【儀器儀表商情網(wǎng) 技術(shù)分析】在分布式系統(tǒng)中，模擬信號在傳感器或負載間來回遠程傳輸。在這類系統(tǒng)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(jié)果使數(shù)據(jù)遭到破壞，由此產(chǎn)生不良影響。系統(tǒng)需要得到適當?shù)谋Ｗo，了解預(yù)期噪聲的量和性質(zhì)可以明確需要采取的保護措施，以取消或者至少減少環(huán)境干擾水平。

噪聲源或干擾源一般有兩種，根據(jù)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(tǒng)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(yīng)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(chǎn)生信號失調(diào)，使真實GND升高，結(jié)果導(dǎo)致兩種不良效應(yīng)。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(chǎn)生電弧，結(jié)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(jié)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(chǎn)生差模噪聲。在實際應(yīng)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(xiàn)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。

第二種，也是最麻煩的噪聲是差模噪聲，這種噪聲是在激勵與系統(tǒng)GND之間耦合的。該噪聲之所以會耦合到信號中，是因為系統(tǒng)GND與充當天線的信號電纜之間存在電流環(huán)路。在部分應(yīng)用中(如化學(xué)分析)，出于安全考慮，傳感器有時置于獨立于控制器的腔室中。這種設(shè)置會導(dǎo)致數(shù)十或數(shù)百米的電流環(huán)路，結(jié)果，任何磁通量都可能在信號中導(dǎo)致電流噪聲，從而使數(shù)據(jù)遭到破壞。為了減少差模噪聲的影響，建立使用鐵氧體材料來過濾高頻輻射信號，在控制器與傳感器之間采用星型連接，同時還要使用屏蔽電纜。