錯誤檢測和糾正算法、信號處理算法以及干擾抑制技術(shù)詳解
電磁兼容性(EMC,即Electromagnetic Compatibility)描述的是設(shè)備或系統(tǒng)在特定電磁環(huán)境中能夠正常且穩(wěn)定地運(yùn)行,并且不會對周圍其他設(shè)備造成不可接受的電磁干擾。這個概念包含兩個核心要素:其一,設(shè)備在運(yùn)作時產(chǎn)生的電磁干擾必須控制在一定范圍內(nèi);其二,設(shè)備必須具備一定的抗擾性,即能夠抵御周圍環(huán)境中存在的電磁干擾,這種抗擾性通常被稱為電磁敏感性(EMS,即Electromagnetic Susceptibility)。
系統(tǒng)抗干擾能力是指?設(shè)備或系統(tǒng)在外部或內(nèi)部干擾存在時,仍能維持正常功能、保證技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定性的能力?。其核心是抵抗干擾對系統(tǒng)性能的負(fù)面影響,確??煽啃耘c準(zhǔn)確性。在遠(yuǎn)動系統(tǒng)、通信設(shè)備等領(lǐng)域,表現(xiàn)為在電磁干擾、信號噪聲等環(huán)境下保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸與功能執(zhí)行的穩(wěn)定性。例如,遠(yuǎn)動系統(tǒng)需通過信號變換或接收端濾波技術(shù)消除干擾。芯片的抗干擾能力則強(qiáng)調(diào)在電源波動、電磁干擾等復(fù)雜環(huán)境中維持?jǐn)?shù)據(jù)準(zhǔn)確性與功能完整性。
屬于電磁敏感性(EMS)范疇,指設(shè)備在電磁環(huán)境中抵抗干擾并正常工作的能力,需同時控制自身產(chǎn)生的干擾(EMI)。?心理學(xué)與行為科學(xué)中的抗干擾能力?,指個體注意力對外部或內(nèi)部干擾的抵抗水平,屬于有意注意范疇,與性格傾向(內(nèi)向/外向)相關(guān)。?技術(shù)系統(tǒng)?:信號處理能力、濾波設(shè)計、電磁屏蔽、接收靈敏度等。?環(huán)境條件?:電磁噪聲、地理障礙、氣候(如濕度、溫度)等。?總結(jié)?:定義需結(jié)合具體領(lǐng)域,但核心均圍繞“干擾下的穩(wěn)定性”展開。
抗干擾能力是指一個系統(tǒng)或設(shè)備在受到外界干擾的情況下,仍能保持其正常功能和性能的能力。這種能力通常涉及到電磁干擾、射頻干擾、環(huán)境噪聲等方面的挑戰(zhàn)。提高抗干擾能力不僅需要設(shè)計合理的硬件,還需要考慮軟件層面的優(yōu)化。
在硬件方面,抗干擾能力可以通過選擇合適的材料和設(shè)計來實(shí)現(xiàn)。例如,在電路板設(shè)計中,使用屏蔽技術(shù)和過濾器可以有效地減少干擾信號的影響。布線的合理布局也有助于減少信號干擾。對于無線設(shè)備,合理的天線設(shè)計和信號處理算法同樣重要,這些設(shè)計能夠有效地隔離和過濾掉來自外界的干擾信號。在軟件層面,抗干擾能力可以通過算法來提高。例如,通過錯誤檢測和糾正算法、信號處理算法以及干擾抑制技術(shù),可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。采用自適應(yīng)濾波技術(shù)和噪聲抑制技術(shù)也可以有效地減少干擾對系統(tǒng)性能的影響。綜上所述,抗干擾能力的提升需要綜合考慮硬件設(shè)計和軟件優(yōu)化兩個方面,通過系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)整,以確保設(shè)備能夠在復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。為了確保電磁兼容性的有效評估,國際上制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。包括GB/T17626.2-2018《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗(yàn)》,GB/T17626.3-2016《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)》等在內(nèi)的多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),為不同領(lǐng)域的電磁兼容性測試提供了明確的指導(dǎo)和依據(jù)。
GB/T17626.10-2017《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 阻尼振蕩磁場抗擾度試驗(yàn)》規(guī)定了如何測試設(shè)備在阻尼振蕩磁場下的抗擾度。
GB/T 17626.11-2008《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗(yàn)》則詳細(xì)闡述了如何評估設(shè)備在電壓暫降、短時中斷和電壓變化時的抗擾性能。
GB/T17626.12-2013《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 振鈴波抗擾度試驗(yàn)》為設(shè)備提供了針對振鈴波抗擾度的測試指南。
GB/T17626.13-2006《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 交流電源端口諧波、諧間波及電網(wǎng)信號的低頻抗擾度試驗(yàn)》旨在測試設(shè)備在交流電源端口面臨諧波、諧間波及電網(wǎng)信號時的低頻抗擾度。
GB/T17626.14-2005《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 電壓波動抗擾度試驗(yàn)》為評估設(shè)備在電壓波動下的抗擾度提供了標(biāo)準(zhǔn)。
GB/T17626.16-2007《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 0Hz~150kHz共模傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)》專注于測試設(shè)備在0Hz至150kHz頻率范圍內(nèi)的共模傳導(dǎo)騷擾抗擾度。
GB/T17626.17-2005《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 直流電源輸入端口紋波抗擾度試驗(yàn)》為直流電源輸入端口的紋波抗擾度測試提供了規(guī)范。
GB/T17626.18-2016《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 阻尼振蕩波抗擾度試驗(yàn)》為評估設(shè)備在阻尼振蕩波下的抗擾度提供了方法。
此外,還有GB/T17626.28-2006《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 工頻頻率變化抗擾度試驗(yàn)》、GB/T 17626.29-2006《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 直流電源輸入端口電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗(yàn)》、GB/T17626.31-2021《電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 第31部分:交流電源端口寬帶傳導(dǎo)騷擾抗擾度試驗(yàn)》,以及針對軌道交通的GBT 24338.5-2018《軌道交通 電磁兼容 第4部分:信號和通信設(shè)備的發(fā)射與抗擾》等標(biāo)準(zhǔn),共同構(gòu)成了完善的電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)體系。
YY9706.102《醫(yī)用電氣設(shè)備 第1-2部分:安全通用要求并列標(biāo)準(zhǔn) 電磁兼容要求和試驗(yàn)》
FCC PART 15/FCC PART 18《美國無線電電磁兼容測試要求》
抗干擾能力是指系統(tǒng)在受到外部干擾時,保持正常工作的能力。在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域,系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到生產(chǎn)效率和安全性。而抗干擾能力強(qiáng)的系統(tǒng),則可以抵御外部干擾的影響,從而提高系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)系統(tǒng)受到外部干擾時,如果系統(tǒng)的抗干擾能力不足,則可能造成系統(tǒng)崩潰、故障甚至停機(jī),嚴(yán)重時還可能導(dǎo)致生命安全事故。因此,在設(shè)計和制造系統(tǒng)時,考慮到抗干擾能力的問題是非常重要的。
抗干擾技術(shù)是指采用特殊的電路設(shè)計、信號處理和傳輸方式等手段,對系統(tǒng)中可能存在的各種干擾因素進(jìn)行有效的抵抗和消除。例如,可以采用差分輸入電路、屏蔽處理、濾波器等方法,對系統(tǒng)進(jìn)行抗干擾設(shè)計。采用冗余設(shè)計是指在系統(tǒng)中增加一些冗余的部件或備用部件,當(dāng)系統(tǒng)某些部分發(fā)生故障時,可以快速切換至備用部件上,保證系統(tǒng)的正常工作。采用冗余設(shè)計可以提高系統(tǒng)的可用性和可靠性,但也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。
在系統(tǒng)設(shè)計階段,應(yīng)該對系統(tǒng)的布局進(jìn)行合理規(guī)劃,將各個部件盡可能分開,避免互相干擾。例如,可以將DAC和ADC盡可能地分離,增加高保真獨(dú)立操作的數(shù)量,從而提高系統(tǒng)的可靠性??垢蓴_設(shè)計需要根據(jù)具體的環(huán)境和系統(tǒng)要求進(jìn)行設(shè)計。例如,在電力系統(tǒng)中,需要考慮電力線電磁干擾的影響;在航空航天系統(tǒng)中,需要考慮輻射干擾和機(jī)械振動的影響。
系統(tǒng)的抗干擾能力與電磁兼容性、電源噪聲、地線干擾、信號傳輸質(zhì)量、屏蔽技術(shù)、隔離技術(shù)等都有關(guān)系,需要進(jìn)行綜合考慮。在實(shí)際應(yīng)用中,需要對系統(tǒng)進(jìn)行充分的測試,以確保其抗干擾能力得到有效地提高。例如,可以進(jìn)行溫度、濕度、電磁波等方面的測試,檢測系統(tǒng)的抗干擾能力是否達(dá)到了預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。