刘泽革

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【摘要】所谓的抗干扰技术就是指，在电子设备进行研究的过程中，对外部和内部的干扰信息进行抵抗，从而确保设备系统的正常运行。在机电一体化系统运行的过程中，会发出一种电磁干扰型号，这对周围的电气设备有着一定的影响，因此为了保证其他电子设备的正常运行，我们就对机电一体化系统的干扰问题进行研究从而采取相应的解决措施。

【关键词】机电一体化 抗干扰问题 探讨

目前，机电一体化系统已经广泛的应用到各种机械设备当中，对其进行多功能智能化的管理，有效的提高了机械设备的工程效率。但是，人们逐渐的发现，机电一体化系统正常运行的过程中，它会产生出一种电磁干扰信号，对周围的电气元件的正常工作有着一定的影响，从而导致机械设备在运行的过程当中会出现一定的问题，如果机电一体化系统中的干扰问题没有得到很好的解决，那么将会直接影响设备的部分功能，最终会导致机械设备瘫痪。

一、形成干扰的要素

1、干扰源。产生干扰信号的设备被称作干扰源，如变压器、继电器、微波设备、电机、无绳电话和高压电线等都可以产生空中电磁信号。

2、传播途径。传播途径是干扰信号在传播过程中所需要的路径。而且不同的干扰信号有着不同的传播方法。比如电磁信号主要是借助导体来进行传播的们我们就将这种传播方法称之为，导体传播。

3、载体。载体是指受影响的设备的某个环节吸收了干扰信号，并转化为对系统造成影响的电器参数。接受载体不能感应干扰信号或弱化干扰信号使其不被干扰影响就提高了抗干扰的能力。接受载体的接受过程又成为耦合，耦合分为两类，传导耦合和辐射耦合。传导耦合是指电磁能量以电压或电流的形式通过金属导线或集总元件（如电容器、变压器等）耦合至接受载体。辐射耦合指电磁干扰能量通过空间以电磁场形式耦合至接受载体。

根据干扰的定义可以看出，信号之所以是干扰是因为它对系统造成的不良影响，反之，不能称其为干扰。从形成干扰的要素可知，消除三个要素中的任何一个，都会避免干扰。抗干扰技术就是针对三个要素的研究和处理。

二、干扰源

从干扰窜入系统的渠道来看，系统所受到的干扰源分为供电干扰、过程通道干扰、场干扰等。

（1）供电干扰。大功率设备会造成电网的严重污染，使得电网电压大幅度地涨落、浪涌，大功率开关的通断，电动机的启停等原因，电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。

（2）过程通道干扰。过程通道干扰主要来源于长线传输。当系统中有电气设备漏电，接地系统不完善，或者传感器测量部件绝缘不好等；及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起，尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时，产生的共模或差模电压都会影响系统，使系统无法工作。

（3）场干扰。系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场，如太阳及天体辐射；广播、电话、通讯发射台的电磁波；周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作，使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。

三、抗供电干扰的措施

（1）配电系统的抗干扰 。抑制供电干扰首先从配电系统上采取措施其次可采用分立式供电方案，就是将组成系统各模块分别用独立的变压、整流、滤波、稳压电路构成的直流电源供电，这样就减少了集中供电的危险性，而且也减少了公共阻抗以及公共电源的相互耦合，提高了供电的可靠性，也有利于电源散热。

（2）利用电源监视电路。我们除了实施直接的抗干扰措施外，采用一定的电源保护措施也是很有必要的，当电源电路出现问题以后，我们就要采取相应的保护措施，来对其进行抗干扰控制，以确保电源系统不会受到电磁信号的干扰。

四、过程通道抗干扰措施

（1）光电隔离。光电隔离是以光作为媒介在隔离的两端进行信号传输的，所用的就是光电耦合器。利用光电耦合器的电流传输特性，在长线传输时可以将模块间两个光电耦合器件用连线“浮置”起来，这种方法不仅有效地消除了各电气功能模块间的电流流经公共线时所产生的噪声电压互相窜扰，而且有效地解决了长线驱动和阻抗匹配问题。

（2）双绞线传输。在长线传输中，双绞线是较常用的一种传输线，与同轴电缆相比，虽然频带较窄，但阻抗高，降低了共模干扰。由于双绞线构成的各个环路，改变了线间电磁感应的方向，使其相互抵消，因而对电磁场的干扰有一定的抑制效果。

（3）阻抗匹配。长线传输时，若收发两端的阻抗不匹配，则会产生信号反射，使信号失真，其危害程度与传输的频率及传输线长度有关。

（4）电流传输。长线传输时，用电流传输代替电压传输，可获得较好的抗干扰能力。

（5）合理布线。强电馈线必须单独走线，强信号线与弱信号线应尽量避免平行走向。

五、场干扰的抑制

防止场干扰的主要方法是良好的屏蔽和正确的接地。须注意以下问题：（1）消除静电干扰最简单的方法是把感应体接地，接地时要防止形成接地环路。（2）为了防止电磁场干扰，可采用带屏蔽层的信号线，并将屏蔽层单端接地。（3）不要把导线的屏蔽层当作信号线或公用线来使用。（4）在布线方面，不要在电源电路和检测、控制电路之间使用公用线，也不要在模拟电路和数字脉冲电路之间使用公用线，以免互相串扰。

六、软件抗干扰技术

各种形式的干擾最终会反映在系统的微机模块中，导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果，虽然在系统硬件上采取了上述多种抗干扰措施，但仍然不能保证微机系统正常工作。因为软件抗干扰是属于微机系统的自身防御行为，实施软件抗干扰的必要条件是： （1）在干扰的作用下，微机硬件部分以及与其相连的各功能模块不会受到任何损毁，或易损坏的单元设置有监测状态可查询。（2）系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化。（3）RAM区中的重要数据在干扰侵入后可重新建立，并且系统重新运行时不会出现不允许的数据。

七、结束语

机电一体化系统应用极为重要。面对众多干扰影响因素，只有有针对性的制定各项应对策略，方能达到事半功倍的效果。对于常见的场干扰、过程通道干扰、电干扰现象，应积极引入现代化技术手段，同时做好软件抗干扰处理，进而将干扰影响作用控制在最低标准，尽快察觉出隐患所在，及时的排除故障问题，抵御干扰风险，开创良好的机电一体化生产管理环境，提升行业核心竞争力。