1電磁干擾的產(chǎn)生
產(chǎn)生電磁干擾必須同時(shí)具備三個(gè)因素:干擾源、耦合路徑和敏感接收器。
1.1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(huì)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(dá)、導(dǎo)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(hào)源、電磁脈沖等都是干擾源。
1.2干擾敏感接收器
干擾敏感接收器是指電磁干擾危害的對(duì)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(yán)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?cè)谑湛措娨晻r(shí),由于電磁干擾的影響,使電視屏幕的圖象抖動(dòng)、扭曲、變形和出現(xiàn)雪花狀;人們?cè)谑章爮V播時(shí),因受電磁干擾的影響,使收音機(jī)發(fā)出嘰嘰聲,廣播無法正常收聽;車載的收、發(fā)報(bào)機(jī),因點(diǎn)火系統(tǒng)的干擾,在運(yùn)行中無法收、發(fā)報(bào);在工業(yè)生產(chǎn)中,因電磁干擾的影響,會(huì)使數(shù)控機(jī)床的程序出錯(cuò),不能正常加工產(chǎn)品;在計(jì)算機(jī)控制的流水線生產(chǎn)中,因電磁干擾的影響,會(huì)打亂計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)程序,嚴(yán)重的還會(huì)造成機(jī)器或設(shè)備的損壞;在醫(yī)療上,因受電磁干擾的影響,會(huì)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電磁干擾的抑制辦法
電子儀器儀表及控制系統(tǒng)在進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì)時(shí),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(duì)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濾波
濾波可以抑制電磁的傳導(dǎo)干擾。敏感電子設(shè)備通過電源線、電話線、控制線、信號(hào)線等傳導(dǎo)電磁干擾信號(hào)。對(duì)于傳導(dǎo)干擾常采用低通濾波器濾波,可以得到有效抑制。但在進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì)時(shí),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(dá)300MHz。同軸吸收濾波器則在電源進(jìn)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(dá)到抑制干擾的作用。
2.2屏蔽
屏蔽是用來減少電磁場(chǎng)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(gè)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(chǎng)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(duì)電磁場(chǎng)產(chǎn)生吸收和反射以達(dá)到屏蔽的目的。磁屏蔽的作用是防止低頻磁場(chǎng)的干擾,屏蔽體采用高導(dǎo)磁、高飽和的磁性材料來吸收或損耗電磁場(chǎng)以達(dá)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(chǎng)強(qiáng)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(hù)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(duì)傳導(dǎo)干擾的抑制。理想的接地體是一個(gè)零電位、零阻抗的物理實(shí)體,作為各有關(guān)電路中所有信號(hào)電平的參考點(diǎn),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(shí)體實(shí)際上是近似的。
3結(jié)束語
對(duì)于不同的設(shè)備,對(duì)其電磁兼容的要求有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),在進(jìn)行電子儀器儀表的設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)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(duì)周圍的事物又不造成電磁干擾。