微型计算机测控系统抗干扰技术综合策略

文/王维佳

微型计算机测控系统受外界环境影响较大，一旦外部环境加大干扰影响，就会使系统运行陷入困境。干扰信号包括有用信号和杂散信号，杂散信号会阻断数据传输，影响微型计算机的测控效率。对测控系统的运行环境进行分析，发现电磁干扰问题比较常见，很容易破坏数据，使测控系统无法发挥效用。在这种情况下，必须应用抗干扰技术，降低计算机测控系统运行的故障率。

1 微型计算机测控系统的干扰影响

1.1 加大数据误差

外部干扰会进入到信号输入通道中，对系统信号进行干扰。有用信号受到干扰信号的影响，会出现较大的数据误差。如果有用信号的强度加大，干扰信号对有用信号的影响会趋向减弱状态；如果有用信号的强度较小，干扰信号对数据采集的干扰会持续加剧，使数据出现较大的误差。

1.2 影响控制状态

微型计算机测控系统在运作过程中需要接收信号和传递信号，且其所传递的控制信号比较强。在一般情况下，控制信号不容易受到外部干扰。但是状态信号的强度比较小，容易受到外部干扰。当状态信号与控制信号融合，控制信号不免会受到影响，使计算机测控系统的控制状态失调。

1.3 数据受损严重

对微型计算机的测控系统进行分析，发现其中有RAM储存器，且这一储存器具有突出的读写功能。当微型计算机受到外部环境的干扰，RAM储存器会发生变化，其中的数据可能发生改变。程序数据虽然不易发生篡改现象，但是RAM储存器中的数据却难以摆脱干扰影响，导致了系统数据的损坏。

1.4 系统运行失稳

在微型计算机测控系统的运行过程中，CPU占据着非常重要的位置。一旦CPU程序受到干扰，就会影响微型计算机测控系统的平稳运行，阻碍程序的有效执行。当外部环境的干扰持续加大，系统内部程序执行将全部失效，使系统进入瘫痪状态。

2 硬件抗干扰技术综合策略

2.1 电源系统抗干扰技术

微型计算机测控系统最容易受到交流电源系统的影响，交流电源系统的危害性较大，污染范围非常广泛。在工业迅猛发展的背景下，交流电源系统的污染问题频繁发生。交流电理想频率状态为五十赫兹，但是受到负载影响，电源电压波动较大，交流电的尖峰脉冲可以达到几千伏，这会给系统带来致命伤害。为了抵抗交流电源系统的干扰，可以采用如下几种技术举措：

（1）可以应用电子交流稳压器。稳压器可以将电压稳定在一定范围之内，避免交流电源系统的电压过大或过小，同时可以对电压波形畸变进行有效控制，保证电力的持续供应。

（2）可以应用低通滤波器，对高次谐波进行过滤。

（3）可以采用隔离变压器，对交流电源系统的噪声进行隔断。

（4）可以采用双T滤波器，消除五十赫兹工频干扰。

（5）可以应用UPS，对RAM储存器的数据进行保护，避免储存器数据丢失对测控系统运行造成不利影响。

（6）可以采用并行供电方式，安装稳压集成块，避免局部对整体系统运行造成的影响。

2.2 I/O通道的抗干扰技术

干扰信号可以从I/O通道中进入，并对信号电缆产生影响。为了抵抗I/O通道的干扰，可以采用如下几种技术举措：

（1）可以采用硬件滤波的方式。在干扰信号进入之前，可以应用低通滤波器，对干扰信号进行排除。RC滤波器的使用成本较小，使用范围比较广泛。有源滤波器对五十赫兹以下的信号干扰力度较大。不同滤波器的效果不同，可以根据实际情况进行选择。

（2）可以采用信号屏蔽的方式。很多微型计算机测控系统受到外部环境的影响，面临的干扰问题比较严重，可以采用信号屏蔽方式，形成不同的屏蔽层。

（3）可以采用差动方式传递信号。差动方式传递信号可以削弱噪声影响，对共模噪声进行抑制。

（4）可以采用光纤方式传递信号。光纤的传递距离比较长，而且损耗相对较小，适用于主机之间的通信。

2.3 接地抗干扰技术

为了保证微型计算机测控系统的科学运转，需要解决接地问题，保证接地点的可靠性。为了提高接地抗干扰水平，可以采用以下几种技术举措：

（1）可以采用单点接地方式，应用分别汇流方法，并形成多层汇流条。

（2）可以采用主机接地的方法，将主机的外壳作为一层屏蔽。

（3）可以构建不同的屏蔽层，并且只在一点接地。

3 软件抗干扰技术综合策略

3.1 数字滤波抗干扰技术

在抗干扰过程中，也可以应用数字滤波软件。在应用数字滤波软件的过程中，滤波器可以对信号进行检测，有效排除干扰信号。数字滤波软件可以对各类信号进行逻辑运算和统一处理，查表法是非常常见的测控方法，可以降低信号逻辑运算的难度。

3.2 软件冗余抗干扰技术

与数字滤波抗干扰技术相比，软件冗余抗干扰技术原理相对复杂，具体包括以下几项：第一是指令复执。在程序运行的过程中，如果出现了失误，需要重新执行指令，克服故障问题。指令复执的要求具有科学性特征，次数没有统一规定。第二是程序卷回。在程序运行的过程中，需要对某一段程序进行重复执行，因此要对系统程序进行分段。卷回的次数同样没有规定，直到故障彻底清零。

3.3 监控定时器抗干扰技术

为了提高测控系统的抗干扰水平，还可以应用监控定时器，对测控应用程序的路径进行动态监测，确保路径返回的准时性、有效性。一般来说，监控定时器经常被应用在无人值守的微型计算机测控系统中。

4 结论

综上所述，微型计算机测控系统在运行过程中容易受到外部环境影响，需要采用科学的抗干扰技术。