干扰设计论文例1

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。

干扰设计论文例2

1.引言

现代控制理论中，线性二次型最优控制问题的解可以写作统一的解析表达式，并且这类问题能够实现求解过程的规范化，在求解过程中能够得到一个简单的线性状态反馈控制律，易于构成闭环系统，已逐渐成为控制领域较为重要的设计方法之一。但在实际工程应用中，系统或多或少会受到外部干扰的影响，这在一定程度上会对系统的跟踪性能以及稳定性产生一定的影响。为此，必须利用额外的方法对外部干扰进行抑制，以最大限度地减小因干扰对系统所造成的影响。

本文根据干扰观测器的原理，设计了基于干扰观测器的二次型最优控制器，预测干扰并对干扰进行补偿，以抑制干扰对系统的影响。

2.最优控制器的设计

在线性时不变系统中，假设其状态空间描述为：

（1）

式中：x（t）为n维状态向量；U（t）为m维控制向量，且不受约束；W为P维干扰信号向量；y（t）为q维输出向量；A，B，B，C分别为维数适当的常数矩阵。假设为q维期望输出向量，e（t）为误差向量，由下式定义：

（2）

本文所要研究的问题是：给定线性时不变系统（1），在对干扰抑制的同时，设计状态反馈控制器K，得控制律为：

u（t）=Kx（t） （3）

使得系统能实现对参考输人的渐近跟踪，即：

（4）

最优控制就是寻找一个控制u（t）误差向量e（t）保持在允许的误差范围内，假设控制变量不受限制，要使误差最小，需要非常大的控制能耗。因此，一方面要求误差最小；另一方控变量不要太大。

基于跟踪问题最优解的结论，可容易导出最优跟踪控制的结构图，如图1所示。

3.干扰观测器的设计

干扰观测器的基本思想是，将外部力矩干扰及模型参数变化造成的实际对象与名义模型输出的差异等效到控制输入端，即观测出等效干扰。在控制中引入等效的补偿，实现对干扰完全抑制，基本结构如图2所示。

图中的为对象的传递函数，d为等效干扰，为观测的干扰，u为控制输入。由此图可求出等效干扰的估计值为：

（5）

对实际物理系统，其实现存在如下的问题：

在通常情况下，的相对阶不为零，其逆在物理上不可实现；

对象的精确数学模型无法得到；

考虑到测量噪声的影响，该方法的控制性能将下降；

解决上述问题的唯一方法是在的后面串入低通滤波器，并用名义模型的逆-1来代替。

为对象的传递函数，d为等效干扰，为等效干扰的估计值，n为传感器的等效测量误差，Q（s）为干扰观测器的低通滤波器，为参考模型。控制器的输出为：

（6）

式中：c为最优控制器的输出。干扰观测器的设计主要是对滤波器Q（s）的设计，其决定整个扰观测器的动态性能。如何使干扰观测器获得好的动态性能和高的稳定性是Q（s）设计的关键。因此，Q（s）的相对阶数应大于参考模型的相对阶数。Q（s）的带宽设计应在干扰观测器的鲁棒性和扰抑制能力之间折中。

4.仿真研究

为不失一般性，可设被控对象传递函数为：

（7）

设伺服系统被控对象为：

（8）

取Q=5000，R=1，利用Matlab中的控制系统工具箱（ControlSystem Toolbox）提供的lqr（）函数设计最优控制器，得最优控制器为：K1=70.7107，K2=[70.71053，0.40526]

因为系统结构参数的变动主要表现在状态方程中系数的变动，因此的传递函数为：

（9）

利用干扰观测器可以实现对外部干扰的抑制，使因外部干扰而引起的系统误差减小，从而使输出跟踪曲线能很好地跟踪输入信号。

5.结束语

本文研究了利用最优控制理论中二次型性能指标对线性系统进行设计，对于外部的干扰，利用干扰观测器对干扰进行观测，并实现对于扰的抑制。在有外部干扰的情况下，对有无观测器进行仿真可知，在利用控制系统的标称模型实现二次性最优控制的同时，用干扰观测器对外部干扰进行抑制的最优控制方案是非常有效的。

参考文献

[1]胡寿松，王执铨，胡维礼.最优控制理论与系统[M].南京：东南大学出版社，1994：326-331.

[2]李璋，李纪武.基于Matlab的线性二次型最优控制设计[J].湖北大学成人教育学院学报，2003，21（1）：75-77.

[3]A.E.Bryson Jr.Optimal control-1950 to 1985[J].IEEE Control Systems（1996）：26-33.

干扰设计论文例3

中图分类号：V243 文献标识码：A文章编号：

一．引言

当前我国的经济快速发展带动了我国电子行业的迅速发展，各种各样的电子产品相继诞生，电子产品的应用也日益的广泛，可以说电子产品已经成为了人们生活工作的一个重要的组成部分。我们知道电子干扰是有很大的危害性的，它不仅仅严重的降低了电子系统的可靠性，还能够对人体的健康产生很大的负面作用。例如一些电子产品以及仪器就对电子电路的干扰十分的敏感，最常见的有家用电器比如收音机，电视机等等，还有一些医用设备，比如心脏起搏器等等。这些对电子电路的干扰电磁波都十分的敏感，干扰严重影响了这些设备的正常工作，严重的甚至使这些设备无法工作。为此，我们必须重视电子电路抗干扰能力的设计，可以说电子电路的抗干扰能力已经成了当前电子电路设计的一个非常重要的一方面，我们知道电子电路的电磁干扰是无处不在的，这就需要我们从设计开始来采取一系列的措施，提高电子电路设备的抗干扰能力。

二．电子干扰的分类以及危害

按照干扰源的不同我们可以将电磁干扰分为空间辐射干扰和传导干扰。以下将分别分析说明这两种干扰的危害性。

1.传导干扰及其危害电子电路的工作离不开整流电源, 电网的干扰的传输介质是电源线，我们知道电子系统内部的各个组成部分是相互联系的，它们之间也是通过各种线连接起来的，而电磁干扰也可以通过线进行传播，对系统产生影响，导致其不能正常工作。

2.电磁干扰中最为常见的是空间辐射干扰，它是通过空间传播的。也被叫做辐射型干扰。我们一般把空间辐射干扰分为远辐射干扰以及近耦合干扰两种形式。电子系统内部各部分电路之间的干扰被称为近场耦合干扰, 系统和设备之间的干扰叫远场辐射干扰。一般而言电源电路以及信号电路都可以产生辐射。特别需要注意的是它们在高频以及超高频情况下, 电磁能量通常会像空间产生辐射, 之后相互作用产生辐射形成干扰。我们知道电子电路的工作受辐射的影响很大, 轻则系统不稳定, 重则可能导致电子电路无法正常工作。

三．在电子电路中比较常见的干扰

1.来自电网中的干扰

我们知道，大部分电子电路都是用的直流电源，而这些直流电源是交流电源经过电网变压以及稳压之后提供的。我们知道干扰信号是可以通过交流电流传播的，正是因为如此，一些干扰信号就会通过交流电流进入电子系统中，产生干扰作用，影响电子电路的正常运行。

2.来自地线中的干扰

存在于电子系统内的干扰就是地线干扰。一般而言电子系统之中的各个组成部分都是公用同一个直流电源，在不同部分的电流流过公共地电阻时就会产生电压降，而电压降是具有干扰作用的，就形成了地线干扰。

3.来自信号通道中的干扰

我们知道信号的传输距离一般都比较长，而在这个过程中信号往往会很容易受到周围环境的影响，对其产生比较强的干扰，致使信号失真，从而影响了电子电路设备的正常工作

四．电磁干扰的抑制方法

我们知道电磁干扰是有很大的危害性的，不仅仅是对一些电子设备产生影响，使之不能正常的工作，时期稳定性下降，所以提高对电磁干扰的抵抗能力显得十分重要。以下就介绍几种常见的电磁干扰抑制方法。

1.电源干扰的抑制

（1）为了抑制电网干扰我们可以有以下方法：

①我们可以在电源的变压器加屏蔽层

②在电源输入端加设电磁干扰滤波器

（2）为了抑制整流电源纹波干扰，首先必须设计一个稳压电源。但有时, 尽管稳压电源质量较高, 电子电路仍然不能正常工作, 其中原因之一, 可能是整流电源输出端到放大电路输入端的连线较长, 如超过20cm 时, 电子电路的前置放大器即应加滤波电路。

（3）为了抑制电源寄生耦合干扰，我们可以在多级共用整流电源的场合加设去耦滤波电路。

2.杂散电磁场干扰的抑制电子电路周围总是存在着一些杂散电磁场, 它极易通过放大器的输入级或某些电容、电感形成对电子设备的干扰, 可采用以下办法加以抑制。

（1）合理布局减小干扰布局不合理时, 也易引进干扰, 可通过合理布局来减小干扰。

（2）采用电磁屏蔽技术减小干扰屏蔽分静电屏蔽和磁屏蔽两种,它可以有效地将干扰源与扰部件隔离开来。静电屏蔽应采用高导电率材料, 如用铜或铝制作, 比用铁制作效果好。磁屏蔽应采用高导磁材料, 如用铁氧体、坡莫合金等制作。

①静电屏蔽。静电屏蔽措施, 可采用屏蔽板或屏蔽罩。注意静电屏蔽时其屏蔽板或屏蔽罩必须有良好的接地。

②磁屏蔽。磁屏蔽的屏蔽原理是, 将扰部件置于屏蔽罩中, 使干扰磁力线不进入扰部件。

③屏蔽线。对于一些信号传输线不可能将其置于屏蔽罩中, 可以采用屏蔽线。注意屏蔽线的两端必须有良好的接地。

（3）采用光电隔离技术减小干扰电子电路设计中经常需要将一些传感器得到的电信号输送到放大器, 为防止信号传输中的干扰可采用光电隔离技术。光电耦合器的类型可根据实际信号情况选择。

3.接地干扰的抑制接地是抑制和防止干扰的重要措施。良好的接地可以减小或避免电路相互间的干扰。原则是模拟与数字接地应分离, 减小地线阻抗、选择合适的接地方式等。

五．结束语

我们知道，可以说电磁干扰是普片存在的，而且电磁干扰具有很强的危害性，不管是对电子设备的危害性，还是对工作人员的危害性，这些都会产生严重的后果。所以我们必须要重视这一点。在实际的工作中，我们必须提高电子电路的抗干扰能力，如果电子电路的抗干扰能力不够的话，那么会使电子设备的系统可靠性极大的降低，即使其他的设计符合规定，只要其抗干扰能力不够，那么它也是无法正常工作的。所以在进行电子电路设计时必须充分考虑这个方面，重视这个问题的严重性，并且在实际的工作中，也要不断地对其设计方法探讨研究，不断地增加经验，不断的改进，只有这样才能使电子电路的设计更加的科学合理。

参考文献：

[1]吕俊霞Lv Junxia 电子电路的抗干扰方法与技术[期刊论文] 《印制电路信息》 -2006年8期

[2]李晓海 电子电路的抗干扰技术探析 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年9期

[3]蒋伟丽Jiang Weili 浅谈电子抗干扰技术 期浅谈电子电路的抗干扰技术 [期刊论文] 《丽水学院学报》 -2007年2期

[4]郭宝山周勤荣 浅谈电子电路的抗干扰设计 [期刊论文] 《山西电子技术》 -2011年5期

[5]浅析电子电路的抗干扰措施 [期刊论文] 《南北桥》 -2008年7期高玉荣管志刚

干扰设计论文例4

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)

干扰设计论文例5

中图分类号：V443 文献标识码：A文章编号：

一．引言

我们知道在电子电路设计中的接地技术直接关系到了电器的使用寿命以及安全程度。在我国当前，各种各样的电子产品相继诞生，电子产品的应用也日益的广泛，可以说电子产品已经成为了人们生活工作的一个重要的组成部分。我们知道电子干扰是有很大的危害性的，它不仅仅严重的降低了电子系统的可靠性，还能够对人体的健康产生很大的负面作用。例如一些电子产品以及仪器就对电子电路的干扰十分的敏感，最常见的有家用电器比如收音机，电视机等等，还有一些医用设备，比如心脏起搏器等等。这些对电子电路的干扰电磁波都十分的敏感，干扰严重影响了这些设备的正常工作，严重的甚至使这些设备无法工作。为此，我们必须重视电子电路抗干扰能力的设计，可以说电子电路的抗干扰能力已经成了当前电子电路设计的一个非常重要的一方面，这是因为如此接地技术才显得如此重要，可以说接地技术的高低已经直接影响到了电子电路的抗干能力了。

二．接地技术的种类和目的

我们知道电磁干扰对电器具有很大的影响，严重的降低了其稳定性，也不利于工作人员的身体健康。为了保证用户用电的安全可靠，必须注意电子电路设计中接地技术的科学合理性。我们知道安全保护接地是接地技术中比较常见的一种，采用这种接方式地主要是为了保护用户的安全，在实际的生活中有的电器年记哦久了，则其绝缘性能下降，这样就给用户带来了很大的安全隐患，采用这种保护性的接地就是为了消除这种安全隐患而采取的措施。再者一些电器设备在运行的过程中会产生积累静电，这样就及其容易引起接触性的触电，甚至引起电器的爆炸，其危害极大，为了防止类似情况的发生，一般采用的接地方法是屏蔽接地法，能够有效的防止静电积累造成的损失。最后我们知道电磁干扰对电器设备是有很大的影响的，为了避免电器设备受到太多的电磁干扰，采取接地的方法可以有效的配出干扰，保证电器正常运行。

三．接地技术中的接地方式

电子电路设计中接地方式是比较多的，其接地方式不同那么它产生的效果也会不同，所以对于比较常见的几种接地方式我们要充分的了解，只有这样才能在具体的电子电路设计时运用自如。以下介绍两种最为普片使用的接地方式。

保护接零

一般用于三相四线制供电系统中的中性线，是电路环路的重要组成部分，在零线直接接地的一相四线制电网中，设计中一定要注意将电子电器设备征程运行时小带电的金属外壳于电刚的零线连接起来，这样一旦当电器设备中的某一项发乍漏电或者是碰壳时，由于事先金属外壳与零线相连，形成的单向短路，电流非常大，使电路保护装置迅速动的切断电源，从而保护了操作人员的人身安全和电网其他部分的正常运行，同时也可以避免一些重大安全事故的发生。

保护接地

接地保护的主要目的是为了防止用户触电，为了保护用户的安全而采取的措施，保护接地可以说是电子电路设计中最为常见的接地方式，一般来说对于那些中性点不接地的电网都采用保护性的接地方式，采用这种方式则电器设备的支架以及外壳均要接地，这样能够取得比较好的效果，有效的保护的电器安全一用户的安全。

四．电子电路设计中系统接地

通过接地技术的研究我们知道电子电路仪器中的电子仪器设备控制系统中遇到经常需要解决的就是系统接地问题，这也是设计中的一大难点。系统接地线是各种电路中的静态，动态电流的通道，同时又是各级电路通过共同的接地电阻相互耦合的途径，这样就形成了电路之间相互干扰的薄弱环节，所以电子电路设备中的切抗干扰技术，都和接地有很直接的关系。设计合理的接地足抑制噪音和防止干扰的主要途径，不仪能保证电子电器设备的正常，稳定和可靠性工作。

五．电子电路设计中系统接地的原则

根据不同的干扰源要设计不同的接地技术和工艺，不能存在侥幸认为电路中只要有一点接地就能消除干扰，要寻求综合性质的接地方式，才是最为安拿有效的，接地点的选择要恰当，避免设计不当引起的新的干扰。接地点的选择除了安全性外、还要一并考虑屏蔽效果的兼容性，就是要通过接地屏屏蔽技术达到消除多种干扰的综台目的。一般来说．电子电路设计如何和大地接触，与系统的工作稳定性能有着极为密切的关系，设计中常用以下三种方式。

1.浮地方式．不接触大地的悬浮方式。是将电路设备与公共地可能引起环流的公共导线隔离开来，从而抑制来自接地线的干扰。这种接地方式的缺点是设备不与大地直接相连．容易出现静电积累现象，这样积累起来的电荷达到·定程度后，在设备和大地之间会产生具有强人放电电流的静电击穿现象。

2.单点接地方式，我们知道采取两点接地扥方式很容易形成接地环路，一点接地的主要功能就是消除接地环路的形成。

3.多点接地方式，对于工作频率较高的高频电路，由于各元器件的引线和电路本身布局的电感都将增加接地线的阻抗，一点接地方式已不再适用

五．结束语

当前我国的经济快速发展带动了我国电子行业的迅速发展，各种电子产品相继诞生，并且应用日益广泛。在当前，我们已经进入了信息时代，各种各样的电子产品已经成为了人们生活的一部分，和人们的生活紧密相连，所以电子产品已经成为了当今不可或缺的一部分。但是我们知道，电子产品都存在电磁干扰，这不仅仅严重影响了电子系统的可靠性而且也严重危害到了工作人员以及用户的健康状态。所以，正是因为这个原因在进行电子电路设计时，我们要充分考虑其接地技术，这样可以有效的抗干扰能力。提高电子设备的抗干扰能力不仅仅可以提高经济利益还可以提高社会效益。可以说科学的接地技术已经成为了电子电路设计的一个重要的方面，是在电子电力设计工作中必须认真考虑的问题，其重要性不言而喻。所以本文就这个问题作了简单的探讨。

参考文献：

[1]吕俊霞Lv Junxia 电子电路的抗干扰方法与技术[期刊论文] 《印制电路信息》 -2006年8期

[2]李晓海 电子电路的抗干扰技术探析 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年9期

[3]蒋伟丽Jiang Weili 浅谈电子抗干扰技术 期浅谈电子电路的抗干扰技术 [期刊论文] 《丽水学院学报》 -2007年2期

[4]郭宝山周勤荣 浅谈电子电路的抗干扰设计 [期刊论文] 《山西电子技术》 -2011年5期

[5]浅析电子电路的抗干扰措施 [期刊论文] 《南北桥》 -2008年7期高玉荣管志刚

干扰设计论文例6

1 绪论

1.1研究背景

自从电的应用领域不断拓宽，我国对电力的需要也不断增长。然而我国的能源分布不均匀，西南地区主要是水力资源，华北、西北地区主要是火力资源。东部沿海地区出现电力超负荷状态。所以我国要进行电力输送就要建设能源传输通道。电力采用高压输电，损耗的能量最小。

高压输电线路具有电压高、电流大、导线截面粗等特点。高压输电技术中的高压电晕效应和电磁场及其影响属于电磁环境。居民认为其影响了当地居民的环境，给人类带来危害，主要是它会产生感应电荷和暂态电击，还会容易产生火灾，重要的是电晕放电产生的无线电干扰无线通讯，还会产生噪音。关于上述居民反映的问题，国家在设计高压输电线路时要予以充分考虑。

1.2 研究现状

为了解决无线电干扰和可听噪音，各国对高压交流输电线路电磁环境问题进行了电晕笼试验和试验线段试验。试验线段试验具有可长时间测量无线电干扰和可听噪音的优点；电晕笼试验具有结构简单、易于调整、周期短等优点。试验线段试验对于环境干扰较大，所以电晕笼试验更受国家的重视。众多国家开展了电晕笼试验的研究，获得各种气候条件下的预测公式，并得到了无线电干扰和可听噪声的计算公式。交流线路中用二维模型计算电磁场的分布情况，而用有限差分法、有限元法、等效电荷法及矩量法等方法计算电场。学者对于高电压大电流方式输电产生的生态影响做了许多研究。其中产生的电场和磁场对于居民存在着生理影响和电击影响。目前，经专家调查电场和磁场对于人类只有轻微影响。而产生的可听噪音很大时可能会影响着当地居民的工作和休息，干扰人类的谈话，严重时会有产生耳聋的危险。研究结果显示，高电压大电流方式输电对于人类健康和生活基本没有影响。

1.3 研究内容

学者对于常规架设方式下的电磁环境特征参数进行分析。建立模拟模型和计算模型得到的结果进行验证，总结影响电磁环境特征参数的方面。根据各种参数，改善线路的最佳位置及其排列方式。建立交流线路交叉跨越区域的电磁环境参数模型，改善线路在交叉跨越区域的排列方式和相对高度。总结研究成果，对于各种参数进行组合，得到完美的结合，完善交流输电线路。

2常规架设方式下的电磁环境

电磁环境的预测通常有两种方法：一种是类比测量，测量运行中的各方面情况相似的输电线路的电磁环境参数，作为待建输电线路能否满足国家相关电磁环境标准的参照；另一种是理论计算，根据输电线路的设计参数计算出各项电磁环境参数，与国家标准进行比较[1]。

2.1 工频电场

工程中采用模拟电荷法分析常规架设线路，将门型塔导线水平排列和猫头塔导线三角形排列分别进行理论结果和实验结果进行对比，得出结论。研究电磁环境的影响因素和特征参数，得出导线排列方式对电场分布影响不大和高度对电场强度的影响较大，故导线在跨越农田和公路时，高度应分别大于26米和31米。同塔双回路线的高度影响电场强度，正相序的电场强度大于逆相序的电场强度。

2.2 工频磁场

工程中采用模拟电流法高压对于输电线路磁场建立模型和计算模型，将门型塔和猫头塔分别进行理论结果和实验结果进行对比，得出结论。导线排列方式对磁场分布有所影响，但峰值不变，而高度对磁感应强度影响较大。同塔双回线路导线的高度和相序对磁感应强度有很大影响。同一相序，导线高度越高磁感应强度越低。

2.3 无线电干扰

输电线路或金具发生电晕放电时形成的电流脉冲注入导线，并从注入点向导线的两边流动。从而在导线周围产生磁场，即无线电干扰场[2]。计算交流输电线路无线电干扰有经验法和激发函数法，小于4分裂导线的高压线路无线电干扰计算和大于4分裂导线的高压线路无线电干扰计算分别用经验法和激发函数法。无线电干扰测量数据时应在稳定的天气环境下进行。将得到的实验结果和理论结果相比较，得知无线电干扰与天气和导线本身有着不可分割的联系。在晴天，干扰波动较大，必须多次测量，而在雨天，导线起晕达到饱和，干扰波动稳定。高度影响不大。导线排列方式对无线电干扰影响较大。在导线水平排列时梯度较陡，在导线三角排列时梯度较缓。同塔双回输电线路一般采用正序排列，因为正序排列无线电干扰水平较低。

2.4 可听噪声

各国对于电晕笼试验和试验线段试验结果得出了计算可听噪音的公式。可听噪音的测量对于气候的改变影响明显，雨天线路产生的噪音大于晴天线路产生的噪音。高度对可听噪音的影响不大，导线排列方式对可听噪音的影响显著。同塔双回输电线路对相序的不同影响显著。

3平行架设方式下的高压交流输电线路电磁环境

对于平行架设方式下的工频电场，导线之间的间距和高度都对工频电场有影响，导线之间的间距和相序都对两条导线之间的区域有影响。导线间距越小，线路影响越明显。而对于平行架设方式下的工频磁场，导线排列方式对工频磁场有影响，导线间距对工频磁场有影响，间距越小，磁感强度越高。对于平行架设方式下的无线电干扰，得出了无线电干扰计算方法。高度和导线的间距对无线电干扰影响不大，相序排列只有在两条导线相近时才会对无线电干扰产生影响，导线排列不同对无线电干扰也有显著影响。对于平行架设方式下的可听噪声，导线间距越小，可听噪声越大。

4交叉跨越区域下的电磁环境

交叉跨越区域电磁环境参数因素将会被建立三维空间模型采用有限元法进行计算，得出的实验结果和理论结果进行比较，得出结论。上层导线高度增加，线下场强有略微下降趋势；下层导线高度增加，线下场强有明显下降。考虑到实际，导线同时增加，线下场强有明显下降，但耗资较多。用电晕笼试验测量无线电干扰水平，得出导线激发函数。相近的导线存在自感和互感，无线电干扰的计算方法是首先计算导线表面电位梯度，然后是计算激发函数，最后是导纳矩阵和阻抗矩阵。导线的绝对高度稳定和较大时对无线电干扰的影响分别是影响不大和影响较大。结果显示，降低交又区域无线电干扰的方法是增大导线相对高度和搭配的相序。

5 总结

上文研究了高压交流输电线路电磁环境问题，采用模型和计算的方法分析了规架设方式下、平行架设方式下、交叉跨越区域下的高压输电线路电磁环境参数，研究了无线电干扰和可听噪音的解决方法，在考虑到节约经济，研究出合理的高压交流输电线路通道。

干扰设计论文例7

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.

[2]区健昌.EMI滤波器和开关电源防护技术(续).安全与电磁兼容,2002(3):32-34.

[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.

[5]周立夫,林明耀.EMI电源滤波器的设计和仿真分析.低压电器,2004(4):7-9.

[6]周志敏,周纪海.开关电源实用技术设计与应用.北京:人民邮电出版社,2003.

[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.

干扰设计论文例8

随着机械化采煤程度的提高，原煤中的细粒含量越来越多，细粒煤的分选受到广泛关注，细粒煤中有一部分介于重选和浮选之间的煤粒，利用传统的宽粒级重选和浮选方法处理都比较困难，而这部分细粒煤即为通常讲的粗煤泥[1]。当前我国工业上应用于粗煤泥分选的设备主要有：小直径重质、水介质旋流器、摇床、螺旋分选机等。这些设备特点各异，但都有其应用的局限性，如：小直径重介质旋流器系统复杂分选成本较高、水介质旋流器分选下限高且分选精度差[2]。干扰床分选技术是近年来新兴的细粒煤分选技术，具有设备占地小、成本较低、处理量大等优势。

通过查阅已有文献阻尼脉动干扰床对于3～0.25mm粗煤泥的的分选灰分已达到10%左右，取得了很好的效果，进一步探讨粒度效应对阻尼脉动干扰床的分选状况对提高经济效益有着重要的作用，本文通过实验室研究，对0.9～0.45mm小粒级的粗煤泥进行了研究[1]。

1.国内外研究现状

中国矿业大学李延峰、刘文礼等人对液固流化的研究表明：液固流化分选适合国内的煤质，分选效果良好[3]。

美国能源部煤炭中心AlledoniaOH选煤厂采用Stokes的CMI型干扰床层分选机（TBS），分选粒度范围为2.0～0.25mm，处理量为240t/h。应用表明其E值为0.06，分选密度为1.86g/cm3，精煤回收率为86.3%，灰分达到9.6%[4]。

河南理工大学惠兵等人针对当前传统干扰床分选机存在的种种弊端设计了一种新型的干扰床分选装备——阻尼脉动干扰床，对宽粒级粗煤泥分选取得了很好的效果[5]。本文就利用此种新型干扰床——阻尼脉动干扰床对窄粒级粗煤泥进行了分选研究。

2.阻尼脉动干扰床分选设备

阻尼脉动干扰床是在传统的干扰床中加入了阻尼块和脉动装置，主要包括由分选机主体、脱水室、给排料系统、脉动装置、供水系统等部分，如图1：

图1 阻尼脉动干扰床分选设备图

3.阻尼脉动干扰床的实验研究

A.实验设备

表1 设备主要参数表

B.实验步骤

对0.9～0.45mm粗煤泥进行浮沉试验，确定其可选性。根据可选性资料和假定的精煤灰分确定理论分选密度，进而确定出预测的实际分选密度；对0.9～0.45mm粗煤泥进行正交设计，探讨影响因子流量，频率，振幅之间的影响关系和主次顺序。得出最佳的参数组合；由正交试验得出的最佳参数进行分选实验，对得到的精煤和尾煤做浮沉实验；绘制分配曲线；评定阻尼脉动干扰床对0.9～0.45mm粗煤泥分选效果评定。

C.实验数据处理

a.原煤浮沉实验及可选性曲线的绘制

表2 0.9～0.45mm粗煤泥浮沉报告表

图2 0.9-0.45mm粗煤泥可选性曲线

可选性曲线作为原煤性质的图示，是表示了被选原煤的质与量的关系，因此，除用来判断原煤的可选性，还可解决选煤工艺中的理论工艺指标和分选条件的问题。根据相关资料本次研究要求精煤产率的灰分为8%，从图1可选性曲线中得到阻尼脉动干扰床理论分选密度为1.582g/cm3。

b.阻尼脉动干扰床正交试验数据处理

试验目的是探索阻尼脉动干扰床对0.9～0.45mm粗煤泥分选后，确定精煤灰分和产率与上升水流、脉动机构参数（振幅、频率）之间的关系，并得出最佳的参数组合。其它参数认为基本稳定。试验设计基本信息见表3。

表3 试验设计基本信息表

注：振幅最小值4.000代表导杆向下调整4mm，最大值4.000代表导杆向上调整4mm。

表4 正交试验测试结果

表5 正交实验结果分析

有数理统计理论知。极差R的大小反映了各因子对实验结果的影响程度。极差R越大，则该因子对实验的影响越大，结合表中R值，精煤产率：RA>RC>RB，所以流量是主要影响因子，振幅其次，最后是频率；精煤灰分：RA>RB>RC。所以流量是主要影响因子，频率其次，最后是振幅。

上图是精煤产率和各水平因子的关系，从图中可以看出各因子哪个水平的指标最高，结果是流量的选择：流量（2）。频率的选择：频率（2）。振幅的选择：振幅（2）。

上图是精煤灰分和各水平因子的关系，从图中可以看出各因子哪各水平的指标最高，结果是流量的选择：流量（3）。频率的选择：频率（2）.振幅的选择：振幅（1）。

由以上可知，提高0.9～0.45mm粗煤泥精煤产率的组合为A2B2C2，即：流量3.7，频率20，振幅0。满足精煤灰分的组合为A3B2C1，即：流量4.5，频率20，振幅4。

c.阻尼脉动干扰床的分选效果的评定

通过上述确定的满足精煤灰分的阻尼脉动干扰床最佳参数组合流量4.5，频率20，振幅4，进行了阻尼脉动干扰床分选，精煤产率为66.568683%，灰分为7.96841%。尾煤产率为33.431317%，灰分为28.85944%。

表6 分配率计算表

图3 0.9～0.45mm粗煤泥分选的分配曲线

分配率为50%处的密度称为分配曲线的实际分选密度，分配曲线的统计意义说明分配率为50%时的密度级别进入到轻重两种产物中去的机会均等，各为50%，通过上述分配曲线图2上分配率50%的分选密度（1.578g/cm3），与通过原煤可选性曲线确定的实际分选密度1.592g/cm3基本相同。

根据可能偏差公式，Ep=（d75～d25）/2，并结合分配曲线，得到阻尼脉动干扰床可能偏差为0.113。这一结果表明，阻尼脉动干扰床分选机能够对0.9～0.45mm粗煤泥实现分选，并且分选效果较好。

4.结论

通过正交设计，得出影响阻尼脉动干扰床分选效果的因子之间的主次顺序为：精煤产率的影响顺序为流量>振幅>频率，对精煤灰分的影响顺序为流量>频率>振幅。所以提高精煤产率的最佳组合：流量3.7，频率20，振幅0，满足精煤灰分的最佳组合：流量4.5，频率20，振幅4。

本文要求干扰床分选的精煤灰分为8%，作者利用正交试验得出满足此灰分的最佳操作参数（流量4.5，频率20，振幅4）进行了0.9～0.45mm粗煤泥的分选。通过分配曲线，可能偏差进行对阻尼脉动干扰床的分选效果进行了评价。得出阻尼脉动干扰床对0.9～0.45mm粗煤泥的分选效果良好。优化阻尼脉动干扰床的操作制度对粗煤泥分选会取得更好的效果。今后要对阻尼脉动干扰床用于不同粒度范围，不同种类煤的分选进行更深一步研究，以评价其选煤效果。

[1]焦红光，惠 兵等.新型粗煤泥干扰床分选技术的研究[J].煤炭工程.2009.02

[2]王建军，焦红光等.干扰床分选技术的发展与应用[J].选煤技术.2007.06

干扰设计论文例9

1 前言

3G系统的发展缓解了容量与频谱的需求矛盾,增强了网络运营的灵活性;但同时也需要更高的频率利用率,而更高的频率共享势必导致系统及用户间更严重的相互干扰。3G系统发源于CDMA系统――干扰受限的移动通信系统,干扰将极大地影响系统的容量、覆盖和业务质量。如何合理而行之有效地将干扰分析解决方案与各实际系统融合起来,形成一整套针对各系统间干扰协调的分析理论和工具,并应用到实际的工程建设中,是3G网络铺设需要解决的紧迫问题。

纵观现有的研究材料,对TD-SCDMA、WCDMA、CDMA800等3G系统与现有GSM900、DCS1800等2G系统的干扰都研究得比较片面,毫无系统性可言;而且方法、结论也不一致,以致读者在摘用各系统干扰隔离及距离计算方法时显得比较迷茫。为此,笔者根据自己多年来从事3G网络规划的经验,总结出多种系统间的干扰计算模型和方法。

2 系统间的干扰

所谓干扰,即直接或间接进入接收设备信道或系统的电磁能量,对无线电通信信号的接收产生的影响。干扰会导致性能下降,质量恶化,信息误差或丢失,甚至阻断通信[1]。

典型的干扰过程是:干扰源的发射信号(阻塞信号、加性噪声信号)从天线口被放大发射出来后,经过了空间传播,产生损耗,最后进入扰接收机。如果空间隔离不够的话,进入扰接收机的干扰信号强度将会使接收机信噪比恶化或者饱和失真[2]。

图1 系统间的干扰

系统间的干扰可分为杂散干扰、阻塞干扰和互调干扰三类。其中杂散干扰与基站的带外发射相关,是接收方自身无法克服的。阻塞干扰与接收机的带外抑制能力有关。而互调干扰则是干扰信号满足一定的关系时,由于接收机的非线性,出现的与接收信号同频的干扰信号;它的影响和杂散辐射一样,提高接收机的基底噪声,降低接收机的灵敏度。

3 干扰分析模型

系统间的干扰分析指标基于各系统的设备技术要求[3~8](下文提及的设备子系统规范,如不加特别说明,即指各系统所对应的设备技术要求规范)。

给出模型假设:干扰系统A,所处频段为F1;扰系统B,所处频段为F2。

3.1 杂散干扰模型

首先计算系统B的底噪:

Nb=热噪声(-174+10lgBW(带宽))+Nf(噪声系数)(1)

根据设备子系统规范计算干扰系统A在F2的基站共址辐射电平的最低要求Z1,如TD-SCDMA在DCS为-98dBm/100kHz(1710MHz～1785MHz)。

则杂散干扰隔离度

Izs=Z1-Nb-X(2)

式中,X为系统B低于底噪的容耐能力,如取9dB。

根据各系统的设备子系统要求,得出如表1所列的Z1的值。

3.2 阻塞干扰模型

阻塞干扰又分为带内阻塞和带外阻塞。

(1)带内阻塞模型

带内阻塞比较简单。

先根据规范查出扰系统B在F2的带内阻塞电平Dn,则带内阻塞隔离度

Idn=Z1-Dn(3)

如果Idn

表2给出各系统的带内阻塞电平Dn的值:

表2主要通信体制下Dn的值

(2)带外阻塞模型

先根据设计子系统规范查出扰系统B在F2的带外阻塞电平Dw,再比较系统A的发射电平值Ps(如为TD-SCDMA,则应该计算多阵子叠加后的电平)。则带外阻塞隔离度

Idw=Ps-Dw (4)

表3给出各系统的带外阻塞电平Dw的值:

3.3 互调干扰模型

根据干扰的信源,互调干扰分为发射信号互调干扰和杂散信号互调干扰。

(1)发射信号互调模型

发射信号互调干扰比较简单。

计算系统A在频段F1内的最低和最高频点f1、f2,计算三阶互调(2f1-f2)和(2f2-f1),如果该取值范围落在系统B的F2内,则造成互调干扰,可按照杂散信号的互调干扰模型计算。

(2)杂散信号互调模型

杂散信号产生的互调将会同时对系统的发射机和接收机产生影响。

对发射机的影响

根据设备子系统规范计算B系统要求的杂散信号小于其发射电平的程度:

D=Ps-Y(5)

式中:Y表示B系统所要求的互调衰减。

根据设备子系统规范计算A系统在F2上的互调特性杂散Z2,则杂散信号互调干扰隔离度

Ihf=Z2-D(6)

如果Ihf

表4列出各系统的互调特性杂散Z2的值:

表4 主要通信体制下Z2的值

扰系统要求杂散信号小于其发射电平的程度D见表5:

表5 主要通信体制下的D值

对接收机的影响

根据设备子系统规范计算出B系统要求的接收互调特性,若要求落在接收机带内的干扰信号为E,则对接收机的影响计算如下:

Ihj=Z1-E (7)

如果Ihj

3.4 其它模型参数

系统间干扰分析除上述基站干扰指标外,还需其它输入参数,如表7所示。

表6 主要通信体制使用频段

表7系统参数

4 结语

在工程设计、建设中,只要计算相关的隔离度,依照空间隔离经验公式,便可得知不同系统间共存所需要的隔离距离(主要是水平和垂直距离),以此来指导无线网络工程的建设。本文通过仔细分析包括所有2G/3G系统在内的系统间干扰原理及模型,得出相应的计算方法,并可以依此类推,具有一定的推广价值。

参考文献

[1]Richard A.Poisel. Modern Communications Jamming Principles and Techniques[M]. Boston, Artech House Inc, 2004.

[2]朱东照,罗建迪,汪丁鼎,等编著. TD-SCDMA无线网络规划设计与优化(第二版)[M]. 北京:人民邮电出版社,2008.

[3]YD/T 883-1999. 900/100MHz 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式[S].

[4]YD/T 1365-2006. 2GHz TD-SCDMA数字蜂窝移动通信网无线接入网络设备技术要求[S].

[5]YD/T 1552-2007. 2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信网无线接入网络设备技术要求[S].

[6]YDC014-2008. 800M CDMA 1X数字蜂窝移动通信网设计技术要求:基站子系统[S].

[7]YD/T 1556-2007. 2GHz CDMA2000数字蜂窝移动通信网设备技术要求:基站子系统[S].

[8]中华人民共和国信息产业部,信部[1998]649号. 关于PHS和DECT无线接入系统共用1.9GHz频段频率台站管理规定的通知[S].

干扰设计论文例10

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）