電子儀器電磁干擾問題探究

王威

【摘要】 電子儀器在使用過程中通常會因受到電磁干擾而影響其正常使用，因此電子儀器如果防止干擾成為熱議課題。本文對電磁干擾的類別、傳播方式及其危害進(jìn)行了詳細(xì)分析，深入探究了問題產(chǎn)生的原因，并提出了有效解決電磁干擾問題的具體技術(shù)措施。

【關(guān)鍵詞】 電子儀器 電磁干擾 危害 技術(shù)措施

在電流和電壓的影響下，電磁場中的設(shè)備裝置傳導(dǎo)性能降低或是對其造成不良影響的現(xiàn)象通常被稱為電磁干擾。在電子儀器的使用過程中，電磁干擾現(xiàn)象最為常見。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用日漸普及，通訊設(shè)備幾乎人手具備，這將導(dǎo)致電磁干擾環(huán)境進(jìn)一步惡化，電子儀器受到損害的程度更高，使設(shè)備在使用過程中故障頻發(fā)。因此，深入研究防范電磁干擾技術(shù)，進(jìn)一步提高電子儀器的抗電磁干擾性能，對電子儀器的使用而言意義重大。

一、電磁干擾的類別、傳播方式及其危害

1.1電磁干擾的類別

電子設(shè)備在使用過程中不可避免的產(chǎn)生各類電磁干擾，這將導(dǎo)致電子儀器不能正常工作，因此，認(rèn)真分析電磁干擾產(chǎn)生的原點(diǎn)，對其進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆诸悾欠婪峨姶鸥蓴_的基礎(chǔ)工作。

1、電子儀器儀表內(nèi)部產(chǎn)生的干擾。電子儀器儀表的內(nèi)部構(gòu)成較為復(fù)雜，是由多種元器件組成，這些元器件之間相互作用將會產(chǎn)生多個電磁場，彼此之間相互干擾。信號在傳輸?shù)倪^程中導(dǎo)線、地線和電源之間阻抗耦合產(chǎn)生干擾；較大功率的元器件在通電運(yùn)作的工程中，通過耦合作用會有干擾產(chǎn)生，從而使其他元器件的工作狀態(tài)受到干擾。

2、電子儀器儀表外部產(chǎn)生的干擾。電子儀器儀表外部設(shè)備的工作運(yùn)行也會對其正常工作產(chǎn)生影響。產(chǎn)生這種影響的外部設(shè)備主要因功率較大的設(shè)備、線路或設(shè)備的使用電壓較高，通過耦合作用將有電磁干擾產(chǎn)生；電子儀器儀表在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中溫度將發(fā)生變化，元器件的參數(shù)將因此改變，從而對設(shè)備的運(yùn)行造成干擾。

1.2電磁干擾的傳播方式

電磁干擾將導(dǎo)致兩種類型的磁場產(chǎn)生，分別是似穩(wěn)場和輻射場。似穩(wěn)場的產(chǎn)生是由于干擾對象的結(jié)構(gòu)尺寸與干擾信號的波長相比較小，通過電磁感應(yīng)形式入侵到干擾對象的傳輸線路，或者是以直接傳導(dǎo)的方式進(jìn)入電子設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)中。輻射場的產(chǎn)生是由于電磁干擾信號的波長與被干擾對象的結(jié)構(gòu)尺寸相比較小，由輻射激發(fā)的電磁能量將會侵入被干擾對象的運(yùn)行系統(tǒng)中。

1.3電磁干擾的主要危害

隨著科技的發(fā)展，電子設(shè)備的發(fā)展也取得了重大突破，在生產(chǎn)過程中更加追求精密化、智能化、自動化。對于投入到加工生產(chǎn)中的機(jī)械設(shè)備而言，若是因受電磁干擾而導(dǎo)致自身精度降低，將會造成難以預(yù)計(jì)的損失。比如用于武器制造生產(chǎn)的設(shè)備，其中使用了多種類型的電子儀器儀表，如果哪個儀器儀表因受電磁干擾而使參數(shù)發(fā)生改變，將會使武器的生產(chǎn)制造過程限于困境，甚至造成難以估量的損失。比如導(dǎo)航設(shè)備在使用過程中，其中哪個儀器儀表因受電磁干擾而影響正常工作，就會使導(dǎo)航結(jié)果與實(shí)際不符，偏離預(yù)定路線，從而帶來嚴(yán)重危害。

二、有效解決電磁干擾問題的具體技術(shù)措施

為了確保電子儀器在使用過程中不受電磁干擾的影響，在電子儀器生產(chǎn)制作時就要采取預(yù)防電磁干擾措施。目前，加入電磁兼容設(shè)計(jì)是電子儀器生產(chǎn)過程中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)措施。通過對電子儀器內(nèi)部元器件的深入研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生電磁干擾的部位主要集中在某些線路和敏感元件上，針對這種情況，可以采取以下技術(shù)措施有效防止電磁干擾問題。

2.1屏蔽

屏蔽是最常用的阻止電磁干擾的技術(shù)手段之一，該方法的實(shí)現(xiàn)原理是從耦合路徑方面隔離對電子儀器產(chǎn)生干擾的電磁。屏蔽主要形式有三種，分別是磁場屏蔽、電磁屏蔽和靜電屏蔽。磁場屏蔽是指采用有效的防范措施消除磁場耦合所產(chǎn)生的電磁干擾。當(dāng)電子儀器在低頻狀態(tài)下工作時，電流在線圈中通過的時候，線圈周圍會有磁場產(chǎn)生，儀器所在的整個空間范圍內(nèi)到處都是磁力線，因此電磁干擾將會影響電子儀器設(shè)備的正常工作，為了防止這種干擾的產(chǎn)生，可以使用硅、鐵制品屏蔽設(shè)備。如果采用鐵磁材料來制作線圈，那么空氣中所散發(fā)的漏磁會因此減少，從而使敏感儀器遭受磁場干擾的現(xiàn)象降低，對其具有屏蔽保護(hù)作用。在高頻磁場下敏感器件通過遠(yuǎn)距離磁場耦合所產(chǎn)生的干擾遭到抑制的方法被稱為電磁屏蔽，這種屏蔽設(shè)備的制作通常選擇電阻較小、導(dǎo)電性較好的材料，如銅、鋁等。干擾電磁波與金屬發(fā)生接觸后會被吸收或是反射，這樣一來電磁能量勢必受到衰減，從而使電子儀器所遭受的電磁干擾降低。靜電屏蔽應(yīng)用的原理和電磁屏蔽基本類似，這里不再詳述。

2.2濾波

濾波是阻礙電磁干擾一種較為有效的方法。一些敏感的電子儀器能夠通過信號線或是電源線向外完成干擾信號的傳導(dǎo)。若想有效的抑制或者是阻止這種干擾信號的傳導(dǎo)，可以采用低通濾波的方式對這些干擾信號實(shí)現(xiàn)濾波，有效的濾波方式能夠抑制干擾電波的傳導(dǎo)。低通濾波器對電磁干擾實(shí)現(xiàn)抑制，實(shí)際上就是從電磁干擾產(chǎn)生的源頭著手對其進(jìn)行控制，但是對電子儀器或是元器件進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)時要對低通濾波器的工作原理準(zhǔn)確掌握?，F(xiàn)在被廣泛使用的低通濾波器有兩種，分別是同軸吸收濾波器和參數(shù)元件濾波器。同軸吸收濾波能夠抑制電磁干擾的主要工作原理是在電源線所在的鋼管進(jìn)出口處加入磁珠、磁管等能夠?qū)﹄姶鸥蓴_起到吸收作用的介質(zhì)，通過能量轉(zhuǎn)化將電磁能量轉(zhuǎn)化為熱能，并以熱能的形式消耗出去。參數(shù)元件濾波器主要由兩部分組成，分別是電容器和電感線圈，這種濾波器的有效運(yùn)用能夠?qū)㈦姶鸥蓴_控制在3000MHz以內(nèi)。

2.3接地

通常將電子儀器中受到電磁干擾的器件稱為敏感元件。如果不可避免的要接收到電磁波的干擾，那么可以采用電磁從儀表中轉(zhuǎn)移出來的方法消除電磁波干擾，該方法的具體實(shí)現(xiàn)是在儀器中安裝接地裝置，使儀表與地想通，將電磁波傳入大地，使電子儀器受到的損害降低。電子儀器接地點(diǎn)的設(shè)置可以采用多種方式，如單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地等。日常電子儀器大多數(shù)是金屬外殼直接與地相接，這種情況下儀器與地面的導(dǎo)電率相對較高，電子儀器內(nèi)部的電路布局復(fù)雜，電流構(gòu)成形式有直流和交流，這樣在儀器內(nèi)部將會有電位差產(chǎn)生，并造成電磁干擾。為了能夠解決這一問題，儀器和地面之間應(yīng)該采用單點(diǎn)接地方式來防止干擾，這也是低頻回路儀器應(yīng)用較多且效果明顯的防干擾方式。如果電子儀器的內(nèi)部由高頻回路構(gòu)成，高頻電流與其它各路共同的電流在電源輸出端口交匯時，將發(fā)生相互作用產(chǎn)生阻抗，這個過程極有可能使高頻線圈受損，各路電流彼此之間會因?yàn)榻粎R產(chǎn)生電磁干擾。為了解決這一問題，可以采用多點(diǎn)接地的方式使各個電路獨(dú)自接地。因此，高頻電子儀器防止電磁干擾的有效措施是采用獨(dú)立連接線。

三、結(jié)語

綜上，電子儀器多種多樣，并且用途不一，因此電子儀器所采用的防電磁干擾技術(shù)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的使用情況而定。結(jié)合儀器自身的特點(diǎn)或是研發(fā)出能夠根據(jù)實(shí)際所需自動調(diào)節(jié)的防電磁干擾技術(shù)，將是未來研究的主要方向。通常采用恰當(dāng)合理的防電磁干擾技術(shù)使電子儀器遭受到的電磁干擾減小或是完全消除，進(jìn)而使電子儀器的工作性能得到保障。電子儀器使用時，應(yīng)對防電磁干擾的重要性有充分的認(rèn)識，更要努力專研防電磁干擾技術(shù)，將電子儀器受損害程度降到最低。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]徐娟.電子儀器儀表中電磁干擾的抑制方法分析[J].自動化與儀器儀表， 2014（6）：177-179

[2]董雅順.電子儀器儀表中電磁干擾的抑制方法[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用， 2013（8）：216-216