1 引 言

近年來，微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，特別是單片機(jī)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程控制、智能化儀器儀表等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越深入和廣泛，有效地提高了生產(chǎn)效率，大大提高了控制質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益。但是，測(cè)控系統(tǒng)的工作環(huán)境往往是比較惡劣和復(fù)雜的，其應(yīng)用的可靠性、安全性就成為一個(gè)非常突出的問題。許多應(yīng)用系統(tǒng)在進(jìn)行仿真調(diào)試和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的聯(lián)機(jī)試運(yùn)行時(shí)都是成功的，然而一進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)使用，系統(tǒng)則會(huì)產(chǎn)生預(yù)料之外的誤動(dòng)作或誤顯示，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)失靈，甚至導(dǎo)致巨大的損失。

影響測(cè)控系統(tǒng)可靠、安全運(yùn)行的主要因素是來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾，以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件選擇、安裝、制造工藝和外部環(huán)境條件等。

系統(tǒng)自身及應(yīng)用環(huán)境產(chǎn)生的各種電磁噪聲仍是普遍的干擾因素，產(chǎn)生的原因主要有：放電噪聲、高頻振蕩噪聲、浪涌噪聲。干擾源產(chǎn)生的干擾是通過耦合通道對(duì)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)發(fā)生電磁干擾作用，噪聲的傳遞幾乎都是通過導(dǎo)線或者通過空間和大地傳遞的。

2 干擾的主要耦合方式

（1）直接耦合方式

電導(dǎo)性耦合最普遍的方式是干擾信號(hào)經(jīng)過導(dǎo)線直接傳導(dǎo)到被擾電路中而造成對(duì)電路的干擾。在微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中，干擾噪聲經(jīng)過電源線耦合進(jìn)入計(jì)算機(jī)線路是最常見的直接耦合現(xiàn)象。

（2）公共阻抗耦合方式

當(dāng)一個(gè)電源電路對(duì)幾個(gè)電路供電時(shí)，如果電源不是內(nèi)阻抗為零的理想電壓源，則其內(nèi)阻抗就成為接受供電的幾個(gè)電路的公共阻抗，只要其中某一個(gè)電路的電流發(fā)生變化，便會(huì)使其他電路的供電電壓發(fā)生變化，形成公共阻抗耦合。

（3）電容耦合方式

這是指電位變化在干擾源與干擾對(duì)象之間引起的靜電感應(yīng)，又稱靜電耦合或電場(chǎng)耦合。

（4）電磁感應(yīng)耦合方式

在任何載流導(dǎo)體周圍空間中都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，若磁場(chǎng)是交變的，則對(duì)周圍閉合電路產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，在設(shè)備內(nèi)部，線圈或變壓器的漏磁是一個(gè)很大的干擾，設(shè)備外部，當(dāng)2根導(dǎo)線在很長(zhǎng)的一段區(qū)間架設(shè)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生干擾。

（5）輻射耦合方式

當(dāng)高頻電流流經(jīng)導(dǎo)體時(shí)，在該導(dǎo)體周圍便產(chǎn)生電力線和磁力線，并發(fā)生高頻變化，從而形成一種在空間傳播的電磁波，處于電磁波中的導(dǎo)體便會(huì)感應(yīng)出相應(yīng)頻率的電動(dòng)勢(shì)。電磁場(chǎng)輻射干擾是一種無規(guī)則的干擾，這種干擾很容易通過電源線傳到系統(tǒng)中去，此外，波，稱為天線效應(yīng)。

（6）漏電耦合方式

漏電耦合是電阻性耦合方式，當(dāng)相鄰的元件和導(dǎo)線間的絕緣電阻降低時(shí)，有些電信號(hào)便通過這個(gè)降低了的絕緣電阻耦合到邏輯元件的輸入端而形成干擾。

3 單片機(jī)系統(tǒng)中的主要抗干擾手段

干擾的抑制方法，一般分為硬件抗干擾和軟件抗干擾。筆者在開發(fā)研制自動(dòng)化儀表和智能測(cè)控系統(tǒng)實(shí)踐中，針對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的干擾及其抑制方法進(jìn)行了分析、研究，并在實(shí)際運(yùn)用中收到了良好的效果。

3．1 硬件抗干擾

為便于理解，干擾的來源可籠統(tǒng)地概括為：電源干擾、口線干擾和空間干擾。其相應(yīng)的抗干擾措施分別為：

（1）電源隔離

單片機(jī)工作電路的電源要采取獨(dú)立的供電回路，其電源變壓器同其他大功率電路的電源變壓器要分別使用。單片機(jī)電源電路的地線與其他大功率電路的地線不相連接。在兩電路的電氣連接處，可使用光電耦合器、光可控硅等器件加以隔離。

（2）口線隔離

單片機(jī)的輸入、輸出口線，特別是參與控制大功率電路的口線，在其與外電路的電氣連接處都要通過光電耦合器進(jìn)行隔離。

隔離電路如圖1所示，電平轉(zhuǎn)換電路如圖2所示。