干扰设计论文范文
干扰设计论文范文第1篇
1简述
电子线路的干扰也就是在电子产品进行正常工作时，对自己或者是别的设备带来的影响，干扰包括很多方面，其中主要是温度的干扰、振动的干扰、湿度的干扰、声波的干扰以及电磁波的干扰等。同时干扰通常具有干扰源，它可能是设备本身带来的，也可能是设备外部系统带来的，其中电磁干扰在生活中比较常见，并且危害也比较大，不仅对设备周围的事物造成伤害，还容易对设备自身造成伤害。
2电子线路中常见的干扰
2.1电网的干扰
在电子线路常见到的干扰中，电网的干扰分布比较广泛，不仅在繁华的地区，在人烟稀少的地区也有电网的干扰。通常，电网的交流电通过进行整流，然后滤波以及稳压的工作为各种电子线路提供直流电源。在这个过程中，干扰信号和交流电源一块进入电子设备的系统中，导致电子线路出现故障，影响电子线路的正常工作。
2.2地线的干扰
地线的干扰在电子设备系统干扰中占主要部分。通常在电子设备系统中各个电子线路使用同一个直流电源，在这个过程中，各个地方的电子线路的电流都会经过同一个地电阻，这时会形成电压降，而电压降也就是各个电子设备的噪音干扰信号，这也就是地线的干扰。
2.3信号通道的干扰
随着我国经济的快速发展，信号通道的干扰逐渐被人们所关注。在进行远距离的测量工作或者通信工作中，由于距离很远，导致电子设备的输出以及输出信号都比较的长，然而线间却很近，所以信号在传递的过程中，容易受到信号线之间的串扰和电磁场的干扰等，导致传递的信号发生突变，影响电子线路的正常运行。
2.4空间电磁辐射的干扰
在一系列的干扰中，地线的干扰和电网的干扰对人们的影响比较严重，然后是信号通道的干扰和电磁辐射的干扰。对于空间电磁辐射的干扰，工作人员只要确保电子设备与干扰源的距离，并且采取相应的保护措施即可。
3解决电子线路中干扰线路设计法
3.1抗电网干扰的线路设计法
在电子线路中，抗电网的干扰措施可以参考图1。在这个过程中，工作人员主要要确保交流电的稳定，避免电源出现电压过剩或者电压不足的现象。同时选择合理的电源滤波器，消除串模的干扰，然后选择带有屏蔽层的变压器，来减少电容，避免高频信号的干扰，并且采取双T滤波器抑制频率的干扰，最后使用0.01—0.1uF的电容连到直流稳压的电路上来滤除高频的干扰，是电子设备能够正常的工作运营。
3.2抗地线干扰的线路设计法
在电子线路工作中，对于地线的干扰，工作人员可以采取以下措施：首先工作人员一定要使用一点接地的方法，也就是把各个线路整合到一起，从一个统一的地方进行接地处理。但是在印制电路板上由于使用此方法不太方面进行施工，因此工作人员可以采取串联接法来避免噪音的干扰，同时在安装的过程中可以把地线的宽度增大。其次对于强信号和弱信号的安装，一定要分开，保持一定的距离，最后在使用一点接地的方法。同时对于模拟地和数字地也要分开进行安装，避免交叉在一起。除此之外，工作人员一定采取合适的接地线，以便于减少接地电阻。
3.3抗信号通道干扰的线路设计法
在电子线路工作中，对于信号通道的干扰，工作人员主要采取两种措施：一种是双绞线传输，另一种是光电耦合传输。在双绞线传输工作中，工作人员首先选择好两条线，一个是信号线，另一个是地线。在电子线路的工作中使用这种方法，主要是为了避免信号地线的干扰、空间电磁的干扰以及线路之间的串扰等。通常在空间电磁场中，各个绞环里面所产生的感应电动势几乎是相同的。当使用双绞线传输时，每个线之间的感应电动势可以抵消。所以信号在传输的过程中，不会遭到干扰的破坏。除此之外，由于两条线上的信号电流方向相反，且大小相同，可以相互抵消，避免干扰的影响。对于噪音的干扰，工作人员可以采取光电耦合器进行解决。其中光敏三极管和发光二极管是它最重要的组成部分，把它们结合在一起，就能够有效地避免噪声的干扰。除此之外，若是电子设备的各个电路之间都设计成使用光电耦合器进行传输信号，那么即使进入的噪声的信号的内阻比较高，但由于光电耦合器的作用，会使噪音信号变小，因此只能产生微电流，不能够使二极管发光，因此也就阻止了信号地线上噪音的干扰。
结束语
干扰设计论文范文第2篇
论文关键词：控制，干扰
“控制包括三个基本步骤：1）确立标准；2）衡量成效；3）纠正偏差。为了实施控制，均需在事先确立控制标准，然后将输出的结果与标准进行比较；若现有偏差，则采取必要的纠正措施，使偏差保持在容许的范围内。【1】”造成这种偏差的主要原因就是干扰，所以，要设计一个优良的控制系统，设计者首先要能够对实现该控制系统可能受到的干扰因素进行全面而准确的判断，然后才能想办法“采取必要的纠正措施”。如何全面而准确的判断出一个控制系统可能受到的干扰因素就尤为重要。实际上，“什么才是干扰因素”这一问题在通用技术课程教学中老师们还存在着很多疑惑，例如，在一次公开课上，授课教师让学生把一张纸折叠后，用吸管吹向天花板，课堂上有的学生吹的高，有的学生吹的低。老师在总结时说，“叠纸的形状、吹力的大小和方向、空气的阻力等都是影响叠纸吹高要考虑的主要因素，这些就是干扰因素”。这一说法在听课老师中引起了很大的反响，大家都在议论纷纷。这一说法是对是错呢？再如教材中出现的：电冰箱、空调等电器在使用过程中的干扰因素有那些；热水器水温控制系统中的干扰因素有哪些；干扰因素都是有害的吗等问题初中物理论文，对于我们这些非本专业的老师来说，解释起来都具有一定的困难。要从根本上解决这一问题，就得先要来了解什么是“干扰”的问题。
关于什么是控制系统中的干扰因素的问题的界定有多种说法：如：在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量发生变化的各种因素称为干扰因素【2】；在实际的控制系统中，常常会有一些变化不定的因素对系统的行为造成不利的影响，这种有害的因素我们称其为干扰【3】；对于一般的控制系统来说，多余的、不需要的、强制的“输入”便称为系统的干扰。另一方面，如果削减系统生存所必需的输入也是干扰；对系统来说，不仅输入端有干扰，输出端同样有干扰，如制约输出或强制作过量的输出等都是干扰，制约输出，如企业的产品受市场制约而减少了销量，强制过量输出如“竭泽而渔”，系统的输入和输出的“过与不及”都是干扰；对于复杂控制系统而言，干扰是不可避免的，因为复杂系统由多层次、多品种的诸多子系统构成，各子系统都有其自由度和相对独立性，各子系统间的输入和输出不可能配合得尽善尽美，必有多余和不足的输入和输出，这些多余和不足的输入和输出就成了系统的干扰；对于社会系统来说，其输入是自然界给予的一切，人们从自然界获取空气、阳光、雨露，及生产生活所需要的一切资源，这是社会系统“输入”的需要，但自然界会“发威”，各种自然灾害是社会系统所不需要的，但生活在地球上的人们不得不接受自然灾害的干扰，而社会系统对自然界的“输出”，一方面是人们对自然界的“改造”，另一方面是废物的排放，废气、废水、废渣、垃圾排向自然界，这是自然界所不需要的，但人类强迫自然界接受这些废物，就是对自然界生态平衡的干扰【4】。
由以上的论述可知，判断什么是干扰要从两方面来看，一方面初中物理论文，对于控制系统的整体而言，属于系统之外的，是多余的、不需要的、强制的“输入”便称为系统的干扰；另一方面，对于控制系统的部分而言，如果前一子系统的输出与下一子系统所需要的输入不匹配，就会造成下一子系统的输入的多余和不足，这种多余和不足的输入和输出就成了系统的干扰中国期刊全文数据库。由此可见，叠纸的形状是物体的结构设计问题，通过改变叠纸的形状可以减少叠纸飞行时的阻力，吹力的大小和方向是控制的输入问题，这两个因素虽然是影响叠纸飞行高度的主要因素，但不属于我们的干扰的界定范围。所以不是干扰因素，把系统的设计问题和对系统所产生的干扰混淆的案例还很多，如：。对于电冰箱、空调等电器在使用过程中的干扰因素分析，门的开启、环境温度的变化、电压的变化等都是属于系统之外的可能引起被控量发生变化的因素，所以这些因素就是这两个控制系统的干扰因素。一般情况下，对于简单控制系统较为规范和严谨的判断方法是：先要确定所要设计的控制系统，然后对所设计控制系统本身的各个环节进行具体分析，找出各环节可能受到的干扰因素（属于系统之外的，是多余的、不需要的、强制的“输入”），再分析这些干扰可能会对系统的输出造成什么样的影响，哪些是必须考虑的，那些是可以忽略的，那些是要综合考虑的，那些事要独立考虑的，最后整理出系统设计所要考虑的主要的干扰因素，这样的分析才会针对性更强，对控制系统如何克服这些干扰的设计帮助更大。以下对热水器水温控制系统的干扰因素的分析过程为例进行说明，第一、根据设计目的画出控制分析方框图（图一），分析方框图并不是最终的控制方框图，控制方框图是控制系统设计的结果，控制分析方框图是控制系统设计的过程，就像设计草图一样，是用来进行设计分析用的。
第二，对控制系统的各环节进行分析。在这个控制系统中，可能受到的干扰因素有，在输入端，电源电压的波动、由于开关灯元件的原因输入电压可能降低；在控制器和执行器部分初中物理论文，随着使用时间的变化，控制装置的不稳定、各种元件、加热装置的老化等；热水箱的大小、保温性能的好坏、热水箱深浅、水的散热面大小、水箱装水的多少等；在输出部分，周围空气的流动、气温的高低、用水量的快慢等。以上这些因素都是影响温度的干扰因素。第三，根据对干扰因素的分析，选择合适的控制方法来克服这些干扰对输出的影响（比如最简单的方法就是采取终端反馈的方式，当然，如果对水加温的时间有要求的话，这种控制方法就不能完全克服所有的干扰了，如图二）。
对于“在有些情况下，却可以[i]利用干扰因素实现某种目的【1】”这一说法也没有错，因为这种“干扰”是我们所要设计的控制系统的输出量，这一输出的最终目的是想使另一控制系统的目标不能实现，这种“干扰”对于第一个控制系统来说不是干扰而是输出，对于第二个控制系统来说这是系统需要克服的干扰。通过分析可以看出，就控制系统而言，干扰一定是有害的，它是控制系统要实现控制的最终目标需要考虑和克服的
分析和判断控制系统可能存在的干扰因素的最终目的，是为了使我们设计的控制系统“在干扰影响控制之前就进行必要的防范和修正，”使得控制系统能够“对控制对象进行有效控制以减小乃至消除偏差。”【5】所以要准确判断一个控制系统所存在的干扰因素，还要结合系统所要实现的最终目标进行综合考量，搞清楚这种干扰产生的原因、可能对控制系统所造成的后果和它将对控制系统的哪个环节产生影响等，这种干扰因素的分析才对我们进行控制系统的设计有所帮助。
参考文献：
【1】《控制论》（美）维纳著；赫季仁译；北京；北京大学出版社，2007.12
【2】《技术与设计2》主编：顾建军江苏教育出版社2008.12
【3】《技术与设计2》主编：刘琼发广东科技出版社2007.7
【4】《系统论信息论控制论》马丽扬河北：河北人民出版社，1987.2
【5】《机械控制入门》雨宫好文（日）著王献平译科学出版社2001.4
干扰设计论文范文第3篇
论文关键词：控制，干扰
“控制包括三个基本步骤：1）确立标准；2）衡量成效；3）纠正偏差。为了实施控制，均需在事先确立控制标准，然后将输出的结果与标准进行比较；若现有偏差，则采取必要的纠正措施，使偏差保持在容许的范围内。【1】”造成这种偏差的主要原因就是干扰，所以，要设计一个优良的控制系统，设计者首先要能够对实现该控制系统可能受到的干扰因素进行全面而准确的判断，然后才能想办法“采取必要的纠正措施”。如何全面而准确的判断出一个控制系统可能受到的干扰因素就尤为重要。实际上，“什么才是干扰因素”这一问题在通用技术课程教学中老师们还存在着很多疑惑，例如，在一次公开课上，授课教师让学生把一张纸折叠后，用吸管吹向天花板，课堂上有的学生吹的高，有的学生吹的低。老师在总结时说，“叠纸的形状、吹力的大小和方向、空气的阻力等都是影响叠纸吹高要考虑的主要因素，这些就是干扰因素”。这一说法在听课老师中引起了很大的反响，大家都在议论纷纷。这一说法是对是错呢？再如教材中出现的：电冰箱、空调等电器在使用过程中的干扰因素有那些；热水器水温控制系统中的干扰因素有哪些；干扰因素都是有害的吗等问题初中物理论文，对于我们这些非本专业的老师来说，解释起来都具有一定的困难。要从根本上解决这一问题，就得先要来了解什么是“干扰”的问题。
关于什么是控制系统中的干扰因素的问题的界定有多种说法：如：在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量发生变化的各种因素称为干扰因素【2】；在实际的控制系统中，常常会有一些变化不定的因素对系统的行为造成不利的影响，这种有害的因素我们称其为干扰【3】；对于一般的控制系统来说，多余的、不需要的、强制的“输入”便称为系统的干扰。另一方面，如果削减系统生存所必需的输入也是干扰；对系统来说，不仅输入端有干扰，输出端同样有干扰，如制约输出或强制作过量的输出等都是干扰，制约输出，如企业的产品受市场制约而减少了销量，强制过量输出如“竭泽而渔”，系统的输入和输出的“过与不及”都是干扰；对于复杂控制系统而言，干扰是不可避免的，因为复杂系统由多层次、多品种的诸多子系统构成，各子系统都有其自由度和相对独立性，各子系统间的输入和输出不可能配合得尽善尽美，必有多余和不足的输入和输出，这些多余和不足的输入和输出就成了系统的干扰；对于社会系统来说，其输入是自然界给予的一切，人们从自然界获取空气、阳光、雨露，及生产生活所需要的一切资源，这是社会系统“输入”的需要，但自然界会“发威”，各种自然灾害是社会系统所不需要的，但生活在地球上的人们不得不接受自然灾害的干扰，而社会系统对自然界的“输出”，一方面是人们对自然界的“改造”，另一方面是废物的排放，废气、废水、废渣、垃圾排向自然界，这是自然界所不需要的，但人类强迫自然界接受这些废物，就是对自然界生态平衡的干扰【4】。
由以上的论述可知，判断什么是干扰要从两方面来看，一方面初中物理论文，对于控制系统的整体而言，属于系统之外的，是多余的、不需要的、强制的“输入”便称为系统的干扰；另一方面，对于控制系统的部分而言，如果前一子系统的输出与下一子系统所需要的输入不匹配，就会造成下一子系统的输入的多余和不足，这种多余和不足的输入和输出就成了系统的干扰中国期刊全文数据库。由此可见，叠纸的形状是物体的结构设计问题，通过改变叠纸的形状可以减少叠纸飞行时的阻力，吹力的大小和方向是控制的输入问题，这两个因素虽然是影响叠纸飞行高度的主要因素，但不属于我们的干扰的界定范围。所以不是干扰因素，把系统的设计问题和对系统所产生的干扰混淆的案例还很多，如：。对于电冰箱、空调等电器在使用过程中的干扰因素分析，门的开启、环境温度的变化、电压的变化等都是属于系统之外的可能引起被控量发生变化的因素，所以这些因素就是这两个控制系统的干扰因素。一般情况下，对于简单控制系统较为规范和严谨的判断方法是：先要确定所要设计的控制系统，然后对所设计控制系统本身的各个环节进行具体分析，找出各环节可能受到的干扰因素（属于系统之外的，是多余的、不需要的、强制的“输入”），再分析这些干扰可能会对系统的输出造成什么样的影响，哪些是必须考虑的，那些是可以忽略的，那些是要综合考虑的，那些事要独立考虑的，最后整理出系统设计所要考虑的主要的干扰因素，这样的分析才会针对性更强，对控制系统如何克服这些干扰的设计帮助更大。以下对热水器水温控制系统的干扰因素的分析过程为例进行说明，第一、根据设计目的画出控制分析方框图（图一），分析方框图并不是最终的控制方框图，控制方框图是控制系统设计的结果，控制分析方框图是控制系统设计的过程，就像设计草图一样，是用来进行设计分析用的。
第二，对控制系统的各环节进行分析。在这个控制系统中，可能受到的干扰因素有，在输入端，电源电压的波动、由于开关灯元件的原因输入电压可能降低；在控制器和执行器部分初中物理论文，随着使用时间的变化，控制装置的不稳定、各种元件、加热装置的老化等；热水箱的大小、保温性能的好坏、热水箱深浅、水的散热面大小、水箱装水的多少等；在输出部分，周围空气的流动、气温的高低、用水量的快慢等。以上这些因素都是影响温度的干扰因素。第三，根据对干扰因素的分析，选择合适的控制方法来克服这些干扰对输出的影响（比如最简单的方法就是采取终端反馈的方式，当然，如果对水加温的时间有要求的话，这种控制方法就不能完全克服所有的干扰了，如图二）。
对于“在有些情况下，却可以[i]利用干扰因素实现某种目的【1】”这一说法也没有错，因为这种“干扰”是我们所要设计的控制系统的输出量，这一输出的最终目的是想使另一控制系统的目标不能实现，这种“干扰”对于第一个控制系统来说不是干扰而是输出，对于第二个控制系统来说这是系统需要克服的干扰。通过分析可以看出，就控制系统而言，干扰一定是有害的，它是控制系统要实现控制的最终目标需要考虑和克服的
分析和判断控制系统可能存在的干扰因素的最终目的，是为了使我们设计的控制系统“在干扰影响控制之前就进行必要的防范和修正，”使得控制系统能够“对控制对象进行有效控制以减小乃至消除偏差。”【5】所以要准确判断一个控制系统所存在的干扰因素，还要结合系统所要实现的最终目标进行综合考量，搞清楚这种干扰产生的原因、可能对控制系统所造成的后果和它将对控制系统的哪个环节产生影响等，这种干扰因素的分析才对我们进行控制系统的设计有所帮助。
参考文献：
【1】《控制论》（美）维纳著；赫季仁译；北京；北京大学出版社，2007.12
【2】《技术与设计2》主编：顾建军江苏教育出版社2008.12
【3】《技术与设计2》主编：刘琼发广东科技出版社2007.7
【4】《系统论信息论控制论》马丽扬河北：河北人民出版社，1987.2
【5】《机械控制入门》雨宫好文（日）著王献平译科学出版社2001.4
干扰设计论文范文第4篇
关键词 城市轨道交通,区间信号,系统仿真,面向对象,干扰仿真,建模
1 问题的提出
列车在铁路以及城市轨道交通线的区间(以下简称区间,即轨道线路上车站间的钢轨线路) 的通过能力和安全运行,对提高列车的通过能力与正常运营起着至关重要的作用。指挥行车的信号设备, 与线路设备、机车车辆并列为轨道交通运输的三大基础设备。信号设备的功能和可靠性对提高运输效率、保证列车的安全运行等起着十分重要的作用。区间信号设备能确保列车在区间安全运行的前提下,尽可能地提高列车在区间的通过能力。在我国,随着提速、重载战略的实施和轨道交通科技的进步,已有众多的新型区间信号设备投入使用。在区间安全性控制和防护设备的研制、生产、运营过程中,如何运用现代技术手段,对其功能可靠性和安全性进行科学、高效、全面、按标准的检测和评估是十分迫切的。
随着我国城市轨道交通运输设施和管理的日益现代化,目前在区间通过轨道传输的信息越来越多,也越来越复杂,这样,信息传送的可靠性和安全性问题便显得日益突出。在区间,自动闭塞的行车信息以钢轨作为信道进行传输时,不可避免地叠加有各种外界干扰。这些干扰将会对信号设备产生影响,甚至危及行车安全。因此,在研究干扰源及其干扰规律的基础上,仿真轨道电路传输过程中所出现的干扰,在检测系统中对受检区间信号设备进行抗干扰能力的检测,有着重要的现实意义。基于以上目的,本文将对用于区间测试评估平台的信号系统的信息传输仿真,重点是干扰仿真的建模方法展开讨论。
2 系统仿真
系统仿真是以系统理论、形式化理论、随机过程与统计学理论以及优化理论为基础,以计算机和仿真系统软件为工具,对现实系统或未来系统进行动态实验研究的理论和方法[ 1 ] 。
作为一种行之有效的认知方法,系统仿真已在航空航天、经济管理、决策优化、军事演习、安全软件测试评估等众多领域得到了广泛的应用。在过去的20 年中,系统仿真技术取得了令人瞩目的进展。概括来看,仿真领域的主要研究内容包括:仿真建模、形式化描述方法、仿真实现及仿真验证和确认(v &v) 。
虽然系统仿真研究取得了巨大的进展,但相对而言,仿真在铁路信号领域的应用还不是很充分。尤其在国内,它还是一个有待于近一步开拓的领域。
面向对象(o -o) 的思想最早起源于仿真领域[ 2 ] 。在(o -o) 设计方法中,对象(object) 和消息传递(message passing) 分别表示事物、事物间的相互联系;类(class) 和继承(inheritance) 是适应人们一般思维方式的描述范式;方法(method) 是允许作用于该类的各种操作。在计算机科学中,“对象”是包含现实世界物体特性的抽象实体,而“类”是对一个或几个相似对象的描述[ 3 ] 。对象、类、消息和方法的基本点,在于对象的封装性(encapsulation) 和继承性。通过封装,能将对象的定义和对象的实现分开;通过继承能体现类与类之间的关系,以及由此带来的动态聚束(dynamic binding) 和实体的多态性(polymorphism) ,从而构成了o -o 的基本特征。
对象建模技术(om t) 是当今较为实用的面向对象建模的方法之一。其方法论的基本思想是[4 ] :从空间、时间及功能这三个既独立又相互联系的角度去分析和设计一个系统。om t 的基本方法和过程是:首先从空间角度,直接面向应用(即所要求解决的问题) 的自然存在,并依据应用的目的把它划分成若干个离散的有用对象(或抽象成类),并确定这些对象的属性、操作(主动的和被动的) 以及这些对象间的关系或联系,来构成问题空间的静态结构 对象图(或称为待分析系统的对象模型);接下来,从时间角度,考察系统中对象(特别是那些有交互活动或并发操作的对象) 在不同时刻的状态变化及对象之间相互关系的变迁,从而构成对象的控制结构(或称为系统的动态模型);最后,从功能的角度来描述系统中对象属性值从输入到输出的变化过程及相关的操作,从而构成数据计算或处理的逻辑结构— 数据流程图(dfd) 或称为系统的功能模型[5 ] 。鉴于此,在区间轨道电路干扰仿真模型中笔者采用面向对象的建模技术。
3 轨道信息传输干扰仿真模型
3. 1 轨道电路中的传输干扰
按照数据传输理论,一般的传输模型如图1 所示。
图1 一般的数据传输模型
对于有线信道可以有两种理解:一种是指信号的传输媒介,如架空明线、钢轨、同轴电缆、光纤等, 称此种类型的信道为狭义信道;另一种是将传输媒介和各种信号形式的转换、耦合等设备都归纳在一起,称之为广义信道。
本文以钢轨作为传输信道,即通过轨道电路传输信息。轨道电路的基本结构如图2 所示:在钢轨线路的始端,通过匹配设备pp1 连接着发送器;在钢轨线路的终端,通过匹配设备pp2 连接着接收器。
图2 轨道电路基本结构
轨道电路是钢轨线路和连接于其始端及终端的器械的总称。它是将某一区段的钢轨用作电路的一部分,由区段内的列车车轴将轨间分路,以检查有无列车的电路,以及为向该区段内的列车用钢轨作导体传送信息的电路[6 ] 。
轨道线作为传输媒介,具有分布参数特征。对应于图1 中的狭义信道,在研究传输干扰时,还需考虑广义信道,包括扼流变压器、轨道变压器等设备。
考虑信道中的干扰后,轨道电路的输入和输出可表示为:
e(t) = k(t)e(t) + n(t) (1) 式中: e( t) 为信道的输出;e( t) 为信道的输入; k( t) 为信道的传输乘性干扰; n(t) 为加性干扰。
k( t) 是一个复杂的函数, 表示轨道电路传输特性因加性和乘性干扰而成的变化特性, 主要体现在温度、湿度等外界条件变化引起轨道电路的一次参数变化和轨道电路状态( 如分路、断轨等) 的变化。k( t) 对输入信号的影响可能造成线性和非线性畸变, 引起传输过程中的信号衰耗和延迟。n( t) 独立于传输信号。在轨道电路的噪声加性干扰模式中,产生轨道电路的噪声干扰的干扰源很多, 又很分散。例如, 各种电子器件的固有噪声、电磁感应干扰和辐射干扰。从统计的角度看, 它们类似于高斯白噪声, 因此可以用高斯白噪声进行模拟。考虑到在区间信号仿真系统中电气化轨道电路传导加性干扰的重要性和突出性, 下面将主要讨论电气化区段轨道电路的传导性加性干扰的建模问题。
3. 2 电化区段轨道电路的传导性加性干扰模型
在电气化区段,钢轨中所流经的不仅有信号电流,还有牵引电流。电气化区段轨道电路所传输的信号主要受牵引电流的干扰。国内外有关部门对此进行了广泛的研究。前苏联、日本、美国在六、七十年代对直流牵引和交流牵引区段的轨道电路传输干扰进行了研究,其它一些发达国家也对电气化铁路信号抗干扰的测试和分析系统进行了研制。例如,德国慕尼黑实验所研制的高速列车干扰源测试车系统,美国电磁兼容分析中心(ecac) 为美国联邦铁路总署所作的电力机车干扰源的综合分析系统等。在我国,由北方交通大学主持,在一些电气化线路上,对“电力牵引电流对信号系统轨道电路的传导性干扰”进行了研究,并提出了一些防干扰措施。以往的文献多涉及抗干扰内容。本文则以建立干扰仿真的数学模型为研究重点。
3. 2. 1 稳态传导性加性干扰模型
如图3 所示,在电气化区段,牵引电流经钢轨回到牵引变电所,当流经两根钢轨中的牵引电流大小相等时,在扼流变压器初级线圈上形成的磁场大小相等、方向相反,因而相互抵消不会影响接收端。但在实际条件下,两根钢轨对地漏泄电导不完全相其中: is1 为第一根钢轨中的牵引电流; is2 为第二根钢轨中的牵引电流。
牵引电流产生的干扰电压, 与牵引电流的大小、不平衡系数以及轨道电路接收端对牵引电流的输入阻抗成正比。不平衡系数较大时,列车牵引吨数越大,牵引电流也越大,对信号设备的干扰也越大。在自动闭塞各闭塞分区中,同时运行的列车数越多,牵引电流也越大。为了仿真牵引电流对轨道电路的影响,首先应该掌握和分析牵引电流所包含的频率成分,然后建立该类干扰的仿真模型。以铁路区间为例, 牵引电流基波的频率为50 hz , 但由于牵引电流是通过机车主变压器,经整流器整流后供给直流牵引电机的,因此,牵引电流的波形并不是正弦波,而是包含丰富谐波的非正弦周期函数。牵引机车类型和牵引级数不同,牵引电流的谐波成分也不同。实用中,一般在各种机车多种牵引级数下,对供电臂送端总电流的谐波含有率进行实测统计,得到具有代表性的统计值作为谐波计算的依据。我国区间自动闭塞所用信号频带为25 ～ 2 611 hz ,因此应重点考察牵引电流在这个频带的分布。
基于以上讨论,当将不平衡牵引电流视为干扰源时,其干扰模型为:
n
q( t) =m
0. 5 nis kizs
∑
sin (2πmf 0 t) (4)
同,因此在两根钢轨中的牵引电流值也不相等,从
m = s
而在接收端产生干扰电压。这种干扰的幅度和相位
相对于时间变化缓慢,可视为稳态干扰。
图3 牵引电流流通示意图
两根钢轨中的牵引电流值不相等时,其差值为不平衡牵引电流。对不平衡牵引电流进行分析时, 可将其视为等效流过接收端扼流变压器初级线圈的半边线圈。其干扰电压为:
u= 0. 5 n kiiszs (2) 式中: is 为牵引电流; zs 为接收设备输入阻抗; n 为接收端扼流变压器初、次级线圈变压之比; ki 为牵引电流不平衡系数,其值为ki=| is1 -is2 |/is (3)
αm式中:为基波频率(50 hz); s 为干扰源所包含谐波次数的下限且为正整数; n 为干扰源所包含谐波次数的上限且为正整数;其余同前。
对于不同的接收设备,其所能接收的信号频带范围各不相同。为了更好地仿真在信号频带内的干扰, s 和n 的取值要保证干扰源所包含的信号频率在接收设备的信号频带范围内。
3. 2. 2 瞬态传导性干扰模型
在电气化区段,信号设备除了受稳态干扰外, 还经常受到瞬态干扰的影响。瞬态干扰的起因很多,如:列车在钢轨上运行时,车轮和钢轨间的接触电阻变化引起牵引电流的瞬态变化;由电力机车受电弓和接触网之间接触位置的变化而引起的脉冲干扰;电力机车启动和加速造成的牵引电流突发性脉冲干扰等。这类瞬态干扰的特点是干扰电流的峰值大、时间短且幅值和相位变化快,从而可以用随机性的尖脉冲加以模拟。由于这部分内容涉及的范围较广,作者在继续深入研究的同时将另辟专文阐为述。
3.3 轨道电路的同线干扰模型
由于钢轨中传输的是交流信号,因此相邻轨道电路间存在着感应干扰。但这种干扰对有绝缘轨道电路接收设备的影响比较小,可以忽略不计。但对于无绝缘轨道来说,由于不设置机械绝缘,无绝缘轨道电路接收设备受同线干扰的影响要大一些。下面重点讨论无绝缘轨道电路的同线干扰问题。
图4 为区间无绝缘轨道电路的示意图。可见, 对应n个闭塞分区有n段轨道电路,接收设备js1 能接受到fs2 ～ fsn 的信息,j s2 能接受到fs1 、fs3 、?fsn 的信息,即各区段间相互干扰。此干扰同样为加性干扰,若干扰强度足够大,则容易引起扰区段接收设备的误动。
图4 无绝缘轨道电路同线干扰示意图
对无绝缘轨道电路同线干扰进行分析时,根据加性干扰的独立性,可以首先假定区间某一区段轨道电路的发送端(如fs1) 为干扰源, 发送设备工作,而其它各扰区段的发送端电压为零,各扰区段接收和发送端均可视为此轨道电路中的中间分界点。采用与传输特性分析相同的方法,在各分界点建立边界条件,求解出积分常数,即可得出各扰区段各点处干扰量的大小。接着,分别将fs2 ～ fsn 视为干扰源,重复此过程,求出干扰量。再将接收设备上受到的各干扰量叠加,得到总的干扰量。对于有绝缘轨道电路,若绝缘节破损,可按照相同的方法进行分析。具体模型如下:
设fs1 为干扰源,其它各扰区段的发送端电压为零, 中间分界点为χ;u1 l(χ),u2 l(χ), i1 l(χ),i2 l(χ) 分别表示分界点χ 左侧第一轨对地电压、第二轨对地电压、第一轨中的电流和第二轨中的电流,u1 r(χ),u2 r(χ),i1 r(χ),i2 r(χ) 分别表示分界点χ右侧第一轨对地电压、第二轨对地电压、第一轨中的电流和第二轨中的电流。规定电压方向为由钢轨到地,电流方向为从左到右,则可得到分界点χ处的边界条件:
u1 l(χ) = u1 r(χ)
u2 l(χ) = u2 r(χ)
i2 l(χ) + i1 l(χ) = i2 r(χ) + i1 r(χ)
2 (u1 l(χ) u2 r(χ)) = (i1 l(χ) i2 l(χ) i1 r(χ) + i2 r(χ)) zχ (5)
式中,zχ 表示分界点χ处钢轨线路间的阻抗。
假设钢轨线路的一次参数呈对称分布,即两根钢轨的单位阻抗和对地漏导完全相同。满足此条件的钢轨线路称为对称钢轨线路。由于钢轨线路对称,因此可得出对称钢轨线路各点的电压与电流:
u1χ = a1chγ1χ +a2shγ1χ + a3chγχ + a4shγχ
u2χ = (a1chγ1χ + a2shγ1χ)-(a3chγχ + a4shγχ)
i1χ = y11 (a1shγ1χ + a2chγ1χ)+2 (a3shγχ + a4chγχ)/ zc
i2χ = y11 (a1shγ1χ + a2chγ1χ)-2 (a3shγχ + a4chγχ)/ zc (6)
由式(5) 的边界条件方程组即可求出积分常数a1 、a2 、a3 、a4 ,代入式(6),从而可得出各扰区段fs2 ～ fsn 各点处干扰量大小。同理, 将fs2 ～ fsn 视为干扰源,重复此过程,求出干扰量大小,再将接收设备上受到的各干扰量叠加,便可得到总的干扰量。
4 结语
区间信号仿真系统干扰仿真的建模研究,对于建立基于测试评估的城市轨道交通区间信号仿真系统极为重要,是仿真理论的重要应用领域。本文讨论了区间轨道信息传输干扰仿真模型,并着重阐述了传输干扰的仿真建模理论,这将有助于正在开发的区间计算机控制信号系统测试评估平台的生成。当然,仿真理论是一种不断发展和创新的理论,干扰更有其复杂性和多样性,区间信号仿真系统干扰仿真的建模研究仍是一个需要不断深入研究的课题。
参 考 文 献
1 冯允成,邹志红,周泓. 离散系统仿真. 北京:机械工业出版社,1998
2 熊光楞,彭毅. 先进仿真技术与仿真环境. 北京:国防工业出版社,1997
3 吴芳美. 铁路安全软件测试评估. 北京:中国铁道出版社,2001
4 崔智社. 对象建模技术在分布交互仿真系统中的应用研究. 系统仿真学报,2000 ,12 (1)
5 张小林. 面向对象的铁路区间信号仿真系统研究和实现[学位论文]. 上海:同济大学信息与控制工程系,2002
干扰设计论文范文第5篇
关键词：干扰 确定性分析法 隔离度
中图分类号：TM92 文献标识码：B 文章编号：1007-9416（2013）06-0052-02
1 前言
目前中国移动已建设广泛的GSM、TD-SCDMA、WLAN无线网络，LTE实验网也已建成，不久将进行大规模建设。多制式网络共用室内分布系统越来越受到运营商重视，成为运营商网络建设的主要方向。提高室内业务服务质量，提升用户满意度，成为运营商保持和增强用户品牌忠诚度的关键方面。多制式网络间干扰问题成为影响网络质量的关键方面，也成为运营商网络建设的主要问题。
目前对于干扰的研究主要有两种方法：确定性分析法和仿真分析法。本文采用确定性分析法，以室内多系统共存为特定干扰场景进行分析，对不同频率范围内干扰进行分析，得出系统间干扰隔离度指标计算方法。
2 各制式网络频段
3 系统干扰原理
4 系统间干扰分析
多系统共室分主要存在杂散、阻塞和互调干扰，为了有效规避干扰，不同系统间需设置合理隔离度。下文将详细阐述各种干扰类型及隔离度计算。
4.1 杂散干扰
依据协议中对各系统杂散干扰电平值规定值，系统间杂散干扰隔离度值如表3所示。
实际设备上杂散辐射均有较大余量M，定考虑时可依据设备的具体情况设置隔离度MCLs-M。
4.2 阻塞干扰
当带外强干扰信号超过接收机动态允许的最大功率电平时，导致接收机过载饱和形成阻塞干扰。
4.3 互调干扰
4.4 不同系统间干扰隔离度分析
5 干扰规避
在多制式网络共用室内分布系统设计时，方案需满足系统所需隔离度值。而系统间隔离度可通过以下几种方式实现。
通过合路器对信号进行合路时，利用合路器内的带通滤波器实现对异系统间信号的抑制，依据隔离度理论值选择合适型号的合路器。
对于无法满足对多系统间进行直接合路时，可利用合路器进行后端合路，在距离天线较近的支路上进行合路，利用馈线、器件等的损耗进行隔离度的增强，减少相互间的干扰。可采用收发分缆方式进行建设。
为了避免功率过大产生辐射，需采用小功率信源。若隔离度不足，可在扰信号侧或干扰信号侧加装带通滤波器，以抑制发射机的带外杂散信号或外来较强干扰信号。也可降低干扰源的发射功率。
若单独建设分布系统时，则需利用天线间的空间距离进行隔离，利用室内墙壁、地板等阻挡物对信号进行隔离。
提高发射机射频性能和接收机接收性能，提高设备或器件的指标，对于不同覆盖环境设计相应不同的方案，及时对设备和器件进行维护和更新，从根本上提高隔离度的要求。
6 结语
本文以共用室分系统为覆盖场景，分析了多系统间干扰产生原理，得出了杂散、阻塞、互调干扰的隔离度理论计算方法及理论值，并综合得出多系统共用室分系统隔离度值。最后结合工程设计中的问题给出了干扰规避的方法。
在工程实践中干扰问题涉及到各个方面因素，本文仅从理论涉及的主要方面对干扰进行了分析，更需要结合详细的工程情况，进行更加合理完善的分析。
参考文献
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[2]3GPP TS 45.005 V9.1.0 （2009-11） 3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network；Radio transmission and reception（Release 9）.
[3]YD/T 883-2009 9001800MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网基站子系统设备技术要求及无线指标测试方法.
[4]YD/T 2GHz TD-SCDMA 数字蜂窝移动通信网无线接入网络设备技术要求.
[5]中国移动无线局域网（WLAN）AP、AC设备规范V1.1.0
[6]周莲英.多制式系统室内共存覆盖干扰的研究与工程分析.
干扰设计论文范文第6篇
关键词 城市轨道交通,区间信号,系统仿真,面向对象,干扰仿真,建模
1 问题的提出
列车在铁路以及城市轨道交通线的区间(以下简称区间,即轨道线路上车站间的钢轨线路) 的通过能力和安全运行,对提高列车的通过能力与正常运营起着至关重要的作用。指挥行车的信号设备, 与线路设备、机车车辆并列为轨道交通运输的三大基础设备。信号设备的功能和可靠性对提高运输效率、保证列车的安全运行等起着十分重要的作用。区间信号设备能确保列车在区间安全运行的前提下,尽可能地提高列车在区间的通过能力。在我国,随着提速、重载战略的实施和轨道交通科技的进步,已有众多的新型区间信号设备投入使用。在区间安全性控制和防护设备的研制、生产、运营过程中,如何运用现代技术手段,对其功能可靠性和安全性进行科学、高效、全面、按标准的检测和评估是十分迫切的。
随着我国城市轨道交通运输设施和管理的日益现代化,目前在区间通过轨道传输的信息越来越多,也越来越复杂,这样,信息传送的可靠性和安全性问题便显得日益突出。在区间,自动闭塞的行车信息以钢轨作为信道进行传输时,不可避免地叠加有各种外界干扰。这些干扰将会对信号设备产生影响,甚至危及行车安全。因此,在研究干扰源及其干扰规律的基础上,仿真轨道电路传输过程中所出现的干扰,在检测系统中对受检区间信号设备进行抗干扰能力的检测,有着重要的现实意义。基于以上目的,本文将对用于区间测试评估平台的信号系统的信息传输仿真,重点是干扰仿真的建模方法展开讨论。
2 系统仿真
系统仿真是以系统理论、形式化理论、随机过程与统计学理论以及优化理论为基础,以计算机和仿真系统软件为工具,对现实系统或未来系统进行动态实验研究的理论和方法[ 1 ] 。
作为一种行之有效的认知方法,系统仿真已在航空航天、经济管理、决策优化、军事演习、安全软件测试评估等众多领域得到了广泛的应用。在过去的20 年中,系统仿真技术取得了令人瞩目的进展。概括来看,仿真领域的主要研究内容包括:仿真建模、形式化描述方法、仿真实现及仿真验证和确认(v &v) 。
虽然系统仿真研究取得了巨大的进展,但相对而言,仿真在铁路信号领域的应用还不是很充分。尤其在国内,它还是一个有待于近一步开拓的领域。
面向对象(o -o) 的思想最早起源于仿真领域[ 2 ] 。在(o -o) 设计方法中,对象(object) 和消息传递(message passing) 分别表示事物、事物间的相互联系;类(class) 和继承(inheritance) 是适应人们一般思维方式的描述范式;方法(method) 是允许作用于该类的各种操作。在计算机科学中,“对象”是包含现实世界物体特性的抽象实体,而“类”是对一个或几个相似对象的描述[ 3 ] 。对象、类、消息和方法的基本点,在于对象的封装性(encapsulation) 和继承性。通过封装,能将对象的定义和对象的实现分开;通过继承能体现类与类之间的关系,以及由此带来的动态聚束(dynamic binding) 和实体的多态性(polymorphism) ,从而构成了o -o 的基本特征。
对象建模技术(om t) 是当今较为实用的面向对象建模的方法之一。其方法论的基本思想是[4 ] :从空间、时间及功能这三个既独立又相互联系的角度去分析和设计一个系统。om t 的基本方法和过程是:首先从空间角度,直接面向应用(即所要求解决的问题) 的自然存在,并依据应用的目的把它划分成若干个离散的有用对象(或抽象成类),并确定这些对象的属性、操作(主动的和被动的) 以及这些对象间的关系或联系,来构成问题空间的静态结构 对象图(或称为待分析系统的对象模型);接下来,从时间角度,考察系统中对象(特别是那些有交互活动或并发操作的对象) 在不同时刻的状态变化及对象之间相互关系的变迁,从而构成对象的控制结构(或称为系统的动态模型);最后,从功能的角度来描述系统中对象属性值从输入到输出的变化过程及相关的操作,从而构成数据计算或处理的逻辑结构— 数据流程图(dfd) 或称为系统的功能模型[5 ] 。鉴于此,在区间轨道电路干扰仿真模型中笔者采用面向对象的建模技术。
3 轨道信息传输干扰仿真模型
3. 1 轨道电路中的传输干扰
按照数据传输理论,一般的传输模型如图1 所示。
图1 一般的数据传输模型
对于有线信道可以有两种理解:一种是指信号的传输媒介,如架空明线、钢轨、同轴电缆、光纤等, 称此种类型的信道为狭义信道;另一种是将传输媒介和各种信号形式的转换、耦合等设备都归纳在一起,称之为广义信道。
本文以钢轨作为传输信道,即通过轨道电路传输信息。轨道电路的基本结构如图2 所示:在钢轨线路的始端,通过匹配设备pp1 连接着发送器;在钢轨线路的终端,通过匹配设备pp2 连接着接收器。
图2 轨道电路基本结构
轨道电路是钢轨线路和连接于其始端及终端的器械的总称。它是将某一区段的钢轨用作电路的一部分,由区段内的列车车轴将轨间分路,以检查有无列车的电路,以及为向该区段内的列车用钢轨作导体传送信息的电路[6 ] 。
轨道线作为传输媒介,具有分布参数特征。对应于图1 中的狭义信道,在研究传输干扰时,还需考虑广义信道,包括扼流变压器、轨道变压器等设备。
考虑信道中的干扰后,轨道电路的输入和输出可表示为:
e(t) = k(t)e(t) + n(t) (1) 式中: e( t) 为信道的输出;e( t) 为信道的输入; k( t) 为信道的传输乘性干扰; n(t) 为加性干扰。
k( t) 是一个复杂的函数, 表示轨道电路传输特性因加性和乘性干扰而成的变化特性, 主要体现在温度、湿度等外界条件变化引起轨道电路的一次参数变化和轨道电路状态( 如分路、断轨等) 的变化。k( t) 对输入信号的影响可能造成线性和非线性畸变, 引起传输过程中的信号衰耗和延迟。n( t) 独立于传输信号。在轨道电路的噪声加性干扰模式中,产生轨道电路的噪声干扰的干扰源很多, 又很分散。例如, 各种电子器件的固有噪声、电磁感应干扰和辐射干扰。从统计的角度看, 它们类似于高斯白噪声, 因此可以用高斯白噪声进行模拟。考虑到在区间信号仿真系统中电气化轨道电路传导加性干扰的重要性和突出性, 下面将主要讨论电气化区段轨道电路的传导性加性干扰的建模问题。
3. 2 电化区段轨道电路的传导性加性干扰模型
在电气化区段,钢轨中所流经的不仅有信号电流,还有牵引电流。电气化区段轨道电路所传输的信号主要受牵引电流的干扰。国内外有关部门对此进行了广泛的研究。前苏联、日本、美国在六、七十年代对直流牵引和交流牵引区段的轨道电路传输干扰进行了研究,其它一些发达国家也对电气化铁路信号抗干扰的测试和分析系统进行了研制。例如,德国慕尼黑实验所研制的高速列车干扰源测试车系统,美国电磁兼容分析中心(ecac) 为美国联邦铁路总署所作的电力机车干扰源的综合分析系统等。在我国,由北方交通大学主持,在一些电气化线路上,对“电力牵引电流对信号系统轨道电路的传导性干扰”进行了研究,并提出了一些防干扰措施。以往的文献多涉及抗干扰内容。本文则以建立干扰仿真的数学模型为研究重点。
3. 2. 1 稳态传导性加性干扰模型
如图3 所示,在电气化区段,牵引电流经钢轨回到牵引变电所,当流经两根钢轨中的牵引电流大小相等时,在扼流变压器初级线圈上形成的磁场大小相等、方向相反,因而相互抵消不会影响接收端。但在实际条件下,两根钢轨对地漏泄电导不完全相其中: is1 为第一根钢轨中的牵引电流; is2 为第二根钢轨中的牵引电流。
牵引电流产生的干扰电压, 与牵引电流的大小、不平衡系数以及轨道电路接收端对牵引电流的输入阻抗成正比。不平衡系数较大时,列车牵引吨数越大,牵引电流也越大,对信号设备的干扰也越大。在自动闭塞各闭塞分区中,同时运行的列车数越多,牵引电流也越大。为了仿真牵引电流对轨道电路的影响,首先应该掌握和分析牵引电流所包含的频率成分,然后建立该类干扰的仿真模型。以铁路区间为例, 牵引电流基波的频率为50 hz , 但由于牵引电流是通过机车主变压器,经整流器整流后供给直流牵引电机的,因此,牵引电流的波形并不是正弦波,而是包含丰富谐波的非正弦周期函数。牵引机车类型和牵引级数不同,牵引电流的谐波成分也不同。实用中,一般在各种机车多种牵引级数下,对供电臂送端总电流的谐波含有率进行实测统计,得到具有代表性的统计值作为谐波计算的依据。我国区间自动闭塞所用信号频带为25 ～ 2 611 hz ,因此应重点考察牵引电流在这个频带的分布。
基于以上讨论,当将不平衡牵引电流视为干扰源时,其干扰模型为:
n
q( t) =m
0. 5 nis kizs
∑
sin (2πmf 0 t) (4)
同,因此在两根钢轨中的牵引电流值也不相等,从
m = s
而在接收端产生干扰电压。这种干扰的幅度和相位
相对于时间变化缓慢,可视为稳态干扰。
图3 牵引电流流通示意图
两根钢轨中的牵引电流值不相等时,其差值为不平衡牵引电流。对不平衡牵引电流进行分析时, 可将其视为等效流过接收端扼流变压器初级线圈的半边线圈。其干扰电压为:
u= 0. 5 n kiiszs (2) 式中: is 为牵引电流; zs 为接收设备输入阻抗; n 为接收端扼流变压器初、次级线圈变压之比; ki 为牵引电流不平衡系数,其值为ki=| is1 -is2 |/is (3)
αm式中:为基波频率(50 hz); s 为干扰源所包含谐波次数的下限且为正整数; n 为干扰源所包含谐波次数的上限且为正整数;其余同前。
对于不同的接收设备,其所能接收的信号频带范围各不相同。为了更好地仿真在信号频带内的干扰, s 和n 的取值要保证干扰源所包含的信号频率在接收设备的信号频带范围内。
3. 2. 2 瞬态传导性干扰模型
在电气化区段,信号设备除了受稳态干扰外, 还经常受到瞬态干扰的影响。瞬态干扰的起因很多,如:列车在钢轨上运行时,车轮和钢轨间的接触电阻变化引起牵引电流的瞬态变化;由电力机车受电弓和接触网之间接触位置的变化而引起的脉冲干扰;电力机车启动和加速造成的牵引电流突发性脉冲干扰等。这类瞬态干扰的特点是干扰电流的峰值大、时间短且幅值和相位变化快,从而可以用随机性的尖脉冲加以模拟。由于这部分内容涉及的范围较广,作者在继续深入研究的同时将另辟专文阐为述。
3.3 轨道电路的同线干扰模型
由于钢轨中传输的是交流信号,因此相邻轨道电路间存在着感应干扰。但这种干扰对有绝缘轨道电路接收设备的影响比较小,可以忽略不计。但对于无绝缘轨道来说,由于不设置机械绝缘,无绝缘轨道电路接收设备受同线干扰的影响要大一些。下面重点讨论无绝缘轨道电路的同线干扰问题。
图4 为区间无绝缘轨道电路的示意图。可见, 对应n个闭塞分区有n段轨道电路,接收设备js1 能接受到fs2 ～ fsn 的信息,j s2 能接受到fs1 、fs3 、?fsn 的信息,即各区段间相互干扰。此干扰同样为加性干扰,若干扰强度足够大,则容易引起被干扰区段接收设备的误动。
图4 无绝缘轨道电路同线干扰示意图
对无绝缘轨道电路同线干扰进行分析时,根据加性干扰的独立性,可以首先假定区间某一区段轨道电路的发送端(如fs1) 为干扰源, 发送设备工作,而其它各被干扰区段的发送端电压为零,各被干扰区段接收和发送端均可视为此轨道电路中的中间分界点。采用与传输特性分析相同的方法,在各分界点建立边界条件,求解出积分常数,即可得出各被干扰区段各点处干扰量的大小。接着,分别将fs2 ～ fsn 视为干扰源,重复此过程,求出干扰量。再将接收设备上受到的各干扰量叠加,得到总的干扰量。对于有绝缘轨道电路,若绝缘节破损,可按照相同的方法进行分析。具体模型如下:
设fs1 为干扰源,其它各被干扰区段的发送端电压为零, 中间分界点为χ;u1 l(χ),u2 l(χ), i1 l(χ),i2 l(χ) 分别表示分界点χ 左侧第一轨对地电压、第二轨对地电压、第一轨中的电流和第二轨中的电流,u1 r(χ),u2 r(χ),i1 r(χ),i2 r(χ) 分别表示分界点χ右侧第一轨对地电压、第二轨对地电压、第一轨中的电流和第二轨中的电流。规定电压方向为由钢轨到地,电流方向为从左到右,则可得到分界点χ处的边界条件:
u1 l(χ) = u1 r(χ)
u2 l(χ) = u2 r(χ)
i2 l(χ) + i1 l(χ) = i2 r(χ) + i1 r(χ)
2 (u1 l(χ) u2 r(χ)) = (i1 l(χ) i2 l(χ) i1 r(χ) + i2 r(χ)) zχ (5)
式中,zχ 表示分界点χ处钢轨线路间的阻抗。
假设钢轨线路的一次参数呈对称分布,即两根钢轨的单位阻抗和对地漏导完全相同。满足此条件的钢轨线路称为对称钢轨线路。由于钢轨线路对称,因此可得出对称钢轨线路各点的电压与电流:
u1χ = a1chγ1χ +a2shγ1χ + a3chγχ + a4shγχ
u2χ = (a1chγ1χ + a2shγ1χ)-(a3chγχ + a4shγχ)
i1χ = y11 (a1shγ1χ + a2chγ1χ)+2 (a3shγχ + a4chγχ)/ zc
i2χ = y11 (a1shγ1χ + a2chγ1χ)-2 (a3shγχ + a4chγχ)/ zc (6)
由式(5) 的边界条件方程组即可求出积分常数a1 、a2 、a3 、a4 ,代入式(6),从而可得出各被干扰区段fs2 ～ fsn 各点处干扰量大小。同理, 将fs2 ～ fsn 视为干扰源,重复此过程,求出干扰量大小,再将接收设备上受到的各干扰量叠加,便可得到总的干扰量。
4 结语
区间信号仿真系统干扰仿真的建模研究,对于建立基于测试评估的城市轨道交通区间信号仿真系统极为重要,是仿真理论的重要应用领域。本文讨论了区间轨道信息传输干扰仿真模型,并着重阐述了传输干扰的仿真建模理论,这将有助于正在开发的区间计算机控制信号系统测试评估平台的生成。当然,仿真理论是一种不断发展和创新的理论,干扰更有其复杂性和多样性,区间信号仿真系统干扰仿真的建模研究仍是一个需要不断深入研究的课题。
参 考 文 献
1 冯允成,邹志红,周泓. 离散系统仿真. 北京:机械工业出版社,1998
2 熊光楞,彭毅. 先进仿真技术与仿真环境. 北京:国防工业出版社,1997
3 吴芳美. 铁路安全软件测试评估. 北京:中国铁道出版社,2001
4 崔智社. 对象建模技术在分布交互仿真系统中的应用研究. 系统仿真学报,2000 ,12 (1)
5 张小林. 面向对象的铁路区间信号仿真系统研究和实现[学位论文]. 上海:同济大学信息与控制工程系,2002
干扰设计论文范文第7篇
关键词:网络理论;EMI电源滤波器;插入损耗;开关电源
中图分类号:TN713文献标识码:B
文章编号:1004-373X(2009)10-193-02
Design and Simulation of EMI Filter of Switching-mode Converter
WANG Jinxia1,YANG Qingjiang1,ZHANG Hui2
(1.Electric and Information College,Heilongjiang University of Science and Technology,Harbin,150027,China;2.Pacific Circuit Company,Dalian,116001,China)
Abstract:Filtering is a good way to suppress the conducted EMI.In order to improve the performance of filter and shorten the research and development time,a simple and good effect filter design method is presented in this dissertation for DC-DC switch power.Basic theory of EMI source filter,topological structure,principle of design and high frequency performance of filtering components are illustrated in this dissertation.Then filter insertion loss simulation model is established,simulation program is compiled and design results are analyzed.Finally,correction of design method is verified by practice test.At the same time,on the basis of design of EMI source filter,continuation function circuit of filter is designed.It is main against surge voltage by switch motion.
Keywords:network theory;EMI source filter;insertion loss;switch power
目前,在我国绝大多数工程设计中,尤其是在设计初期,很少考虑设备内部电路对内以及对外的电磁干扰问题,致使许多电力电子装置性能都不能得到理想效果。往往是问题出现了才去寻找原因与解决方案,这既耗时又耗力,而且加大了产品的成本。因此,提高电力电子装置的电磁兼容性[1]已成为十分重要的问题。为了提高产品质量与可靠性,缩短产品的开发周期,则要求进一步加强对电力电子装置电磁干扰特性的研究,特别是在设计初期,则考虑设备电路之间的电磁干扰是十分必要的,然而电磁干扰滤波器[2]是提高电力自动化设备电磁兼容性的重要器件之一。
1 研究方法和实验方案
1.1 开关电源频率分布
根据开关电源[3]产生共模、差模干扰的特点,可以粗略按干扰的分布划分3个频段:0.15~0.50 MHz差模干扰为主;0.5~5 MHz差模、共模干扰共存;5~30 MHz共模干扰为主。
1.2 共模和差模等效电路
在进行EMI电源滤波器电路结构分析时,通常将共模干扰和差模干扰分开分析,分别计算各自等效电路的A参数矩阵,并得出对应的插入损耗[4]。
分别给出滤波器在理想状态下的共模等效电路和差模等效电路如图1、图2所示。
1.3 干扰信号分析
近年来,共模和差模干扰信号分离技术发展日渐成熟,可通过多种方法获得共模和差模干扰信号各自的相量成分大小。常用的干扰信号分离方法有电流探棒、差模拒斥网络以及干扰分离器等。在进行传导型电磁干扰测量时,必须使用传输线阻抗稳定网络[5],它是电磁兼容检测规定的线性阻抗固定网络,其主要功能是提供待测物工作电源,隔绝外部干扰,并提供一个固定阻抗,以摄取待测物干扰,利用频谱分析仪[6]读取干扰的大小,测量电路如图3所示。当分别获知干扰源共模和差模干扰大小时,便可利用共模和差模等效滤波电路[7],并依据所需的衰减量设计适当的元件值。
根据现有条件,通过对测试结果和标准要求的综合分析可得滤波器抑制共模和差模干扰需要达到衰减量。共模和差模插入损耗与频率对应关系如表1所示。
2 程序设计及仿真
所有算法采用Matlab语言编程实现。从程序功能分为滤波器设计和滤波器分析两大模块。
2.1 共模电感和差模电感的计算
共模电感和差模电感的计算频点是根据开关电源的工作频率来取值的,分别是工作频率、谐波频率及几个高频点。
2.2 仿真结果分析
测试工作是对EMI电源滤波器性能做出评价的重要依据,一般在电磁中进行。电磁屏蔽室[8]是能够提供防止电磁干扰、净化电磁环境试验场所插入损耗常用的设备,一般是频谱分析仪、人工电源网络等,该实验使用的分析仪型号为HP3585ASPECTRUMAN ALYZER 20 Hz~40 MHz。表2所示为滤波器实际测得的共模和差模插入损耗。
2.3 结论
通过一个直流EMI电源滤波器的设计实例,阐述滤波器的整个设计流程。设计过程主要包括:首先明确EMC规范要求[9],选择滤波电路结构,并使用网络理论进行分析,同时在分析干扰信号的基础上给出滤波器的共模和差模插入损耗设计指标[10]。在此使用Matlab软件建立滤波器仿真模型,通过编程计算出部分滤波元件的参数,并分别对滤波器的理想及高频电路模型进行仿真分析,讨论元件参数、高频分布参数及源、负载阻抗对滤波器频率特性的影响。最后通过实验验证滤波器设计方法和仿真模型的正确性。在此使用的滤波器设计方法同样适用于多级滤波器、交流单相滤波器及交流三相滤波器。
3 结 语
总之,本设计是建立在网络理论上的EMI电源滤波器设计技术,能严格保证滤波器网络的稳定性和网络传输特性,使其弥补以前经验设计的不足。同时结合实际工程技术,使设计方案更加实用,缩短滤波器的开发周期,并节省研发成本。该设计方法使该设备具有抑制电气电子设备的传导干扰,提高电气电子设备传导敏感度水平,保证电气电子设备整体或局部屏蔽效能等优点,同时具有结构简单,性能可靠,操作方便,有较好的实用价值。
参考文献
[1]刘鹏程,邱扬.电磁兼容原理及技术.北京.高等教育出版社,1993.
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[3]刘新宇.EMI电源滤波器关键技术研究.西安:西安电子科技大学,2002.
[4]曹才开.开关电源电磁干扰滤波器插入损耗的研究.通信电源技术,2003(10):17-20.
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[7]王丽,张小青.EMI滤波器与浪涌抑制技术的结合.电力系统通信,2006(7):50-53.
[8]王丽,陈杨,张小青.开关电源EMI滤波器的设计.电气时代,2006(9):132-133.
[9]钱照明,袁义生.开关电源EMC设计研究现状及发展(上).电子产品世界,2003(7):51-53.
干扰设计论文范文第8篇
关键字：煤矿； 机电设备 ；变频器
煤矿开采不仅满足了社会对能源的需求，同时也促进我国现代市场经济的快速发展。在科学技术推动下，煤矿企业开采生产的模式逐渐趋于自动化。变频器是煤矿生产的电力控制的主要设备，变频器的良好安装有助于煤矿生产的持续运行。
1.变频器安置难点
变频器是煤矿机电设备调控的重要设备，经研究发现，电网中的各种外来信号对变频信号的电磁干扰十分严重。从而使控制系统设备无法正常接收变频信号，实际操控过程中存在信号中断、减弱、消失等异常现象，对系统及运行设备造成损坏。变频器的主要干扰源包括：
（1）整流桥。整流桥有分为全桥、半桥整流，均是经过改造二极管来建立成整流电路，在高压状态下可维持线路电流的稳定传输。而变频器的整流桥可看作是一种非线性负载，非线性负载在电网中会产生谐波，对控制系统内电气设备产生电磁干扰，如：信号无法正常接收等，影响操控指令的执行。
（2）谐波。谐波是在电力控制系统难点，其可以破坏整个电网线路的正常运行，造成线路信号传递受阻。变频器因谐波产生的干扰，主要来源于脉冲宽度调制技术在电网中的应用，该工作模式会遇到状态的高速切换。当谐波超过标准范围后，对变频器的调频信号产生不可修复的干扰。
（3）电网噪声。电网自身的噪声也会对变频器产生干扰。从一定程度上讲，电网噪声同样是由于谐波引起。电网控制系统连接了各式电力设备，如：整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备等，这类设备超负荷运行时，易使得其电压、电流突变，对电网设备的稳定性带来干扰，破坏了变频器的信号传输。
4)供电电源。供电电源是变频器日常运作的基本要素，若电源部分受到外在原因干扰也会带来电磁干扰现象。如：供电装置在持续供电时遇到交流电网，经过30s左右的时间则会有电磁干扰出现。另外，若供电电源的过压、欠压、断电等原因也是变频器干扰的来源之一，对变频器的变频操纵造成不便。
2.变频器抗干扰策略
电力企业在电网建设里应用变频器后，一定要对电磁干扰问题做到准时的处理，以保证工业企业自动化生产的顺利运行。联合变频器电磁干扰的主要来源及干扰方法，电网改造中采取的抗电磁干扰对策要针对谐波、噪声、电源等问题展开。主要在以下几点抗电磁干扰的策略中获得突破：
（1）滤波。变频器是应用调整电机工作电源频率对交流电动机进行控制的设备，在电源频率传输阶段会出现谐波。对变频信号传输过程添加过滤环节可提前检测异常，避免变频器受到电磁干扰、。如：将滤波器安装在变频器合理位置，对噪声等的准时检测可防止传导干扰。
（2）隔离。隔离是将变频器与别的线路隔离，以免对正常电力设备造成影响。通常，可在电路上完成对变频器的干扰隔离处理。如：利用电子仪器检测，当发现异常后，电路准时调整，将干扰源剥离。干扰隔离的主要方法：a.电源隔离;b.噪声隔。
（3）屏蔽。对电磁干扰来源进行屏蔽处理。从变频器的结构形式研究，屏蔽电磁干扰的主要是在于调整信号线路。普遍变频器产品结构里对铁壳进行了屏蔽，但在线路上仍存在不足。如：相比输出线路的干扰屏蔽，应减小信号线路的长度，同时信号线应采用双芯屏蔽，从而增强控制系统设备的抗干扰性能。
（4）接地。接地常用于噪声原因引起的电磁干扰，对电网在早期接地线路的调整即可发挥这一作用。变频器的接地普遍采用单点接地、多点接地、母线接地等方式。电力人员在选择接地方式时要根据控制系统的实际要求，应用良好的接地来控制噪声的耦合，经过改造之后，可明显改善变频器的抗干扰性能。
（5）安装。安装工艺对变频器性能发挥有较大的影响，若安装环节出现错误会直接使变频器的精密度受损，减弱变频器的传输强度信号。变频器安装需控制两点：1.温度方面，变频器安置的温度范围在－10℃至50℃，这是技术人员要严格掌握的；
2.高度方面，变频器安置高度在1000mm。
3.机电设备控制系统的设计规划
控制系统的设计是变频器运行环境的规划，经过设计稳定、安全、可靠的控制策略来来改善变频器的运行效果，从而实现电力系统自动化控制水平的提升。在今天，随着社会电网改造活动的全面开展，电网规划改造时对变频器的操控性能极为重视，而变频控制系统设计仍需解决以下几个问题：
（1）部署难题。变频器工作电压值较大，为更好地避免对别的设备造成干扰，变频器应采用单独地部署方式。例如：在对电网所有设备规划排列时，需把变频器单独部署开来。这样可以防止其造成的电磁干扰，破坏其他设备之间信号的传递，还需将弱电设备与变频器相隔离，避免其造成电磁干扰。
（2）连线难题。设计变频器控制系统时应尽量减少线路的连接，以减少线路交错复杂而造成的干扰。根据系统设计原则，相比不必要的线路连策应尽可能去除，让系统接线更加简化。如：除了控制系统与变频器的线路连接，别的线路可根据情况去除或隔离，为供电系统传输电流创造稳定的条件。
（3）干扰难题。无论是高压或低压变频器，其控制系统设计均要考虑变频器运行后造成的干扰强度，不然会影响到电网的指标性能。变频器产生的谐波对电网是一种巨大的干扰，易造成电网波型畸变，电压减小、功率过低等。设计时可将电抗器加在变频器电源进线侧，避免对电网造成过大的损坏。
（4）转速难题。电机是控制系统连接的主要设备，而电机转速大小是产生噪声干扰的一大因素。设计时要选择合适的电机型号，特别要考虑电机的功率、转速。若电机型号不正确，运行后会造成变频器负载大幅度增加。另外，为了防止高转速引起电机温度上升，可设计冷风装置达到降温效果。
4.结论
本文对变频器的安置难点与在安置过程中需注意的问题进行了详细的分析，并针对变频器抗干扰策略进行了介绍，同时，论述了变频器在机电设备控制系统设计过程中应注意的难点。变频器是煤矿生产电力系统的主要控制设备，其在安置、应用期间要采取抗干扰办理对策，从而提升机电设备运行效率。
参考文献：
[1] 刘顺业. 关于煤矿机电设备安装[J]. 科技传播.2011.16(88-91).
[2] 李保钢,李智庆,栾志军,寇泰山,夏恒报. 浅论煤矿机电系统管理[J]. 能源技术与管理.2011.4(56-59).
[3] 兰水. 浅谈煤矿变频器[J]. 科技创新导报.2010.3(106-110).
[4] 陈丽华. 变频器安装使用和日常故障判断[J]. 电气时代.2011.5(186-189).
[5] 华盟. 浅谈变频器的安装及参数设置问题[J]. 工业设计.2011.7(46-50).
干扰设计论文范文第9篇
关键词：GPRS；无线网络系统；优化
1 GPRS网络体系结构
图1给出了GPRS网络的基本网络体系结构框图。GPRS网络中新增两种重要的网元SGSN和GGSN。在GPRS阶段2（GPRSPhase2）中又引入一个重要的网元-点对多点服务中心（Point-To-MultipointServiceCenter-PTM-SC），它专门用于GPRS网络中的点对多点业务。为了增加安全性以及便于在PLMN网际之间的互联，另外定义了一个网元称为边际网关（Border Gateway-BG）。PLMN网内和PLMN网际间的骨干网都是基于IP网络的新网元。除此以外，GPRS中还有一些新的网关，如计费网关（Charging Gateway）和法定监听网关（Legal Interception Gateway-LIG）。
2 无线网络优化问题分析
GPRS网络从一期建设经过试商用期，到现在的正式商用阶段，网络优化工作中遇到了很多实际的问题，下面就其中一些主要问题进行列举。
2.1 PDP激活成功率低
（1）MS未送APN（接入点名称）或送上的APN错误，HLR中没有通配符；
（2）QoS协商失败；
（3）用户使用终端设备与网络不匹配，SGSN在收到其PDP context激活请求时立刻拒绝或不加处理。
2.2 随机接入和立即指配成功率低
（1）RACH（随机接入信道）或AGCH（允许接入信道）配置不合理；
（2）由于无线干扰（如直放站、信号屏蔽器等的干扰）或基站硬件设备故障导致无法解码消息；
（3）网络存在上下行频率干扰；
2.3 RLC（无线链路控制）重传率高
主要由C/I（信/干比）低引起，可能导致C/I太差的原因有：服务小区的信号功率弱、干扰信号太强、干扰小区的功率大、带外干扰严重、小区覆盖不合理、微蜂窝小区过密、直放站干扰、室内干放干扰、CDMA干扰等。需要注意的是，重传时各设备厂商策略的不同会导致时延差异较大，需要厂商提出具体解决方案。
3 GPRS优化设计
在保障语音业务的质量和稳定性的前提下，全面提升GPRS无线性能和服务质量稳定性，改善用户满意感知度，以下结合实际工作情况对GPRS无线网络优化经验进行介绍。
3.1 容量优化
因需要与语音业务竞争无线资源，GPRS的容量问题逐渐成为严峻的挑战。IP吞吐率在很大程度上受到了容量短缺的限制。我们分析了容量受限主要影响因素（预清空参数、共享系数、PCU拥塞、GSL设备利用率、下行TBF时延等等），并提出了相应的优化方法和调整建议。
我们谈的PCU的处理能力问题，主要分为2个方面，一个是RPP上所能支持的GSL设备数的多少，一个是RPP对于PDCH信道数的处理能力。
另外要注意的是当处理GB口链路的设备数小于18（加上1个设备用于链路同步，共19个设备闭塞）时并不会比等于18时使用于PDCH处理的设备数增多。也就是说GB口链路的设备数小于18或等于18时对PCU在PDCH处理方面的资源是一样的。
3.2 干扰优化方法描述
第一、硬件问题
基站载波硬件或室内分布系统故障会造成干扰问题，在统计上表现为IP吞吐率低、无线层速率低等现象。另外一般还会伴随有GPRS/GPRS接入成功率、TBF建立成功率低，可以通过查看统计PREJTFI、PREJOTH和TBF建立成功率发现。
第二、网内频率干扰
像话音频率干扰影响一样，GPRS的频率干扰会造成C/I值低、无线块误码率高、重传多，最终影响传输速率。在统计上主要表现为无线层速率低，另外无线原因导致TBF非正常释放比例大，也就是统计LDISRR数较多。要解决频率干扰，可使用语音频率干扰优化的方法。
第三、网外干扰
通常由于网外干扰比较强，影响范围较大，可以比较容易辨认出。一般可以通过在终端使用指令“RLCRP：CELL=cell；”来查看上行干扰发现。统计上主要针对上行的无线层速率，另外当存在较大上行统计时IAULREL也会较多。对于这类问题，一般需要使用扫频仪器现场查找干扰源，待干扰源清除后就可以解决。
第四、过覆盖问题
小区过覆盖会造成较大的信号干扰，要检查小区是否过覆盖可通过分析MRR工具的TA值得出。当发现TA值较大时，小区过覆盖的可能性较大。另外一方面，小区重选参数设置不当也会造成小区的过覆盖，这时需要对小区重选参数，比如：CRO、CRH等参数作检查。
[参考文献]
[1]高疆，等.GPRS无线网络优化探讨，[会议论文].中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会，2002年.
[2]刘亚，等.EDGE无线网络：维护和测试挑战，[期刊论文].《中国无线电》，2004年.
干扰设计论文范文第10篇
关键词：单片机应用；干扰源；抗干扰设计
目前，在进行装载机车载动态计量仪设备计时多采用以单片机为核心微控制器。由于应用现场存在着各种干扰源，对单片机应用系统的工作影响很大，在实验室里设计好的控制系统，安装调试时完全符合设计要求，而置入现场后，系统常常无法正常稳定地工作。干扰虽不能直接造成硬 件的损坏，但常使计算机不能正常运行以致控制失灵，造成设备和生产事故。所以对现场干扰源的做出正确分析，并对单片机系统做出相应当的抗干扰设计，是保证控制器正常运行，实现动态计量的关键所在。
一、干扰源分析及干扰途径
1.系统自身干扰源及干扰途径
系统自身干扰源一般因在设计系统时对某些问题考虑不全面，如元器件布局不合理、电路工作不可靠、元器件质量差等，形成诸如电阻热噪声干扰、半导体散粒噪声干扰、接触噪声干扰、过程通道干扰、公共电阻形成的干扰等。这些干扰现象随流动元器件电流增大越加明显，这些噪声电流通过系统自身电路 和通道而影响系统，其结果是使系统控制精度下降。
2.电磁干扰源及干扰途径
装载机在装卸工作过程中现场的电磁干扰源很多，如动力断路器断弧过程中的多次复燃、电磁铁线圈电感和分布电容的谐振、大电流电弧的电磁辐射、工频输电线附近所存在的强大交变电场和磁场，以及来源于太阳等天体辐射的电磁波、雷电和地磁场的变化都可归结为电磁干扰。干扰信号通过导线或回路之间的互感耦合、电容耦合进入控制系统。电磁干扰造成的后果轻者使控制系统 产生误差，重者将使系统不能正常工作。因此对电路结构设计上要采取必要的抗干扰措施。
3.供电系统干扰及干扰途径
装载机在起动和正常工作过程中， 其电源电压的变化范围非常大，特别是装载机的启停，电压在20～30 V之间，使得供电电压大幅度波动，有时会出现长时间的过压、欠压和短时间的尖峰电压，他们十分方便地以线路传输形式经电源线进入控制系统，其中过压干扰是单片机控制系统最为恶劣的干扰，该变化范围会对整个称重系统的正常工作产生较大的影响，因此计量仪工作电源要求稳定性好。
4.干扰对程序运行的影响
干扰常使微控制器系统程序“跑飞”，造成“死机”，数据采集误差加大或数据发生变化，控制状态失灵，系统被控对象不稳定或误操作等。
二、系统抗干扰设计
硬件抗干扰总的原则是消除干扰源、切断干扰侵入途径和设计低噪声电路。
1.抑制过程通道干扰的设计
（1）光电藕合隔离，采用光电祸藕合可以切断主机与前向通道电路的联系，能有效地防止干扰从过程通道进入主机，同时对抗共地干扰也有好处。
（2）放大电路采用差分输入放大，有效地抑制了噪声和共模干扰。
（3）旁路电容器滤波是集成电路中抗干扰的常规措施。通常每片集成电路应接入一个旁路电容器以降低电源的高频阻抗，能有效地克服芯片的内部噪声和电源噪声。加接旁路电容，对A/D转换器尤为重要，否则会出现数据输出异常的情况
2.抑制电磁干扰的设计
电磁场干扰可能来自装载机称重控制系统外部，也可能来自系统内部，抑制电磁干扰的主要手段就是采取屏蔽。方式有两种：一是将易干扰的电路或设备等屏蔽起来，以防接收辐射干扰；另一种是将辐射源屏蔽起来，防止辐射出千扰影响其他电路。
在本设计中，采用屏蔽体将系统封闭起来。由于材料的磁阻比较低，所以外部磁力线将被屏蔽在屏蔽体之外，从而起到屏蔽的作用。
3.印制电路板的抗干扰设计
电路板是微机系统中器件、信号线、电源线高密度集合体，对抗干扰性能影响很大，电路板设计、布线及接地不妥可能使整个系统无法正常运行。
（1）印制电路板大小要适中。过大时，印刷线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也高；过小时，散热不好，且易受干扰。使用多层印制板，保证良好的接地网，减少地电位差。
（2）器件布置。 把相关的器件就近放置，易产生噪声的电路应尽量远离主机电路，发热量大的器件应考虑散热问题，I/0驱动器件尽量靠近印制板边上放置。闲置的IC管脚不要悬空，元器件脚避免相互平行，以减少寄生祸合。如有可能，尽量使用贴片元件。
（3）布线。电路之间的连接应尽量短，容易受干扰的信号线要重点保护，不能与能够产生干扰或传递干扰的线路长距离平行；交直流电路要分开：对双面布线的印制电路板，应使两面线条垂直交叉，以减少磁场祸合效应。
（4）接地。数字地、模拟地分开设计，在电源端两种地线相连：对于多级电路，设计时要考虑各级动态电流，注意接地阻抗相互祸合的影响，工作频率低于1 MHz时采用一点接地，工作频率较高时采取多点接地，接地线应尽量粗。
（5）去藕电容。加去藕电容是印制电路板设计的一项常规做法.在电源输入端跨接10 ～ 100 u F的电解电容或担电容，在每个集成电路芯片上安装一个0. 01 u F的陶瓷电容器。
4.供电系统的抗干扰设计
为了克服这些干扰和扰动，在电源设计上采用DC一DC变换，以保持主电路板和各个传感器供电压的稳定。同时在电源线上加装了滤波电路。
三、结语
现场作业环境对动态计量仪单片机应用系统的干扰非常大，本论文就可能存在的干扰源做了全面的分析。并针对系统存在各种干扰源提出了电磁干扰、过程通道干扰、印刷电路板干扰、供电系统干扰的抗干扰设计，保证了设备现场工作的精度和稳定。
参考文献：
[1]刘传榕.李学忠.装载机载重测量系统数学模[J].工程机械，1997（1）
[2]王培章.电磁兼容技术，人民邮电出版社，2011
干扰设计论文范文第11篇
论文探讨的是电磁兼容[1]领域，论文介绍了大屏幕数码显示设备的辐射干扰试验，此试验模拟测试此设备在环境中所产生的电磁场，发现在一定程度上设备是会产生一定超限值的电磁场。
针对这种超限值的现象，研究设备的内部，抓出几个较容易干扰的点，进行整改，最终将设备的辐射干扰降低到合格范围内。
论文通过试验、分析和整改，介绍了目前市场上比较常见的大屏幕数码显示设备，和它的辐射干扰试验的试验方法，常见问题的解决对策，探讨了大屏幕数码显示设备在辐射干扰测试中所遇到的一些问题和解决这些问题几类方法。
【关键词】电磁兼容；辐射干扰；极限值
1、设备介绍
1.1系统的介绍
系统模拟显示了一个3行4列的大屏幕显示系统[2]。
大屏幕数码显示设备的桌面为一个（1366*4）×（768*3）的高分辨率[3]的GPS信息地图，该信息显示可以通过多屏拼接控制器的本地硬盘系统直接运行或通过多屏拼接控制器的网络抓屏处理方式运行显示。
1.2设备特性
1.2.1可轻松接入多路信号
可以接受视频（NTSC/PAL）信号以及高清晰度电视信号（HDTV）。
1.2.2内部画面分割器
本产品内部画面分割器可将输入图像进行分割，以达到组墙显示整幅图像的功能。
1.2.3高质量的画面
高分辨率——WXGA：1366×768像素、无残影、高对比度、高亮度、宽视角。
1.2.4方便简单的安装和维护
轻松会聚、符合几何光学原理、长寿命。
1.2.5低功耗
单元最大总耗电量是300瓦。
1.2.6非常可靠的控制系统
本投影设备通过遥控器控制，也可经由RS-232端口通过计算机进行智能控制。
2、辐射干扰试验
2.1辐射干扰的基本概念
辐射干扰[5]（Radiated Emission）：干扰源（待测物）藉由空气（Free Space）之方式而干扰其他电子产品者。实际测试是利用天线于OATS测量待测物之辐射干扰。
2.2辐射干扰的测试架构
以大屏幕数码显示设备为例：
产品：大屏幕数码显示设备
依据标准：GB9254-2008 Class A；
极限值[6]：Class A
A级ITE 1GHz以下辐射限值
频率范围（MHz） 距离（m） 准峰值QP（dBμV/m）
30-230 10（3） 40（42.5）
230-1000 10（3） 47（43.9）
场地：Shielding Room详如ANSI 63.4/CISPR 16，均须符合NSA量测；
EMI接收机：量测准峰值[7] （Quasi Peak）、平均值[8] （Average）；
测试天线：Biconilog（Broad Band）一般适用频率范围： 20～2000MHz，常用于的EMI RE 1GHz以下的量测；
测试架构：待测物置于高80cm非导体桌面，可360度旋转，接收天线置于距待测物3m/10m距离，高度可在1至4米间移动，量测待测物之最大辐射电场强度，以Quasi Peak（准峰值）为准，并应于水平及垂直极化方向各量测一次。
图3 测试架构图
3、辐射干扰试验结果和解决方法
3.1辐射干扰试验结果
图4 30M-300M 垂直 测试图
垂直试验结果如图所示，30M附近预留量较小，155M附近超极限值，垂直极化[9]不合格。
图5 30M-300M 水平 测试图
水平试验结果如图所示，除165M附近有超预留量外，其他均在6dB范围以下，水平极化合格。
3.2辐射干扰试验结果和对策研究
观看测试图水平图基本合格，垂直图存在超差，对垂直极化部分进行问题分析。依据[图430M-300M垂直测试图]：30M、84M、111M、155M附近均超极限值。
经过分析，超极限值的可能是多方面问题产生：
输入电源线造成，输入线过长，电源线未加屏蔽磁环，造成30M附近较低频的部分有超极限值。对策研究：将输入电源线过长部分绕8字线，并将电源线上加磁环用扎线带以固定。
设备外壳屏蔽部分有漏缝隙，设备外壳均为金属材质，金属材质可以屏蔽一定的电磁辐射，而部分设备外壳接缝不紧密，造成电磁场透过外壳屏蔽缝隙，而产生部分点超极限值。对策研究：观察设备的外壳接缝部分，将不紧密部分，压合紧密，部分漏缝部分，可剪适量大小的铜箔，从内侧贴上。
内部的模块传输到显示屏的主信号线造成。对策研究：将主信号线靠近显示屏一段加磁环并用扎线带固定。
由于设备为拼接组合而成，设备的部分点位无法达到密合的效果，造成部分点位的极限值超差。对策研究：针对这部分特殊的点位，可以通过人体辅触的办法，即用手触及产品的外部点位，观察测试图，如触及部分点位，测试图上曲线有明显的下降，即刻记录点位，对该点位进行接地或者接金属部位处理，可贴铜箔加导电泡棉，如有加漆部分，可小面积打磨。
3.3整改后辐射干扰试验结果
经过整改，对设备重新进行垂直极化的试验，得到如下图，试验结果合格。
图6 30M-300M 垂直 整改测试图
4、总结
论文介绍了大屏幕数码显示设备，并通过试验模拟大屏幕数码显示设备在环境中所产生的辐射干扰，以数据为依据，对设备上所产生的超限值的电磁场进行研究，并将其消除。论文只是小批量的通过简易的方式对设备进行整改，但根据整改后的效果可以大批量的运用在设备生产上。
随着科技的进步，设备的功能将越来越多，集成部件和附加功能也随之不断增多，辐射干扰的问题会越来越多，对设备电子和机构设计的要求也就随之加大，需要电子设计、机构设计等的共同努力来完成设备更好的功能实现和更好的符合标准要求。
参考文献
[1]期刊：赵阳，颜伟，赵波，罗永超，李世锦.电路辐射干扰机理诊断与特性估计.电工技术学报，2010-10-26
[2]学位论文：李瑾.LED大屏幕显示系统的视频信息泄漏研究.西安电子科技大学.2011-06-01
[3]学位论文：.高分辨率遥感图像分类技术研究.中国科学院研究生院（遥感应用研究所），2006-04-01
[4]学位论文：刘凤鹏.视频信号转换与光纤传输技术研究.西安电子科技大学，2008-01-01
[5]期刊：庞姬，杨中海，沈庚麟.30MHz～1000MHz电场辐射干扰测试中测量不确定度的评估方法.安全与电磁兼容，2004-06-26
[6]学位论文：周永军.电磁场与生物体相互作用及安全性分析.西安电子科技大学，2011-03-01
[7]期刊：钱时祥，江炜宁，江岩.电磁兼容测试中准峰值检波器数字化设计.电测与仪表. 2010-05-25
干扰设计论文范文第12篇
摘要:
试验设计中往往会碰到带有趋势干扰因子的情形，这类趋势可以是由时间效应或空间效应引起的．本文探讨了幻方及纯幻方在带有趋势干扰效应设计中的若干应用．首先，利用幻方的组合性质，得到了一类设计因子与趋势干扰因子在参数估计上不混杂的设计；其次，采用纯幻方，进一步得到了多因子试验设计中的趋势无关设计；最后，给出了利用幻方和纯幻方构造相应趋势无关设计的基本方法，同时证明了运用同心幻方进行交叉验证的结果．
关键词:
同心幻方；多水平；多项式模型；多因子试验；混杂
1引言
试验设计自20世纪20年代问世至今，已在农业、工业、生物医药、航空航天、经济管理等领域得到广泛应用，各种试验设计方法也得到了迅速发展，如区组设计、部分因析设计、正交设计、均匀设计、空间填充设计、饱和设计、超饱和设计、正交拉丁超立方体设计等等．一般的试验设计方法并不考虑试验顺序，因为试验顺序常采用“随机化”准则．然而，在一些试验中，比如物理或者工程试验中，一次试验常常需要花费一定的时间，而整个试验做完需要一个月或更久，那么，在这些需要长时间完成的试验中，试验单元或者试验环境有可能发生了趋势性的变化．最后的试验结果易受到时间或空间效应的干扰．于是，许多学者对设计顺序进行了研究.早期，Phillips[1-3]、Daniel和Wilcoxon[4]、Draper和Stoneman[5]等讨论了带有时间趋势效应的试验设计顺序问题，他们将时间趋势效应T用一个p阶多项式模型来代替。本文同样采用多项式模型来表示趋势干扰效应．在这一个模型下，Draper和Stone-man[5]讨论了与时间趋势无关(trend-free)的二水平设计，并且还讨论了最小水平变化(levelchange)设计．Cheng和Jacroux[7]给出了二水平时间趋势无关设计的一种构造方法，Jacroux[8]对带有时间趋势的混合水平设计进行了研究，Wang[9]借助并列法对特殊的混合水平情形2p4q进行了讨论．近期，也对含有区组的带有时间趋势的设计顺序进行了研究[10]．然而，文献中对于多水平和混合水平情形的研究仍然较少，对高水平和混合水平因析设计的研究则更少．幻方，也称为魔方(magicsquare)，我国数学家杨辉称其为“纵横图”．其与群论，
组合数学密切相关，在纯数学和应用数学的研究中都有着重要的意义[11-14]．本文不关注幻方在数学中的性质研究或构造，主要关注幻方在统计中，特别是在工程试验设计领域中的应用．事实上，早在1964年，Phillips[1,2]发现了幻方可以用于带有时间趋势干扰的设计，然而这类设计仅包含两个因子，其水平数正好等于幻方的阶数．Hedayat[15]也研究了幻方的若干统计性质，指出在对干扰因子的参数估计上，幻方可以使得相应最小二乘估计的方差达到最小．本文将进一步说明幻方(纯幻方)可以应用在两因子(多因子)试验设计中，其对试验因子的参数估计与干扰因子是1阶趋势无关或线性无关(lineartrendfree)的，并给出相应的构造方法．第2节主要介绍幻方的基本概念及其在带有趋势干扰效应的设计中的应用，借助幻方，可以构造出一类与趋势效应无关的设计，且这类设计主要包括两个多水平因子．第3节给出主要叙述纯幻方在带有趋势干扰效应的设计中的应用．借助纯幻方，可以构造出一类含有多个与趋势效应无关因子的设计，同时这类设计也可以应用在含有交互作用项的设计中．第4节是结束语．
2幻方与两因子趋势无关设计
例1考虑一个化工厂生产的一种化工产品，影响采收率的因素有多个，包括催化剂种类、反应温度等．并且这类试验往往和反应时间有关．下面用表1给出的三阶幻方，来设计一个与1阶时间趋势效应无关的设计顺序，见表2，其包含两个三水平因子，取值为{0,1,2}.由于试验结果往往带有一定的随机性，所得试验结论需要经过一定的统计显著性检验．交叉验证可以进一步对试验结果进行比较研究，如果一个设计能够进行交叉验证，此时的结论具有更高的可靠性．定义2[11,13]同心幻方也称嵌套幻方，其可以从中心开始向外辐射，依次剥去最外一层后的方阵均是幻方．定理3当n为奇数时，一个n阶同心幻方可以安排含有二个1阶趋势无关因子的设计，且可以进行n12次交叉验证．证明设M=(mij)是一个n同心幻方，由定理2，幻方的行和列分别可以看作两个n水平因子，记为A,B，它们均是1阶趋势无关的．所得试验结果可以进行相应的显著性检验．然后，将该同心幻方剥去最外一层，此时可以用来安排一个含有2个n2水平因子的设计，且仍是趋势无关的．于是，可以采用该部分数据进行相应的显著性检验，并与第一次结论进行交叉验证．以此类推，将该同心幻方剥去第二层，并进行第2次交叉验证．综上，可以进行n12次交叉验证．
3纯幻方与多因子趋势无关设计
定理4当n为素数或素数幂时，一个n阶纯幻方至少可以安排含有四个n水平因子的因析设计，且四个因子均是1阶趋势无关的．证明设M=(mij)是一个n纯幻方，由定理2，幻方的行和列分别可以看作两个因子，记为A,B，它们均是1阶趋势无关的．另外，对于纯幻方，存在另外两个1阶趋势无关的因子C,D．设A,B的水平取值分别为a,b，令因子C取值为mod(a+b,n)，因子D取值为mod(ab,n)，即因子C由幻方中从右上往左下的对角线得到，D由幻方的从左上往右下的对角线得到，则由纯幻方定义3可知，所有泛对角线上元素的和均相等．于是。例2对于采收率试验，例1给出了一个与时间干扰效应无关的设计，但所包含的试验因子只能为两个，如果影响因子多于两个，可以考虑下面的设计，见表5，其包含四个因子，水平取值{0,1,2,3,4}．比如，第一次试验的水平组合为(1,2,3,4)，即因子A取1水平，因子B取2水平，因子C取值水平为mod(1+2,5)=3，因子D取值水平为mod(12,5)=4．当n为合数时，虽不能像素数情形直接推出四个与趋势无关的因子，但纯幻方仍然可能给出包含多个因子的设计．下面给出一个包含三个因子的采收率试验设计方案．见表6，因子水平取值为{0,1,2,3}．比如，第一次试验的水平组合为(3,3,0)，即因子A取3水平，因子B取3水平，因子C取0水平．
4结束语
干扰设计论文范文第13篇
【关键词】压力传感器；电磁敏感性；电磁兼容；模拟退火算法；仿真软件分析
电磁兼容是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力[1-2]。电磁敏感性是指存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统能够避免性能降低的能力。在具体论文研究中，将针对传感器的电磁兼容问题，提出优化设计方案，确保提升传感器的电磁敏感性。
1.提高传感器电磁敏感性原因
传感器在运行过程中需具有有一定的抗电磁干扰性[3]，电磁干扰除影响传感器的正常工作外，对人体健康也会造成有害的影响，这样的传感器在实际使用中是不安全的[4-5]，所以需要提高传感器的电磁敏感性，使传感器符合电磁兼容要求。文中所指的传感器，对外界的电磁影响可以忽略不计，故只需要研究传感器的抗电磁干扰性，并提高传感器的电磁敏感性。
2.影响传感器电磁敏感性主要因素
2.1电磁干扰源因素。在传感器运行过程中，由于会受到来自外界的无线电发射装备、高速数字电子设备、整机电气设备的静电放电、接触噪声、电路的过度现象、电磁波反射现象等的影响，产生电磁干扰，从而降低传感器的电磁敏感性[6]。2.2电磁耦合途径因素。在传感器设计中，其电路板上的引线、元器件都会产生电流，也都有电位，因此会在电路板上产生电磁场，若是传感器的电路布线和元器件的布置不合理时，会对传感器正常运行产生寄生耦合干扰，外界介质按电磁场的规律向传感器周围空间发射电磁干扰，也会降低传感器的电磁敏感性[7]。
3.传感器电磁敏感性优化设计
3.1运用模拟退火算法优化
传感器电磁兼容通常需要满足GJBl5lA-1997标准，若是仅运用传感器单层外壳屏蔽的方式并不能满足电磁兼容要求，因此可运用模拟退火算法，原理图见图1，不仅能够避免受到初始条件的约束，也可以找出能够解决电磁干扰的最佳方案，从而提高压力传感器的电磁敏感性。图1模拟退火算法原理图1）初始温度t0的选取t0要选取的足够大，Johnson等建议通过计算若干次随机便换目标函数平均增量的方法来确定t0的值。其中，为上述平均增量，x0为初始接收率，一般取0.8～1之间的数。2）温度衰减函数的选取一个常用的温度衰减函数是其中，α取0.5～0.99之间的数，固定控制参数值的衰减步数K，把区间[0,t0]划分为K个小区间，把温度衰减函数取为：3）Markov链的长度Lk的选取固定长度：Lk通常取为问题规模n的一个多项式函数。有接受和拒绝的比率来控制Lk：当温度很高时，Lk应尽量小，随着温度的渐渐下降，Lk逐步增大。4）终止温度tf（停止准则）的选取用循环总数控制法、接收概率控制法等进行选取。
3.2运用仿真软件分析优化
运用Protues（英国LabCenterElectronics公司出版的EDA工具软件）软件进行传感器电磁兼容仿真，仿真分析传感器的电磁敏感性薄弱环节，从而有针对性的进行相应优化，在优化设计后明显缩小了磁场的聚集点范围，大大削弱电磁干扰强度，传感器的电磁敏感性得到了提高，仿真图见图2。
3.3提高电磁敏感性的其它方法
3.3.1电磁屏蔽用屏蔽体将干扰源包封起来，或用屏蔽体将传感器包封，使传感器免受外界空间电磁场的影响。屏蔽技术虽然能有效地阻断电磁干扰的传播通道，但又会使传感器维修不便，并导致重量、体积和成本的增加，所以应采用合理的措施。3.3.2优化信号设计传输信息的电信号需要占用一定的频谱。为尽量减小电磁干扰，对有用信号应规定必要的最小占用带宽，这有赖于优化信号波形。3.3.3完善线路设计应设计和选用自身发射小、抗干扰能力强的电阻线路作为传感器的单元电路。3.3.4合理布局合理布局包括系统设备内各单元之间的相对位置和电缆走线等，其基本原则是使感受器和干扰源尽可能远离，输入与输出端口妥善分隔，高电平电缆及脉冲引线与低电平电缆分别敷设，通过合理布局能使干扰减小到最小程度。3.3.5滤波滤波是借助抑制元件将有用信号频谱以外不希望通过的能量加以抑制，它既可以抑制干扰源的发射，又可以抑制干扰源频谱分量对敏感设备、电路或元件的影响，滤波能十分有效地抑制传导干扰。3.3.6接地与搭接不管是否与大地有实际连接，只要为电源和信号电流提供了回路和基准电位，就通称为接地。电子设备接地是抑制噪声和防止干扰的重要措施之一。设计中如能周密设计地线系统，使用接地、滤波和屏蔽等措施，能有效提高传感器的电磁敏感性。
4.实例仿真分析解决电磁干扰
取三只传感器，按GJBl51A、GJBl52A条件进行试验，分析比较传感器在优化设计前和试验中的零位输出值，相关数据见表1。由表1可以看出，优化设计后的传感器其电磁敏感性得到了很大的提高。
5.结论
综上所述，传感器由于受到电磁干扰的影响，会降低传感器的电磁敏感性，因此需要对传感器进行优化设计，可运用模拟退火优化算法和仿真软件分析来预测传感器频能量分布的聚集点与畸变点，合理调整传感器设计方案，并对传感器做好电磁屏蔽、优化信号设计、完善线路设计、合理布局、滤波、接地与搭接等，对提高传感器的电磁敏感性，解决传感器的电磁干扰，能发挥积极的应用价值。
作者:雷钢 王长虹 齐虹 刘亚娟 刘涛 单位:中国电子科技集团公司第四十九研究所
参考文献
[1]曹俊,郑洁.共轨压力传感器的电磁兼容性试验研究[J].车辆与动力技术,2014.
[2]陈竹健,杨敏,夏状东.机车用压力传感器电磁兼容设计[J].机车电传动,2016.
[3]陈得民.机动车MEMS压力传感器电磁兼容测试[J].上海计量测试,2015.
[4]杨开宇,谭天洪,高印寒等.基于HFSS仿真分析的控制箱电磁兼容[J].实验室研究与探索,2014.
[5]李彦芳,杨晓斌,郑璐等.一种高精度压力传感器的设计与实现[J].电子设计工程,2016.
干扰设计论文范文第14篇
【关键词】测试系统;电磁干扰;实验方法
引言
钢轨内应力测试系统以单片机为控制核心，应用纵横弯曲理论建立无缝线路轨道力学模型，根据钢轨内应力计算公式，以电测应力法进行比较分析[1]，测量时使被测段钢轨悬空，在其中部施加一横向挠动力，分别测试钢轨的横向力、横向位移、轨温和湿度等信号，将信号经A/D转换后计算，快速、准确得出被测线路的内应力，并可将测量数据进行存储，操作人员可通过液晶显示屏测试和查询。
作为电子类产品，提高测试系统的抗电磁干扰能力及屏蔽性能是研发、生产、使用过程中不可缺少的环节。
1.钢轨内应力测试系统的组成
本系统硬件部分由单片机控制器、A/D转换模块、传感器和自加载施力机构等组成。系统选用W77E532单片机为控制核心;压力、位移、温度和湿度为测量钢轨内应力的必要参数;自加载施力机构通过电机给被测钢轨施加定量的压力;U盘存储功能可将系统内数据转存至U盘，可通过U盘将数据转存至上位机管理软件，也可直接通过数据线将测试仪主机的数据转存至上位机。
2.钢轨内应力测试系统的抗电磁干扰方法
2.1 线路板抗电磁干扰设计
以W77E532为处理核心的控制系统具有灵敏度高、处理速度快等特点，正因如此，也更容易影响测试系统的抗电磁干扰能力，测试过程中使系统的性能指标偏离设计要求，导致测量结果误差大[2]，因此抗干扰技术己成为设计单片机控制系统时必须考虑的环节。本系统控制电路的抗电磁干扰部分除了采用常规方法，如数字地和模拟地单点相连、缩短旁路电容地线长度、相互关联的元器件尽量放得靠近外，还采取了以下措施：
（1）采用线性光耦PC817将所有模拟量信号与数字量信号输入输出端隔离，为了提高隔离效果，我们将PC817纵向排列整齐，沿PC817焊脚内侧在线路板上开槽。
PC817光电耦合器输入部分和输出部分采用独立的5V电源供电，数字量5V由锂电池经2940稳压后提供，模拟量5V由DC-DC5V提供。
（2）低压差稳压器LM2940及其滤波器件远离单片机放置;
（3）数字量部分沿PC817开槽处双面覆铜接地。采用金属敷层屏蔽材料抑制电磁干扰也是目前常用的方法之一，通过非电解电镀、阴极溅射、真空镀金等方法在绝缘材料的表面形成导电金属薄层[3]，可以提高电子设备的抗干扰能力。
2.2 供电部分的抗电磁干扰设计
钢轨内应力测试系统由8V锂电池供电，经两个低压差三端稳压器LM2940后，固定输出5V，LM2940内部含静态电流降低电路、电流限制、过热保护、电池反接和反插入保护电路，再经容阻滤波，给数字量电路供电。
模拟量电路电源经LM2940降压后，由DC-DC5V提供。
2.3 传感器部分抗电磁干扰设计
本系统共有1路数字量和4路模拟量输入，有位移、压力、温度、湿度和电压信号，其中，位移、压力2路信号对测试结果具有决定性影响，我们主要对这2路传感器信号做了抗电磁干扰处理：
（1）位移信号的采集使用千分表，其输出为数字信号，是不随时间连续变化的量，数字信号抗干扰能力强;
（2）压力信号由JLBS-Ⅱ型拉力传感器提供，其采用箔式应变片贴在合金钢弹性体上，可承受拉、压力，具有测量精度高、稳定性能好、温度漂移小、输出对称性好等特点。由于压力传感器的变送器电路处理的是比较微弱的信号，而且还要进行信号转换，外界干扰极易耦合到电路中从而影响有用信号。因此，本系统的压力信号采用电流传输代替电压传输，接收电路低的输入阻抗和对地悬浮的电流源（电流源的实际输出阻抗与接收电路的输入阻抗形成并联回路）使得电磁干扰对电流信号的传输不会产生大的影响，可获得较好的抗干扰性能。
另外，本系统针对模拟量输入通道的抗电磁干扰还采用了以下措施：压力、温度、湿度传感器使用屏蔽线，屏蔽层与线路板GND相连，尽量缩短信号线长度。
2.4 外壳抗电磁干扰设计
为了使外壳在操作者和内部电路间建立隔离、形成屏蔽层，起到抗电磁干扰作用，本系统主机箱采用金属铝壳，既可以防止因操作者对金属外壳的直接接触放电造成干扰，又可以防止环境干燥时操作者对周围物体放电形成的电磁干扰耦合到测试系统内部。即便如此，我们在做抗电磁干扰试验时，发现还是存在干扰现象，液晶屏出现乱码，经过分析，我们认为此现象是由于主机箱上铣了液晶屏安装槽、航空插座孔、充电口、电源开关孔、键盘孔等造成，于是又采取了以下抗干扰措施：
（1）尽量缩短主机箱内部导线长度，并在每根导线上增加磁环;
（2）将主机箱内固定线路板的所有金属小件都更换为绝缘材料，在液晶屏与主机箱外壳之间增加一层绝缘纸;
（3）主机箱内部在充电孔、航空插座孔、电源开关孔及液晶屏开孔处喷涂三防漆，三防漆是一种特殊配方的涂料，用于保护线路板及其相关设备免受坏境的侵蚀。三防漆具有良好的耐高低温性能，其固化后成一层透明保护膜，具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能;
（4）主机箱底部装设一只金属螺帽作为电磁干扰泄放通道，在操作者对外壳的孔、洞、缝隙放电时将放电电流泄放，防止对内部电路直接放电。
2.5 软件抗电磁干扰设计
若单靠硬件措施消除干扰会增加系统的硬件成本，使系统复杂化，而且并非所有因干扰而产生的故障都可通过硬件抗干扰措施得到完全解决;软件抗干扰技术不仅可使系统结构简化，成本降低，设计也很灵活方便[3]。
本系统的控制软件由KeilC编制，软件组成主要包括A/D转换、键盘响应、液晶显示、数据存储读取及分析计算等部分。本系统采用数字滤波、设立软件陷阱、看门狗（Watchdog）和软件冗余等技术，提高系统的抗干扰能力。
3.结束语
影响钢轨内应力测试系统抵抗电磁干扰能力的因素有很多，本文从系统硬件的线路板、供电电源、传感器、外壳等部分入手，分析并提出了测试系统抗电磁干扰的方法，提高了测试系统的抗电磁干扰的能力，解决了系统受干扰时液晶显示屏出现乱码的情况，保证了系统运行的稳定性。
参考文献
[1]王建文.无缝线路温度力及锁定轨温测试技术研究.扩大铁路对外开放、确保重点物资运输――中国科协2005年学术年会铁道分会场暨中国铁道学会学术年会和粤海通道运营管理学术研讨会论文集，2005.
[2]李志宇.单片机控制系统抗干扰设计.电子测量技术2007，30：100-102.
干扰设计论文范文第15篇
摘要：文章首先分析了包头市CMMB单频网与GSM系统共站址时的主要干扰类型，给出了各种干扰的数学计算模型，然后详细阐述了CMMB单频网与GSM系统相互之间的干扰情况，结合实际情况得出了CMMB单频网与GSM系统共址建设时所需的隔离度及天线空间隔离要求，并给出了工程实施过程中的解决方案。
关键词：CMMB系统 GSM系统 干扰 杂散干扰 阻塞干扰 隔离度
CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting （中国移动多媒体广播）的简称。它是国内自主研发的第一套面向手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑等多种移动终端的系统，地面发射中心将信号发向S波段同步卫星后，同步卫星对接收到的信号进行转发，转发后的S波段信号直接被地面的接收终端接收下来，也可以通过增补转发器处理后被地面的接收终端接收下来。实现“天地”一体覆盖、全国漫游，支持25套电视节目和30套广播节目。
一、主要干扰的数学模型
由于需要共址建设，为了保证各系统间不至于互相影响，需要对各系统间的干扰情况进行分析。从形成机理的角度，系统之间的干扰可以分为杂散干扰、接收机互调干扰和阻塞干扰。下面我们分别阐明这三种干扰的数学模型。
1、杂散干扰
由于发射机中的功放、混频、滤波等器件工作特性非理想，会在工作带宽以外较宽的范围内产生辐射信号分量（不包括带外辐射规定的频段），包括电子热运动产生的热噪声、各种谐波分量、寄生辐射、频率转换产物以及发射机互调等。3GPP将该部分信号通归为杂散辐射，因为其分布带宽很广，也有文献称为宽带噪声。
2、互调干扰
互调干扰包括多干扰源形成的互调、发射分量与干扰源形成的互调（TxIMD）、交叉调制（XMD）干扰3种。多干扰源形成的互调是由于扰系统接收机的射频器件非线性，在两个以上干扰信号分量的强度比较高时，所产生的互调产物。发射分量与干扰源形成的互调是由于双工器滤波特性不理想，所引起的扰系统发射分量泄漏到接收端，从而与干扰源在非线性器件上形成互调。交叉调制也是由于接收机非线性引起的，在非线性的接收器件上，扰系统的调幅发射信号，与靠近接收频段的窄带干扰信号相混合，将产生交叉调制。
3、阻塞干扰
阻塞干扰并不是落在扰系统接收带宽内的，但由于干扰信号功率太强，而将接收机的低噪声放大器（LNA）推向饱和区，使其不能正常工作。扰系统可允许的阻塞干扰功率一般要求低于LNA的1dB压缩点10dB。当较强功率加于接收机端时，可能导致接收机过载，使它的增益下降。原因是放大器有一个线性动态范围，在此范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加，这两个功率之比就是功率增益G。随着输入功率的继续增大，放大器进入非线性区，其输出功率不再随输入功率的增大而线性增大，也就是说，其输出功率低于所预计的值。
二、天线隔离标准
为保证好的系统性能，上述三种性能下降必须避免或最小化。因此必须保证两个同址基站的天线间有好的隔离度。一般来说工程上对以上三种干扰应遵守以下准则：
1、扰基站从干扰基站接收到的杂散辐射信号强度应比它的接收噪声底限低10dB。
2、在扰基站生成的三阶互调干扰（IMP3）电平应比接收机噪声限低10dB，原因与第一条准则相同。
3、受干扰站从干扰站接收到的总载波功率应比接收机的1dB压缩点低5dB，这主要是因为工程上为了避免放大器工作在非线性区，常把工作点从1dB压缩点回退5dB。如果系统间的隔离度能够满足以上准则，受干扰系统的接收机的灵敏度将只下降0.5dB左右，这对于绝大多数通信系统来说都是可以接受的。
4、CMMB系统与GSM系统间的干扰与隔离分析。
综上所述，产生干扰的最终原因与共址站之间的天线隔离度有很大关系。为了将性能损失降到最小而不修改现有的发送和接收单元，在共址站间需要保持适当的隔离。所以问题主要集中在CMMB系统对GSM系统的干扰上。
三、结 论
宏站天线之间的隔离度需求以杂散隔离度要求与阻塞隔离度要求之间取大值，综上所述，CMMB系统与GSM系统之间最大的干扰为CMMB系统对GSM系统的杂散干扰，隔离要求为62dB。在工程中只要能满足最大干扰的隔离要求，其他干扰的隔离要求也能满足。在本工程中，由于第一次采用共址建设，并且工期要求比较紧，不再进行主设备的投资，同时又不能改变GSM网现网的结构，所以，可以通过对天线空间隔离度进行分析，计算出所需的空间隔离距离以满足实际工程的需要。
四、天线空间隔离度
天线距离与隔离度之间有对数线性关系。Celwave和kathrein天线公司以及麦罗拉等在试验的基础上，总结出了空间隔离计算的经验公式，符合一般的计算要求，是具有高通用性和公认的特定情况下的蜂窝移动天线隔离度计算公式，是分析不同运营商基站隔离度状况，解决隔离度计算分歧，达到统一的判断标准。
五、结束语
需要指出的是本文只是根据规范对接收机和发射机的性能要求而提出的一种隔离度计算方法，这种要求是设备至少应满足的要求。同时，关于目前各电信运营商共址建设系统间干扰的结论性成果已经有很多，本文之所以取材这个题目主要是因为在实际工作当中遇到CMMB系统与通信系统进行共址建设的问题，而当时施工时也没有理论依据，所以特对其进行分析、计算并指导施工。
参考文献：
《移动多媒体广播 第1部分：广播信道帧结构、信道编码和调制》（GY/T 220.1-2006）
《移动多媒体广播 第2部分：复用》（GY/T 220.2-2006）
《地面数字电视广播单频网适配器技术要求和测量方法》（GYT 229.1-2008）
《地面数字电视广播发射机技术要求和测量方法》（GY/T 229.4-2008）
《无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法》（GB 13421-92）
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《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》（GB 20600-2006）
《无线电设备杂散发射技术要求和测量方法》（YD/T 1483-2006）