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標簽 > 信號干擾
干擾信號（interfering signal），是指對有用信號的接收造成損傷的信號。
干擾信號（interfering signal），是指對有用信號的接收造成損傷的信號。
信號是運載消息的工具，是消息的載體。從廣義上講，它包含光信號、聲信號和電信號等。例如，古代人利用點燃烽火臺而產生的滾滾狼煙，向遠方軍隊傳遞敵人入侵的消息，這屬于光信號；當我們說話時，聲波傳遞到他人的耳朵，使他人了解我們的意圖，這屬于聲信號；遨游太空的各種無線電波、四通八達的電話網中的電流等，都可以用來向遠方表達各種消息，這屬電信號。人們通過對光、聲、電信號進行接收，才知道對方要表達的消息。
模擬信號是傳播能量的一種形式，它指的是在時間上連續的（不間斷），數值幅度大小也是連續不問斷變化的信號（傳統的音頻信號、視頻信號）。如聲波使它經過的媒體產生振動，可以以頻率（以每秒的周期數或赫茲（Hz）為單位）測量聲波。通過將二進制數表示為電脈沖（其中每個脈沖是一個信號元素）使數字信號通過媒體傳輸。線路上的電壓在高低狀態之間變化。例如，可以采用高電平傳輸二進制的1，采用低電平傳輸二進制的0。帶寬是指每秒通過鏈路傳輸位數的術語。
干擾信號（interfering signal），是指對有用信號的接收造成損傷的信號。
信號是運載消息的工具，是消息的載體。從廣義上講，它包含光信號、聲信號和電信號等。例如，古代人利用點燃烽火臺而產生的滾滾狼煙，向遠方軍隊傳遞敵人入侵的消息，這屬于光信號；當我們說話時，聲波傳遞到他人的耳朵，使他人了解我們的意圖，這屬于聲信號；遨游太空的各種無線電波、四通八達的電話網中的電流等，都可以用來向遠方表達各種消息，這屬電信號。人們通過對光、聲、電信號進行接收，才知道對方要表達的消息。
模擬信號是傳播能量的一種形式，它指的是在時間上連續的（不間斷），數值幅度大小也是連續不問斷變化的信號（傳統的音頻信號、視頻信號）。如聲波使它經過的媒體產生振動，可以以頻率（以每秒的周期數或赫茲（Hz）為單位）測量聲波。通過將二進制數表示為電脈沖（其中每個脈沖是一個信號元素）使數字信號通過媒體傳輸。線路上的電壓在高低狀態之間變化。例如，可以采用高電平傳輸二進制的1，采用低電平傳輸二進制的0。帶寬是指每秒通過鏈路傳輸位數的術語。
在長距離傳輸時，信號由于衰減、噪聲和導線束中其他導線的干擾而退化。模擬信號可以周期性地加以放大，但是如果信號受到噪聲破壞，則放大的是失真信號。相比而言，由于可以很容易地從噪聲中提取數字信號并重發，所以長距離傳輸數字信號更可靠［1］ 。
擾信號信號編碼方案
同步方式利用PCM數字信道傳輸數據，如果數據信號與數字端局的時鐘是同步的，這時，數據終端輸出的數據信號是受PCM信道時鐘控制的，因此只需對數據信號進行多路化處理即可。這里數據終端設備處于受控制的從屬地位，因此靈活性差。
如果數據信號與數據端局時鐘是異步的，這時數據信號可采用填充方式復用到64kbit/s的集合信號，這就是異步方式。
對于數字設備，接收器必須具有某種方法能夠知道數據流中字節的起始和結束。在異步通信中，字節邊界由起始和停止位指示。在同步通信中，定時機制幫助發送器和接收器處于同步狀態。同步信號可以占有一個單獨的信道，但更經常的是直接集成到信號中。
單極性 單極性碼有電壓表示1，無電壓表示O。沒有特殊的編碼。單極性碼會累積直流分量。
雙極性 雙極性碼中正電壓表示1，負電壓表示0。該方案降低了功率要求并減小了高電平衰減。雙極性碼的直流分量則大大減少，從而有利于傳輸。 RZ （歸零制） 歸零碼的電壓狀態在某個信號狀態后返回到零。歸零碼的脈沖較窄，根據脈沖寬度與傳輸頻帶寬度成反比的關系，因而歸零碼在信道上占用的頻帶較寬。
NRZI（按1反相不歸零制） NRZI編碼中不論電平是高還是低，都不代表二進制的1和0。而是電壓變化表示二進制的1。如果沒有電壓變化，則下一位是0;如果有電壓變化，則下一位是1。不歸零碼在傳輸中難以確定一位的結束和另一位的開始，需要用某種方法使發送器和接收器之間進行定時或同步。NRZI用于較慢的RS—232串行通信和硬盤驅動器上的數據存儲中。在同步鏈路上，長串的連續位（可能數千個0）會出現問題。接收器可能會失去同步，不能檢測到連續串中0的正確個數。另一問題是長串的0表現為直流，它不能通過某些電氣部件。Manchester編碼和其他方案通過增加時鐘信號解決了這些問題。Manchester（曼徹斯特） 在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時鐘信號，又作數據信號；從高到低跳變表示“1”，從低到高跳變表示“0”。這給接收器提供了可以與之保持同步的定時信號。曼徹斯特編碼常用在LAN上。
現場遇到信號干擾怎么處理
1. 電磁干擾源及對系統的干擾
影響PLC控制系統的干擾源于一般影響工業控制設備的干擾源一樣，大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位，這些電荷劇烈移動的部位就是噪聲源，即干擾源。
2.干擾類型通常按干擾產生的原因、噪聲的干擾模式和噪聲的波形性質的不同劃分。其中：按噪聲產生的原因不同，分為放電噪聲、浪涌噪聲、高頻振蕩噪聲等；按噪聲的波形、性質不同，分為持續噪聲、偶發噪聲等；按聲音干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾和差模干擾是一種比較常用的分類方法。共模干擾是信號對地面的電位差，主要由電網串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應的共態（同方向）電壓送加所形成。共模電壓有時較大，特別是采用隔離性能差的電器供電室，變送器輸出信號的共模電壓普遍較高，有的可高達130V 以上。共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞（這就是一些系統I/O 模件損壞率較高的原因），這種共模干擾可為直流、亦可為交流。差模干擾是指用于信號兩極間得干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種讓直接疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。
3. PLC 控制系統中電磁干擾的主要來源有哪些呢？
（1） 來自空間的輻射干擾
空間的輻射電磁場（EMI）主要是由電力網絡、電氣設備的暫態過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達、高頻感應加熱設備等產生的，通常稱為輻射干擾，其分布極為復雜。若PLC 系統置于所射頻場內，就回收到輻射干擾，其影響主要通過兩條路徑；一是直接對PLC 內部的輻射，由電路感應產生干擾；而是對PLC 通信內網絡的輻射，由通信線路的感應引入干擾。輻射干擾與現場設備布置及設備所產生的電磁場大小，特別是頻率有關，一般通過設置屏蔽電纜和PLC 局部屏蔽及高壓泄放元件進行保護。
（2） 來自系統外引線的干擾
主要通過電源和信號線引入，通常稱為傳導干擾。這種干擾在我國工業現場較嚴重。
（3）來自電源的干擾
實踐證明，因電源引入的干擾造成PLC 控制系統故障的情況很多，筆者在某工程調試中遇到過，后更換隔離性能更高的PLC 電源，問題才得到解決。
PLC 系統的正常供電電源均由電網供電。由于電網覆蓋范圍廣，將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓和電路。尤其是電網內部的變化，開關操作浪涌、大型電力設備起停、交直流轉動裝置引起的諧波、電網短路暫態沖擊等，都通過輸電線路到電源邊。PLC 電源通常采用隔離電源，但其機構及制造工藝因素使其隔離性并不理想。實際上，由于分布參數特別是分布電容的存在，絕對隔離是不可能的。
（4 ） 來自信號線引入的干擾
與PLC 控制系統連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信號之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾，這往往被忽略；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線上的外部感應干擾，這是很嚴重的。由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統，還將導致信號間互相干擾，引起共地系統總線回流，造成邏輯數據變化、誤動和死機。PLC 控制系統因信號引入干擾造成I/O模件損壞數相當嚴重，由此引起系統故障的情況也很多。
（5）來自接地系統混亂時的干擾
接地是提高電子設備電磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使PLC 系統將無法正常工作。PLC 控制系統的地線包括系統地、屏蔽地、交流地和保護地等。接地系統混亂對 PLC 系統的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在地電位差，引起地環路電流，影響系統正常工作。例如電纜屏蔽層必須一點接地，如果電纜屏蔽層兩端A、B都接地，就存在地電位差，有電流流過屏蔽層，當發生異常狀態加雷擊時，地線電流將更大。
此外，屏蔽層、接地線和大地有可能構成閉合環路，在變化磁場的作用下，屏蔽層內有會出現感應電流，通過屏蔽層與芯線之間的耦合，干擾信號回路。若系統地與其它接地處理混亂，所產生的地環流可能在地線上產生不等電位分布，影響PLC 內邏輯電路和模擬電路的正常工作。PLC 工作的邏輯電壓干擾容限較低，邏輯地電位的分布干擾容易影響PLC 的邏輯運算和數據存儲，造成數據混亂、程序跑飛或死機。模擬地電位的分布將導致測量精度下降，引起對信號測控的嚴重失真和誤動作。
（6）來自PLC 系統內部的干擾
主要由系統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，如邏輯電路互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC 制造廠對系統內部進行電磁兼容設計的內容，比較復雜，作為應用部門是無法改變，可不必過多考慮，但要選擇具有較多應用實績或經過考驗的系統。
4、系統受干擾時，常會遇到以下幾種主要干擾現象：
（1）系統發指令時，電機無規則地轉動；
（2）信號等于零時，數字顯示表數值亂跳；
（3） 傳感器工作時，PLC采集過來的信號與實際參數所對應的信號值不吻合，且誤差值是隨機的、無規律的；
（4）與交流伺服系統共用同一電源（如顯示器等）工作不正常。
5．怎樣才能更好、更簡單解決PLC系統干擾？
1）理想狀態下是選用隔離性能較好的設備、選用優良的電源、動力線和信號線走線、電源接地要更加合理等等，但是需要不同設備廠商共同協作才能完成，很難做到，而且成本較高。
2）利用模擬信號隔離器，有稱作信號變送器、屬于信號調理的范疇。其主要起抗干擾作用。正因為它有特強的抗干擾能力所以在自動化控制系統中應用非常廣泛。尤其對于復雜的工業現場，控制程序越來越復雜，信號隔離器對各種模擬量信號進行輸入、輸出、電源三端隔離，的確是當今自動化控制系統中抗干擾的有效措施之一。
5．為什么解決PLC系統干擾首選信號隔離器呢？
1）使用簡單方便、可靠，成本低廉，可同時解決多種干擾。
2）可大量減輕設計人員、系統調試人員工作量，即使復雜的系統在普通的設計人員手里，也會變的非常穩定可靠。
6．信號隔離器工作原理是什么？
首先將PLC接收的信號，通過半導體器件調制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然后再進行解調變換回隔離前原信號或不同信號，同時對隔離后信號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的信號、電源、地之間絕對獨立。
7. 現在市場有那么多品牌的隔離器，價格參差不齊，該怎么選擇呢？
隔離器位于二個系統通道之間，所以選擇隔離器首先要確定輸入輸出功能，同時要使隔離器輸入輸出模式（電壓型、電流型、環路供電型等）適應前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強度﹑總線通訊功能等許多重要參數涉及產品性能，例如：噪音與精度有關、功耗熱量與可靠性有關，這些需要使用者慎選。總之，適用、可靠、產品性價比是選擇隔離器的主要原則。
Wi-Fi 信號之間是如何防止干擾的
首先這個題目定義在“不同的wifi信號之間是如何抗干擾的”？感覺題意不是理解的特別清楚，有兩種可能的意思，其一：由于頻帶很窄，所以很多WIFI信號擁擠在一起，所以互相會干擾，從而無法傳輸數據。其二：為了更好的傳輸，wifi如何可以通過降低干擾（即抗干擾理解成減低干擾），或者避免干擾來進行傳輸的。
對應第一種理解：一般在2.4G的情況下，可以同時工作的WIFI信道只有3個，即1，6，11。所以如果AP很密集的情況下，信道是不夠分的，所以會出現幾個不同的AP處于同一個信道的情況。故在這樣情況下，是基于802.11的接入算法（DCF，該算法是基于CSMA/CA）來避免沖突的發生的，通過DCF算法，同一個時刻只有一個AP或者client能夠接入信道，即類似分時接入的思路（實際上是CSMA，而不是TDMA）來把本來互相干擾的傳輸給分離開來，從而避免干擾。
對應第二種理解：大家也說了一般所使用就是1，6，11，這是在2.4G信道上的，這點也沒有太多進行補充的，通過適當的調節功率，拉開距離可以避免干擾。實際上已經存在的802.11k協議，對于多AP情況下的功率調節和資源調節已經做了協議的定義，其基本思想和LTE目前的RRC的思想有點類似，都是在接入層上面加上了一個資源控制層（即無線資源管理（RPM）），同時認知無線電的協議802.11h也都存在一些定義，這兩個協議中都實施了TPC（發射功率控制），好像一些商業級的產品中已經添加了802.11k的支持。然后討論下5G上的干擾，在5G上面工作的協議除了一開始的802.11a，后來802.11n和802.11ac也工作在5G上。雖說5G的頻段寬，但是由于802.11n/ac以后都存在更高帶寬的傳輸（如80MHz，160MHz），那么同時可以使用的信道也是有限的。這里就存在一個動態接入的控制，一開始在802.11n中，由于最高是40MHz信道，其接入的時候分primary channel和secondary channel，一開始其在兩個信道上都發送RTS，如果都接收到了CTS則接入信道。如果有一個接收不到，就不接入。而到802.11ac中，由于最高是160MHz，而現實環境中，有可能還存在802.11a的設備，所以其信道還是按照20MHz作為單位的，所以一開始其需要在8個子信道上發送RTS（其中還是要分primary channel和secondary channel，PS：這兩個信道主要作為監聽用，而發送的時候好像沒有具體分，如有錯誤還請指出），但是如果依然按照802.11n的方法，如果有一個信道沒有CTS反饋就不接入，那么浪費就很大了，因為只要有一個信道存在干擾，其就不會接入。在這個情況下，802.11ac就是所謂的動態接入，則在反饋了CTS的信道中，選擇連續的信道的子集（即80MHz或者40MHz或者20MHz）進行接入，從而避免大帶寬接入的時候受到別人干擾的問題。
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