【儀器儀表商情網 技術分析】在分布式系統中,模擬信號在傳感器或負載間來回遠程傳輸。在這類系統中,信號要傳輸很長的距離,噪聲抑制能力成為一個重要考慮因素。噪聲會耦合進信號中,結果使數據遭到破壞,由此產生不良影響。系統需要得到適當的保護,了解預期噪聲的量和性質可以明確需要采取的保護措施,以取消或者至少減少環境干擾水平。
噪聲源或干擾源一般有兩種,根據其耦合進主信號的方式,分為共模噪聲和差模噪聲兩種,如圖1所示。
圖1.噪聲源
二者中危害較小是共模噪聲,它會同時耦合到系統GND信號和激勵信號中,這主要是由電纜與真實GND間的偶極天線效應造成的。這種情況不會使信號減弱,因為噪聲同時耦合進兩個通道,而且幅度相似。問題在于,共模噪聲會產生信號失調,使真實GND升高,結果導致兩種不良效應。首先,如果間接折合到真實GND(比如,通過金屬箱保護傳感器時),則可能使負載飽和。其次,可能產生電弧,結果會損壞傳感器。在激勵惠斯登電橋時,共模噪聲尤其麻煩,因為輸出信號需要由控制器進行處理,通常是用到一個儀表放大器,而這種放大器的CMRR有限,結果可能會放大噪聲。
使用低通濾波器(如RC濾波器),或者使用共模扼流圈來過濾輸入信號,可以減少共模噪聲。重要的是,不對稱衰減的共模噪聲會產生差模噪聲。在實際應用中,不對稱衰減的一個例子是低通濾波器;用一個電阻和電容實現截止頻率,但受元件容差影響,兩條線路中的截止頻率不一樣。