電子儀器儀表中電磁干擾的抑制方法

樊春志

摘 要：在當(dāng)前的電子儀器儀表設(shè)備中，電磁干擾對于設(shè)備的運(yùn)行帶來了極大的影響，電子儀器儀表設(shè)備的使用安全因此受到了極大的影響，嚴(yán)重影響了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。電子儀器儀表設(shè)備極易受到外界因素的影響，在這樣的前提下，充分保障電子儀器儀表設(shè)備的有效運(yùn)行，就必須不斷提高運(yùn)行系統(tǒng)的抗干擾能力。本文主要研究電子儀器中的電磁干擾抑制問題。

關(guān)鍵詞：電子儀器儀表；電磁干擾；抑制方法

前言

目前電子儀器儀表被應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，但是由于電磁干擾問題日益明顯，我國必須采取相應(yīng)措施確保電子儀器儀表供電的設(shè)備正常運(yùn)行。而由于一些電子儀器儀表具有高度智能化、高度功率以及 MCU 處理器等，所以導(dǎo)致電子儀器儀表內(nèi)部的場結(jié)構(gòu)與分布復(fù)雜，使系統(tǒng)容易導(dǎo)致不穩(wěn)定的工作狀態(tài)，進(jìn)而降低了電子儀器儀表的抗干擾性，使電子儀器儀表的安全性無法保障，對生產(chǎn)生活領(lǐng)域造成了困擾。因此研究出一套電子儀器儀表電磁干擾抑制技術(shù)已經(jīng)成為電子儀器儀表使用過程中不可忽略的重要問題。

1 電磁干擾的產(chǎn)生

1.1 干擾源

在電子儀器和控制系統(tǒng)中，有來自儀器或系統(tǒng)的電磁干擾，以及來自外部的電磁干擾源。在電子儀器和控制系統(tǒng)中，電磁干擾是由電壓和功率的突變、元件的位置、布線的阻抗、振蕩電路的互連以及元件或電路的耦合引起的。在電子儀器和控制系統(tǒng)之外，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)、倒置裝置、氣體火花放電、電暈放電、接觸電位器、正弦波信號源、非正弦信號源、電磁脈沖等都是外部干擾源。

1.2 干擾敏感接受器

干擾敏感的受體是受電磁干擾的物體。電磁干擾的危害是指電磁干擾的影響，這使得設(shè)備和設(shè)備的性能和特性輕微、嚴(yán)重或破壞性損壞或損壞。電磁干擾的危害隨儀器靈敏度的高低而變化。由于干擾小，儀表性能降低，嚴(yán)重的干擾使儀表和控制系統(tǒng)無法工作甚至損壞。當(dāng)人們在看電視時(shí)，電視屏幕的圖像由于電磁干擾的影響而產(chǎn)生抖動(dòng)、失真、失真和雪花；當(dāng)人們收聽收音機(jī)時(shí)，由于電磁干擾的影響，收音機(jī)是嘈雜的。收音機(jī)不能正常地聽到，由于點(diǎn)火系統(tǒng)的干擾，車輛的接收器和發(fā)送器不能在運(yùn)行中運(yùn)行。在工業(yè)生產(chǎn)中，由于電磁干擾的影響，數(shù)控機(jī)床的程序會出錯(cuò)，無法正常加工產(chǎn)品。在計(jì)算機(jī)控制管道的生產(chǎn)中，由于電磁干擾的影響，計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)程序會被破壞，機(jī)器和設(shè)備的損壞將嚴(yán)重受損。由于電磁干擾，EEG、心電圖和MRI可能被誤診，導(dǎo)致醫(yī)療事故。上面列舉的大量例子說明，干擾必須伴隨著干擾敏感的受體，以引起干擾源的危害。如果對敏感受體沒有干擾，就不會有干擾或干擾。

1.3 諧波干擾

功率開關(guān)中通過的電流較大，比如推護(hù)型，正激型以及椅式變換器的電流在負(fù)載時(shí)會變成矩形，所以它們中含有很多高次諧波電流，而諧波電流會因?yàn)榱汶妷洪_關(guān)的控制而減小。這是開關(guān)工作時(shí)受諧波干擾的主要原因。

1.4 交流輸入回路干擾

一些開關(guān)屬于無工頻變壓開關(guān)，當(dāng)它們的電源受二極管反向?qū)щ娺^程產(chǎn)生的高頻衰減震蕩干擾時(shí)，開關(guān)電源中會產(chǎn)生諧波干擾信號和尖峰干擾信號，這些干擾信號經(jīng)過開關(guān)電源的輸入或輸出端時(shí)，會通過端口向外傳播出去，我們稱這種干擾為傳導(dǎo)干擾，所以會在接口周圍的空間產(chǎn)生一些不穩(wěn)定的磁場和電場，電磁之間相互作用形成輻射變化，我們稱之為輻射干擾，是交流輸入回路干擾的主要形式。

2 電子儀器儀表中電磁干擾的抑制方法

2.1 屏蔽技術(shù)

屏蔽技術(shù)的原理就是通過切斷輻射騷擾傳輸途徑來對于電磁干擾產(chǎn)生抑制作用，具體來說就是通過利用金屬或磁性材料對于易受干擾的區(qū)域進(jìn)行隔離，是屏蔽體內(nèi)外形成兩個(gè)部分，具體來說，我們可以將屏蔽技術(shù)分為兩類：其一是電磁屏蔽，具體來說，主要是為了防止交變電場、交變電磁場，以及交變磁場之間的影響。其二是靜電屏蔽，主要是用來防止靜電場和恒定磁場之間的相互影響，想要進(jìn)行電場屏蔽，就必須通過金屬體來進(jìn)行接地處理。金屬材料，具有導(dǎo)電率高，磁導(dǎo)率低的特點(diǎn)，因此，將金屬材料應(yīng)用到高頻磁場以及低頻電場的屏蔽中具有著十分顯著的作用，而對于低頻磁場的屏蔽，則需要采用具有較高磁導(dǎo)率的鐵磁性材料來進(jìn)行。

2.2 接地

接地是抑制干擾的重要途徑。地球是一個(gè)巨大的電阻，地球是將電流引導(dǎo)到地球，使電流非常小，這樣電磁將非常小，以抑制電磁干擾。在理想狀態(tài)下，接地體應(yīng)為零電位、零阻抗對象，從而將不需要的電流引入接地體，從而避免產(chǎn)生電壓降。這種理想的接地實(shí)體實(shí)際上是相似的，現(xiàn)實(shí)與現(xiàn)實(shí)之間仍然存在一定的差距。要注意地線的設(shè)計(jì)：交流電源與直流電源分開，模擬電路和數(shù)字電路與電源分開，電源和弱電分開，地線應(yīng)盡可能粗糙。

2.3 濾波技術(shù)

濾波技術(shù)就是指通過過率波器將不必要的頻率進(jìn)行過濾，防止這一部分進(jìn)行繼續(xù)的傳輸，濾波器其實(shí)就是一個(gè)可以進(jìn)行頻率選擇的端口網(wǎng)絡(luò)，在濾波器當(dāng)中存在著一個(gè)重要的特性參數(shù)，那就是插入損耗，插入損耗通常決定著各類頻率通過濾波器時(shí)所受到的影響程度，以插入損耗值為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，可以將濾波器分為高通濾波器、低通濾波器、帶通濾波器以及電阻濾波器幾個(gè)類型，對于電磁干擾部分來說通常會采用低通濾波器，如果以大小程度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，可以將濾波器具體分為窄帶濾波器以及寬帶濾波器兩類，在電磁干擾部分當(dāng)中通常會利用窄帶濾波器來進(jìn)行。

結(jié)束語

總而言之，電子儀器儀表上很多系統(tǒng)存在復(fù)雜的電磁干擾現(xiàn)象，自然界的一些電磁效應(yīng)也會對電子儀器儀表產(chǎn)生電磁干擾，嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致電子儀器儀表出現(xiàn)問題，所以對電磁干擾抑制就顯得尤為重要。電磁干擾是一直存在的，解決好電子儀器儀表的電磁防護(hù)是一項(xiàng)重要的系統(tǒng)工程。作為電子儀器儀表設(shè)計(jì)制造及維修技術(shù)人員，必須理解和掌握這項(xiàng)技術(shù)，自覺執(zhí)行相關(guān)的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，以保證電子儀器儀表安全可靠的工作。

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（作者身份證號碼：230624198708221056）

（作者單位：天津）