5G终端模拟测试环境中,产生高斯白噪声干扰信号。

该信道模拟器12,还用于将该产生的连续波干扰信号、该产生的高斯白噪声干扰信号调制到所需要的频率以及功率状态。

该频谱分析仪15,用于确定该产生的连续波干扰信号、该产生的高斯白噪声干扰信号是否调制到所需要的频率以及功率状态。

该5G基站16,用于根据该调制到的所需要的频率以及功率状态,锁定5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号及待测的频率范围。

该开关单元17,用于将该锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号叠加进同一个通道。

该测试单元18,用于根据该锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号及待测的频率范围,传导测试450兆赫-6000兆赫频率范围的5G终端。

该5G基站16,还用于建立5G终端与该搭建的5G终端模拟测试环境的通信连接。

该测试单元18,还用于据该建立的5G终端与该搭建的5G终端模拟测试环境的通信连接,读取5G终端的工作频率的信号信息,和根据该读取的5G终端的工作频率的信号信息,检测该读取的5G终端的工作频率的信号信息中的杂波的信号的大小,以及读取该经检测杂波的信号的大小的5G终端的误码率,根据该读取的误码率来判断5G终端在解调信号过程中丢失的数据包数据。

该5G基站16,还用于根据该判断出的5G终端在解调信号过程中丢失的数据包数据,分别按预设值持续增加该连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的强度,并读取对应连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的通信中断的信号强度。

该测试单元18,还用于根据该读取的通信中断的信号强度,辐射测试24250MHz兆赫-52600MHz兆赫频率范围的5G终端。

该测试接收机19,用于根据该经辐射测试的24250MHz兆赫-52600MHz兆赫频率范围的5G 终端,检查对应该经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是否准确。

该测试单元18,还用于在检查出对应该经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是准确的时,分开不同的角度来查询对应该经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的最差信号状态。

该环境模拟器19,用于根据该查询到的最差信号状态,模拟对应该查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态。

可选地,该信道模拟器12,可以具体用于:

根据该控制器11的控制,在屏蔽室中,搭建5G终端模拟测试环境,能够实现确保没有任何的外界信号干扰,确保模拟测试结果的准确性。

可选地,该测试单元18,可以具体用于:

根据该读取的5G终端的工作频率的信号信息,检测到5G终端是在最大发射状态下时,检测该读取的5G终端的工作频率的信号信息中的杂波的信号的大小,能够实现检测杂波的信号是否会影响其他通信设备。

可选地,该控制器11通过串口与该信道模拟器12、该连续波干扰信号源发生器13和该高斯白噪声干扰信号源14分别相连接。

可选地,该信道模拟器12通过射频线与该连续波干扰信号源发生器13、该高斯白噪声干扰信号源14、该5G基站16和该开关单元17分别相连接。

可选地,该测试单元18,可以包括:

传导测试装置181、辐射测试装置182和耦合板183;

该传导测试装置181,用于根据该锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号及待测的频率范围,传导测试450兆赫-6000兆赫频率范围的5G终端;

该辐射测试装置182,用于根据该读取的通信中断的信号强度,辐射测试24250MHz兆赫-52600MHz兆赫频率范围的5G终端;

该耦合板183,用于在检查出对应该经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是准确的时,分开不同的角度来查询对应该经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的最差信号状态。

可选地,该传导测试装置181可以通过传导连接点连接5G终端的外置天线端口。

可选地,该控制器11,可以包括:

智能手机或平板电脑或膝上型便携计算机或台式计算机。

在本实施例中,该控制器11,可以是智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等,本技术新型不加以限定。

在本实施例中,该模拟测试环境可以是5G终端在乡村的测试环境,可以是5G终端在平原的测试环境,可以是5G终端在山区地带的测试环境,也可以是5G终端在多普勒和/或多径衰落和/或多径干扰条件下的测试环境,本技术新型不加以限定。

在本实施例中,该读取的5G终端的工作频率的信号信息可以包括5G终端的工作频率的信号强度、5G终端的工作频率的信号所占用的带宽、5G终端的工作频率的频率偏差等中的至少一种信号信息,这样的好处是可以确认被测的5G终端是否是在正常进行传输工作。关于该读取的5G终端的工作频率的信号信息的类型,本技术新型不加以限定。

在本实施例中,该读取出的对应连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的通信中断的信号强度就是最小接入信号。

在本实施例中,该24250MHz兆赫-52600MHz兆赫频率范围的波即是毫米波。

在本实施例中,该读取的该经变频后的杂波信号可以是高频傅里叶变换的杂波信号。

在本实施例中,可以以预设步长值例如1dBm(分贝毫瓦)逐渐增大通讯信号,直到5G终端停止通讯。

在本实施例中,可以在高速条件下、多普勒效应条件下,发射机引起的杂波信号对外界通信的5G终端的干扰,接收机解调信号过程中,在高速条、多普勒效应件下,接收灵敏度,互调信号、邻信道、抗干扰度测试的检测系统,尤其是对接收灵敏度以及抗干扰度验证。

在本实施例中,可以通过准确无误的模拟各种测试环境,将不同的干扰信号叠加进同一个通道,能够实现确认5G终端发射机性能以及接收机的灵敏度以及抗干扰度的能力,从而正确的判断5G终端的缺陷,并且这种测试可重复性,准确性、测量精度高,测量速度快。

在本实施例中,可以模拟5G终端在户外遇到的各种环境,测试操作简单,可重复性、准确性高,数据非常直观。

在本实施例中,可以在屏蔽室中搭建测试环境,确保没有任何的外界信号干扰,否则测试出来的结果就不是真正所要的结果。

可以发现,在本实施例中,开关单元可以将锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号叠加进同一个通道,测试单元可以在检查出对应经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是准确的时,分开不同的角度来查询对应该经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的最差信号状态,环境模拟器可以根据该查询到的最差信号状态,模拟对应该查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态,能够实现通过准确无误的模拟各种测试环境,将不同的干扰信号叠加进同一个通道,能够实现测试5G终端的抗干扰度的能力。

进一步的,在本实施例中,信道模拟器可以在屏蔽室中,搭建5G终端模拟测试环境,能够实现确保没有任何的外界信号干扰,确保模拟测试结果的准确性。

进一步的,在本实施例中,测试单元可以根据读取的5G终端的工作频率的信号信息,检测到5G终端是在最大发射状态下时,检测该读取的5G终端的工作频率的信号信息中的杂波的信号的大小,能够实现检测杂波的信号是否会影响其他通信设备。

请参见图2,图2是本技术新型5G终端抗干扰度测试系统另一实施例的结构示意图。区别于上一实施例,本实施例所述5G终端抗干扰度测试系统20还包括:混频仪21。

该混频仪21与该开关单元17相连接。

该混频仪21,用于根据该模拟的对应该查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态,将对应该各种现实信号的衰落状态的信号进行变频,并读取该经变频后的杂波信号,根据该读取的该经变频后的杂波信号,在5G终端的通讯正常后,以预设步长值逐渐增大通讯信号,直到5G终端停止通讯,记录该5G终端停止通讯时的干扰信号的信号强度即最终灵敏度。

可以发现,在本实施例中,混频仪可以根据模拟的对应查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态,将对应该各种现实信号的衰落状态的信号进行变频,并读取该经变频后的杂波信号,根据该读取的该经变频后的杂波信号,在5G终端的通讯正常后,以预设步长值逐渐增大通讯信号,直到5G终端停止通讯,记录该5G终端停止通讯时的干扰信号的信号强度即最终灵敏度,能够实现测试5G终端的最终灵敏度。

本技术新型还提供一种5G终端抗干扰度测试设备,该5G终端抗干扰度测试设备包括5G终端抗干扰度测试系统,该5G终端抗干扰度测试系统为上述实施例中的5G终端抗干扰度测试系统,该5G终端抗干扰度测试系统的各个功能模块可分别执行上述实施例中对应的5G 终端抗干扰度测试系统的各功能模块的功能及连接关系等,故在此不对该5G终端抗干扰度测试系统的各功能模块进行赘述,详细请参见以上对应的说明。

可以发现,以上方案,开关单元可以将锁定的5G终端所需要的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号叠加进同一个通道,测试单元可以在检查出对应经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的频率以及信号强度是准确的时,分开不同的角度来查询对应该经传导测试的5G频率的连续波干扰信号、高斯白噪声干扰信号的最差信号状态,环境模拟器可以根据该查询到的最差信号状态,模拟对应该查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态,能够实现通过准确无误的模拟各种测试环境,将不同的干扰信号叠加进同一个通道,能够实现测试5G终端的抗干扰度的能力。

进一步的,以上方案,信道模拟器可以在屏蔽室中,搭建5G终端模拟测试环境,能够实现确保没有任何的外界信号干扰,确保模拟测试结果的准确性。

进一步的,以上方案,测试单元可以根据读取的5G终端的工作频率的信号信息,检测到5G终端是在最大发射状态下时,检测该读取的5G终端的工作频率的信号信息中的杂波的信号的大小,能够实现检测杂波的信号是否会影响其他通信设备。

进一步的,以上方案,混频仪可以根据模拟的对应查询到的最差信号状态的各种现实信号的衰落状态,将对应该各种现实信号的衰落状态的信号进行变频,并读取该经变频后的杂波信号,根据该读取的该经变频后的杂波信号,在5G终端的通讯正常后,以预设步长值逐渐增大通讯信号,直到5G终端停止通讯,记录该5G终端停止通讯时的干扰信号的信号强度即最终灵敏度,能够实现测试5G终端的最终灵敏度。

需要说明的是,该控制器11上运行的是常用的控制算法,该信道模拟器12上运行的是常用的信道模拟算法,该连续波干扰信号源发生器13上运行的是常用的连续波干扰信号发生算法,该高斯白噪声干扰信号源14上运行的是常用的高斯白噪声干扰信号发生算法,该频谱分析仪15上运行的是常用的频谱分析算法,该5G基站16上运行的是常用的能够实现5G基站功能的算法,该开关单元17上运行的是常用的开关算法,该测试单元18上运行的是常用的测试算法,该环境模拟器19上运行的是常用的模拟算法,该混频仪21上运行的是常用的混频算法,本技术新型的技术方案实现,不需要对软件程序做任何的改进,特此声明。

以上所述仅为本技术新型的部分实施例,并非因此限制本技术新型的保护范围,凡是利用本技术新型说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本技术新型的专利保护范围内。

跳频通信系统抗干扰性能分析

题目:跳频通信系统抗干扰性能分析 姓名: 学院:信息科学与技术学院 系:通信工程系 专业: 年级: 学号: 教师: 2012年7月10日

跳频通信系统抗干扰性能分析 摘要 扩频技术是一种信息传送技术,它利用伪随机码对被传输信号进行频谱扩展,使之占有远远超过被传送信息所需的最小带宽。而跳频技术以其良好的抗干扰性能和衰落性及较低的信号被截获概率,成为战术通信领域应用最广的一种抗干扰手段。本文在介绍跳频通信基础原理的基础上,并借助计算机仿真工具Matlab /Simulink 搭建仿真模型,得到了在多径信道下的误码率-信噪比曲线,从而分析跳频通信系统的抗干扰性能。 关键字:跳频、Simulink 仿真、多径、抗干扰 一.引言 跳频通信时现代通信中采用的最常用的扩频方式之一,其基本原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化。与定频通信相比,由于发送的信号调制在多个伪随机跳变的频率上,敌方不容易捕获到所发送的信息,有利于信号的隐藏,可以有效躲避干扰。因此,跳频技术在通信对抗尤其是卫星通信中处于特别有利的位置。扩频技术正在取代常规通信技术成为军事通信的一种主要抗干扰通信技术。因此,对扩频通信的研究,成为通信对抗中的重要部分。本文通过Matlab 软件仿真跳频通信系统的基本过程,在多径信道下分析其抗干扰能力。 二.跳频通信的基本原理 扩频通信系统是一种信息处理传输系统,这种系统是利用伪随机码对被传输信号进行频谱扩展,使之占有远远超过被传输信息所必需的最小带宽。在接收机中利用同一码对接收信号进行同步相关处理以解扩和恢复数据。现有的扩频系统可分为:直接序列扩频、跳频、跳时,以及上述几种方式的组合。其中跳频系统是如今使用最多的扩频技术。 跳频扩频的调制方式可以为二进制或M 进制的FSK(MFSK)。如果采用二进制FSK ,调制器选择两个频率中的一个,设为0f 或1f ,对应于待传输的信号0或1.得到的二进制FSK 信号是由PN 码生成器输出序列输出觉得的频率平移量,选择

单片机抗干扰能力

单片机抗干扰能力 单片机的抗干扰性能历来为大家所重视,现在市面上的单片机就我所接触过的,就有 十家左右了,韩国的三星和现代;日本的三菱,日立,东芝,富士通,NEC;台湾的 EMC,松汉,麦肯特,合泰;美国的摩托罗拉,国半的cop8系列,microchip系列,TI 的msp430系列,AVR系列,51系列,欧洲意法半导体的ST系列。。。。。。 这些单片机的抗干扰性能大多数鄙人亲自测试过,所用机器是上海三基出的两种 高频脉冲干扰仪,一种是欧洲采用的标准,一种是日本采用的标准;

日本的标准是高 频脉冲连续发出,脉冲宽度从50ns到250ns可调,欧洲采用的标准是脉冲间歇(间歇 时间和发出时间可调)发出,脉宽也是从50ns到250ns可调;我们国家采用的是欧洲 标准。 一般情况下,脉冲干扰这一项能够耐受2000V以上就算不错了(好像我国家电标准 是1200V),有些可以达到3000V,于是很多人为此很得意。 单片机在高频脉冲干扰下程序运行是否正常,或者说抗干扰是否通过,有些人以

程序不飞掉,或者说“死机”为标准,有些人以不复位并且程序正常运行为标准。 很多情况下,芯片复位程序是可以继续运行的,表面上看的不是很清楚。我一般就看 单片机在干扰下是否复位,复位了我就认为不行了。不复位并且程序正常运行当然比 复位来说要好了。 好多人看到自己做的电路抗干扰达到2000V或者3000V就很高兴,实际上芯片的抗 干扰并不一定就很好。这里我不能不说一下日本的标准,高频脉冲连续发出的形式。 别小看一个连续和一个间歇的区别,实际上,大家如果有机会,用日本的标准测试一

下你的芯片和电路,你就会发现,几乎和欧洲标准差别很大很大,采用日本标准你会 很伤心,因为大多数单片机过不了! 日本的标准是1600V。上面我提到的十几家单片机: 意法的也就是ST的≥1800 三菱的≥1800 富士通和日立的≥1600V nec的≥1500 东芝的≥1300V 摩托罗拉的≥1300

浅谈电力系统中的抗干扰控制

浅谈电力系统中的抗干扰控制 发表时间:2017-05-26T12:09:21.823Z 来源:《电力设备》2017年第5期作者:李巧红 [导读] 摘要:由于电力系统较为复杂,在实际工作运行时会面临较多的干扰与困难,这会对整个电力系统的正常运行造成影响。 (阳泉供电公司山西阳泉 045000) 摘要:由于电力系统较为复杂,在实际工作运行时会面临较多的干扰与困难,这会对整个电力系统的正常运行造成影响,因此需要对其中的干扰源进行分析,从而使电力系统调度工作的主要任务得以明确,对实际工作提出一些抗干扰控制措施,使控制系统的抗干扰能力提高,积极发挥控制系统的作用,本文就分析了电力系统中的抗干扰控制。 关键词:电力系统;电力调度;抗干扰 引文:为了使电力系统运行可靠性得以保证,从而使供电质量提高,我们需要对电力系统的运行状态进行分类,从而获得正确的系统运行信息,准确判断与处理电力系统运行过程中遇到的问题,必须使调度自动化得以实现,实现这个的时候会遇到一些干扰性因素,因此需要对电力电力系统调度中的干扰源积极分析,对电力系统调度自动化的任务加以明确,从而给出抗干扰控制措施。 1电力系统中的干扰源分析 在发电厂,PLC控制系统经常被运用到发电厂中,电力系统在发电厂的空间里存在着很强大的电磁场,加上发电厂存在的高电压、复杂的电流以及发电厂周边很狭小的空间,这些因素就使得PLC的电缆隔离的效果很差,最后造成在使用过程中PLC控制系统就会受到很强大的干扰。由于这种干扰作用的存在,导致了PLC控制系统内部的输入线路会产生强烈的感应电流和电压。假如这种可能发生的话,将会导致PLC控制系统执行错误的命令,进而使得其内置程序出现乱码,以及整个系统装置会停止运行。PLC控制系统的干扰信号通过PLC控制系统的输入端产生干扰。但是除了这种干扰因素以外,还会有通过PLC的电源来侵入这一系统装置从而产生干扰以及这一控制系统自身所引发产生的干扰,后者这种干扰主要就是由于PLC系统内部的内部各种电路之间和各种元器件之间相互引发的电磁辐射而引起的,而且这是不可避免的,总而言之这种自发引起的干扰是非常棘手的。 2电力系统中抗干扰控制措施分析 2.1选择PLC系统 首先,PLC控制系统考虑的应该是努力满足电力系统的需要,而不是为了对技术最先进功能设备系统的追求,这样反而会很盲目从而造成资源的浪费。我们在对PLC控制系统进行选择时要尽量选择那些使用起来相对比较简单、运行成本相对较低、系统的可靠性相对很高以及抗干扰能力好的系统。而在电力系统中使用PLC控制系统要尽量保持这二者是一致的,利用PLC这种高强度的逻辑处理能力不单只减少人为的操作错误,还能更好的保障电力系统整体的运行的安全性,让编程方法能够最终达到统一,同时能够在备品采购和对系统的管理上使之更为便捷,而且能够在使用人员的管理培训上也能做到统一进行,这样才能尽最大可能对PLC控制系统进行最大最优的利用。 2.2抗干扰的隔离措施分析 上面所提到的电源入侵作为PLC控制系统中一种最常见的干扰状态,这种干扰状态源于PLC控制系统的仪表供电源头和变送器供电的电源处有一部分是与电气直接相连的。对此我们的措施是采取一些隔离的方法,这些隔离方法使得整个电力系统的可靠性得以提升,还适当地减少了运行人员的人为参与,通过这种隔离措施来抑制分布参数大而分布电容又很小的配电器所用于信号共同使用的变送器和仪表,目的是尽可能降低对PLC控制系统的干扰。 2.3PLC控制系统安装时所采取的抗干扰措施分析 在PLC控制系统安装时,要尽可能达到湿度和温度的要求。并且要远离振动源以及避免污染这些外部环境要求要尽量做到。而且在外部条件满足的时候,一定要将PLC控制系统安装在密闭性比较好的远离具有强烈震动冲击的封闭室内,除此之外,还应该在室内安装空气净化装置,以确保PLC系统具有良好的使用环境。除了前面提到的对外部环境的控制之外,在电力系统中的大容量机器启动时,为了缓解控制线路电压降低的情况,还应使控制系统的动力线路达到一定的粗度。此外,PLC控制系统如果是用外接的直流电源作为输入电路使用时,为了确保输入信号的正确性,就要使用电压稳定的电源。 2.4对PLC控制系统的输出端口的抗干扰措施的分析 PLC控制系统未来发展的主要方向是提高其可靠性,要想减少PCL控制系统的负面影响,在提高抗干扰能力的同时也要重视其在设计、安装以及使用的过程。假如PLC控制系统的断弧能力不是很强且继电器触点很小的时候,从而发电厂DC220伏电路就只有利用外部继电器驱动PLC控制系统。在PLC控制系统输出量变化不大的情况下,相比之前,其选用继电器触点较大,这样就够避免瞬时过电压和电流造成的不利影响。 2.5对硬件滤波的抗干扰分析 当在计算机中接入硬件滤波信号时,应将信号的两极加滤波器来实现信号线与地间的并接电容,从而来达到减少干扰的目的。 2.6对软件的抗干扰因素的分析 在进行对于开关量的输入这一过程中,可以在相同的信号条件下多次读取,来对延时的软件进行处理,这样做也就是在进行确认时的延时处理,最后得到一致的结果之后便可以进行信号的输入了。当然,由于很多干扰因素是可以预防的,所以也可以采取在PLC控制系统上输入命令来使驱动的功率增大这种封锁干扰的形式,而这一做法会产生像火花等问题形成干扰,所以就可以对着中情况采取封锁干扰的形式。除了这两种方法外,也可以在信号模拟的过程中利用软件滤波的方式抵抗相应的干扰,现阶段,大型的PLC控制系统编程过程中都可以使用DFC的文本编程方式,在这种方法的指导下,可以编写复杂的程序就可以达到利用软件滤波所达到相同的效果。 2.7对接地点的抗干扰抑制分析 专用接地极的方式大多会被采用到PLC控制系统接地的过程中,安装这种接地极的方式首先要考虑与PLC控制系统保持相应的距离,而且它的功率也不是很大,同时它又会产生一定的干扰。如果PLC控制系统的规模过大的话,就必须由不同单元的接地极构成。为了确保不同单元有相同的点位,并且不会产生干扰,所以接地都会采用相同的方法。最后,在PLC控制系统进行输入和输出系统时应该使用屏蔽电缆,从而来达到抗干扰的效果。 3结束语 在宏观和微观的综合考虑下,电力系统的稳定以及发展状况对于电网以及社会进步等等都有很大的影响和作用,我们必须将PLC控制

测试系统的干扰及其抑制

测试系统的干扰及其抑制 Interference in Te sting Syste m and It s E limination 李传伟 (山东威海职业技术学院,威海 264200) 摘 要 阐述了检测系统中的各类干扰,并对其产生的原因作了较详细的分析。针对干扰的特性,指出了它们的危害范围及程度,提出了检测系统抗干扰的方法和措施。 关键词 测试系统 干扰 抑制 Abstract Various kinds of interference in testing system are described and the causes are analyzed in detail.In accordance with the characteristics of the interference,their harm ful scope and degree are put forward.The methods and s olutions of anti-interference for detecting systems are given. K eyw ords T esting System Interference E lim ination 0 引言 随着自动控制的迅速发展,测试系统已经广泛应用于科学研究和生产实践的各个领域。由于存在干扰,它对测试系统的稳定度和精确度产生直接的影响,严重时可使测试系统不能正常工作。因此,系统的设计、安装、制造、使用方式以及工作环境等各个方面都需要考虑抗干扰的问题。所以对干扰的研究是测试技术的重要课题。 1 干扰因素 干扰形成的全过程是由于干扰源发出的干扰信号,经过耦合通道传到感受器上,构成对整个系统的干扰。干扰的三个环节,称之为干扰系统的三要素,如图1所示。要有效地抑制干扰,首先要找到干扰的发源地,抑制发源地的干扰是抑制整个系统受干扰的积极措施。当产生了难以避免的干扰时,削弱通道对干扰的耦合以及提高感受器的抗干扰能力就成为非常重要的方法。 图1 干扰系统三要素 检测系统中,主要存在空间辐射干扰,信号通道干扰、电源干扰、数字电路干扰、地线干扰及系统内部的其他干扰等。 1.1 空间辐射干扰 1.1.1 自然干扰 自然干扰包括雷达、大气层电场的变化、电离层变化以及太阳黑子的电磁辐射等等。雷电能在传输线上产生幅值很高的高频浪涌电压,对系统形成干扰,甚至破坏无线电通信设备。太阳黑子的电磁辐射能量很强,可造成无线电通信中断。来自宇宙的自然干扰,只有高频才能穿过地球外层的电离层,频率在几十MH z 到200MH z之间,电压一般在μV量级,对低频系统影响甚微。 1.1.2 放电干扰 ①电晕放电 最常见的电晕放电来自高压输出线。高压输电线因绝缘失效会产生间隙脉冲电流,形成电晕放电。在输电线垂直方向上的电晕干扰,其电平随频率升高而衰减。当频率低于1MH z时,衰减微弱;当频率高于1MH z时,急剧衰减。因此电晕放电干扰对高频系统影响不大,而对低频系统影响较为严重,应引起注意。 ②辉光放电 辉光放电即气体放电。当两个接点之间的气体被电离时,由于离子碰撞而产生辉光放电,肉眼可见到蓝色的辉光。辉光放电所需电压与接点之间的距离、气体类型和气压有关。荧光灯、霓虹灯、闸流管以及工业生产中使用的大型辉光离子氧化炉等,均是利用这一原理制造的辉光放电设备。这类设备对测试系统而言都是干扰源,频率一般为超高频。如荧光灯干扰,电压为几十到几千微伏,甚至可达几十毫伏。 ③弧光放电 弧光放电即金属雾放电。最具典型的弧光放电是金属电焊。弧光放电产生高频振荡,以电波形式形成干扰。这种干扰对测试系统危害较大,甚至对具有专门防干扰的设备,在半径为50m的范围内,当频率为0115~015MH z时,干扰电压最低仍可达1000μV;当频 7

如何提高视频的抗干扰能力

视频监控系统中的各种干扰解决方法大全监控系统在各领域中的应用越来越多,在不同环境、不同安装条件和不同施工人员下,由于线路、电气环境的不同,或是在施工中疏忽,容易引发各种不同的干扰。这些干扰就会通过传输线缆进入闭路电视监控系统,造成视频图像质量下降、系统控制失灵、运行不稳定等现像,直接影响到整个系统的质量。因此了解视频监控系统有哪些干扰,有助于根据不同的情况采取相应的措施,对提高监控系统工程质量,确保系统的稳定运行非常有益。 1视频监控中的各种干扰 1.1木纹状的干扰 这种干扰的出现,轻微时不会淹没正常图像,而严重时图像就无法观看了(甚至破坏同步)。这种故障现象产生的原因较多也较复杂。大致有如下几种原因: (1)视频传输线的质量不好,特别是屏蔽性能差(屏蔽网不是质量很好的铜线网,或屏蔽网过稀而起不到屏蔽作用)。与此同时,这类视频线的线电阻过大,因而造成信号产生较大衰减也是加重故障的原因。此外,这类视频线的特性阻抗不是75Ω以及参数超出规定也是产生故障的原因之一。由于产生上述的干扰现象不一定就是视频线不良而产生的故障,因此这种故障原因在判断时要准确和慎重。只有当排除了其它可能后,才能从视频线不良的角度去考虑。若真是电缆质量问题,最好的办法当然是把所有的这种电缆全部换掉,换成符合要求的电缆,这是彻底解决问题的最好办法。 (2)由于供电系统的电源不“洁净”而引起的。这里所指的电源不“洁净”,是指在正常的电源(50周的正弦波)上叠加有干扰信号。而这种电源上的干扰信号,多来自本电网中使用可控硅的设备。特别是大电流、高电压的可控硅设备,对电网的污染非常严重,这就导致了同一电网中的电源不“洁净”。比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置、可控硅整流装置、可控硅交直流变换装置等等,都会对电源产生污染。这种情况的解决方法比较简单,只要对整个系统采用净化电源或在线UPS供电就基本上可以得到解决。

计算机控制系统中的抗干扰技术

第9章计算机控制系统中的抗干扰技术 ●本章的教学目的与要求 掌握各种干扰的传播途径与作用方式以及软硬件抗干扰技术。 ●授课主要内容 ●干扰的传播途径与作用方式 ●软硬件抗干扰技术 ●主要外语词汇 ●重点、难点及对学生的要求 说明:带“***”表示要掌握的重点内容,带“**”表示要求理解的内容,带“*”表示要求了解的内容,带“☆”表示难点内容,无任何符号的表示要求自学的内容 ●干扰的类型*** ●干扰的传播途径***☆ ●各类干扰的抑制方法*** ●辅助教学情况 多媒体教学课件(POWERPOINT) ●复习思考题 ●干扰的类型 ●干扰的传播途径 ●各类干扰的抑制方法 ●参考资料 刘川来,胡乃平,计算机控制技术,青岛科技大学讲义

干扰是客观存在的,研究抗干扰技术就是要分清干扰的来源,探索抑制或消除干扰的措施,以提高计算机控制系统的可靠性和稳定性。 9.1 干扰的传播途径与作用方式 干扰是指有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。产生干扰信号的原因称为信号源。干扰源通过传播途径影响的器件或系统称为干扰对象。干扰源、传播途径及干扰对象构成了干扰系统的三个要素。 9.1.1 干扰的来源 1.外部干扰 2.内部干扰 9.1.2 干扰传播途径 干扰传播途径主要有:静电耦合、磁场耦合、公共阻抗耦合。 1. 静电耦合 静电耦合是通过电容耦合窜入其他线路的。 2. 磁场耦合 在任何载流导体周围都会产生磁场,当电流变化时会引起交变磁场,该磁场必然在其周围的闭合回路中产生感应电势引起干扰,它是通过导体间互感耦合进来的。 3公共阻抗耦合 公共阻抗耦合干扰是由于电流流过回路间公共阻抗,使得一个回路的电流所产生的电压降影响到另一回路。 9.1.3 干扰的作用方式 按干扰作用方式的不同,可分为串模干扰、共模干扰和长线传输干扰。 1. 串模干扰 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声,它串联在信号源回路中,与被测信号相加输入系统. 图9.6 串模干扰示意图图9.7 共模干扰示意图

电子系统的抗干扰分析与设计

电子系统的抗干扰分析与设计 摘要:抗干扰对数字电路非常重要,也是决定其工作性能的关 键因素。该文描述了数字电子系统中不易解决的电源噪声干扰和传导干扰问题,并介绍了几种硬件跟软件解决该类问题的途径和方法。 一.引言 几乎每一个电气工程技术人员都希望他所设计的设备工作可靠,不会被其它设备干扰,也不会干扰其它设备。但是,由于电气噪气和电磁干扰几乎无处不在,所以,我们设计的产品往往达不到这些目标,无法完全杜绝这方面的干扰。如果不能有效地解决这些问题,我们可能必须放弃这些项目或者采取修修补补的办法,这样一来既浪费了我们投资项目的所有时问、资金和努力,又可能使产品性能大打折扣。因此在电子系统设计中,为了少走弯路和节省时间,应充分考虑并满足抗干扰性的要求,避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。 二. 抗干扰设计 大多数情况下在工作的开始就必须将干扰措施设计成产品。 2.1 抗干扰设计包含四个基本步骤的过程: (1)了解干扰的类型和来源 干扰源:是指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述:du /dt,di/dt大的地方就是干扰源。如:继电器、雷电、电机、可控硅、高频时钟等都可能。 典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。 干扰一般有电源噪声干扰、空间干扰(即场干扰)和传导干扰。空间干扰都通过电磁波辐射窜人系统;传导干扰则通过与系统相连接的导线,如,以与前向通道和后向通道等进人系统;电源噪声干扰有过压、欠压、浪涌电压、尖峰电压等。 (2)在设计电路时尽量消除或减小这些干扰对系统的影响;

(3)设计线路板、导线的结构尽量消除这些问题,必要时,使用干扰抑制器件; (4)将系统分成模块调试,保证每个子系统组装正确无误、工作正常,在进行进一步组装前不会有任何问题。通过一开始就正确地设计系统,经常提前完成任务,成本也较低。 2.2 抗干扰设计的几个基本原则: (1)抑制干扰源 (2) 切断干扰传播路径 (3)提高敏感器件的抗干扰性能 2.2.1 抑制干扰源 就是尽可能的减小干扰源的du/dt,di/dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。 减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。 常用的抑制干扰源的措施有: ①继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生的反电动势干扰。 (图1)仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。 图1 消除线圈反电势干扰 ②在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路,电阻一般选 几K到几十K,电容选0.01μF~0.1μF),减小电火花影响。(图2) 图2 减小继电器火花

过零比较器的性质及其抗干扰能力的提高

过零比较器的性质及其抗干扰能力的提高 1114211班郝建响01 能够实现对两个或多个进行比较,以确定它们是否相等,或确定它们之间的大小关系及排列顺序的比较功能的或装置称为比较器。其基本功能是对两个输入电压进行比较,并根据比较结果输出高电平或低电平电压,据此来判断输入信号的大小和极性。电压比较器常用于自动控制、波形产生与变换,模数转换以及越限报警等许多场合。比较器是将一个模拟电压与一个基准电压相比较的。比较器的两路输入为,输出则为信号,当输入电压的差值增大或减小时,其输出保持恒定。 过零比较器被用于检测一个输入值是否是零。原理是利用比较器对两个输入电压进行比较。两个输入电压一个是参考电压Vr,一个是待测Vu。一般Vr从正相输入端接入,Vu从反相输入端接入。根据比较输入电压的结果输出正向或反向饱和电压。当参考电压已知时就可以得出待测电压的测量结果,参考电压为零时即为过零比较器。 用比较器构造的过零比较器存在一定的测量误差。当两个输入端的电压差与开环放大倍数之积小于输出阈值时探测器都会给出零值。例如,开环放大倍数为106,输出阈值为6v时若两输入级电压差小于6微伏探测器输出零。这也可以被认为是测量的不确定度。 零电平比较器(过零比较器) 电压比较器是将一个模拟输入信号ui与一个固定的参考电压UR进行比较和鉴别的电路。 参考电压为零的比较器称为零电平比较器。按输入方式的不同可分为反相输入和同相输入两种零电位比较器,如图1(a)、(b)所示 (a)反相输入;(b)同相输入

通常用阈值电压和传特性来描述比较器的工作特性。 阈值电压(又称门槛电平)是使比较器输出电压发生跳变时的输入电压值,简称为阈值,用符号UTH表示。 估算阈值主要应抓住输入信号使输出电压发生跳变时的临界条件。这个临界条件是集成运放两个输入端的电位相等(两个输入端的电流也视为零),即U+=U–。对于图1(a)U–=Ui, U+=0, UTH=0。 传输特性是比较器的输出电压uo与输入电压ui在平面直角坐标上的关系。 画传输特性的一般步骤是:先求阈值,再根据电压比较器的具体电路,分析在输入电压由最低变到最高(正向过程)和输入电压由最高到最低(负向过程)两种 情况下,输出电压的变化规律,然后画出传输特性。 分析如下电路: 1)R11作为上拉电阻,作用不大,取值范围很宽,当运放使用LM358的时候,不用也可以。不过,有些比较器是集电极开路的,当使用集电极开路的比较器的时候,这个上拉电阻是必须的。 2)运算放大器组成一个施密特触发器(也叫做滞回触发器),使触发信号有一个滞回,从而使触发后能够可靠翻转,避免小的干扰信号造成触发器误动作。R10叫做滞回电阻,也可以称作正反馈电阻。 由于有了R10,电路才有了滞回特性。调节R10的大小,可以调节滞回的深浅。当R10 无穷大(开路)的时候,电路就失去了滞回特性,从而变成了一个单纯的比较器。 为了更好地说明R10 的作用,我们假定VCC是10伏。那么,当没有R10的时候(R10 开路),输入到2脚的电压低于5负的时候,1脚输出为高电平。2脚高于5伏的时候,1脚输出低电平。这里没有滞回特性。运放就是作为一个比较器。如果在5伏左右,有一个零点几伏的干扰信号叠加进来,就会使比较器产生误动作,频繁地来回翻转。

PLC控制系统抗干扰技术设计策略

PLC控制系统抗干扰技术设计策略 中文摘要 自动化系统所使用的各种类型PLC中,有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现场和各电机设备上,它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性,一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力,另一方面要求应用部门在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视,多方配合才能完善解决问题,有效地增强系统的抗干扰性能。 关键词PLC,industry automation,anti-interference,可编程控制器,自动化

Title:PLC control system anti-jamming technology design strategy Abstract Automation systems used in various types of PLC , some centrally installed in the control room , some installation on production sites and electrical equipment , most of them in a harsh electromagnetic environment formed by the strong electric circuits and power installations . Keywords PLC industry automation anti-interference Programmable controllers automation

控制系统抗干扰分析及解决方法

控制系统抗干扰分析及解决方法 【摘要】工业控制系统的检测信号一般比较微弱,干扰信号不能有效解决,则会严重影响系统的正常工作。尤其是现在单片机ARM 技术的广泛应用,对信号的要求也越来越高,微弱的干扰都会影响整个系统的稳定性。本文以开发设计、检测调试过程中的实际经验为例,从原理图设计、PCB布线等方面详细讲述了干扰信号的产生及消除方法,是理论与实际的经验总结。 【关键词】抗干扰;信号;毛刺 1 概述 工业控制系统的任务是根据现场的测量信号,经分析比较后控制继电器完成预定操作。但现场测量信号往往比较微弱,比如负荷电流、零序电流、电压等,由于干扰信号的存在,当干扰信号强度较大时,有用的测量信号淹没在杂乱的干扰信号中,系统无法得到正确的测量结果,严重影响系统的正常工作,甚至造成误判或误动。本文以馈电开关保护器研发过程中发现的电磁干扰及处理方法加以叙述,供同行们借鉴参考。 2 干扰的形成及处理 该馈电开关采用外部开关电源供电,本身噪声及纹波较大,若直接送给保护器系统,将形成较大的干扰源,解决方法是利用磁珠与电容组成L型滤波电路,磁珠的电感量不易大,以直插(3.5*6mm)或六孔磁珠为宜,电容选用470uF/50V 电解电容。磁珠可以减缓因电流突变产生的干扰,而电容则可以减缓因电压突变产生的干扰。 (1)模拟地与数字地要物理分开,从器件布局、PCB走线、铺地都要隔离,然后通过一磁珠或0Ω电阻连接。磁珠选用直插的,电阻的功率要大,1W为宜,若表贴器件选择1812封装。 (2)每个数字器件的VCC附近布置一个0.01uF陶瓷电容,用于减小高低电平变化时产生的突变干扰,俗称“去耦”。 (3)模拟信号在放大器处理过程中每步增加一个0.01uF陶瓷电容,该电容对高频信号敏感,可有效的将高频干扰信号滤除,而对工频待测信号则不敏感,允许传感器信号正常通过。 (4)开关量采用光耦隔离,开关量输入的隔离光耦采用TLP181或TLP121,该光耦的导通压降0.3mm。2)布线不拐90°弯。3)尽量少过孔,过孔的焊盘外径为孔径的一倍关系,如0.7/0.35mm。4)地线不走线,以铺地连接。交流电源不得进入铺地范围,铺地采用网格形式。5)器件布局规则:继电器、电源远离CPU、模拟量采样电路。6)晶振器件下面不得走线。

如何提高工控设备的抗干扰能力-

如何提高工控设备的抗干扰能力? 工控设备的核心问题,就是抗干扰能力,如果抗干扰能力不够高,那么,这个设备就是没有多大用处。 要提高工控设备的抗干扰能力,首先就是要学会正确的使用plc。 1.PLC的内核电源和输入输出接口电源应该独立。 绝大多数的用户,在设计系统电源时,只有一个电源,PLC的内核和接口都用这个电源。懂得光耦原理的人就会发现,这种接法,会把光耦旁路掉,也就是说,光耦完全没有起到隔离的作用,整个PLC完全是在“裸奔”,没有任何的保护能力,非常危险的!正确的做法是多加一个电源,专门只给PLC内核供电。输入输出接口可以共用一个电源。 2.PLC的输出口如果接到感性负载,例如电磁阀,继电器等有线圈的负载,需要在负载两端反向加一个吸收二极管。具体的方法,可以到我们的网站查看产品的接线图。 如果没有这个反向二极管,在电磁阀或继电器断开的瞬间,会产生一个反向电动势。这个反向电动势,和输出口的电源叠加在一起,会大大超过输出三极管(或场效应管)的电压承受极限,导致三极管击穿。对于反向二极管的参数,只要是电流不小于继电器电流,耐压不低于接口电源电压就

行了,像1N4004,1N4007都没有任何问题。另外,市场上的电磁阀,接线如果标有正负极的,就表示里面已经有了吸收电路,不用外接二极管了。 3.电源的选择。 干扰信号都是高频信号。比较典型的干扰信号源有变频器,可控硅调压电路。现在市面上的电源大多是开关电源,体积小,效率也很高,但是,最大的缺点就是,高频干扰信号可以长驱直入。而过去的老式电源,里面有个很大体积的变压器那种,体积大,效率低,但是对于高频干扰信号却可以很有效的抑制。所以,在选择内核电源时,应该选择老式变压器电源。 如果找不到老式变压器电源,可以在开关电源前接一个1:1的隔离变压器,或在内核电源的输入端接共模线圈,用来阻隔高频干扰。 4.布局。 干扰有2个途径,一是导线传导,二是空间辐射传导。以上的1和3就可以解决导线传导的干扰。对付空间干扰,最有效的办法就是加屏蔽罩(千万不要以为加屏蔽罩是可有可无的)。配电柜就是个很好的屏蔽罩。但是,屏蔽罩对于来自内部的干扰却束手无策。由于继电器甚至接触器一般也装配在在配电柜里面,继电器在断开的瞬间会产生一个高频干扰,这个干扰就会通过空间辐射,干扰PLC的工作。这时

关于监控的抗干扰技术分析

关于监控的抗干扰技术分析 发表时间:2008-12-16T16:31:14.340Z 来源:《中小企业管理与科技》供稿作者:付立安 [导读] 摘要:视频基带传输是指视频信号不经过频率变换等任何处理由图像摄取端通过同轴电缆直接传输到监视端的传输方式,图像在传输时直接利用同轴电缆的0~6MHz来传输,非常容易受到干扰,使图像出现网纹、横纹和噪点影响监视效果。对于基带传输视频干扰,从干扰源角度分为交流声干扰和空间电磁波干扰,从干扰切入方式分为传导式干扰和辐射式干扰。 摘要:视频基带传输是指视频信号不经过频率变换等任何处理由图像摄取端通过同轴电缆直接传输到监视端的传输方式,图像在传输时直接利用同轴电缆的0~6MHz来传输,非常容易受到干扰,使图像出现网纹、横纹和噪点影响监视效果。对于基带传输视频干扰,从干扰源角度分为交流声干扰和空间电磁波干扰,从干扰切入方式分为传导式干扰和辐射式干扰。 关键词:监控抗干扰技术 视频监控应用环境的复杂及应用规模的扩大,使监控的传输成为业界关注的重要话题,并促进了监控传输方式由单一化向多元化迅速发展,各种传输方式以自己独特的适应性或便易性活跃在监控的舞台上。视频干扰问题是困惑监控工程商由来已久的难题,也成为监控进一步拓展的障碍,宽频共缆监控作为视频监控最新传输利器已经成为解除监控传输干扰的一枝奇葩。 一、视频干扰现象及其原因 视频基带传输是指视频信号不经过频率变换等任何处理由图像摄取端通过同轴电缆直接传输到监视端的传输方式,图像在传输时直接利用同轴电缆的0~6MHz来传输,非常容易受到干扰,使图像出现网纹、横纹和噪点影响监视效果。对于基带传输视频干扰,从干扰源角度分为交流声干扰和空间电磁波干扰,从干扰切入方式分为传导式干扰和辐射式干扰。下面分析一下常见视频干扰现象及其原因。 1、工频干扰 干扰现象:图像出现雪花噪点、网纹或很宽暗横带持续不断滚动。 干扰原因:此现象是当摄像端与监控设备端同时接地时,由于地电阻及电缆外皮电阻的存在,在两地之间电力系统各相负载不平衡或接地方式不同引起50Hz电位差,从而产生工频干扰所致。地电位使两接地端存在电压降,电压降加在屏蔽层两端并与大地(地电阻)构成回路产生地电流,地电流经过线缆屏蔽层形成干扰电压,地电流的部分谐波分量落入视频芯线,致使芯线与屏蔽层之间产生干扰电位,使干扰信号加入视频信号中对监控图像形成干扰。 2、空间电磁波干扰 干扰现象:图像出现较密的斜形网纹,严重时会淹没图像。 干扰原因:当监控电缆在空中架设时,空中电磁波干扰信号所产生的空间电场会作用于监控传输线路,使线路两端而产生相当大的电磁干扰电压,其频率约在200Hz~2.3MHz。由于电缆中电位差的存在,使电缆屏蔽层产生干扰电流,而一般情况下摄像端和监控设备端均为接地状态,这就使干扰电流通过线缆两端接地点与大地形成回路,导致终端负载产生干扰电压,干扰信号耦合进视频信号中,产生图像干扰情况。 3、低频干扰(20Hz-nKHz低频噪声干扰) 干扰现象:图像出现静止水平条纹。 现象原因:由于声音、数据等信号属于低频信号,其频带狭窄在传输时只用到20Hz~nKHZ,几乎采用任何种类的电缆都可以传输,一般只受交流声干扰。用于传输视频信号的同轴电缆,其屏蔽层抗干扰曲线特性表明干扰信号频率越高其屏蔽性能越好,对于诸如载波电话、有线电台等低频率信号干扰反而显得苍白无力。低频干扰信号同样会在传输线缆上产生干扰电压,从而影响图像质量。 4、高频干扰(高频噪声干扰) 干扰现象:图像出现雪花点或高亮点。 现象原因:虽然视频传输所用同轴电缆抗高频干扰要比抗低频干扰性能强,但是强高频干扰信号还会对图像的传输产生干扰。大电荷负载启停、变频机及高频机等在工作时除了输出高强度基波外,同时还会产生高强度的二次谐波。虽然谐波强度比基波低很多,但高次谐波频带很宽且成分复杂,所以基波的各次谐波都会对利用视频基带传输(即6MHZ带宽内)的视频信号造成不同程度的干扰。经过多次精度实验,高频干扰信号的基波和谐波频率均在45MHz以内。 5、反射干扰 干扰现象:图像出现重影。 干扰原因:视频信号在传输过程中色度、亮度及饱和度都会有相应衰减,当传输视频的同轴网络阻抗不匹配(也称失配)时,视频信号传输到终端会有部分色度、亮度及饱和度产生微反射,反射回来的信号会回到发射处形成再反射,与视频信号叠加经过延时和损耗到达终端。多个反射信号将在接收端产生码间干扰(ISI),ISI会导致监视器收到错误的输入信号幅度和相位并显示出来,这就使传回来的图像看起来好象清楚的图像上又蒙上了一层模糊不清的图像现象,即重影现象。 6、静电干扰 干扰现象:图像时有网纹时有噪点,且时有时无。 干扰原因:在发电场、煤矿和工业企业等存在高电压(1000V以上)输出、严重机械摩擦及高电磁环境场所接地时的对地电位差都在400VP-P~1500VP-P之间。接地与大地之间存在电位差的现象就属于静电现象的一种,存在静电现象时,接地端(包括冷地和热地)和大地就相当于一个带正电荷和负电荷的电容器。根据电容器的工作原理可知,当电荷容量达到一定程度时便会放电。那么静电放电时便会在不同的接地端之间形成电位差,使传输线路上屏蔽层形成地电流,从而使干扰信号耦合进视频信号并送入监控设备中。静电对视频传输干扰情况取决于静电电压差的大小,严重时会造成接口芯片的损伤或损坏。 二、监控抗干扰新技术 宽频共缆监控系统中的“宽频”是针对视频基带传输利用0~6MHZ的低频只能传输一路视频信号而言的,宽频共缆监控充分利用同轴电缆中5~550MHZ可同时传输四十多路视频、音频和控制信号,并且在系统中予留了报警、广播的传输空间;“共缆”的涵义非常明了,指的就是多系统、多信号可以通过“一根电缆”双向传输。 宽频共缆监控系统是基于有线电视技术逆向应用开发的,开发此系统的主要目的是为了解除在视频监控传输过程中出现的布线量大、

电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性要点

如何提升电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性 在研制带处理器的电子产品时,如何提升抗干扰能力和电磁兼容性? 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰? (1) 微控制单元时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。 (2) 系统含有大功率,大电流驱动电路,如产生火花的继电器,大电流开关等。 (3) 含微弱模拟信号电路以及高精度A/D 变换电路的系统。 2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施? (1) 选用频率低的微控制单元? 选用外时钟频率低的微控制单元可以有效降低噪声和提升系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波,方波中的高频成份比正弦波多得多。虽然方波的高频成份的波的幅度,比基波小,但频率越高越容易发射出成为噪声源,微控制单元产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3 倍。 (2) 减小信号传输中的畸变 微控制单元主要采用高速CMOS 技术制造。信号输入端静态输入电流在1mA 左右,输入电容10PF 左右,输入阻抗相当高,高速CMOS 电路的输出端都有相当的带载能力,即相当大的输出值,将一个门的输出端透过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端,反射问题就很严重,它会引起信号畸变,增加系统噪声。当Tpd〉Tr 时,就成了一个传输线问题,必须考虑信号反射,阻抗匹配等问题。 信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关,即与印制线路板材料的介电常数有关。可以粗略地认为,信号在印制板引线的传输速度,约为光速的1/3 到1/2 之间。微控制单元构成的系统中常用逻辑电话组件的Tr(标准延迟时间)为3 到18ns 之间。 在印制线路板上,信号透过一个7W 的电阻和一段25cm 长的引线,在线延迟时间大致在4~20ns 之间。也就是说,信号在印刷线路上的引线越短越好,最长不宜超过25cm。而且过孔数目也应尽量少,最好不多于2 个。 当信号的上升时间快于信号延迟时间,就要按照快电子学处理。此时要考虑传输线的阻抗匹配,对于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输,要避免出现Td〉Trd 的情况,印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。 用以下结论归纳印刷线路板设计的一个规则? 信号在印刷板上传输,其延迟时间不应大于所用器件的标称延迟时间。 (3) 减小信号线间的交叉干扰? A 点一个上升时间为Tr 的阶跃信号透过引线A B 传向B 端。信号在AB 在线的延迟时间是Td。在D 点,由于A 点信号的向前传输,到达B 点后的信号反射和AB 线的延迟,Td 时间以后会感应出一个宽度为Tr 的页脉波信号。在 C 点,由于AB 上信号的传输与反射,会感应出一个宽度为信号在AB 在线的延迟时间的两倍,即2Td 的正脉波信号。这就是信号间的交叉干扰。干扰信号的强度与C 点信号的di/at 有关,与线间距离有关。当两信号线不是很长时,AB 上看到的实际是两个脉波的迭加。 CMOS 工艺制造的微控制由输入阻抗高,噪声高,噪声容限也很高,数字电路是迭加100~200mv 噪声并不影响其工作。若图中AB 线是一模拟信号,这种干扰就变为不能容忍。如印刷线路板为四层板,其中有一层是大面积的地,或双面板,信号线的反面是大面积的地时,这种信号间的交叉干扰就会变小。原因是,大面积的地减小了信号线的特性阻抗,信号

控制系统抗干扰设计与措施

控制系统抗干扰设计与措施 发表时间:2019-01-25T15:03:19.950Z 来源:《基层建设》2018年第35期作者:刘江山[导读] 摘要:控制系统的抗干扰能力关系到整个系统的可靠运行。 国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830011 摘要:控制系统的抗干扰能力关系到整个系统的可靠运行。抗干扰设计可以通过设备选型和综合抗干扰设计进行,采用优质电源、铠装屏蔽电缆以及选择正确的接地方式等措施提高抗干扰能力。 关键词:控制系统、电磁干扰、抗干扰设计 1概述 随着科学技术的发展,控制系统在工业中的应用越来越广泛。控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行,系统的抗干扰能力关系到整个系统的可靠运行。自动化系统中所使用的各种类型控制系统,有的是集中安装在控制室,有的是安装在生产现场和各电机设备上,它们大多在强电电路和设备所造成的恶劣电磁环境中运行。要提高控制系统可靠性,这就要求控制系统生产厂家用提高设备的抗干扰能力;同时在工程设计、安装调试和使用维护中引起高度重视,增强系统的抗干扰性能。 2控制系统中电磁干扰源及对系统的影响 2.1系统信号的干扰 控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信号之外,总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径:一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰,这往往被忽视;二是信号线受电磁辐射感应的干扰,即信号线上的外部感应干扰,这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低,严重时将引起元器件损坏。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰。控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。 接地是提高电子设备电磁兼容性的有效手段之一。正确的接地,既能抑制电磁干扰,又能抑制设备向外发出干扰;而错误的接地反而会引入严重的干扰信号,使控制系统无法正常工作。 此外,屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内有会出现感应电流,通过屏蔽层与芯线之间的耦合,形成干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱,所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布,影响控制系统内逻辑电路和模拟电路的正常工作。控制系统工作的逻辑电压干扰容限较低,逻辑地电位的分布干扰容易影响控制系统的逻辑运算和数据存储,造成数据混乱、程序故障或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起对信号测控的严重失真和误动作。 2.2控制系统内部的干扰 主要由系统内部元器件及电路间的互相电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器间的互相不匹配使用等。这属于控制系统制造厂对系统内部进行电磁兼容设计内容,但要选择具有较多应用业绩或经过考验的系统。 3控制系统工程的抗干扰设计为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰,必须从设计阶段开始便采取抑制措施:抑制干扰源、切断或衰减电磁干扰的传播途径、提高装置和系统的抗干扰能力。 控制系统的抗干扰是一个系统工程,要求制造单位设计生产有较强抗干扰能力的产品,使用部门在工程设计、安装调试和运行维护中予以全面考虑,才能保证系统的电磁兼容性的运行可靠性。 3.1设备选型 在选择设备时,首先要选择有较高抗干扰能力的产品,尤其是抗外部干扰能力,如采用浮空技术、隔离性能好的控制系统系统;其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标,如共模拟制比、差模拟制比、耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作;另外是靠考查其在类似工作中的应用实绩,国内工业现场的电磁干扰相比欧美地区高许多,对系统抗干扰性能要求更高,因此要求进口设备的抗干扰能力更高。 3.2综合抗干扰设计 主要考虑来自系统外部的几种干扰抑制措施。主要包括:对控制系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰;对外引线进行隔离、滤波,特别是动力电缆,分层布置,以防通过外引线引入传导电磁干扰;正确设计接地点和接地装置,完善接地系统。另外还必须利用软件手段,进一步提高系统的安全可靠性。 4抗干扰措施 4.1采用性能优良的电源 在控制系统中,电源占有极重要的地位。电源干扰串入控制系统主要通道(如CPU电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与控制系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在,对于控制系统供电的电源,一般都采用隔离性能较好电源,而对于变送器和控制系统的供电电源,并没受到足够的重视,虽然采取了一定的隔离措施,但效果不大。所以,对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器,以减少控制系统的干扰。目前采用在线式不间断供电电源(UPS)供电,提高供电的安全可靠性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能,是一种理想电源。 4.2电缆的选择及敷设 为了减少动力电缆辐射电磁干扰,尤其是变频装置馈电电缆,采用了铠装屏蔽动力电缆,从而降低了动力线产生的电磁干扰。 不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敷设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠近平行敷设,以减少电磁干扰。 4.3正确选择接地方式,完善接地系统 接地的目的通常有2个,其一为了安全,其二为了抑制干扰。完善的接地系统是控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。 信号源接地时,屏蔽层应在信号侧接地;不接地时,应在控制系统侧接地;信号线中间有接头时,屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理,一定要避免多点接地;多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时,各屏蔽层应相互连接好,并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接地。

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