呂連燦 國家新聞出版廣電總局二0二二臺 844000

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淺談噪聲抑制技術在電子線路中的研究分析

呂連燦 國家新聞出版廣電總局二0二二臺 844000

【文章摘要】

在實際的電子設備設計過程中，自動化控制系統(tǒng)以及智能儀表往往是由電子線路組成，這樣會在很大程度上受到各種電子噪聲的干擾，這樣的話會導致儀器儀表不能夠正常的工作，情節(jié)嚴重的話還可能會延緩整個工作系統(tǒng)的運轉。本文結合在電子線路的實際生產，綜合研究電子線路的各種噪聲的干擾源，針對上述干擾源提出若干建設性的應對措施，進而為儀器儀表的設計，電子噪聲的控制，進而確保電子產品的質量。

【關鍵詞】

電子線路；噪聲；抑制

前言

伴隨著科學技術的不斷發(fā)展，大規(guī)模電子集成電路以及單片機技術得到更多人的關注，工業(yè)的控制系統(tǒng)的自動化程度也在不斷提升，隨之而來的是儀器儀表智能化、數(shù)字化程度不斷增加，這樣也給電子產品的精確性以及準確性帶來更高的要求。然而在實際的電子生產過程中，正是由于大感性以及大功率負載的起停，從而給電網產生數(shù)以千幅的噪聲脈沖干擾，工業(yè)電網往往會出現(xiàn)欠壓或者過壓的現(xiàn)象，并且上述惡劣的供電有時候會持續(xù)幾天時間。在實際的礦場工程中，如果將若干的信號線捆綁在一起，或者說是走在同一根的多芯電纜中，那么正是由于導線之間存在有電磁耦合現(xiàn)象，從而使得電子儀器出現(xiàn)干擾，其中當交流動力線和信號線同走一個長的管道的話，這種干擾會異常的嚴重。如果說多路開關的性能并不理想的話，那么就很有可能造成儀器臨近通道信號的竄擾。本文主要是針對不同的噪聲源來展開研究分析，進而相應的提出不同的抑制途徑。

1　電磁噪聲干擾的抑制

電磁噪聲干擾主要指的是外部操作進入電路板的雜散能量或者電路板自身發(fā)出的雜散能量，其中主要包括靜電放電、輻射型 （高頻）、傳導型（低頻）或者由于雷電等天氣現(xiàn)象引起的電磁干擾。在上述所有形式的電磁干擾中，輻射型電磁干擾可以說是最難控制的，這是因為輻射型電磁干擾的頻率范圍從30MHz到幾吉赫茲之間，而在這個頻段上，能量的波長是最短的，電路板上就算是非常短的布線都能成為發(fā)射天線。除此之外，在每個頻段上如果說電路的電感增大的話，那么很有可能會造成噪聲增加。如果電磁干擾較大的話，電路很有可能喪失整個系統(tǒng)的功能。

2　電磁兼容MEC技術

電磁兼容MEC技術可以說是一門發(fā)展勢頭非常迅猛的學科，其中涉及到人民生活、軍事、電子電力、航空航天、通信技術、鐵路交通、計算機技術等等各個方面。就當前社會來說，伴隨著計算機技術以及電子產業(yè)的不斷發(fā)展，當前無線電系統(tǒng)采樣電子設備的數(shù)量也在不斷增加；與此同時，電子設備的頻帶寬度也在不斷增加，功率逐步的增長，系統(tǒng)的靈敏度也得到了很大程度上的提高。這樣使得電子設備直接的連接復雜度不斷增加，這樣也導致電磁兼容問題得到更多人的關注。

電磁干擾耦合的路徑：明確干擾源而產生的電磁干擾通過怎么樣的途徑而實現(xiàn)的干擾對象。就一般情況來說，所謂的傳導干擾，實際上也就是電磁干擾通過信號線，接地線，以及電源線路傳輸?shù)矫舾性O備的一種電磁干擾。結合文獻［3-4］可知，研究分析干擾的耦合路徑，這對于制定抗干擾的消除和抑制存在有非常積極地現(xiàn)實意義。

抗干擾的應對措施：由于電磁干擾的產生以及相應的耦合現(xiàn)象。就現(xiàn)實情況來說，敏感的電子設備是不可能真正的避免電磁干擾。所以我們經常是采取經濟最優(yōu)化的角度出發(fā)，進而緩解敏感電子設備上的抗干擾現(xiàn)象。舉例來說，電力調度大廈很難真正意義上避免遭受雷電的打擊，但是通向調度自動化系統(tǒng)的安全運行則是可以通過正確的屏蔽、接地，以及隔離措施加以保證。因此可以發(fā)現(xiàn)，研究有效經濟和適用的抗干擾措施，這無論是從工程的角度出發(fā)，還是從學術的角度來說，都存在有非常重大的意義。

3　屏蔽技術

針對導線之間的磁耦合、電耦合，以及電磁耦合在電子設備中所產生的相互干擾的現(xiàn)象，在儀器儀表的布線上可以做出相應的改進：比如說強電的饋線應該單獨走，不能和信號線混在一起；同時還應當在某種程度上確保強信號線正交。在使用連接線的方面，我們應該注意以下這么幾點：針對磁場耦合所造成的電磁干擾，我們應該使用無網孔的鋁箔屏蔽電纜且使兩端引線外露部分量短，而同軸電纜則是要單獨的接地。除此之外，還可以在干擾源的附近加上屏蔽體，并且將這種屏蔽體接地，這樣的話可以有效地將電場形成的干擾屏蔽掉，促使周邊的導線形成回路進而抑制干擾。

4　濾波技術

濾波實際上是為了能夠擋住干擾噪聲，只是讓有用的噪聲通過。除了時間濾波以外，還有空間濾波、幅度濾波、頻率濾波以及波形濾波。這些濾波的共同之處就是抓住噪聲和有將近信號的區(qū)別去偽存真。在接下來，我們對于其中比較代表性的頻率濾波、幅值濾波，以及空間濾波來進行介紹。

頻率濾波：這種濾波主要是根據(jù)真信號以及假信號的不同來進行設置的。其中可以分為無源濾波以及有源濾波這么兩種，而每一類別又可以細分為帶阻濾波器、帶通濾波器、高通濾波器以及低通濾波器。除此之外，根據(jù)有效信號的頻率以及噪聲來決定系統(tǒng)使用哪種濾波器。

幅值濾波：這種形式的濾波主要使用在有效信號幅度比較大，噪聲信號幅度比較小的情況下，采用比較器來設定門檻電路，進而實現(xiàn)對幅值超過門檻的信號，開門放行，將幅值低于門檻的信號作為噪聲擋住。

空間濾波：這種形式的濾波主要是構建在已知信號位置的基礎上，進而確定信號是有效信號，然而將其他空間發(fā)來的信號認作是噪聲，主要采取主從和符合這么兩種鑒別形式。

5　結論

本文著重分析了電子線路噪聲的抑制技術，其中對于電磁兼容MEC技術，屏蔽技術，以及濾波技術展開詳細的介紹。這無論是對于儀器儀表開發(fā)人員，以及電路板的設計人員的設計工作，還是對于相關領域的理論研究，都存在非常積極地現(xiàn)實意義。其中特別的介紹了高速數(shù)字電路以及射頻電路，這對于提高自動化系統(tǒng)的精度，以及儀器儀表的準確性能，都具有很大程度上的指導意義。

【參考文獻】

［1］王淑娟，翟國富，陳博，趙國良.電子線路可靠性容差分析方法及其應用的研究［J］.電子器件.2002，2（6）：44-49.

［2］王淑娟，張青森，陳博，趙國梁.電子線路可靠性容差分析與故障診斷方法的研究現(xiàn)狀［J］.電子器件.2003，9（3）：99-106.

［3］苗澎.MATLAB在通信電子線路教學中的應用［J］.實驗科學與技術.2008，05（9）：212-216.