1、第 7 章習(xí)題解答1 、電路輸入阻抗高，是否容易接收高頻噪聲干擾?為什么?答：電路輸入阻抗高，是容易接收高頻噪聲干擾。因?yàn)殡娐匪邮盏母哳l噪聲干擾的電壓與噪聲干擾的頻率成正比，與電路的輸入阻抗成正比。2 、接地方式有幾種?各適用于什么情況?答：接地方式有單點(diǎn)接地（串聯(lián)單點(diǎn)接地和并聯(lián)單點(diǎn)接地）和多點(diǎn)接地兩種方式。單點(diǎn)接地主要用于低頻系統(tǒng)，不能用于高頻信號(hào)系統(tǒng)。因?yàn)檫@種接地系統(tǒng)中地線一般都比較長(zhǎng)，在高頻情況下，地線的等效電感和各個(gè)地線之間雜散電容耦合的影響是不容忽視的。當(dāng)?shù)鼐€的長(zhǎng)度等于信號(hào)波長(zhǎng)（光速與信號(hào)頻率之比）的奇數(shù)倍時(shí)，地線呈現(xiàn)極高阻抗，變成一個(gè)發(fā)射天線，將對(duì)鄰近電路產(chǎn)生嚴(yán)重的輻射干擾。多點(diǎn)

2、接地方式多用于高頻系統(tǒng)。多點(diǎn)接地不能用在低頻系統(tǒng)中，因?yàn)楦鱾€(gè)電路的地電流流過(guò)地線匯流排的電阻會(huì)產(chǎn)生公共阻抗耦合噪聲。3 、信號(hào)傳輸線屏蔽層接地點(diǎn)應(yīng)怎樣選擇?答：當(dāng)放大器接地而信號(hào)源浮地時(shí)，屏蔽層的接地點(diǎn)應(yīng)選在放大器的低輸入端，此時(shí)出現(xiàn)在放大器輸入端之間的噪聲電壓幾乎為零。當(dāng)信號(hào)源接地而放大器浮地時(shí)，信號(hào)傳輸線的屏蔽應(yīng)接到信號(hào)源的低端，此時(shí)出現(xiàn)在放大器輸入端之間的噪聲電壓幾乎為零。4 、何謂“接地環(huán)路 ”? 它有什么危害?應(yīng)怎樣避免?答：當(dāng)信號(hào)源和系統(tǒng)地都接大地時(shí)，兩者之間構(gòu)成的環(huán)路稱為接地環(huán)路，如下圖所示,通常信號(hào)源和系統(tǒng)之間的距離可達(dá)數(shù)米至數(shù)十米，由于大地電阻和地電流的影響，將使這兩個(gè)接地點(diǎn)

3、之間存在電位差 地電壓 VGo由等效電路下圖（b）可見(jiàn)，地電壓VG 在系統(tǒng)的兩輸入端將形成干擾電壓VN,而且VN 大小幾乎接近VG,因此其影響不可忽略。為了避免形成接地環(huán)路產(chǎn)生干擾，應(yīng)改為一點(diǎn)接 地，并保持信號(hào)源與地隔離，如上圖（a）所示。圖中Rsg為信號(hào)源對(duì)地的漏電 阻，由等效電路上圖（b）可見(jiàn)，由于Rsg非常大，地電壓VG 在系統(tǒng)的兩輸入端將形成干擾電壓VN 將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 VG,比信號(hào)源接地時(shí)的干擾電壓大有改善。此外，也可采用隔離變壓器、縱向扼流圈、光電耦合器來(lái)切斷接地環(huán)路。5 、屏蔽有哪幾種類(lèi)型?屏蔽結(jié)構(gòu)有哪幾種形式?答：屏蔽有三種類(lèi)型：靜電屏蔽、電磁屏蔽、磁屏蔽。靜電屏蔽是，用一個(gè)金屬屏

4、蔽盒罩住被干擾的電路（或干擾源），且將金屬盒接地，以消除外部的靜電干擾（或抑制干擾源對(duì)外部的干擾）。電磁屏蔽是，用低內(nèi)阻的金屬材料制成屏蔽罩罩住被干擾的電路，外部高頻電磁場(chǎng)在導(dǎo)電性能良好的金屬屏蔽罩內(nèi)產(chǎn)生渦電流，該渦電流產(chǎn)生的反磁場(chǎng)可抵消高頻干擾磁場(chǎng)，從而達(dá)到電磁屏蔽的目的。磁屏蔽是，用高導(dǎo)磁材料（例如玻莫合金）制成屏蔽罩，使低頻磁場(chǎng)干擾的磁力線大部分在屏蔽罩內(nèi)構(gòu)成回路，泄漏到屏蔽罩外的干擾磁通就很少，從而達(dá)到抑制低頻磁場(chǎng)干擾的目的。屏蔽結(jié)構(gòu)形式主要有屏蔽罩、屏蔽柵網(wǎng)、屏蔽銅箔、隔離倉(cāng)和導(dǎo)電涂料 等。6 、為什么長(zhǎng)線傳輸大都采用雙絞線傳輸?答：在遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸?shù)那闆r下，如果采取單線傳輸單端對(duì)地

5、輸入的方式，那么傳輸線上的感應(yīng)干擾電壓Un 和地電壓 Um 都會(huì)與被測(cè)信號(hào)Us 相串聯(lián)，形成差模干擾。為了避免這種后果，通常遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸采取雙線傳輸雙端差動(dòng)輸入的方式，而且為了實(shí)現(xiàn)雙線平衡傳輸，通常采用雙絞線。由于雙線 絞合較緊，各方面處于基本相同的條件，因此有很好的平衡特性。而且雙絞線對(duì)電感耦合噪聲有很好的抑制作用。7 、為什么光電耦合器具有很強(qiáng)的抗干擾能力?采用光電耦合器時(shí)，輸入和輸出部分能否共用電源?為什么?答：光耦合器由一只發(fā)光二極管和一只光電晶體管裝在同一密封管殼內(nèi)構(gòu)成。發(fā)光二極管把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，光電晶體管把光信號(hào)再轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這種 “電 光電”轉(zhuǎn)換在完全密封條件下進(jìn)行，不

6、會(huì)受到外界光的影響。由于信號(hào)傳遞是靠光傳遞，切斷了兩個(gè)電路之間電的聯(lián)系，因此兩電路之間的地 電位差就再不會(huì)形成干擾了。光電耦合器的數(shù)字電路光耦合器的輸入阻抗很低，一般在100Q1000Q之間，而干擾源的內(nèi)阻一般很大，通常為 1010Q。根據(jù)分壓原理可知，這時(shí)能饋 送到光電耦合器輸入端的噪聲自然很小。即使有時(shí)干擾電壓的幅度較大，但所 能提供的能量很小，只能形成微弱的電流。而光耦合器的發(fā)光二極管只有通過(guò) 一定強(qiáng)度的電流才能發(fā)光，光電晶體管也只在一定光強(qiáng)下才能工作，因此，即 使電壓幅值很高的干擾，由于沒(méi)有足夠的能量而不能使二極管發(fā)光，從而被抑 制掉。光耦合器的輸入端與輸出端的寄生電容極小，一般僅為0

7、.52PF,而絕緣電阻又非常大，通常為1010Q,因此光耦合器一邊的各種干擾噪聲都很難通過(guò) 光耦合器饋送到另一邊去。8、什么叫“共地 ”? 什么叫 “浮地 ”? 各有何優(yōu)缺點(diǎn) ?答：如果系統(tǒng)地與大地絕緣，則該系統(tǒng)稱為浮地系統(tǒng)。浮地系統(tǒng)的系統(tǒng)地不一定是零電位。如果把系統(tǒng)地與大地相連，則該系統(tǒng)稱為共地系統(tǒng)，共地系 統(tǒng)的系統(tǒng)地與大地電位相同。111356這里所說(shuō)的 “大地 ”就是指地球。3/ 6常用的工業(yè)電子控制裝置宜采用共地系統(tǒng)，它有利于信號(hào)線的屏蔽處理， 機(jī)殼接地可以免除操作人員的觸電危險(xiǎn)。浮地的優(yōu)點(diǎn)是明顯地加大系統(tǒng)的信號(hào) 放大器公共線與地（或外殼）之間的阻抗，阻斷干擾電流的通路，減少了共模干擾

8、 電流。缺點(diǎn)是設(shè)備不與大地連接，容易出現(xiàn)靜電積累現(xiàn)象，增加操作人員的觸 電危險(xiǎn)。9、何謂共模干擾”何謂差模干擾”?應(yīng)如何克服？答：共模干擾”是相對(duì)于公共的電位基準(zhǔn)點(diǎn)，在系統(tǒng)的接收電路的兩個(gè)輸 入端上同時(shí)出現(xiàn)的干擾。 差模干擾”是指能夠使接收電路的一個(gè)輸入端相對(duì)于 另一輸入端產(chǎn)生電位差的干擾。由于這種干擾通常與輸入信號(hào)串聯(lián)，因此也稱 之為串模干擾在電路兩個(gè)輸入端對(duì)地之間出現(xiàn)的共模噪聲電壓 Ucm,將在輸出端形成與輸出信號(hào)電壓 Uos存在的形式相同的電壓Uon,其值為Uon Ucm Kc Ucm KdCMRR由上式可見(jiàn)，要抑制共模干擾，必須從兩方面著手，一方面要設(shè)法減少共 模電壓Ucm,另一方面要

9、設(shè)法減少共模增益Kc或提高共模抑制比CMRR主要技術(shù)有：接地技術(shù)、屏蔽技術(shù)、隔離技術(shù)、浮置技術(shù)、浮動(dòng)電容切換法等。抑制差模干擾的主要技術(shù)有：頻率濾波法、積分法、電平鑒別法、脈寬鑒別法等。10 、如何抑制來(lái)自電源與電網(wǎng)的干擾?答：采用電源濾波和退耦技術(shù)、采用不間斷電源和開(kāi)關(guān)式直流穩(wěn)壓電源、系統(tǒng)分別供電和采用電源模塊單獨(dú)供電、供電系統(tǒng)饋線要合理布線。11、在印制電路板上用地線隔開(kāi)輸入與輸出線能抑制干擾嗎?為什么?答：能。由于輸出線平行于輸入線，存在寄生電容，將引起寄生耦合。輸入線和輸出線用地線隔開(kāi)后，起到屏蔽作用，消除了寄生電容和寄生反饋，因 此這種布線形式能抑制干擾。12 、何謂軟件抗干擾技術(shù)?

10、它包括哪些方法?答：軟件抗干擾技術(shù)是采樣軟件的方法消除信號(hào)受到的干擾或（和）在系統(tǒng)受干擾后使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。軟件抗干擾技術(shù)包括兩方面主要內(nèi)容，其一是采取軟件的方法抑制疊加在模擬輸入信號(hào)上噪聲對(duì)數(shù)據(jù)采集結(jié)果的影響，如數(shù)字濾波器技術(shù)；其二是由于干擾而使運(yùn)行程序發(fā)生混亂，導(dǎo)致程序亂飛或陷入死循環(huán)時(shí)，采取使程序納入正規(guī)的措施，如軟件冗余、軟件陷阱、 “看門(mén)狗 ” 技術(shù)。這些方法可以用軟件實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件硬件相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)。14 、何謂“指令冗余 ”？何謂 “軟件陷阱 ”?答：為了使 “亂飛 ”程序在程序區(qū)迅速納入正軌，應(yīng)該多用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵地方人為地插入一些單字節(jié)指令NOP,或?qū)⒂行巫止?jié)指令重寫(xiě)，稱之為 “指令冗余 ” ?！败浖葳?”就是用引導(dǎo)指令強(qiáng)行將捕獲到的亂飛程序引向復(fù)位入口地址0000H,在此處將程序轉(zhuǎn)向?qū)ｉT(mén)對(duì)程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序，使程序納入正軌。15、何謂“看門(mén)狗 ”技術(shù)?有哪些實(shí)現(xiàn)方法?答：PC受到干擾而失控，引起程序亂飛，也可能使程序陷入死循環(huán)”。為使失控的程序擺脫 “死循環(huán) ”的困境，通常采用 “看門(mén)狗 ”技術(shù) (Watchdog)。 “看門(mén)狗”技術(shù)(Watchdog)實(shí)質(zhì)上是程序監(jiān)視技術(shù)。測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用程序