数控系统应用的抗干扰技术

　　2.2 电场耦合的抑制

　　造成电场耦合干扰的原因是两根导线之间的分布电容产生的耦合。当两导线形成电场耦合干扰时(如图3)，导线1在导线2上产生的对地干扰电压VN为：

图3两导线电场干扰示意图 

　　从式(2)可以看出，在干扰源的角频率w不变时，要想降低导线2上的被干扰电压，应当减小导线1的电压V₁，减小两导线之间的分布电容C₁₂，减小导线2对地负载电阻R以及增大导线2对地的总电容C_2G。在这些措施中，可操作性最好的是减小两导线之间的分布电容C₁₂。即采用远离技术：弱信号线要远离强信号线敷设，尤其是远离动力线路。工程上的“远离”概念，通常取干扰导线直径的40倍，即认为足够了。同时，避免平行走线也可以减小C₁₂。

　　克服电场耦合干扰最有效的方法是屏蔽。因为放置在空心导体或者金属网内的物体不受外电场的影响。屏蔽电场耦合干扰时，导线的屏蔽层最好采用单端接地。因在有地环电流时，这将在屏蔽层形成磁场，干扰被屏蔽的导线。

图4屏蔽抑制电场干扰示意图 

　　2.3 磁场耦合的抑制

　　抑制磁场耦合干扰的好办法应该是屏蔽干扰源。大电机、电抗器、磁力开关和大电流载流导线等等都是很强的磁场干扰源。但把它们都用导磁材料屏蔽起来，在工程上是很难做到的，通常是采用一些被动的抑制技术。

　　如图5所示，当回路1对回路2造成磁场耦合干扰时，其在回路2上形成的串联干扰电压“为：

式中，w是干扰信号的角频率；L₁是回路1的电感；L_M12是它们之间的互感。L_M12的大小与干扰源回路1形成的磁场链接至回路2处的磁通密度和回路2感受磁场感应的闭合面积有关。在干扰源的角频率w不变时，要想降低干扰电压V_N，就是要降低它们的互感，也就是要减少其磁通密度和闭合面积的大小。因此，要有效抑制磁场耦合干扰，仍然是远离技术。同时，也要避免平行走线。当然，屏蔽技术也是抑制磁场耦合干扰的有效措施。

　　2.4 屏蔽线的使用

　　正如2.2介绍的那样，屏蔽可以对电场耦合的干扰具有很好的防护。同样，屏蔽对磁场耦合干扰也具有良好的防护作用。

　　图6示出了屏蔽线使用的三种情况。图6a是单端接地方式。假设信号电流i1从芯线流入屏蔽线，流过负载电阻RL之后，再通过屏蔽层返回信号源。因为i1与i2大小相等方向相反，所以它们产生的磁场干扰相互抵消。这是一个很好的抑制磁场干扰的措施。同时它也是一个很好的抵制磁场耦合干扰的措施。图6b是两端接地方式。由于屏蔽层上流过的电流是i2与地环电流iG的迭加，所以它不能完全抵消信号电流所产生的磁场干扰。因此，它抑制磁场耦合干扰的能力也比图6a差。图6a和6b都有屏蔽电场耦合干扰作用。图6c的屏蔽层悬浮，因此，它只有屏蔽电场耦合干扰能力，而无抑制磁场耦合干扰能力。

图6屏蔽线的用法