实际上,凡是低频高阻抗的测量仪器,都会对工频干扰产生反应。
传感器的阻抗是指传感器在电气上对交流(AC)信号的抵抗。阻抗是一个复合参数,它结合了电阻(resistance)和电抗(reactance),这两者共同定义了传感器在特定频率下对电流流动的阻碍程度。
电阻(Resistance):
这是阻抗的实部,表示传感器对电流的直流(DC)阻碍。
电阻与材料、温度和几何形状有关,对所有频率的电流都有影响。
电抗(Reactance):
电抗是阻抗的虚部,它只对交流(AC)有影响。
电抗分为两种:电容性(Capacitive)和电感性(Inductive)。
电容性电抗来自于传感器的电容效应,随着频率的增加而减少。
电感性电抗 来自于传感器的电感效应,随着频率的增加而增加。
频率依赖性:
传感器的阻抗会随着信号的频率变化而变化,特别是电抗部分。
在不同的操作频率下,传感器的电气响应可能会显著不同。
相位角:
由于电抗的存在,交流信号通过传感器时可能会发生相位偏移。
阻抗可以表达为一个幅度和一个相位角,相位角描述了电压和电流之间的相位差。
大阻抗传感器的干扰敏感性
噪声捕获:高阻抗电路可以像天线一样工作,捕获空气中的电磁波,从而增加噪声。
电荷积累:高阻抗意味着电荷在传感器表面上积累的速度慢,这可能导致易受外部电磁场变化的影响。
电缆影响:高阻抗传感器经常依赖长电缆来传输信号,这些电缆可能会捕获并传导电磁干扰。
低频传感器的干扰敏感性
低频噪声:许多电磁干扰,如电网干扰(50或60 Hz),属于低频范围,低频传感器可能会捕获这些干扰信号。
信号辨识:在低频范围内,干扰信号可能与实际传感器信号的频率接近,使得干扰更难以通过滤波器排除。
工频信号:指代工业用频率相关电压或电流信号,在我国,一般来说,常用电源频率为50Hz的交流电,工频当然也就是50Hz常规频率。
工频干扰:是由电力系统引起的一种干扰。频率一般为50Hz或60Hz,根据不同国家或地区交流电工频频率而定。主要表现为信号测量时出现的正弦波或其他信号与正弦波的叠加。
在工频信号的干扰中,可能会存在两种信号的传输方式进入脑电设备中,从而影响干扰脑电信号的采集。
1、电源频率的传导;
此传导方式是由于电源源头的问题,在供电时,既有50hz的信号进入到脑电设备中,从而影响脑电信号。
2、空间辐射传导;
此传导方式是由于周围环境的设备供电干扰,经过空间传递到电极帽上的电极传感器,进入脑电设备。
1、尽可能选择在好的屏蔽室内进行脑电信号采集,同时屏蔽室内不要接电源插座,尽可能所有的电线是尽可能的少,同时减少不必要的电源供电。这一步的作用是用于减少电源源头的传导和空间传导。
2、阻抗过程,尽可能的小。如果噪声来源是空间辐射造成的,那么说明设备是高输入阻抗电路设备,降低阻抗值也能有效减少噪声来源;
3、使用电线屏蔽层,在某些脑电设备中,会听到不同的电极名称——无源电极和有源电极。有源电极是加了电线屏蔽层的电极,它能阻断空间辐射的干扰,从而不影响信号采集。
数字滤波器可以有效减小50Hz工频的干扰,完全消除是不可能的。以20ms为最小单位的整倍数周期滤波,可以有效减少工频的干扰。
利用低电阻材料或电磁良好的铁磁材料,将需要防护的部分包起来,防止静电或电磁的相互感应,可以隔断场的耦合通道。
滤波措施:这是抑制干扰的有效手段,特别适用于抑制经导线耦合到电路的干扰。
降低测量引线回路面积,增加屏蔽,减弱空间耦合效应
传输线路接地屏蔽
电流型的一般比电压型的抗干扰好。
本质上是一个电压跟随缓冲电路结合低通滤波器,R1C1针对50Hz滤波,R2R3C2C3针对50Hz高次谐波的过滤。
数字滤波算法的陷波点在10Hz、20Hz、40Hz、80Hz频率的整数倍处响应,所以选择10Hz频率的输出,可以一定程度的衰减50Hz工频扰动。
是看海哥哥的东西
差模干扰是两条线直线的噪声,这两条线上的电流大小相等,但方向相反。如果电流方向相同,这种模式就称为共模干扰。
我感觉这个就很好。上次问我说几个共模干扰和差模干扰。
OK,这个时候应该没有人看了,让我来写点私货的内容,
传感器电流是pA级别的,电压可以到10V:
这个电阻,绝了!
传感器的内阻非常高,达到了太欧姆级别。这是典型的高阻抗传感器,这种类型的传感器非常敏感于噪声和环境变化。
明显就是信号里面有一个稳定的正弦波在里面
我感觉是因为电磁干扰(EMI)或接地问题引起的。当使用高阻抗放大时,系统会变得非常敏感,特别是对于电磁干扰和噪声。考虑到观察到的信号具有正弦波形态,这可能是由于某种周期性的电磁干扰,如电源线频率(通常是50Hz或60Hz)或其他常见电子设备产生的干扰。
电路可以将单端(单个输出线)信号转换为差分信号(具有两个输出,一个为正,另一个为负)。差分信号有助于减少噪声和干扰,
仪表放大器:这是一种特殊类型的差分放大器,它提供高输入阻抗,非常适合处理高阻抗源的信号。仪表放大器有三个输入端:非反相输入、反相输入和参考输入。在这种情况下,可以将传感器的输出连接到非反相输入,将反相输入接地或接到参考电压,而参考输入通常也接地。
好,这里就就掏出我的INA333
直接给您接上
直接安排
我想的是,U/R=I,没明显没有卵用。
应该是两级的放大,跨阻一级,单端转差分。
减少噪声:
跨阻放大器(TIA)将微小电流转换为电压,这样可以更有效地处理信号,尤其是在高阻抗源的情况下。
差分信号转换减少了由长电缆传输或电磁干扰(EMI)引起的噪声和损失。
增强抗干扰能力:
差分信号对外部噪声和干扰更具抵抗力,因为差分接收器可以消除两条线路上相同的干扰信号(即共模噪声)。
提高信号完整性:
在电磁干扰较多的环境中,使用差分信号可以保持信号完整性,特别是在信号需要通过较长距离传输时。
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