Wykład IV Zakłócenia i szumy

Plan wykładu zakłócenia w systemach pomiarowych, tłumienie zakłóceń w systemach pomiarowych, tłumienie sygnału.

Zakłócenia i szumy W układach elektronicznych zawsze mamy do czynienia z sygnałami niepożądanymi, zwanymi zakłóceniami lub szumami. Istnieje wiele przyczyn prowadzących do ich powstania. Zwykle też w danym układzie zakłócenia spowodowane przez wiele zjawisk wzajemnie nakładających się. Rozróżniamy: zakłócenia zewnętrzne, wywołane pracą innych urządzeń elektrycznych czy też zjawiskami przyrodniczymi, takimi jak wyładowania atmosferyczne, szumy spowodowane przez procesy fluktuacyjne związane głównie ze zjawiskiem przepływu prądu.

Zakłócenia w systemach pomiarowych Typowy tor przenikania zakłóceń składa się z: źródła zakłóceń, kanału sprzężenia z zakłócanym układem elektrycznym, odbiornika, czyli obwodu, do którego niepożądane sygnały przenikają. Źródło zakłóceń Obwody sprzężenia Odbiornik zakłóceń Tor zakłóceń dla systemu lub przyrządu pomiarowego

Zakłócenia w systemach pomiarowych Eliminacja zakłóceń, szczególnie w laboratorium pomiarowym, powinna zachodzić we wszystkich elementach toru transmisyjnego. Należy: usuwać źródła zakłóceń, nie dopuszczać do propagacji zakłóceń, budować aparaturę tak, by była ona na nie możliwie najmniej czuła. Skuteczne zmniejszenie zakłóceń w złożonym systemie doświadczalnym jest na ogół żmudne i czasochłonne.

Zakłócenia w systemach pomiarowych W układzie pomiarowym zakłócenia przechodzą do układu przez: • obwody impedancyjne, • obwody wspólnej rezystancji, • obwody sprzężenia elektromagnetycznego.

Zakłócenia w systemach pomiarowych Oddziaływanie zakłóceń na odbiornik przez impedancyjny obwód sprzężenia Sygnał pomiarowy Źródło zakłóceń U1 U2 Rp Uwej Rwej Przewodnik Izolacja Odbiornik Zi U1 - sygnał pomiarowy; Rp - rezystancja ścieżek lub przewodów; U2- sygnał zakłócający; Uwej - napięcie na wejściu odbiornika; Rwej – rezystancja odbiornika; Zi – impedancja izolacji.

Zakłócenia w systemach pomiarowych Oddziaływanie zakłóceń na odbiornik przez wspólną rezystancję obwodu zasilania R I1+I2 R I2 Rz Uz U1 U2 Obwód 2 Ez R R I1 Obwód 1 Zasilacz powinien wtedy izolować poszczególne układy od siebie, a źródła zakłóceń w układach powinny być „odsprzężone” i izolowane od innych układów.

Zakłócenia w systemach pomiarowych Zakłócenia powstające na linii pomiarowej Wpływ na poziom zakłóceń indukowanych w linii pomiarowej mają: natężenie pola elektromagnetycznego w środowisku, w którym linia jest prowadzona; długość linii pomiarowej; rodzaj kabla z którego wykonano linię pomiarową; stosowanie oporników falowych lub rezystorów końcowych dołączanych do końca linii pomiarowej lub magistrali.

Obwody sprzężenia elektromagnetycznego Pole magnetyczne traktuje się jednak w wielu przypadkach jako czynnik negatywny, pogarszający właściwości układu. Terminem kompatybilność elektromagnetyczna określa się dziedzinę zajmującą się analizą wpływu urządzeń elektrycznych na otaczające środowisko, na skutek przekazywania energii na drodze polowej (sprzężenia magnetyczne, pojemnościowe, radiacyjne) i obwodowej (sprzężenia galwaniczne). Sprzężenie magnetyczne jest jednym z czynników, który należy uwzględniać przy analizie kompatybilności układu lub urządzenia. Strumień magnetyczny zaindukowany w jednym urządzeniu może powodować zakłócenia pracy lub powstanie pasożytniczych zjawisk w innych urządzeniach.

Tłumienie zakłóceń w systemach pomiarowych Zasada jednopunktowego uziemienia obwodu Obwody należy uziemiać ze względu na: - bezpieczeństwo, - zapewnienie ekwipotencjalnego punktu odniesienia dla sygnałów.

Tłumienie zakłóceń w systemach pomiarowych

Tłumienie zakłóceń w systemach pomiarowych

Tłumienie zakłóceń w systemach pomiarowych

Tłumienie zakłóceń w systemach pomiarowych

Tłumienie zakłóceń w systemach pomiarowych

Tłumienie zakłóceń w systemach pomiarowych Ekranowanie obwodu przed polami magnetycznymi Ekran kabla należy uziemiać tak, aby zapewnić możliwie małą powierzchnię obwodu, co ogranicza wpływ zmiennego pola magnetycznego Wpływ ekranu na powierzchnię obwodu

Tłumienie sygnału

Tłumienie sygnału

Tłumienie sygnału

Tłumienie sygnału

Tłumienie sygnału

Tłumienie sygnału