利用雙絞線(xiàn)與低通濾波器抑制射頻干擾和電磁干擾
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采用圖4非常簡(jiǎn)單的濾波器即可獲得不錯的效果，為什么?原因在于物理學(xué)：我們希望線(xiàn)路上保留什么，抑制什么?本 例中，我們正常的電話(huà)信號為300Hz至3kHz，要抑制的信號是1.37MHz，頻率相差450倍。利用Nuhertz的FilterFree軟件，我 們制作了一個(gè)巴特沃斯響應濾波器并繪制了其響應特性(圖5)。濾波器在3kHz以下基本平坦，在1.37MHz時(shí)衰減超過(guò)135dB。135dB相當于衰 減了560萬(wàn)倍。電臺使用了濾波器后，有效解決了這一問(wèn)題，不再干擾電話(huà)線(xiàn)。
利用一個(gè)簡(jiǎn)單的濾波電路是否就能解決問(wèn)題?軟件工具Solve Elec是一款電路仿真器，帶有低通濾波器設計文件，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的RC濾波器。利用該RC濾波器，更改參數值，得到8kHz下的3dB衰減，頻響特性如圖6所示。
對于音頻信號，3kHz時(shí)衰減小于0.5dB，而對電臺的RFI干擾則衰減44dB，或150倍。實(shí)際上，我們也利用了電話(huà)線(xiàn)的電阻和電感串聯(lián)元件，只是增加了一個(gè)小的接地電容，對電臺的RFI做進(jìn)一步的衰減。
現在，我們重新考慮工廠(chǎng)的溫度測量系統，其中導線(xiàn)有數百英尺長(cháng)，相當于一個(gè)無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)，因此，受RFI影響的幾率非常大。如果在規定的時(shí)間周期內，溫度測量數據保持一致，可以在檢測線(xiàn)路中串聯(lián)一個(gè)低通濾波器，以消除RFI。那么，如何通過(guò)雙絞線(xiàn)接收信號?當然要采用差分信號，確保干擾信號彼此抵消，圖7所示為此類(lèi)電路。
圖7所示的電路配置也稱(chēng)為儀表放大器，市場(chǎng)上可以找到多種完全集成的方案，MAX5426高精度電阻網(wǎng)絡(luò )為設計人員提供了控制放大器參數的便利條 件。高精度電阻允許以數字方式選擇差分增益：1、2、4或8，精度可選擇0.5%至0.025%。電阻的精確匹配確保獲得79dB以上的共模抑制指標。電 路設計人員可方便選擇運算放大器，根據具體應用量身定制頻率響應特性，改善前端濾波。
結論
雖然Alexander Graham Bell很早就闡述了雙絞線(xiàn)原理，至今我們仍然可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)電聽(tīng)到Chubby Checker和“雙絞線(xiàn)”，如果Bell知道雙絞線(xiàn)、電路設計、仿真工具以及FPGA對現代科學(xué)貢獻，他一定會(huì )感到吃驚。 正確選擇雙絞線(xiàn)和低通濾波器，即可降低EMI和RFI，提高數據通信的可靠性。
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