浅议智能仪器抗干扰设计的方法
设计是智能仪器设计中一个重要组成部分。本文针对干扰的来源和干扰进入仪器的途径，提出了多种抗干扰的设计方法。最后以一个实际例子来说明智能仪器的抗干扰设计。
关键词：抗干扰 智能仪器 共模扼流线圈
中图分类号：TN973.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（c）-0011-01
随着电子工业的不断发展，智能仪器在许多生产场合都起着至关重要的作用。但智能仪器工作现场的干扰直接影响着仪器的工作精度，严重时、甚至会导致仪器不能工作。因此，智能仪器的抗干扰设计是非常值得研究的。
1 干扰的来源
根据实际的工作经验，智能仪器工作现场产生的干扰主要通过两种途径影响智能仪器工作。一种是通过导线传递入智能仪器设备中；另一种通过空气，辐射进入到智能仪器设备中。
1.1 导线传入干扰
来自导线传入的干扰主要是通过电源线或和设备外部连接的信号线进入的。智能仪器的电源一般来自220 V照明用电或者330 V工业用电。在一个工业环境中，220 V和330 V都有大量的并联用电设备。这些并联用电设备有的功耗巨大、有的开关频繁，能强烈影响供电电压的稳定，导致在电源电压上出现大量的叠加杂波。叠加杂波通过电源线进入到智能仪器设备中，就形成了强干扰。
智能仪器通过信号线和外部设备连接时，若外部设备的抗干扰没有做好，外部设备的干扰信号将沿着信号线进入到智能仪器设备中。即使外部设备的抗干扰处理的比较好，而智能仪器和外部设备连接处的抗干扰没有做好，依然能受到空气中辐射干扰的影响，智能仪器就还能受到信号线干扰信号的影响。
1.2 空间辐射干扰
智能仪器往往在电磁环境复杂的环境下工作，所处空间的辐射非常复杂。具体到智能仪器设备，就是所有导电的部分都会感应出叠加杂波，严重时将是接近全频段的感应信号，导致智能仪器不能正常工作。
2 抗干扰的处理
目前对于各类干扰的处理方法，主要是隔离、滤波和屏蔽。来自电源线的干扰可以采用隔离电源来隔离干扰；来自信号线的干扰一般采用光耦、信号变压器等设备隔离；来自空间辐射的干扰可以采用外壳屏蔽并接大地来处理；对于一些关键部分或已知频段范围部分可以采用滤波处理。
3 抗干扰处理实例
下面以一例通过实际检验的例子来说明抗干扰的处理。该例的工作环境要求比较苛刻，无法使用隔离设备来进行抗干扰，而现场的干扰又非常严重。经过分析，现场的干扰主要来自电源线和信号线的输入及空气中的辐射。
电源线的抗干扰设计如图1所示。电源线输入VIN和GND之间连接RVI压敏电阻，防止输入干扰电压过高，损坏后面的用电设备。F1保险丝能保证在输入电流过大时，及时切断电源。L3是共模扼流线圈，防止电源共模干扰的进入。L1、C3等组成滤波电路，滤除特定频率的干扰信号滤。磁珠L2可以在一定程度上降低差模干扰。
信号线的抗干扰设计如图2所示。D1可以遏制高电压干扰信号的串入。C5、C6、L4、L6等电容和电感保证输出特定频率信号的稳定。L7防止外部共模干扰的进入。
空气中的辐射可以通过外壳屏蔽接地来处理。该电路的设计已经通过了实际的检验，在复杂干扰环境下，可以保证智能仪器的正常工作。
4 结语
智能仪器抗干扰设计是个非常复杂的问题，并且能采用的抗干扰的方法受到条件的限制，往往无法随意采用。比如一般使用隔离设备是一个比较好的选择，但在一些有条件限制的场合，却不能用隔离设备；或者采用屏蔽是一个比较好的办法，但现场不具备可靠接大地的环境等等。这些都对设计人员提出了巨大的挑战，只有多做实验，细心分析，对症下药，才能设计出较好的抗干扰方法。
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