Методы передачи сигналов и защита от помех

Виды помех

Существуют два вида глобальных помех:

1) электромагнитная наводка – возникает, когда сигнальный провод расположен вблизи силовых кабелей, либо вблизи мощного источника электромагнитных излучений (двигатель, электромагнитное устройство), также эти помехи возникают тогда, когда существует разность потенциалов между источником сигнала и компьютером (системой контроля).

Характерная особенность наводки – она присутствует постоянно и имеет частоту сети 50 Гц. Наводка возникает в случае высокого выходного и входного сопротивления сигнальной сети.

Во избежание данной ситуации стремятся выходное сопротивление свести к нулю, а входное сопротивление всегда стараются делать большим (~10⁶Ом). В данной схеме присутствует нулевой провод. Если между нулём датчика и нулём персонального компьютера существует разность потенциалов, то возникает наводка.

Iн – ток, который приводит к наводке.

 =  +

Из-за более длинного провода заземления ПК (по сравнению с естественным заземлением оборудования) возникает разность потенциалов , следовательно, возникает циркуляционный ток ( несколько В). Циркулирующий по цепи ток, возникающий из-за разности потенциалов на датчике и потенциала на корпусе компьютера, также вызывает наводку. Наводки могут быть вызваны как внешними факторами, так и внутренними.

Методы борьбы:

- гальванически изолировать нулевой провод датчика от корпуса (разорвать провод соединяющий 0 и землю), также, нужно располагать отдельно силовые и сигнальные провода;

- использовать карту ввода данных с гальванической развязкой (АЦП).

Смысл всех методов – разрыв цепи, по которой идёт ток.

2) импульсные помехи – возникают кратковременно из-за:

- включения / выключения силового оборудования, имеющего реактивную нагрузку (ёмкостная или индуктивная нагрузка, например, двигатель). В отличие от наводки помеха не присутствует постоянно, к тому же имеет высокую частоту, спектр ВЧ;

- импульсные блоки питания (БП) (в том числе ПК)

Другим источником импульсных помех является блок питания (БП).

Импульсный БП создает электромагнитные помехи на сетевых проводах с частотой, на которой он работает (10-100 кГц). Первичная обмотка трансформатора является индуктивной нагрузкой. Трансформатор является ключом.

Чтобы избежать попадания помех от преобразователя в сеть, любой БП снабжается фильтром. Фильтр имеет в себе две последовательно-соединенных конденсатора. Точка соединения этих конденсаторов выведена на корпус и на заземление.

Величина электромагнитной помехи зависит прямо пропорционально от мощности.

- высокочастотное электронное оборудование или оборудование, работающее по радиоканалам (например, мобильный телефон).

Импульсные помехи носят внешний характер (пути распространения помех: цепи питания, эфир).

15.2 Методы передачи сигналов

Методы передачи сигналов:

- передача напряжения;

- передача тока.