[科普中国]-干扰

定义

干扰（Interference），一般是指对有用信号的接收造成损伤。干扰可以分为两大类，一类是设备及馈线系统造成的；另一类属于其他干扰，可以认为是外来干扰。常见的干扰有传导干扰（通过导线传播到敏感器件的干扰）、辐射干扰（通过空间辐射传播到敏感器件的干扰）。

其它解释

干犯扰乱；骚扰。《三国志·吴志·陆逊传》：“斩首获生，凡千馀人。其所生得，皆加营护，不令兵士干扰侵侮。”

元稹 《招讨镇州制》：“边界之人，惧废耕织，应缘军务所须，并不得干扰百姓。”

《元史·世祖纪十》：“以 答即古阿散 理算积年钱谷，别置司署，与省部敌，干扰政务，并入省中。”

巴金 《关于丽尼同志》：“我在这里用了‘关起门来写作’这个词组，并没有特殊的意义，我只是想说不受到干扰。”2

分类同频干扰同频干扰是指相邻两个或几个基站的覆盖重叠区内，接收点场强是来自各基站信号场强之和。由于各基站信号传播的路径、介质及所使用的发射设备不同．所以使得各个基站发出的信号到达重叠区的时间也不同，即各信号之间存在相对时延差，从而产生各信号的相对相位差。由于相位差的存在，使得在重叠区的各信号相互干扰，所以直接影响了 BP机正常接收。当然，同频干扰还与调制度及频偏有一定关系。采用某种方式对各基站发出的信号到达重叠区的时间加以调整，是解决同频干扰问题的关键。根据CCIR的报告，对于目前我国无线寻呼普遍使用的不归零直接FSK调制的POCSAG码．当各基站的调制信号之间的相对时延差小于1/4bit周期时，重叠区BP机可得到满意的接收效果。当调制信号速率为1200bit/s时．相对时延差应小于208μs。我们常见的MOTOR0LA LT发射机的时延调整范围为180--220μs。由于分路器到每个基地间的传输介质不尽相同，所以具体调整发射机时延时，一般以距中心站最远的基站为基准(时延180μs)．以每公里延时1μs计算出其他基地的时延。实际工作中需要作多次调整，才能达到所要求的效果。

应当注意。根据"无线寻呼技术体制"的要求，数字寻呼机的灵敏度应不低于5μV/M，汉字寻呼机的灵敏度应不低于10μV/m。据理论计算，当发射天线高度增加1倍时，信号场强也增加1倍；而当有效发射功牵增加1倍时，信号场强则增加40%．要使通信距离增加l倍，须提高天线4倍，或增大功率16倍。由此可见，天线架得越高。就越容易造成同频干扰。功率也并非调得越大越好，要视具体情况而定；必要时可采用定向天线。在调整时延时也应考虑到各基站天线高度不同所造成的影响。

互调干扰这是由于不同频率的两个或多个射频信号在某台发射机功放末端经非线性作用产生了新的等于另-频点的频率分量而引起的。三阶互调干扰分二型和三型两种。当4个频率F1-F4满足F1+F2-F3=F4，且F1-F3为发射频率，F4为接收频率时。F4就会受到干扰，这种干扰称为三型三阶互调干扰；当3个频率F1'-F3'满足2F1'-F2'=F3'，且F1'、F2'为发射频率。F3'为接收频率时，F3'将受到干扰，这种干扰为二型三阶互调干扰。消除互调干扰的方法有3种：一是利用天线的空间隔离来减少发射机 之间的耦合，天线之间空间隔离衰耗的大小与两副天 线架设的相对位置有关。水平架设时，间距要大于其 中较大波长的1.5-2倍；垂直架设时．间距应大于其 中较大的波长。二是在发射机末级功故输出端加装单 向器。如干扰源频率与受干扰频率差3MH2以上，可 用腔体滤波器。三是上述两种方法的组合使用。3

杂散干扰杂散干扰主要是指由于发射机倍频器的滤波特 性不好，而使一些二次和三次谐波分量在发射机输出 级输出，产生杂波辐射信号。另外，发射机的技术指标不合格，也会使以载波为中心的噪声分布相当宽，在 几兆赫兹的频带内造成干扰。消除杂散干扰的较为有 效的办法是在发射机输出端接入选择性滤波器，以减少干扰信号。发射机载频功率大于25W时，任何一个离散频率的辐射功率皮低于发射机载频功率70dB，才不会干扰正常通信。对于严重不符合技术指标的发射机，应坚决予以淘汰。

邻道干扰邻道干扰是指相邻的或者邻近波道之间的干扰。目前，移动通信系统广泛使用的特高频(VHF)、超高频(UHF)电台，波道间隔为25KHz。众所周知，调频信号的频谱很宽。其中某些谐波分量落入邻道接收机的通带内，就会造成邻道干扰。这种干扰主要是由于发射机技术指标的严重不合格造成的。一般多基站工作时，要求发射机的频率稳定度为5×10-6；调制最大允许频偏为5 KHz 。我国寻呼体制规定为4.5 KHz；邻道辐射功率对邻道接收机形成的邻道干扰应比载波功率低70dB以上 。

符号间干扰符号间干扰 - ISI - Inter Symbol Interference，所谓符号间干扰就是由无线电波传输多径与衰落以及抽样失真引起的。而码间干扰指的就是多址干扰，主要是由于各用户信号之间存在一定的相关性造成的，而且会承接用户数量和发射功率的增加而迅速增大。符号间干扰指的是下面的含义：

（1）在一个数字传输系统中所接收的信号的失真，该失真是表现在单个信号的暂时分散和随后的重叠，直到接收器无法准确地区分状态之间改变（例如，单个信号元素）的程度

（2）在一个或多个电键间隔中的额外信号能量，该能量干扰了在另外一个电键间隔的信号的接收

（3）由于来自一个或多个电键间隔中的额外信号能量所造成的干扰，它妨碍了在另外一个电键间隔内的信号接收。4

在无线信道中，由于存在多径传播问题，对数据传输也会产生ISI。当数据速率提高时，数据间的间隔就会减小，到一定程度符号重叠无法区分，产生ISI。5

在“相干带宽”术语描述中可知，同一信号经多径传播后产生的干扰与该信号经过不同路径到达接收端的时延有关：如图1所示，当时延之差恰好等于信号的脉冲周期时，则信号2的第2个脉冲到达接收台时，信号1的第1个脉冲刚好到达接收台，则接收端信号就是脉冲1和脉冲2的合成。如果增大信号的脉冲周期，即相当于信号带宽变窄，此时由于时延之差不变，信号1和信号2的第1个脉冲在接收台相重叠的部分就会增大，而信号1和信号2如果仅仅是相同信号的不同途径传播，则这种同一信号由于多径传播在接收台的相互重叠而产生的干扰就称之为符号间干扰。

除了多径传播之外，由于实际传输时频带有限，在接收端只能采用抽样的方式进行信号恢复，抽样会造成失真，这种失真也是符号间干扰的一个成因。

为了抵抗符号间干扰，人们采用了OFDM技术，该技术将宽带信号分成很多较窄的子带信号进行传播，每个子带信号由于信号带宽的变窄，使得同一信号经过多径传播后在一个脉冲周期内产生的重叠部分增多，从而可以有效地降低由于多径传播产生的符号间干扰。

多路径干扰多路径干扰（Multipath interference）是一无线通信领域名词，指无线电信号分割为二或多个信号的副本，经过复数以上的路径抵达接收天线，有时在特定的状态下，这些信号波会产生干涉。大气层对电波的散射、电离层对电波的反射和折射，以及山峦、建筑等地表物体对电波的反射都会造成多径传播。无线电视收讯时的鬼影（ghosting）现象，就是一种常见的多径干扰具体表现。

电子系统中抗干扰设计形成干扰的基本要素有三个：（1）干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可 能成为干扰源。

（2）传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传 播路径是通过 导线的传导和空间的辐射。

（3）敏感器件，指容易被干扰的对象。如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC， 弱信号放大 器等。

抗干扰设计的基本原则抑制干扰源

抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源。这是抗干扰设计中最优 先考虑和最重要的原则，常常会起到事半功倍的效果。 主要是通过在干扰源两端并联电容 来实现。 抑制干扰源的常用措施如下：

（1）继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。仅加 续流二极管会 使继电器的断开时间滞后，增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。

（2）在继电器接点两端并接火花抑制电路（一般是RC串联电路，电阻一般选几K 到几十K，电 容选0.01uF），减小电火花影响。

（3）给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要尽量短。

（4）电路板上每个IC要并接一个0.01μF～0.1μF高频电容，以减小IC对电源的 影响。注意 高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电 容的等效串联电 阻，会影响滤波效果。

（5）布线时避免90度折线，减少高频噪声发射。

（6）可控硅两端并接RC抑制电路，减小可控硅产生的噪声。

传播路径按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。

所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和 有用信号的频带不同，可 以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰 噪声的传播，有时也可加隔离光耦来解决。电 源噪声的危害最大， 要特别注意处理。 所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。 一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离，用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。

切断干扰传播路径的常用措施如下：

（1）充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好，整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单 片机对电源噪声很敏感, 要给单片机电源加滤波电路或稳压器，以减小电源噪声对单片机 的干扰。比如，可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路，当然条件要求不高时也可用100Ω 电阻代替磁珠。

（2）如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件，在I/O口与噪声源之间应加隔离（增加π 形滤波电路）。 控制电机等噪声器件，在I/O口与噪声源之间应加隔离（增加π形滤波 电路）。

（3）注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近，用地线把时钟区隔离起来，晶振外壳接地 并固定。此措施可解决许多疑难问题。

（4）电路板合理分区，如强、弱信号，数字、模拟信号。尽可能把干扰源 （如电机，继电 器）与敏感元件（如单片机）远离。

（5）用地线把数字区与模拟区隔离，数字地与模拟地要分离，最后在一点接于电源地。A/D、 D/A芯片布线也以此为原则，厂家分配A/D、D/A芯片 引脚排列时已考虑此要求。

（6）单片机和大功率器件的地线要单独接地，以减小相互干扰。 大功率器件尽可能放在电路 板边缘。

（7）在单片机I/O口，电源线，电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件 如磁珠、磁环、电 源滤波器，屏蔽罩，可显著提高电路的抗干扰性能。

提高敏感器件的抗干扰性能提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声 的拾取，以及从不提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下：

（1）布线时尽量减少回路环的面积，以降低感应噪声。

（2）布线时，电源线和地线要尽量粗。除减小压降外，更重要的是降低耦 合噪声。

（3）对于单片机闲置的I/O口，不要悬空，要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统 逻辑的情况下接地或接电源。

（4）对单片机使用电源监控及看门狗电路，如：IMP809，IMP706，IMP813，X25043，X25045 等，可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。

（5）在速度能满足要求的前提下，尽量降低单片机的晶振和选用低速数字 电路。

（6）IC器件尽量直接焊在电路板上，少用IC座。