CN102568598B - 一种基于移位寄存器的抗干扰方法 - Google Patents

一种基于移位寄存器的抗干扰方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于移位寄存器的抗干扰方法。时钟脉冲发生器连接在移位寄存器的时钟输入端Clock上，整形电路连接在移位寄存器的数据输入端Data上，移位寄存器的数据输出端连接在放大器的多个输入端，放大器的输入端连接在比较器的同相端，阈值设定电路连接在比较器(6)的反相端上。过对脉冲细分、移位寄存器记录和加法器叠加来将脉冲宽度转换成电压值，再与设定的电压值相比较来判断脉冲信号是否为干扰信号。本发明通过脉冲细分、移位寄存器记录和加法器叠加来将脉冲宽度转换成电压值,克服了RC充放电电路中负向脉冲分割正常脉冲造成脉冲判断失误。

Description

一种基于移位寄存器的抗干扰方法
技术领域
本发明涉及一种工业现场抗干扰的方法，尤其是涉及一种基于移位寄存器的抗干扰方法。
背景技术
工厂企业在生产过程中会经常有一些大型用电设备(如电动机等)频繁启动、停止，在工业现场造成一些容性、感性的干扰，影响到工作设备正常工作。
其次，自然界中的雷电也是一种主要的自然干扰源，雷电产生的干扰可以传输到数千公里以外。其时域波形是叠加在一窜随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。
电磁干扰传播途径一般也分为两种：传导耦合方式和辐射耦合方式。
传导耦合方式：在干扰源和工作设备之间有完整的电路连接时，干扰信号沿着这个连接电路传递到工作设备，产生干扰现象。
辐射耦合方式：辐射传输是干扰源产生的干扰信号以电磁波的形式传播到工作设备。
目前常用的提高设备抗干扰能力的方法主要有：
·设法降低电磁波辐射源或传导源；
·切断耦合路径；
·增加接收器的抗干扰能力。
常用的克服干扰电路一般是通过RC充放电电路、配合555集成电路芯片或其他的组合逻辑电路来实现。其原理是假定干扰脉冲为正脉冲，根据干扰脉冲的高电平的宽度来设定RC充放电电路的时间常数，将脉冲高电平的宽度小于设定值的脉冲判断为干扰信号。其缺点是：干扰脉冲并非都是正脉冲，当干扰脉冲为负脉冲且叠加在正常脉冲的高电平上时，会将正常脉冲分割成多个脉冲，其高电平的宽度或大于RC充放电电路的时间常数，或小于RC充放电电路的时间常数，造成脉冲判断失误。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于移位寄存器的抗干扰方法，是通过对脉冲细分、移位寄存器记录和加法器叠加来将脉冲宽度转换成电压值，再与设定的电压值相比较来判断脉冲信号是否为干扰信号。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明时钟脉冲发生器连接在移位寄存器的时钟输入端Clock上，整形电路连接在移位寄存器的数据输入端Data上，移位寄存器的数据输出端Q1、Q2、...Qn连接在放大器的多个输入端，放大器的输入端连接在比较器的同相端，阈值设定电路连接在比较器的反相端上；
阈值设定电路的阈值电压按如下方式计算：
移位寄存器的输出高电平电压为UH，低电平电压为UL，移位寄存器的数据输出端数量为N，放大器的对各个输入端的放大倍数均为K，最大干扰脉冲宽度为M，则阈值设定电路(4)的阈值电压为UT由公式(1)确定：
UTL＜UT＜UTH(1)
其中：
UTL＝K×(N-M-1)×UH+K×(M+1)×UL(2)
UTH＝K×(N-M)×UH+K×M×UL(3)
本发明具有的有益的效果是：
本发明通过脉冲细分、移位寄存器记录和加法器叠加来将脉冲宽度转换成电压值，克服了RC充放电电路中负向脉冲分割正常脉冲造成脉冲判断失误。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明的一个实施例。
图中：1、整形电路，2、移位寄存器，3、时钟脉冲发生器，4、阈值设定电路，5、放大器，6、比较器。
具体实施方式
如图1所示，本发明由整形电路1，移位寄存器2，时钟脉冲发生器5，阈值设定电路4，放大器5和比较器6组成。
如图1所示，时钟脉冲发生器5连接在移位寄存器2的时钟输入端Clock上，整形电路1连接在移位寄存器2的数据输入端Data上，移位寄存器2的数据输出端Q1、Q2、...Qn连接在放大器5的多个输入端，放大器5的输入端连接在比较器6的同相端，阈值设定电路4连接在比较器6的反相端上。
阈值设定电路4的阈值电压按如下方式计算：
移位寄存器2的输出高电平电压为UH，低电平电压为UL，移位寄存器2的数据输出端数量为N，放大器5的对各个输入端的放大倍数均为K，最大干扰脉冲宽度为M，则阈值设定电路4的阈值电压为UT由公式(1)确定：
UTL＜UT＜UTH(1)
其中：
UTL＝K×(N-M-1)×UH+K×(M+1)×UL(2)
UTH＝K×(N-M)×UH+K×M×UL(3)
下面是一个实施例：
如图2所示，时钟脉冲发生器5由3个反相器、电阻R1和电容C1构成。
整形电路1采用反相器。
移位寄存器2采用CD4015，5V供电，其高电平电压UH为4.95V，低电平电压UL为0.05V，两个移位寄存器单元串联使用，则输出端数量N为8。
放大器5采用LM324集成放大器，电阻R11、R12、R13、R14、R21、R22、R23、R24均为10KQ，R31、R32均为1.25KΩ，则放大器5的放大倍数K为1/8。
采用LM324集成放大器。
阈值设定电路4由电阻R4和稳压二极管DW构成。
设最大干扰脉冲宽度为3个时钟脉冲宽度。则根据公式(2)，UTL为2.5V，公式(3)，UTH为3.1125V，阈值设定电路4的阈值电压应在2.5V至3.1125V之间。稳压二极管DW可采用稳压值为2.9V的M4030。
输入信号经整形电路1整形后输入到移位寄存器2，移位寄存器2在时钟脉冲发生器5的控制下，分时对整形后的信号进行采样并移位，移位寄存器2的输出信号经电阻R11、R12、R13、R14、R21、R22、R23、R24加载于放大器5，当输入信号的宽度大于5个脉冲时，放大器5的输出电压高于阈值设定电路4的阈值电压，比较器6的输出信号为高电平，指示当前脉冲为正常脉冲。

Claims (1)

1.一种基于移位寄存器的抗干扰方法，其特征在于：时钟脉冲发生器(5)连接在移位寄存器(2)的时钟输入端Clock上，整形电路(1)连接在移位寄存器(2)的数据输入端Data上，移位寄存器(2)的数据输出端Q1、Q2、…Qn连接在放大器(5)的多个输入端，放大器(5)的输入端连接在比较器(6)的同相端，阈值设定电路(4)连接在比较器(6)的反相端上；
阈值设定电路(4)的阈值电压按如下方式计算：
移位寄存器(2)的输出高电平电压为UH，低电平电压为UL，移位寄存器(2)的数据输出端数量为N，放大器(5)的对各个输入端的放大倍数均为K，最大干扰脉冲宽度为M，则阈值设定电路(4)的阈值电压为UT由UTL<UT<UTH确定，其中：
UTL＝K×(N-M-1)×UH+K×(M+1)×UL，UTH＝K×(N-M)×UH+K×M×UL。
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