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抗干扰电路在测控装备中的设计与实现

2011年12月05日 ?? 收藏0

  3.2中频接收机抗干扰的技术实现

  无线电测控装备用于靶场试验的精密跟踪测量时,对接收机的灵敏度、动态范围和增益都提出了很高的要求。而降低接收机内部噪声和外界干扰则是实现接收机高精度工作的关键。故在中频接收机中采取相应的措施来解决这些问题是最为有效的。

  3.2.1 接地和接地技术

  在电子设备中,正确的接地是抑制噪声和防止干扰的主要方法,而设备电路的一个主要干扰途径就是通过不合理接地线引起的。因此正确的处理电路的接地问题是保证接收机正常工作和精度的关键。在中频接收机中有数字地、模拟地和电源地三种。

  3.2.1.1 模拟地

  模拟地是模拟电路零电位公共基准。在相控阵雷达中频接收机中,主要是各级放大器的地。这类放大器工作在60MHz的频率上,很容易接收外来的干扰信号和产生自激而形成干扰。

  3.2.1.2 数字地

  数字地也称为逻辑地,是数字电路零电平的公共线。由于数字信号一般较强,因此对数字地线的要求较模拟地底。但是考虑到数字信号一般工作在脉冲状态,而动态脉冲电流容易在杂散的接地阻抗上产生干扰电压,该电压有时虽然尚未对数字电路本身的工作造成影响,但对于信号较弱的信号源电路或模拟电路来说,往往可能已经形成了严重的干扰。

  3.2.1.3 电源地

  电源地是电源系统的接地线,也是电源电路和其他电路公共的基准线。在中频接收机中有单独的电源组合,在电源组合内部数字地和模拟地是相连的,但中放组合和视放组合的电源是严格分开的。

  3.2.2 滤波技术

  滤波器是一种使有用信号通过而阻止无用信号通过的电子网络。

  在抗干扰电路中,滤波器常常被用来对噪声、干扰等一些非工作信号进行抑制或衰减,达到净化工作信号的目的。特别是对抑制由导线传导耦合到电路中而又对具有一定频率特性的干扰效果十分明显。在测控装备接收机中大量的应用滤波技术来抗干扰。主要有旁路滤波和去耦滤波两种。

  3.2.2.1 旁路滤波器

  旁路滤波器是一种最常见的无源滤波器电路,主要用于对电源网中干扰信号的滤除,同时可以滤除交流分量而保持直流分量。

  在测控装备电源的输入端采用了这种电路。电路如图4所示,其中, 经过改进使脉压后的信号特性有了很大改善。

旁路LC滤波器
图4 旁路LC滤波器

  第一,消除了原来脉压的过冲现象,第二,降低副瓣的影响。

  3.2.2.2 去耦滤波器

  众所周知,当一个直流电源给多个电路供电时,如处理不当,可由电源的内阻引起各电路间的相互干扰或产生自激振荡之类的噪声。

  在测控装备接收机中,解决的办法是在每个电路的直流电源进线端与地之间加接LC去耦滤波器。利用去耦滤波器可以把电路和电源隔离,以消除各电路间的耦合。

  3.2.3 布线技术

  电子系统的布线包括各印刷电路板的设计走线和机柜信号传输电缆走线。由于接收机本身的灵敏性以及所处的电磁环境的复杂性。所以在抑制干扰上,布线是十分重要的。

  在印刷电路板的布线设计上,主要注意以下几点:(1)输入回路与输出回路尽量远离,以免输出信号反馈到输入回路而产生自激振荡。(2)信号的走线应呈直线状,尽量避免交错。(3)采用较大面积的接地铜箔。(4)在电路板的选用上采用四层印制板结构,将电源线和地线全部做到中间两层,形成大面积的电源面和地线面,从而降低了信号特性阻抗,减小了串扰。

  3.2.4 屏蔽技术和光纤传输技术

  噪声信号对电子电路所形成的干扰按其耦合方式一般可分为电场感应耦合、磁场感应耦合和电磁感应耦合三类。相应的屏蔽也分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽三种。

  无线电测控装备中主要采用将干扰源屏蔽和隔离的方法使他们不向外辐射。接收机中信号的传输采用屏蔽质量好,性能指标高的同轴电缆。尽管如此,在传输20MHz的同步信号时,它的3次谐波对60MHz的中频信号还存在一定干扰。针对这种情况,对于主要的传输信号电缆采取双屏蔽线来传输,以提高抗干扰性能。

  另外,还有一种彻底解决20MHz同步信号的干扰,即利用光纤来传输影响较大的20MHz信号。这样在空间便不会辐射3次谐波,也就不会干扰60MHz的中频信号。

  最简单的调制光脉冲可由发光器件得到,将电信号经适当的功率放大器放大后,驱动发光器件,经由透镜进入光纤接收头即可变成相应的的光脉冲信号。光信号的接收一般由光敏器件来完成,由光纤传输的光脉冲信号经光纤连接器射入光敏器件,即可由光敏器件输出对应的电信号,从而完成脉冲信号通过光缆的发送和接收。

  4.结论

  在实际工作中,解决测控装备抗干扰的措施有多种方法,无线电中频接收机常采用以上多种抗干扰技术,保证了接收机能在复杂的电磁环境中正常工作,同时也大大的提高了接收机的精度和输出信号质量。在将来测控装备操管工作中,我们可根据不同的工作需要,利用以上方法合理的解决遇到的类似问题。


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传导干扰? 近场耦合? 雷达测控?

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