環(huán)境對(duì)數(shù)字電路穩(wěn)定性的影響

史振躍

【關(guān)鍵詞】環(huán)境因素;數(shù)字電路系統(tǒng);穩(wěn)定性;影響分析

隨著數(shù)字電路系統(tǒng)在社會(huì)生產(chǎn)生活當(dāng)中運(yùn)用越來(lái)越廣泛，不可避免地也暴露出來(lái)一些問(wèn)題（諸如數(shù)字電路運(yùn)行的可靠性）。數(shù)字電路系統(tǒng)運(yùn)行是否可靠會(huì)直接關(guān)系到數(shù)字電路系統(tǒng)能否充分發(fā)揮系統(tǒng)自身的作用，因此，針對(duì)數(shù)字電路系統(tǒng)的可靠性問(wèn)題也一直都是技術(shù)研發(fā)人員所普遍關(guān)注的問(wèn)題。

在數(shù)字電路的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，環(huán)境溫度會(huì)對(duì)數(shù)字電路的運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生影響性作用。具體，在數(shù)字電路當(dāng)中，一些電氣元件內(nèi)部存在諸多薄弱環(huán)節(jié)，在較高環(huán)境溫度中持續(xù)工作時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，容易造成數(shù)字電路元器件的永久性損壞。另外，數(shù)字電路元器件參數(shù)也會(huì)隨著溫度的升高而不斷變化，當(dāng)溫度升高，數(shù)字電路系統(tǒng)便會(huì)因?yàn)閰?shù)的不穩(wěn)定而導(dǎo)致數(shù)字電路系統(tǒng)不能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，導(dǎo)致整個(gè)數(shù)字電路系統(tǒng)的整體運(yùn)行速度大幅下降。而當(dāng)周圍環(huán)境溫度逐漸下降以后，又可能會(huì)因?yàn)闇囟鹊捏E然變化而對(duì)電路系統(tǒng)造成永久性傷害。

環(huán)境溫度會(huì)對(duì)數(shù)字電路電纜的特性阻抗Z。產(chǎn)生一定程度的影響，特性阻抗zc的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

環(huán)境濕度在一定程度上也會(huì)對(duì)數(shù)字電路的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響性作用，具體為，環(huán)境濕度對(duì)數(shù)字電路的影響集中體現(xiàn)在其對(duì)數(shù)字電路板的影響。濕氣可能會(huì)透過(guò)電路塑料板封裝引腳處的縫隙部位，侵入到電路板內(nèi)部，產(chǎn)生電路板吸濕現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)電路板造成腐蝕性作用。最終導(dǎo)致數(shù)字電路運(yùn)行的不穩(wěn)定。

其次，當(dāng)環(huán)境濕度較大的情況下，會(huì)對(duì)數(shù)字電路中的數(shù)字電纜傳輸特性產(chǎn)生影響性作用，導(dǎo)致電路系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定。當(dāng)環(huán)境濕度增大。數(shù)字電纜的介電常數(shù)E出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)變化，進(jìn)而會(huì)影響到數(shù)字電路的電感與電容，導(dǎo)致數(shù)字電路的特性阻抗zc發(fā)生波動(dòng)。

最后，環(huán)境濕度還會(huì)對(duì)數(shù)字電路電纜的衰減常數(shù)產(chǎn)生影響性作用。進(jìn)而影響到電路穩(wěn)定性。具體而言，數(shù)字電路電纜的衰減常數(shù)oc主要由兩個(gè)部分構(gòu)成，分別為介質(zhì)損耗常數(shù)o1與金屬損耗常數(shù)a2，也即是：a=a1+a2。

其中，介質(zhì)損耗常數(shù)a1的計(jì)算表達(dá)式為：

在高濕地區(qū)，由于數(shù)字電路電纜的相對(duì)介電常數(shù)會(huì)較大，相應(yīng)地，也會(huì)導(dǎo)致電路的電導(dǎo)較大，線路間的電能力也會(huì)更強(qiáng)，信號(hào)泄露增加，信號(hào)衰減隨之增大。最終導(dǎo)致線路接地幾率增大及絕緣性能降低，使得用戶信號(hào)電平衡下跌，從而導(dǎo)致數(shù)字電路的掉線或不穩(wěn)定工作。

在數(shù)字電路系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，粉塵也是造成電路不穩(wěn)定的關(guān)鍵性因素之一。由于粉塵塵粒具有荷電性及吸水性，致使空氣中的粉塵物質(zhì)很容易在數(shù)字電路系統(tǒng)中的電子設(shè)備周圍發(fā)生凝集沉降作用，從而破壞數(shù)字電路系統(tǒng)的電子設(shè)備的絕緣強(qiáng)度，情況嚴(yán)重時(shí)，甚至可能會(huì)直接導(dǎo)致電路出現(xiàn)擊穿短路事故。有的粉塵還可能會(huì)堆集在數(shù)字電路的電子板內(nèi)部，造成電氣誤動(dòng)、短路等，從而最終影響到整個(gè)數(shù)字電路的穩(wěn)定性，對(duì)其安全運(yùn)行造成較大危害。

其次，粉塵還可能會(huì)堆集于數(shù)字電路電子開關(guān)的觸頭或電磁鐵芯之間，可能會(huì)導(dǎo)致開關(guān)觸頭之間出現(xiàn)接觸不良故障。受到堆積粉塵的影響，數(shù)字電路中的電子控制系統(tǒng)在實(shí)際的使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況，導(dǎo)致整個(gè)數(shù)字電路系統(tǒng)使用過(guò)程中出現(xiàn)時(shí)好時(shí)壞的情況。

此外，灰塵堆積還有可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)數(shù)字電路的觸頭粘連現(xiàn)象，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致數(shù)字電路當(dāng)中的相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)不良事故，從而影響到整個(gè)電路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及正常使用。

在電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，也經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦鞣N因素，而影響到周圍數(shù)字電路的正常使用，影響到數(shù)字電路運(yùn)行的穩(wěn)定性。諸如，電網(wǎng)系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)設(shè)備在實(shí)際的使用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)殡娋W(wǎng)系統(tǒng)中的自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用而產(chǎn)生一種電磁力矩，這力矩可以被分解成阻尼力矩分量和同步力矩分量。與發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速變化同方向的分量是正阻尼力矩分量，與發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速變化反方向的分量是負(fù)阻尼力矩分量。與發(fā)電機(jī)組功角變化同方向的分量是正同步力矩分量，與發(fā)電機(jī)組功角變化反方向的分量是負(fù)同步力矩分量。在一定的電力系統(tǒng)運(yùn)行條件下，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的阻尼力矩分量與轉(zhuǎn)速變化反方向。因而是負(fù)阻尼力矩分量。當(dāng)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的負(fù)阻尼分量超過(guò)發(fā)電機(jī)的固有正阻尼分量時(shí)，就會(huì)發(fā)生低頻振蕩，這種低頻會(huì)在一定程度上干擾到附近電路系統(tǒng)的正常使用，從而最終影響到數(shù)字電路穩(wěn)定性。

雖然數(shù)字電路系統(tǒng)在當(dāng)前的電能調(diào)度工作中起著至關(guān)重要的作用，但是相關(guān)技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦鞣N因素的影響而導(dǎo)致其不能夠穩(wěn)定高效地運(yùn)行。從而影響到數(shù)字電路系統(tǒng)正常功能的有效發(fā)揮。從環(huán)境因素層面進(jìn)行考察，環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、粉塵以及電網(wǎng)干擾等均有可能會(huì)對(duì)數(shù)字電路穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生較大程度的影響性作用。而為了能夠有效規(guī)避環(huán)境因素對(duì)數(shù)字電路系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的影響，則需要相關(guān)技術(shù)人員能夠根據(jù)會(huì)對(duì)數(shù)字電路穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生干擾作用的各方面因素特點(diǎn)，制定出針對(duì)性應(yīng)對(duì)措施，盡量降低或消除相關(guān)環(huán)境因素對(duì)數(shù)字電路系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。