再談無線設(shè)備抗干擾設(shè)計應(yīng)用及防雷措施

1、<p>　　再談無線設(shè)備抗干擾設(shè)計應(yīng)用及防雷措施</p><p>　　摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,科技水平的提高,我國的無線設(shè)備被越來越廣泛的應(yīng)用,在眾多的領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。然而無線設(shè)備在現(xiàn)實應(yīng)用中卻受許多因素的干擾,為了更好地發(fā)揮無線設(shè)備的作用,我們必須進(jìn)行抗干擾設(shè)計。本文將對無線設(shè)備抗干擾設(shè)計中應(yīng)注意的一些問題進(jìn)行研究。 </p><p>　　關(guān)鍵詞 ：無線基本技術(shù) 形式和危害

2、 抗干擾問題 應(yīng)用 防雷措施 </p><p>　　Abstract: With the development of economy, the improvement of technology, the wireless equipment in China is more and more extensive application, and plays an important role in many

3、fields. However, the wireless device in practical application is affected by many factors, in order to better play the role of wireless devices; we must carry out the anti-interference design. Study on some problems base

4、d on the wireless device anti-interference design should pay attention to the. </p><p>　　Key words: wireless technology; forms and harm; anti-interference; application; lightning protection measures </p&g

5、t;<p>　　中圖分類號：TU856 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p>　　1 無線安全基本技術(shù) </p><p><b>　　1.1訪問控制 </b></p><p>　　訪問控制：限制。利用ESSID、MAC 限制，防止非法無線設(shè)備入侵。 </p><p>　　1.2提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全性

6、</p><p>　　IEEE802.11b 協(xié)議中包含了一些基本的安全措施，包括：無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的服務(wù)區(qū)域認(rèn)證ID (ESSID)、MAC 地址訪問控制以及WEP加密等技術(shù)。IEEE802.11b利用設(shè)置無線終端訪問的ESSID來限制非法接入。在每一個AP內(nèi)都會設(shè)置一個服務(wù)區(qū)域認(rèn)證ID，每當(dāng)無線終端設(shè)備要連上AP時，AP會檢查其ESSID是否與自己的ID 一致，只有當(dāng)AP和無線終端的ESSID相匹配時，才接受無線

7、終端的訪問并提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù), AP如果不符就拒絕給予服務(wù)。利用 ESSID，可以很好地進(jìn)行用戶群體分組，避免任意漫游帶來的安全和訪問性能的問題。 </p><p>　　2無線設(shè)備被干擾的形式和危害 </p><p>　　無線設(shè)備工作的時候,經(jīng)常會被周圍環(huán)境中不同強度的磁場、電場、電磁場和噪聲干擾,它的變化頻率從零頻、低頻到達(dá)高頻。這些干擾主要來自兩個方面 </p><p&

8、gt;　?、偈亲匀灰蛩?。如火山噴發(fā)，雷電,沙塵暴以及宇宙射線中的無線電波等，②是人為因素,如無線設(shè)備自身所產(chǎn)生的電氣干擾。工作中的設(shè)備受到這些干擾時,會呈現(xiàn)出不同程序的損傷,設(shè)備部件被破壞,使得設(shè)備性能變差,發(fā)生漏電、短路甚至斷路,直至儀器不能正常工作,所以說對無線設(shè)備抗干擾設(shè)計很有必要。 </p><p>　　3 無線設(shè)備抗干擾設(shè)計時應(yīng)考慮的問題 </p><p>　　3.1無線設(shè)備抗干

9、擾設(shè)計時應(yīng)重點從以下幾個方面考慮 </p><p>　　3.3.1電源因素 </p><p>　　要充分考慮電源對電路的影響,電源做好了,抗干擾問題就解決了大半。 </p><p>　　3.3.2電磁干擾 </p><p>　　無線設(shè)備極易受到電磁干擾的影響。 電磁干擾傳播的方式分輻射和傳導(dǎo)兩種。無線設(shè)備所受的外界干擾主要是來自周邊的電子設(shè)備

10、、電線和自然界中的電磁輻射。對于內(nèi)部,設(shè)備自身的射頻電路會受到自身電路的干擾,干擾信號通常通過輻射和傳導(dǎo)這兩種途徑影響射頻電路,一種無線設(shè)備受到別的無線設(shè)備干擾的可能性很大。 </p><p>　　3.3.3數(shù)字信號 </p><p>　　由于高速變化的數(shù)字信號可能變成對模擬信號的噪聲干擾,這些瞬變噪聲占用的頻譜較寬、能量較大,對電子元件危害也很大。 </p><p&g

11、t;　　3.3.4通信協(xié)議 </p><p>　　在無線系統(tǒng)中,通信協(xié)議非常之重要,無線通信協(xié)議的好壞將直接關(guān)系到系統(tǒng)的誤碼率、安全性和系統(tǒng)的運行速度。 </p><p>　　3.3.5穩(wěn)定電壓 </p><p>　　通過低通濾波器以及隔離變壓器接入供電線路,低通濾波器可吸收絕大部分電網(wǎng)中的“毛刺”,隔離變壓器和普通變壓器有所不同,它在初級繞組和次級繞組間使用一個屏

12、蔽層,并將它和鐵芯一同接地,以防干擾通過初次級之間的電路效應(yīng)進(jìn)到供電系統(tǒng),從而大大減小了對無線設(shè)備的干擾。 </p><p>　　3.3.6地線引入 </p><p>　　當(dāng)導(dǎo)線兩端在不同接地點接地的時候,由于導(dǎo)線有電阻,因此兩接點間存在電阻,這個電阻稱為地阻抗。干擾源存在時,一個電壓差會在地阻抗兩端產(chǎn)生,如果將其看成一個電壓源,電路的輸人和輸出電壓就會受到影響。 </p>

13、<p>　　3.3.7電源噪聲 </p><p>　　環(huán)境溫度、交流電壓、負(fù)載電流、元器件的老化等因素會引起直流電源供電電壓的變化,出現(xiàn)脈動和噪聲,這些也會影響設(shè)備的中產(chǎn)工作。 </p><p>　　4 抗干擾設(shè)計在現(xiàn)實中的應(yīng)用 </p><p>　　4.1 電源方面的設(shè)計 </p><p>　　要充分考慮電源對電路產(chǎn)生的影響。 我

14、們設(shè)計時可用其它電路部分和無線射頻部分分別供電的辦法。高頻器件對噪聲非常的敏感,因而可以給各部分電源裝上濾波器或是穩(wěn)壓器,從而減少芯片被干擾的程度。 </p><p>　　4.2防電磁干擾方面的設(shè)計 </p><p>　　若沒有足夠的多專業(yè)知識以及測試手段,射頻部分應(yīng)嚴(yán)格按照參考設(shè)計,以獲得最好的效果。 </p><p>　　4.3數(shù)字信號方面的設(shè)計 </p&

15、gt;<p>　　由于高速變化的數(shù)字信號可導(dǎo)致對模擬信號的噪聲干擾,而瞬變噪聲占用 </p><p>　　的頻譜寬、能量大,對設(shè)備危害很大,因此,在電路的重要部位應(yīng)該適當(dāng)配置去耦電容。去耦電容應(yīng)直接跨接在要去耦的電源與大地之間。數(shù)字電路中的任何一片集成電路芯片原則上都應(yīng)配置去耦電容,以便其隨時充電放電。干擾傳播最普遍的方式是通過共用接地線傳播干擾,因此模擬地與數(shù)字地要分開,只在一點連接。 如果信號線

16、與有干擾電流的導(dǎo)線靠近,那么干擾會就會被誘導(dǎo)到信號線上,使信號線上的信號就會被干擾,因此布線分離是一種干擾行之有效的方法。 盡量使干擾源遠(yuǎn)離敏感元件,用地線將數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離。布線時盡量減小回路環(huán)的面積,從而降低感應(yīng)噪聲。在速度能符合要求的前提之下,盡可能選擇低速數(shù)字電路和降低芯片的晶振頻率。 </p><p>　　4.4通信協(xié)議方面的設(shè)計 </p><p>　　在無線數(shù)據(jù)的通信過程中,

17、使用一個行之有效的數(shù)據(jù)接收算法是非常有必要的,從而可以從錯誤數(shù)據(jù)和噪音信號中分離出有效數(shù)據(jù)。協(xié)議把主要數(shù)據(jù)分成一定格式的若干個數(shù)據(jù),而且還增加一些其他的信息,此過程稱為打包。接收端處,協(xié)議去掉這些其他信息,只會留下初始信息,此過程稱為解包。所以發(fā)送數(shù)據(jù)就得先打包,而怎樣定義好這個數(shù)據(jù)包的格式是關(guān)鍵。若是使用UART的格式,則先要了解它對噪音比較敏感的弱點。數(shù)據(jù)包里所有字節(jié)都得用UART格式,此外,數(shù)據(jù)包開始前要有同步碼,使用同步碼的作用

18、是讓UART格式的數(shù)據(jù)被接收端芯片正確的識別。 </p><p>　　4.5穩(wěn)定電壓方面的設(shè)計 </p><p>　　由低通濾波器和隔離變壓器接到供電線路,低通濾波器可吸收大部分電網(wǎng)中的“毛刺” 。 </p><p>　　4.6地線引入方面的設(shè)計 </p><p>　　當(dāng)導(dǎo)線的兩端在不同的接地點接地時,由于導(dǎo)線有電阻,因此兩接點間有電阻,稱之

19、為地阻抗。當(dāng)干擾源存在時,它會在地阻抗兩端產(chǎn)生一個電壓差,如果把它看做一個電壓源,它便會影響到電路的輸人和輸出電壓,解決地阻抗干擾的最好辦法是將兩點合并于一點處接地,即單點接地。 </p><p>　　4.7電源噪聲方面的設(shè)計 </p><p>　　環(huán)境溫度、負(fù)載電流、交流電壓、元器件的老化等因素都會引起直流電源供電電壓的變化,出現(xiàn)脈動和噪聲。解決電源噪聲的辦法是采用電源解藕濾波器,對那些

20、耗電較大的電流器件,在其電源和地之間加接高頻濾波電容,使得設(shè)備的瞬時電流不直接來自系統(tǒng)的電源,而是從它的高頻濾波電容上去取,這樣就大大減少了因電流負(fù)載瞬態(tài)地導(dǎo)接通或切斷引起的尖峰電流所產(chǎn)生的干擾。 </p><p>　　5 無線電設(shè)備防雷措施 </p><p>　　5.1外部防雷外部防雷系統(tǒng)由避雷針、引下線、接地地網(wǎng)等組成,缺一不可。一般防止直擊雷破壞是通過避雷裝置即避雷針、引下線和接地網(wǎng)

21、絡(luò)構(gòu)成完整的電氣通路后將雷電流泄入大地。然而避雷針、引下線和接地裝置的導(dǎo)通只能保護(hù)安裝避雷針的物體本身免受直擊雷的損毀,但雷電會通過多種形式及途徑破壞電子設(shè)備。 </p><p>　　5.2對通信基站而言,天饋線系統(tǒng)和機(jī)房建筑物容易遭受到直擊雷的襲擊,可以通過合理的設(shè)計避雷針的保護(hù)角和良好的接地系統(tǒng)起到保護(hù)作用。接地體指埋入土壤中或混凝土基礎(chǔ)中作散流用的導(dǎo)體。有人工接地體和自然接地體兩種。接地網(wǎng)是把需要接地的各系

22、統(tǒng),統(tǒng)一接到一個地網(wǎng)上或者把各系統(tǒng)原來的接地網(wǎng)通過地下或者地上用金屬連接起來,使它們之間成為電氣相通的統(tǒng)一接地網(wǎng)。一定要有一個良好的接地系統(tǒng),因為所有防雷系統(tǒng)都需要通過接地系統(tǒng)把雷電流泄入大地,從而保護(hù)設(shè)備和人身安全。如果基站接地系統(tǒng)做得不好,不但會引起設(shè)備故障,燒壞元器件,嚴(yán)重的還將危害工作人員的生命安全。另外還有防干擾、防靜電等問題都需要建立良好的接地系統(tǒng)來解決。一般整個基站的接地系統(tǒng)有:建筑物地網(wǎng)、鐵塔地、電源地、邏輯地(也稱信號

23、地)、防雷地等。然而,各地網(wǎng)之間必須獨立時,如果相互之間距離達(dá)不到規(guī)范要求的話,則容易出現(xiàn)地電位反擊事故,因此,各接地系統(tǒng)之間的距離達(dá)不到規(guī)范的要求時,應(yīng)盡可能連接在一起,如實際情況不允許直接連接的,可通過地電位均衡器實現(xiàn)等電位連接。&#160; </p><p><b>　　6設(shè)計應(yīng)用實例 </b></p><p>　　隨著機(jī)器生產(chǎn)節(jié)拍的加快,發(fā)現(xiàn)部分洗衣機(jī)

24、由于程控器引線沒有安放到位的原因,出現(xiàn)了進(jìn)水時排水閥有誤動作的現(xiàn)象。我們對此進(jìn)行了分析及測試,發(fā)現(xiàn)如果引線放到位時,群脈沖試驗的電壓達(dá)到1.5kV時程控器都可以正常工作,但如果引線松脫后下垂特別是當(dāng)引線靠近芯片時,群脈沖電壓600V時程序就己經(jīng)出現(xiàn)了混亂。我們在芯片口的5V端口處加上一個100nF的電容,則引線從芯片下方穿過時,群脈沖試驗電壓達(dá)到1.7kV洗衣機(jī)也可以正常工作,落實該項措施后,產(chǎn)品沒有再出現(xiàn)類似問題。 </p>