全数字型弗兰克-赫兹实验仪系统的抗干扰措施

摘要：弗兰克赫兹实验是大学物理的一项基本实验，试验仪经常受外界因素干扰产生实验误差，为得出较准确的实验结果必须进行抗干扰措施防护，探究抗干扰措施势在必行。本文从软件和硬件两个方面，系统的介绍了现阶段常用的抗干扰措施，并对其进行了总结和评价。

关键字:抗干扰措施；硬件；软件

弗兰克-赫兹实验是大学物理的一项基本实验，其主要的原理如图1所示。在弗兰克-赫兹管中，K是发射电子的热阴极；G1是控制阴极发射电流的第一栅极；G2是第二栅极；A是板极；在板极A和第二栅极G2之间加有拒斥电压UG2A；电子通过第一栅极G1进入G1G2区域，与管中的氩原子发生碰撞。当加速电压UG2K较小时，电子和原子的碰撞为弹性碰撞，损失的能量很小。当加速电压超过第一激发电位时，电子与原子发生非弹性碰撞，碰撞后电子将动能部分或全部传递给被测气体，使其跃迁到第一激发态，而电子本身所剩能量很小，以致不能克服拒斥电压到达板极A，因而板极电流显著下降。由于原子内部能量是量子化的，因此板极的电流会随加速电压增加而规律性的起伏变化。

针对该实验，设计了全数字型弗兰克赫兹实验仪，本文主要研究其系统的各种抗干扰措施。

构成干扰必须具备三个主要因素：干扰源、耦合或传播途径及干扰接受器。相应的，抗干扰措施主要包括以下三种：消除或抑制干扰源、破坏干扰的作用途径以及降低仪器仪表对干扰信号的敏感性。在这三种措施中，第一种措施是最为积极主动的措施，而且其效果也往往最为明显，但实际中有很多干扰源是难以消除或者无法消除的，此时就必须综合采取后两种措施来达到抑制干扰的目的。

抗干扰措施有硬件措施和软件措施。硬件措施如果得当，可将绝大部分干扰拒之门外，但仍会有少数干扰进入微机系统，故软件措施作为第二道放线必不可少。一个成功的抗干扰系统是由硬件和软件相结合构成的。

1 干扰的危害

1.1使测量数据误差加大。

干扰信号侵入单片机系统测量单元模拟信号的输入通道，叠加在测量信号商，会使数据采集误差加大，甚至干扰信号淹没测量信号，特别是检测一些微弱信号。