计算机控制系统抗干扰与可靠性技术详解：滤波、差分放大与Watchdog应用

计算机控制系统抗干扰及可靠性技术是现代控制系统中的关键环节，本文档共9张幻灯片详细探讨了这一主题。主要内容涵盖了以下几个方面： 1. 串模与共模干扰： - 串模干扰指的是在被测信号中叠加的独立干扰信号，通常通过输入滤波器来消除，通过电磁屏蔽和良好接地来降低其影响。 - 共模干扰则指所有电路或信号对参考地之间的电压偏差，它可以通过差分放大器进行前置放大来抑制，同时使用隔离技术、浮地屏蔽等手段来隔绝地电位影响。 2. 接地设计： - 地线设计是抗干扰的重要策略，目标是减少噪声电压和电磁干扰。具体措施包括高频电路多点接地、交流与信号地分离、数字地与模拟地分开、电源地与信号地分离等，确保地线路径短且低阻抗。 3. 看门狗电路（Watchdog）： - Watchdog电路是一种内置在微控制器中的故障检测和恢复机制，通过定时器构成一个闭合回路。它可以在系统出现异常时检测错误，并在必要时触发复位，从而提高系统的可靠性。 4. 滤波技术： - 文档提及了中值滤波，这是一种数字滤波方法，通过连续采样值排序后取中间值来平滑信号，减少噪声干扰。此外，还提到了惯性滤波，模仿了模拟RC低通滤波器的工作原理。 5. 抑制共模干扰的其他措施： - 除了上述方法，还包括使用差分放大器、采用隔离技术等，这些措施旨在确保信号的纯净，防止信号失真和系统不稳定。 本文档深入剖析了计算机控制系统中对抗干扰和提升可靠性的核心技术和实践，这对于理解和设计高稳定性和抗干扰能力的控制系统具有重要意义。通过学习这些内容，工程师们能够更好地应对复杂环境中的信号处理问题，提高系统的整体性能。