新能源汽车测试的信号传输及干扰抑制。一个测量系统,由于某种原因使得各组成部分的位置相隔一定距离,它们之间必须通过某种通道来传输信息。有时,即使各部件相互靠得较近,由于系统的一个部分相对于另一部分而运动,也存在信号传输问题,这里将讨论信号的导线传输、集流环和无线传输。
信号的干扰存在于各种测试系统中,因此测试信号在测试系统不断的变换和传递过程中,各种干扰信号也随着被测信号一起变换和传递,所获测试结果总是不可避免的受到干扰,严重的干扰甚至会使测试系统不能正常工作。信号干扰的类型很多,不同类型的干扰有不同的抑制方法,在测试过程中,对测试精度的要求不同,所采取的抑制措施也不一样。
按照干扰形成的原因,可分为自然干扰和人为干扰。按照干扰源的位置来分,有外部干扰和内部干扰。外部干扰来源于设备之外,与本设备的设计无关。内部干扰是由于设计不良或功能原理所产生的。按照干扰原理分,有电场干扰、磁场干扰与电磁场干扰。
一、干扰的传播途径
1、静电感应
任何通电导体之间或通电导体与地之间都存在着分布电容干扰,电压通过分布电容的静电感应作用耦合到有效信号就造成干扰。可使用
静电放电发生器模拟测试。
2、电磁感应
电磁感应干扰,由于干扰电流产生磁通,当此磁通随时间变化,它可通过互感,作用在测量电路引起感应电动势,当印刷电路板中两根导线平衡敷设时,就会有互感存在。
3、辐射电磁干扰的漏电流耦合
在电能频繁交换的地方和高频换能装置周围存在着强烈的电磁辐射,会对仪器产生干扰电压;而电器元件绝缘电阻的漏电流或功率元器件间距不够也会产生漏电现象,由此引入干扰。
4、共阻抗耦合
共阻抗耦合,是指同一检测系统内部的各个部分之间传播干扰。两个或两个以上电路有公共阻抗时,一个电路电流的变化会在公共阻抗上产生电压,这个电压会影响与公共阻抗相连的其他电路的工作,成为干扰电压。
二、常用抗干扰技术
由于信号的干扰无处不在,要保证系统可靠工作,进行抗干扰技术是一项不可忽视的工作。合理屏蔽、接地、隔离和平衡等都是有效的抗干扰措施,下面逐一进行介绍。
1、屏蔽技术
屏蔽技术是利用金属材料对电磁波具有良好的吸收和反射能力来抗干扰的,一般分为三种:静电屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽。
静电屏蔽盒或屏蔽套的材料一般选用低电阻材料如铜、铝或镀银铜板,同时屏蔽盒或屏蔽套应有良好的接地。电磁屏蔽主要是抑制高频电磁场的干扰,高频电磁场会在导电性能良好的金属导体内产生涡流。涡流产生的反磁场可以被用来抵消高频磁场,从而实现电磁屏蔽。
2、接地技术
正确的接地能够有效抑制外来干扰,同时可以提高仪器本身的可靠性,减少仪器自身产生的干扰因素,也是屏蔽技术的重要保证。常见的接地方法有安全接地、信号接地、电缆屏蔽层的接地等。为了人身和设备的安全,电子设备的机壳、底座等应接大地。
3、隔离技术
接地是为了在信号传输、处理过程中取得一个公共的参考点,然而可能引入共阻耦合干扰和地环路电流干扰,抑制这类干扰的方法是采用隔离技术。
4、平衡技术
平衡技术是指在双线电路中设计平衡电路,使得两根导线以及连接这两根导线的所有元件对地都具有相同的阻抗。如果两根线所拾取的干扰相等,总干扰将因相互抵消而为零。常见 的双绞线采用的就是平衡结构。信号线采用双绞线时,双绞线每个小环路的电磁感应相互抵消。
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