淺析電子設(shè)備電磁兼容故障的預(yù)防處理

孫偉瑋

摘 要：簡述了電子設(shè)備一般電磁兼容故障的特點，對電子設(shè)備產(chǎn)生電磁兼容故障的原因進行了歸納分析，以某電子設(shè)備為例，探討了電磁兼容故障的預(yù)防和處理措施，可為提高電子設(shè)備的電磁兼容水平提供參考。

關(guān)鍵詞：電子設(shè)備；電磁兼容故障；預(yù)防處理；參考

中圖分類號：TM762 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）12-00-01

0 引 言

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，微型化已成為一種發(fā)展趨勢，高度集成的電子裝備自身電磁環(huán)境極為復(fù)雜，再加上在使用過程中電磁環(huán)境千變?nèi)f化，極易誘發(fā)電磁兼容故障。因此，電磁兼容故障的預(yù)防處理顯得尤為重要。

1 電磁兼容故障的特點

電磁兼容故障一般是指系統(tǒng)的電子設(shè)備因電磁兼容性設(shè)計疏漏，或周邊電磁環(huán)境（包括輻射和傳導(dǎo)）不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致的故障。主要表現(xiàn)為系統(tǒng)不能正常工作或不能滿足電磁兼容指標(biāo)要求[1]。具有以下幾個基本特點：

（1）具有綜合性，包括多種干擾因素的相互疊加、延伸等；

（2）根源隱蔽性，增加了故障診斷及解決的難度；

（3）對系統(tǒng)的破壞性，極易引發(fā)電子元器件失效，進一步造成裝備可靠性降低等。

2 產(chǎn)生電磁兼容故障的主要原因

針對電磁兼容故障，首先要分析各電子設(shè)備間電磁干擾的耦合途徑和方式。其次要分析電磁防護、泄漏、輻射、傳輸?shù)葐栴}[2]。歸納起來主要有以下幾點：

（1）電磁敏感。電磁敏感是指電子元器件等暴露在強電磁輻射之下時性能極易降低的特性。例如強電磁脈沖等引起的強電流、強電場、強磁場等，都會引起電子元器件、電磁敏感電路的功能喪失。隨著電子對抗技術(shù)的發(fā)展，將逐漸成為誘發(fā)電磁兼容故障的主要因素。

（2）自然損耗。電子設(shè)備在使用和貯存過程中，某些電子元器件的性能會因時間、環(huán)境等因素發(fā)生變化，使元器件的噪聲特性增強、電性能減弱、無效電磁輻射增加、諧波抑制性降低、抗干擾能力下降等。

（3）輻射干擾。有自然輻射干擾，如宇宙干擾、大氣干擾和雷電干擾等；也有無意輻射干擾，如電纜輻射、電路板輻射等電磁波干擾；還有有意輻射干擾，如干擾機、雷達天線、通信天線等主動發(fā)射的電磁波干擾等。

3 一般電磁兼容故障的預(yù)防和處理

預(yù)防電磁兼容故障的核心是有效抑制電磁（輻射或傳導(dǎo)）干擾[3]，主要遵循三個原則：

（1）盡可能地抑制干擾源，最好能直接將干擾源隔離在系統(tǒng)之外；

（2）盡量消除干擾耦合和輻射，切斷電磁干擾的傳遞途徑；

（3）隔離敏感電子部件，提高系統(tǒng)抗干擾能力。

以某型裝備導(dǎo)引頭為例，該系統(tǒng)由殼體位標(biāo)器、彈上計算機、信息處理、陀螺控制、微波電路及天線組合等電子設(shè)備組成[4]，根據(jù)電磁兼容故障的特點和原因分析，可從有源器件的選型、接地設(shè)計、屏蔽設(shè)計、濾波設(shè)計四個方面采取預(yù)防措施[5，6]。

3.1 有源器件的選型

導(dǎo)引頭使用的有源器件包括運算放大器、AD變換器、接口電路和基準(zhǔn)電壓電路等。為預(yù)防電磁兼容故障，在有源器件選型時，要按照抗干擾性、電磁發(fā)射能力、封裝和電源電壓等要素綜合考慮，區(qū)分情況擇優(yōu)選用，在功能相同的情況下，有源器件電源電壓越低，電磁發(fā)射能力也越低，對電磁兼容帶來的干擾就越低。

3.2 接地設(shè)計

接地的目的是使整個系統(tǒng)的所有單元電路均有一個公共的參考點位，保證電路系統(tǒng)穩(wěn)定工作，防止外界電磁場干擾。在電子設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計時，可以通過浮地、單點接地、多點接地、混合接地等不同的接地方式，找出合適的接地電位。該導(dǎo)引頭多工作于低頻，可以采用單點接地的方法，各電子模塊分別將地線接至參考點，使接地網(wǎng)絡(luò)中其他任何模塊的電流均不會耦合入電路，能夠避免低頻環(huán)路出現(xiàn)干擾，有效預(yù)防電磁兼容故障。

3.3 屏蔽設(shè)計

屏蔽就是用一個導(dǎo)電的封閉面將電子設(shè)備內(nèi)外兩側(cè)空間進行電磁性隔離，既可以針對干擾源，也可以針對被干擾體，具體分為電磁屏蔽、電場屏蔽和磁場屏蔽。對于射頻模塊和電源模塊等，可用金屬殼體封閉屏蔽；對于小信號器件，可在連接電纜上進行屏蔽；對于強信號器件，可通過插接濾波器來減少對外輻射；對于外界強輻射干擾，就需在裝備整體運輸、貯存、使用過程中做好防護工作。

3.4 濾波設(shè)計

濾波的目的是將以傳導(dǎo)方式進入或離開設(shè)備的噪聲衰減至設(shè)備所能承受的合理水平，濾波器是實現(xiàn)濾波的主要元器件。該導(dǎo)引頭電路屬于高阻抗電路，由于受體積的限制，導(dǎo)引頭內(nèi)需用體積不能過大的電容濾波器進行濾波。鉭電解電容的容量體積比大，溫度穩(wěn)定性好，通過在該導(dǎo)引頭內(nèi)每個電路模塊的電源輸入端使用貼片鉭電容可達到有效預(yù)防電磁兼容故障的目的。

4 結(jié) 語

通過對電子設(shè)備電磁兼容故障的基本特點及原因探討，以某型裝備導(dǎo)引頭電磁兼容故障的預(yù)防處理為例進行了分析，啟示我們在預(yù)防電磁兼容故障方面要做到在事前以預(yù)防為主，事后認(rèn)真總結(jié)，舉一反三，閉環(huán)管理，不斷探討完善電子設(shè)備電磁兼容方面的理論研究，強化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在研制生產(chǎn)中的落實，進一步提高電子設(shè)備的可靠性水平。

參考文獻

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[4]張遠(yuǎn)新，江言林.反艦導(dǎo)彈抗干擾技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用[J].飛航導(dǎo)彈，2008（8）：34-36.

[5]丁龍剛.基于無線技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)電磁兼容與抗干擾研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2013，3（1）：46-48.

[6]李雪，劉泰康，姜云.電磁屏蔽技術(shù)分析[J].電子工藝技術(shù)，2007，28（1）：49-51.