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最近有个微弱信号放大采集项目,其实项目本身并不难,但是变态的地方在于应用环境中有强辐射干扰,如果不加处理,会严重影响系统性能。
常规的金属屏蔽已经不能完全解决问题了,长导联线会有天线效应,吸收强辐射干扰,进而被仪表放大器采集到,在输出端以噪声形式出现。
我们先来看下只有屏蔽时的系统情况。
上图中,仅有金属防护时,当外界产生强辐射干扰时,整个系统的输出噪声明显增加,波动近50mV,这对于我们的亚微幅高精度采集系统来说,是致命的,必须加以整改!
根据仪表放大器特性,增加匹配滤波网络,抑制强磁干扰。
下图中,增加滤波后,当有电磁干扰时,输出噪声明显被压制,由上图的50mV波动,降低到下图的0.2mV波动,抑制效果明显,但是依然有明显的干扰噪声。
进一步,优化PCB布局走线,分割模拟地与数字地,约束模拟、数字回流路径,如下图所示。
整改PCB后,抑制效果进一步加强,时域上来看,干扰已基本不可见,后续,会对频域进行分析,进一步压制干扰。
上述内容,定性并定量讨论了干扰对模拟电路的影响以及处理措施,涉及到的知识点有《仪表放大器专项》以及《信号电路与系统新说》
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