模擬信號(hào)失真的原因

　　1.接地環(huán)路問題:如下圖所示，當(dāng)過程環(huán)路中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的接地電阻不相等時(shí)，會(huì)產(chǎn)生接地環(huán)路，過程信號(hào)失真。接地環(huán)路應(yīng)使信號(hào)完整而不失真地傳輸，理想化的情況是所有設(shè)備.儀器中的信號(hào)都有一個(gè)共同的參考點(diǎn)，即有一個(gè)共同的地。只有這樣，所有設(shè)備和儀器的信號(hào)參考點(diǎn)之間的電位差才能為零。顯然，不同設(shè)備的接地電阻很難保證相等，接地電阻會(huì)隨著傳輸距離的增加而增加，有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生高達(dá)200伏的電位差。

　　2.測(cè)量電路之間的連接問題:如下圖所示，在這些電路中，參考點(diǎn)會(huì)因?yàn)檫B接多個(gè)信號(hào)電路而升高。在這種相互連接的測(cè)量電路中，由于線間電阻的增加，參考電壓必然會(huì)增加。

　　3.電磁干擾問題:這是一種常見的干擾，尤其是在長(zhǎng)距離或干擾較大的工業(yè)環(huán)境中，很難避免測(cè)量電路中的感性和容性干擾。解決這些問題的方案主要有三種:*方案是現(xiàn)場(chǎng)儀表不接地，使得過程中只有一個(gè)接地點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中往往很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橛行┰O(shè)備必須接地才能保證測(cè)量精度或人身安全，有些設(shè)備可能會(huì)因長(zhǎng)期腐蝕磨損或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)。

　　第二種方案是使兩個(gè)接地點(diǎn)的電勢(shì)相同，但由于接地點(diǎn)的電阻受到地質(zhì)條件、氣候變化等諸多因素的影響，通常很難實(shí)現(xiàn)。第三種方案是在過程中使用信號(hào)隔離器。信號(hào)隔離器采用隔離技術(shù)，切斷過程中的直接電路(DC通路)，但不影響過程中信號(hào)的正常傳輸，從而徹底解決了上述問題。當(dāng)然，我們也可以使用DCS的隔離卡鍵或具有隔離能力的變送器來實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離，但是它們很貴，而且它們的隔離強(qiáng)度.抗無限射頻/電磁干擾(RFI/EMI)指標(biāo)和應(yīng)用靈活性都比信號(hào)隔離器差，更不可能像信號(hào)隔離器那樣解決信號(hào)轉(zhuǎn)換和信號(hào)分配等問題。目前，信號(hào)隔離器的原理主要分為：變壓器隔離、光電隔離和變壓器與光電聯(lián)合隔離。

　　到目前為止，信號(hào)隔離器已經(jīng)有40多年的歷史了，早期的信號(hào)隔離器(如美國(guó)MOORE、日本M-SYSTEM等)都采用了變壓器隔離方式，其特點(diǎn)是：性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)(例如：日本M-SYSTEM公司M2系列隔離變換器標(biāo)稱使用壽命長(zhǎng)達(dá)70年!負(fù)載能力強(qiáng)，隔離強(qiáng)度高，但電路復(fù)雜，生產(chǎn)工藝要求高。近年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，光耦合器(opticalcoupler)生產(chǎn)的光電隔離器逐漸出現(xiàn)。其特點(diǎn)是性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，線路簡(jiǎn)單，成本低，但與變壓器隔離方式相比，使用壽命略短。在一些現(xiàn)場(chǎng)干擾大、工藝要求高的場(chǎng)合，出現(xiàn)了變壓器和光電聯(lián)合信號(hào)隔離器，其隔離能力更強(qiáng)。

　　信號(hào)隔離器的原理隔離器實(shí)現(xiàn)了輸入輸出對(duì)電源對(duì)地的四端三重隔離電路設(shè)計(jì)，因此不需要系統(tǒng)接地電路，給設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工帶來了極大的便利。正是因?yàn)檫@種信號(hào)線不需要共同設(shè)計(jì)，檢測(cè)和控制電路信號(hào)的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強(qiáng)，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。此外，該隔離器產(chǎn)品除了具有較強(qiáng)的濾波能力外，還具有較強(qiáng)的信號(hào)處理能力，可接受和處理各種信號(hào)，如熱電偶、熱電阻、頻率等。