工业总线噪声及预防方法
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发布:2015-11-17
工业总线噪声及预防方法
1)工业总线通讯噪声定义
噪声是一种明显不传送信息的信号,它与信号叠加或组合,使有用信号发生畸变。如工业参数LED屏挂在MODBUS或PROFIBUS总线上时,噪声会使LED屏参数显示错误。
2)噪声的分类
噪声的种类繁多,下面按噪声产生的位置、原因、传导模式以及波形来分类介绍。
(1)按噪声产生的位置分类
按噪声产生的位置可分屏内部噪声和屏外部噪声。
内部噪声是指工业LED屏内部或器件本身产生的噪声。外部噪声是指从外部侵入工业参数LED显示屏或系统的噪声,主要有自然噪声和人为噪声二类。如雷电、静电、电动机的电刷跳动、大功率开关触点断开等放电现象产生的噪声。
(2)按噪声产生的原因分类
噪声产生的原因非常多,主要可分为三大类:放电噪声、振荡噪声、浪涌噪声等。
① 放电噪声主要有四类:电晕放电噪声,主要来自输电线;辉光放电噪声;弧光放电噪声;火化放电噪声,主要来自大自然现象的天电干扰。同时还有电气设备、大功率开发触点、汽车发动机的点火装置等引起的干扰。
② 振荡噪声:主要可分为工频干扰噪声,主要来自于大功率输电线;设备振荡噪声,当感应电炉、中高频电弧炉、开关电源、直流-交流变换器、可控硅变流器等设备在工作时,都会产生振荡噪声干扰。
③ 浪涌噪声:主要是由交流系统中电动机起动电源、电炉合闸电流,以及晶闸管变流器和其他大功率设备产生涌流所引起的噪声。
(3)按噪声传导模式分类
按噪声传导模式可分为常模噪声和共模噪声。
① 常模噪声也称串模噪声,是指叠加在有用被测信号上的干扰噪声。如图所示。当噪声的频率范围与有用信号相差较大时,可采用滤波方法来抑制。
② 共模噪声电流i在一对信号线上各流过一部分,以地为公共回路,只要线路处于平衡状态,即两根信号线对地阻抗一致时,则在两根信号线间产生的共模噪声电压v基本为0,共模噪声不会对有用信号产生影响。但当线路不平衡,即两根信号线对地阻抗不一致时,噪声电压v就不为0,相当于在两根信号线存在共模噪声,如图所示。通常输入/输出信号线与大地或机壳之间的噪声都为共模噪声,信号线受到静电感应时产生的噪声也多为共模噪声。可用如隔离、屏蔽、接地等技术抑制共模噪声。
(4)按噪声波形分类
典型的噪声波形有持续的正弦波、偶发的脉冲波和周期性的脉冲序列。
① 持续正弦波:可用幅值、持续时间和振荡频率等特征值来描述。
② 偶发脉冲波:偶发脉冲波多用最高幅值、前沿上升时间、脉冲宽度以及能量等特征值来描述。
③ 周期性脉冲序列:脉冲序列多用最大幅度、脉冲宽度、脉冲序列持续时间、脉冲间隔时间等特征值来描述。
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