電子儀器儀表電磁干擾及抑制與防護

　　電子儀器儀表對電磁干擾的抑制是產(chǎn)品進(jìn)行電磁兼容性設計的重要組成部分。這里的電磁兼容性是指設備或系統在其電磁環(huán)境中能正常工作、且不對該環(huán)境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。近年來(lái)，電磁兼容性(EMC)設計已逐漸成為國際和國內的一個(gè)技術(shù)熱點(diǎn)，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)監督局與有關(guān)部委正在積極籌劃在我國實(shí)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. 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中，既有來(lái)自?xún)x表或系統內部的電磁干擾，又有來(lái)自外部的電磁干擾源。

在電子儀器儀表及控制系統內部，由于電壓、電流的突變，元件安裝位置、配線(xiàn)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外部，如雷電、無(wú)線(xiàn)電雷達、導航系統、廣播電視系統、瞬態(tài)開(kāi)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 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無(wú)法工作，甚至損壞。如人們在收看電視時(shí)，由于電磁干擾的影響，使電視屏幕的圖象抖動(dòng)、扭曲、變形和出現雪花狀;人們在收聽(tīng)廣播時(shí)，因受電磁干擾的影響，使收音機發(fā)出嘰嘰聲，廣播無(wú)法正常收聽(tīng);車(chē)載的收、發(fā)報機，因點(diǎn)火系統的干擾，在運行中無(wú)法收、發(fā)報;在工業(yè)生產(chǎn)中，因電磁干擾的影響，會(huì )使數控機床的程序出錯，不能正常加工產(chǎn)品;在計算機控制的流水線(xiàn)生產(chǎn)中，因電磁干擾的影響，會(huì )打亂計算機的生產(chǎn)程序，嚴重的還會(huì )造成機器或設備的損壞;在醫療上，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，造成醫療事故。以上所列舉的大量例子說(shuō)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(méi)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在進(jìn)行電磁兼容性設計時(shí)，需研究分析設備可能產(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 濾波

濾波可以抑制電磁的傳導干擾。敏感電子設備通過(guò)電源線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)、控制線(xiàn)、信號線(xiàn)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(jìn)行電磁兼容性設計時(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(wú)源集中參數元件濾波器和同軸吸收濾波器作低通濾波器。無(wú)源集中參數元件濾波器則采用電感線(xiàn)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(jìn)出線(xiàn)所穿的鋼管中填充吸收介質(zhì)，如鐵氧體材料，或在電源線(xiàn)上穿上磁珠、磁管等損耗型鐵氧體，把瞬變能量轉換成熱能消耗掉，從而達到抑制干擾的作用。

2.2 屏蔽

屏蔽是用來(lái)減少電磁場(chǎng)向外或向內穿透的措施，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，利用屏蔽金屬對電磁場(chǎng)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(chǎng)的干擾，屏蔽體采用高導磁、高飽和的磁性材料來(lái)吸收或損耗電磁場(chǎng)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(chǎng)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(lái)，以減少或防止靜電或電磁的干擾。

2.3 接地

在設備或裝置中，接地是為了使設備或裝置本身產(chǎn)生的干擾電流經(jīng)接地線(xiàn)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(gè)零電位、零阻抗的物理實(shí)體，作為各有關(guān)電路中所有信號電平的參考點(diǎn)，任何不需要的電流通過(guò)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. 結束語(yǔ)

對于不同的設備，對其電磁兼容的要求有相應的標準，在進(jìn)行電子儀器儀表的設計時(shí)，對不同的干擾源，應采用相應的干擾抑制措施，使設備本身的性能在其電磁環(huán)境中能正常工作，且對周?chē)氖挛镉植辉斐呻姶鸥蓴_。