关于工频干扰的抑制，寻求合理的解决方案

电源

最近在做微弱信号的采集项目，在实际开发验证中，发现输入信号收到工频干扰，表现为50hz，100hz，150hz已经倍频干扰，干扰幅度值较大，影响正常的弱信号的采集。

通过分析初步得到解决方案：
1.改善电源拓扑结构，主要是DCDC在PCB上的布局
2.改善输入端传输：采用屏蔽良好的传输线，如75-3/75-5的屏蔽线
3.通过外加窄带的滤波器来对相应的频点进行滤波处理，此效果不是很好，可能会影响正常信号的采集
4.调整PCB叠层结构，信号线耦合层增加到两层GND

但是这些解决方法都不是一种可行的方案，不知道是否有朋友专门有过此类开发经验，可以帮忙提供一些成熟的解决方案，从设计源端就能把问题解决掉？

刘元喜 · 2015-9-29 12:01:08

我觉得要识别这个干扰进入测量系统和传输系统的路径是首要的任务。
比如，如果是在长线传输过程中***扰，可以通过在测量端放大有用信号，提高信噪比，或者单端转差分信号等方式，增强接收端信噪比。
如果，是在接收端电源部分造成的，可以使用隔离电路，隔离信号采集部分和其他相关电路。

从你反馈的频率，很可能来自电网，隔离放大器和共模电感都是很好的玩意来抑制工频干扰。

刘元喜 · 2015-9-29 12:01:38

我觉得要识别这个干扰进入测量系统和传输系统的路径是首要的任务。
比如，如果是在长线传输过程中***扰，可以通过在测量端放大有用信号，提高信噪比，或者单端转差分信号等方式，增强接收端信噪比。
如果，是在接收端电源部分造成的，可以使用隔离电路，隔离信号采集部分和其他相关电路。

从你反馈的频率，很可能来自电网，隔离放大器和共模电感都是很好的玩意来抑制工频干扰。

麦杰鸿 · 2015-9-30 09:30:34

需要处理多微弱的信号？

杨腾 · 2015-11-11 09:07:14

459983549 发表于 2015-9-30 09:30
需要处理多微弱的信号？

最小0.1mV，不知道有可靠的解决思路没

杨腾 · 2015-11-11 09:08:45

nealcc 发表于 2015-9-29 12:01
我觉得要识别这个干扰进入测量系统和传输系统的路径是首要的任务。
比如，如果是在长线传输过程中***扰，可以通过在测量端放大有用信号，提高信噪比，或者单端转差分信号等方式，增强接收端信噪比。
如果，是在接收端电源部分造成的，可以使用隔离电路，隔离信号采集部分和其他相关电路。

目前初步分析也是由输入端引入，第一级运放选型需要着手考虑目前用的是opa2141

沈超 · 2015-11-11 15:26:46

nealcc 发表于 2015-9-29 12:01
我觉得要识别这个干扰进入测量系统和传输系统的路径是首要的任务。
比如，如果是在长线传输过程中***扰，可以通过在测量端放大有用信号，提高信噪比，或者单端转差分信号等方式，增强接收端信噪比。
如果，是在接收端电源部分造成的，可以使用隔离电路，隔离信号采集部分和其他相关电路。

你好，我也遇到了类似的问题，请问一下单端转差分实在哪个位置进行比较好，谢谢。

刘元喜 · 2015-11-12 08:38:04

desire1991sc 发表于 2015-11-11 15:26
你好，我也遇到了类似的问题，请问一下单端转差分实在哪个位置进行比较好，谢谢。

请问一下单端转差分实在哪个位置进行比较好，最好是在信号的源端进行转差分。如此在长线传输过程可以有效抑制共模干扰。

但是实际电路设计，受限线束、测试环境，原来传输线从一根变成了两根，成本有增加一倍。所以也是结合实际。达到设计要求有一定余量就可以了

沈超 · 2015-11-12 10:10:57

nealcc 发表于 2015-11-12 08:38
请问一下单端转差分实在哪个位置进行比较好，最好是在信号的源端进行转差分。如此在长线传输过程可以有效抑制共模干扰。

但是实际电路设计，受限线束、测试环境，原来传输线从一根变成了两根，成本有增加一倍。所以也是结合实际。达到设计要求有一定余量就可以了

首先感谢您的回复。
我的想法是传感器的信号经过调理电路后是峰峰值为0.56V的正弦波，所以想在调理电路后转差分送入AD采样，这样是否会有已知工频干扰的作用。谢谢。

沈超 · 2015-11-12 10:11:30

nealcc 发表于 2015-11-12 08:38
请问一下单端转差分实在哪个位置进行比较好，最好是在信号的源端进行转差分。如此在长线传输过程可以有效抑制共模干扰。

但是实际电路设计，受限线束、测试环境，原来传输线从一根变成了两根，成本有增加一倍。所以也是结合实际。达到设计要求有一定余量就可以了

首先感谢您的回复。
我的想法是传感器的信号经过调理电路后是峰峰值为0.56V的正弦波，所以想在调理电路后转差分送入AD采样，这样是否会有已知工频干扰的作用。谢谢。

刘元喜 · 2015-11-13 08:41:17

desire1991sc 发表于 2015-11-12 10:11
首先感谢您的回复。
我的想法是传感器的信号经过调理电路后是峰峰值为0.56V的正弦波，所以想在调理电路后转差分送入AD采样，这样是否会有已知工频干扰的作用。谢谢。

你和楼主是同一个项目？
1、传感器原始输出信号是什么信号，直流、交流信号？
2、调理电路输出你要关注几个地方：
   a.输出0.56V正弦波幅度还是太弱了。你要确认下信噪比。便于后级处理。
   b.正弦波的频率，这个要特别关注。其决定长线传输的质量。
   c.阻抗匹配。弱交流信号更要注意。尤其是长传输线、多连接器的接入阻抗必须注意。
3、如果源端（传感器端）可以增加这么复杂的电路单元：调理、转差分...我到直接建议你把AD放在靠近传感器，直接以数字信号进行传输！

沈超 · 2015-11-16 19:33:36

nealcc 发表于 2015-11-13 08:41
你和楼主是同一个项目？
1、传感器原始输出信号是什么信号，直流、交流信号？
2、调理电路输出你要关注几个地方：

感谢回复。我和楼主是不一样的。
我的信号是正弦波，频率范围是100Hz到3500Hz，我们选用的传感器阻抗非常大，达到了10^9，所以我们选得调理电路的运放的输入阻抗也很大，比传感器大了几个数量级，这样的阻抗匹配不知道是否合适。
您最后说用AD直接采传感器的信号？不明白您最后那个建议，能稍微详细点不，谢谢啦。

刘元喜 · 2015-11-17 08:09:34

desire1991sc 发表于 2015-11-16 19:33
感谢回复。我和楼主是不一样的。
我的信号是正弦波，频率范围是100Hz到3500Hz，我们选用的传感器阻抗非常大，达到了10^9，所以我们选得调理电路的运放的输入阻抗也很大，比传感器大了几个数量级，这样的阻抗匹配不知道是否合适。
您最后说用AD直接采传感器的信号？不明白您最后那个建议，能稍微详细点不，谢谢啦。 ...

你的工作频率低，阻抗匹配影响非常小，但要注意寄生电容对工作频率范围的影响即可。
我最后说的AD对你的应用应该不适用，你猜想你应该是以调频的方式传输传感器数据。