工频干扰导致0~10V信号采集收到干扰

工频干扰是工业产品中经常出现的干扰，但是很多工程师却忽视该项测试。

之前我们做过一个产品，这个产品主要就是控制现场工厂的控制，其中有一个功能就是采集现场传感器的0~10V信号，产品发往其中一个客户以后，客户反馈大约有10%的的设备信号采集不准确，偏差最高可以达到1V。需要我们解决。

图1 ：电压采集示意图。

产品发往的客户数量有十几个，唯独这个客户反馈有采集不准确的情况，因此我们派出软硬件团队去现场分析，经过现场分析发现，客户出问题的机器都是比较老旧的设备，接近20年的工龄，老旧机器的与其他设备的区别就是布线布局特别混乱，电机驱动线和我们的弱电捆绑在一起，没有强电弱电分家的理论。但是客户反馈，我们以前用国外的设备也是这样接线的，没有问题，换我们的设备就有问题，需要我们解决。
经过现场的示波器抓波分析，在DAC0 端口上可以捕捉到50HZ左右干扰信号，继续测量运放后级的引脚，也能测试到该干扰信号，说明电压采样不准的问题是由于该50HZ干扰引起的，将客户的动力线和信号线分家以后，50HZ的干扰已经非常小了。

已经排查到是由于客户的50HZ的工频干扰，因此我们的主要焦点集中在设计滤波器上，经过与客户沟通，客户的采样频率很低，不到10HZ，因此我们设置低通滤波器的截止频率为15.9HZ，图1中的电阻10K不用更换，增加一个1uF的电容到地，衰减高于15.9HZ的频率的干扰进入。

图2：RC滤波器设置值

经过滤波改善后，电压的精度采集达到了我们设计误差1%。客户现场所有的设备整改完成后运行一个月，没有反馈该类故障。

很多实验室忽略了工频干扰测试这一项目，特别是商业的实验室，或者是设计者担心输入的响应时间太慢的问题，不敢贸然设计很低频的低通滤波器，这也是我们本次吸取的教训之一。