電子儀器儀表電磁干擾及抑制與防護
2025-02-18
[1557]
摘要：電子儀器儀表對電磁干擾的抑制是產(chǎn)品進行電磁兼容性設(shè)計的重要組成部分。這里的電磁兼容性是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作、且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。近年來，電磁兼容性（EMC）設(shè)計已逐漸成為和國內(nèi)的一個技術(shù)熱點，產(chǎn)品的電磁兼容性已成為衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，國家技術(shù)*與有關(guān)部委正在積極籌劃在我國實施電器、電子產(chǎn)品的電磁兼容性的認證。因此，研究和討論電子儀器儀表對電磁干擾的抑制極為重要。
1堯電磁干擾的產(chǎn)生
產(chǎn)生電磁干擾必須同時具備三個因素：干擾源、耦合路徑和敏感接收器。
1.1堯干擾源
在電子儀器儀表和控制系統(tǒng)中，既有來自儀表或系統(tǒng)內(nèi)部的電磁干擾，又有來自外部的電磁干擾源。
在電子儀器儀表及控制系統(tǒng)內(nèi)部，由于電壓、電流的突變，元件安裝位置、配線阻抗、振蕩電路互連、元件或電路的耦合等都會產(chǎn)生電磁干擾。
在電子儀器儀表及控制系統(tǒng)外部，如雷電、無線電雷達、導航系統(tǒng)、廣播電視系統(tǒng)、瞬態(tài)開關(guān)、換向裝置、氣體火花放電器、電暈放電、接觸電位器、正弦波信號源、電磁脈沖等都是干擾源。
1.2堯干擾敏感接收器
干擾敏感接收器是指電磁干擾危害的對象。電磁干擾的危害是指受電磁干擾的影響，使設(shè)備、裝置本身的性能、特性有輕微的、嚴重的或毀滅性的損傷或損害，電磁干擾的危害因儀表的敏感程度不同而不同。輕度干擾造成儀表性能下降，重度干擾使儀表或控制系統(tǒng)無法工作，甚至損壞。如人們在收看電視時，由于電磁干擾的影響，使電視屏幕的圖象抖動、扭曲、變形和出現(xiàn)雪花狀;人們在收聽廣播時，因受電磁干擾的影響，使收音機發(fā)出嘰嘰聲，廣播無法正常收聽;車載的收、發(fā)報機，因點火系統(tǒng)的干擾，在運行中無法收、發(fā)報;在工業(yè)生產(chǎn)中，因電磁干擾的影響，會使數(shù)控機床的程序出錯，不能正常加工產(chǎn)品;在計算機控制的流水線生產(chǎn)中，因電磁干擾的影響，會打亂計算機的生產(chǎn)程序，嚴重的還會造成機器或設(shè)備的損壞;在醫(yī)療上，因受電磁干擾的影響，會使腦電圖、心電圖、核磁共振儀器等誤珍，造成醫(yī)療事故。以上所列舉的大量例子說明，有了干擾，還必須要有干擾敏感接收器，才能造成干擾源的危害。如果沒有干擾敏感接收器，也就不存在所謂的干擾影響、干擾危害。
2堯電磁干擾的抑制辦法
電子儀器儀表及控制系統(tǒng)在進行電磁兼容性設(shè)計時，需研究分析設(shè)備可能產(chǎn)生干擾的部位、可能傳輸干擾的路徑和可能接收干擾的敏感元件，并有針對性地采取抑制電磁干擾的方法。
電磁干擾的抑制方法主要有三種：濾波、屏蔽和接地。
2.1堯濾波
濾波可以抑制電磁的傳導干擾。敏感電子設(shè)備通過電源線、線、控制線、信號線等傳導電磁干擾信號。對于傳導干擾常采用低通濾波器濾波，可以得到有效抑制。但在進行電磁兼容性設(shè)計時，必須考慮濾波器的特性：頻率特性、阻抗特性、額定電壓及電壓損耗、額定電流、漏電電流、絕緣電阻、溫度、可靠性、外型尺寸等。常采用無源集中參數(shù)元件濾波器和同軸吸收濾波器作低通濾波器。無源集中參數(shù)元件濾波器則采用電感線圈和電容組成電容式、電感式、π型、T型、L型、C 型濾波器，它可以有效地抑制低頻、中頻電磁干擾，其抑制的頻率可達300MHz。同軸吸收濾波器則在電源進出線所穿的鋼管中填充吸收介質(zhì)，如鐵氧體材料，或在電源線上穿上磁珠、磁管等損耗型鐵氧體，把瞬變能量轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉，從而達到抑制干擾的作用。
2.2堯屏蔽
屏蔽是用來減少電磁場向外或向內(nèi)穿透的措施，一般常用于隔離和衰減輻射干擾。屏蔽按其原理分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和磁屏蔽三種。靜電屏蔽的作用是消除兩個電路之間由于分布電容耦合產(chǎn)生的電磁干擾，屏蔽體采用低電阻金屬材料制成，屏蔽體必須接地。電磁屏蔽的作用是防止高頻電磁場的干擾，屏蔽體采用低電阻的金屬材料制成，利用屏蔽金屬對電磁場產(chǎn)生吸收和反射以達到屏蔽的目的。磁屏蔽的作用是防止低頻磁場的干擾，屏蔽體采用高導磁、高飽和的磁性材料來吸收或損耗電磁場以達到屏蔽的目的。
電磁干擾的影響與距離的關(guān)系非常密切，距干擾源越近，干擾場強越大，影響越大。在電子儀器儀表中，電子元件的布置常受體積限制，常采用低電阻金屬材料或磁性材料制成封閉體，把防護間距不夠的元件或部位隔離起來，以減少或防止靜電或電磁的干擾。
2.3堯接地
在設(shè)備或裝置中，接地是為了使設(shè)備或裝置本身產(chǎn)生的干擾電流經(jīng)接地線流入大地，一般常用于對傳導干擾的抑制。理想的接地體是一個零電位、零阻抗的物理實體，作為各有關(guān)電路中所有信號電平的參考點，任何不需要的電流通過它都不產(chǎn)生電壓降。這種理想的接地實體實際上是近似的。
3堯結(jié)束語
對于不同的設(shè)備，對其電磁兼容的要求有相應(yīng)的標準，在進行電子儀器儀表的設(shè)計時，對不同的干擾源，應(yīng)采用相應(yīng)的干擾抑制措施，使設(shè)備本身的性能在其電磁環(huán)境中能正常工作，且對周圍的事物又不造成電磁干擾。
參考文獻院
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