微弱信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)電纜信號(hào)線連接后信號(hào)出現(xiàn)波動(dòng)

在某儀表信號(hào)電路設(shè)計(jì)中，傳感頭輸出信號(hào)是微伏級(jí)的交流電壓信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)10米的屏蔽電纜線后再輸入儀表放大電路進(jìn)行放大處理如圖1所示，電纜的屏蔽線已做過(guò)良好的接地處理，測(cè)試過(guò)程中，信號(hào)會(huì)偶爾出現(xiàn)波動(dòng)且導(dǎo)致工作不穩(wěn)定，出現(xiàn)如圖2的波形。

圖1

圖2

經(jīng)分析，是由于信號(hào)在原來(lái)波形的基礎(chǔ)上疊加了工頻信號(hào)干擾。出現(xiàn)這種情況，主要因?yàn)殡娎|本身存在分布電容和電阻，信號(hào)通過(guò)電纜以后，降低了儀表放大器的輸入阻抗，同時(shí)分布電容和電阻的參數(shù)不一致，導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)相位變化，綜上兩種原因降低了儀表放大電路抑制共模干擾的能力。

解決辦法是抵消電纜分布參數(shù)的影響。思路是給電纜的屏蔽層疊加一個(gè)和傳輸?shù)男盘?hào)同步的且信號(hào)幅度一致的信號(hào)，保證電纜屏蔽層與信號(hào)層之間平衡電勢(shì)，來(lái)抑制分布電容參數(shù)。如下圖3所示：

圖3

儀表放大電路的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)U13運(yùn)放進(jìn)行跟隨后輸入到電纜線的屏蔽電路層，保證屏蔽電纜層的信號(hào)電壓和信號(hào)線電壓同步，抵消了電纜的分布電容參數(shù)，使得改進(jìn)后信號(hào)質(zhì)量得到了很好的改善。

審核編輯：劉清