電子工程系統(tǒng)中電磁干擾的診斷和控制方法初探

邸少挺

摘要：目前，隨著我國(guó)科技水平的提高，電子工程技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)技術(shù)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，電子工程技術(shù)要想有效進(jìn)行，設(shè)備是影響工作的一項(xiàng)重要因素，因此對(duì)設(shè)備的要求越精確越好。但隨之而來(lái)的便是電磁干擾帶來(lái)的困擾，電磁干擾在一定程度上影響了設(shè)備的使用情況，降低了設(shè)備的使用壽命，降低了工作效率，可見(jiàn)，電磁干擾在電子工程系統(tǒng)中是一個(gè)大問(wèn)題，如果不加以解決會(huì)嚴(yán)重影響電子工程工作的進(jìn)度，掌握有效的診斷和治療電磁干擾的方法刻不容緩，我們應(yīng)該利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行診斷和控制。

關(guān)鍵詞： 電磁干擾；輻射；診斷

一、電磁干擾的診斷

（一）干擾通道。傳導(dǎo)干擾的電磁通道傳導(dǎo)干擾的電磁傳輸通道可以分成為：電容傳導(dǎo)耦合、電阻傳導(dǎo)耦合和電感傳導(dǎo)耦合。電容傳導(dǎo)耦合或稱為電場(chǎng)耦合，是干擾源和接收器件之間，通過(guò)導(dǎo)線以及部件的電容相互交聯(lián)而構(gòu)成的電磁傳導(dǎo)耦合。電阻傳導(dǎo)耦合或稱為公共阻抗耦合，是干擾源和接收器件之間，通過(guò)公共阻抗上的電流或電壓交鏈而構(gòu)成的電磁傳導(dǎo)耦合。電感傳導(dǎo)耦合或稱互感耦合，實(shí)際上是磁場(chǎng)耦合，即干擾源和接收器件之間，通過(guò)干擾源電流產(chǎn)生磁場(chǎng)相交鏈而構(gòu)成電磁傳導(dǎo)耦合。

（二）輻射干擾。輻射干擾是一種電磁干擾，它主要是通過(guò)電磁波傳遞的一種干擾形式，輻射過(guò)多的電磁波不僅會(huì)對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，對(duì)人的身體健康也是有害無(wú)利的，人們攝入過(guò)多紫外線、紅外線對(duì)人體來(lái)說(shuō)都是有害的，電子設(shè)備也是一樣，在生活中我們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)由于輻射干擾有時(shí)候會(huì)影響電視機(jī)接受信號(hào)的頻率，從而導(dǎo)致電視機(jī)不能正常工作，過(guò)多過(guò)度的輻射干擾會(huì)給電子工程系統(tǒng)帶來(lái)很多不利的影響，影響正常工作。

（三）用頻譜分析儀分析干擾的來(lái)源。根據(jù)干擾信號(hào)的頻率確定干擾源在解決電磁干擾問(wèn)題時(shí)，最重要的一個(gè)問(wèn)題是判斷干擾的來(lái)源，只有準(zhǔn)確將干擾源定位后，才能夠提出解決干擾的措施。根據(jù)信號(hào)的頻率來(lái)確定干擾源是最簡(jiǎn)單的方法，只要知道干擾信號(hào)的頻率，就能夠推測(cè)出干擾是哪個(gè)部位產(chǎn)生的。由于頻譜分析儀的中頻帶寬較窄，因此能夠?qū)⑴c干擾信號(hào)頻率不同的信號(hào)濾除掉，精確地測(cè)量出干擾信號(hào)頻率，從而判斷產(chǎn)生干擾信號(hào)的電路。

（四）用近場(chǎng)測(cè)試方法確定輻射源。在近場(chǎng)區(qū)查找輻射源可以直接發(fā)現(xiàn)干擾源。查找的工具有近場(chǎng)探頭和電流卡鉗。檢查電纜上的發(fā)射源使用電流卡鉗，檢查機(jī)箱縫隙的泄漏使用近場(chǎng)探頭。

1.用電流卡鉗檢測(cè)共模電流設(shè)備產(chǎn)生輻射的主要原因之一是電纜上有共模電流。當(dāng)設(shè)備或系統(tǒng)有超標(biāo)發(fā)射時(shí)，首先應(yīng)懷疑設(shè)備的外拖電纜。將電流探頭卡在電纜上，由于探頭同時(shí)卡住了信號(hào)線和回流線，故差模電流不會(huì)感應(yīng)出電壓，讀出的電流僅代表共模電流。

測(cè)量共模電流時(shí)，最好在屏蔽室中進(jìn)行。以避免周圍環(huán)境中的電磁場(chǎng)在電纜上感應(yīng)出電流，造成誤判斷。因此應(yīng)首先將設(shè)備的電源斷開(kāi)，測(cè)量并記錄電纜上的背景電流，以便與設(shè)備加電后測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行比較，排除背景影響。用天線進(jìn)行測(cè)量時(shí)，將頻譜分析儀的掃描頻率局限于關(guān)心的很小范圍內(nèi)，則可以排除環(huán)境中的干擾。

2.用近場(chǎng)探頭檢測(cè)機(jī)箱的泄漏如果設(shè)備外拖電纜上沒(méi)有較強(qiáng)的共模電流，就要檢查設(shè)備機(jī)箱上是否有電磁泄漏。檢查機(jī)箱泄漏的工具是近場(chǎng)探頭。將近場(chǎng)探頭靠近機(jī)箱上的接縫和開(kāi)口處，觀察頻譜分析儀上是否有感興趣的信號(hào)出現(xiàn)。根據(jù)前面的討論，減小頻譜分析儀的分辨帶寬能夠提高儀器的靈敏度。一般在用近場(chǎng)探頭檢測(cè)機(jī)箱泄漏時(shí)，都是首先用天線測(cè)出泄漏信號(hào)的精確頻率，然后使儀器用盡量小的掃描頻率范圍覆蓋住這個(gè)干擾頻率。這樣做的另一個(gè)好處是不會(huì)將背景干擾誤判為泄漏信號(hào)。

機(jī)箱上，靠近濾波器安裝位置的縫隙最容易產(chǎn)生電磁泄漏。因?yàn)闉V波器將信號(hào)線上的干擾信號(hào)旁路到機(jī)箱上，將形成較強(qiáng)的干擾電流，這些電流流過(guò)縫隙時(shí)，就會(huì)在縫隙處產(chǎn)生電磁泄漏。

二、解決電子工程系統(tǒng)中電磁干擾的途徑

（一）加固模擬電路。通過(guò)加固模擬電路，把電磁干擾分成好幾段，從而削弱電磁干擾的程度，加固模擬電路可以使設(shè)備的電壓、電流或功率放大，抵抗電磁干擾；例如：我們可以在大功率的電子設(shè)備的周圍設(shè)置模擬電路，以減輕電子設(shè)備周圍的電磁對(duì)它產(chǎn)生干擾，降低工作效率。

（二）調(diào)節(jié)電壓。調(diào)節(jié)電壓主要是通過(guò)實(shí)際應(yīng)用情況，把電壓的范圍控制在可以接受的范圍之內(nèi)，保證電子工程系統(tǒng)的正常秩序和運(yùn)行，調(diào)節(jié)電壓也可以保證電子設(shè)備的使用壽命，避免大功率，大電壓下使用電子設(shè)備，減少了電子設(shè)備被損壞的幾率，保障了電子設(shè)備的安全，也為后期的維修工作減輕負(fù)擔(dān)。在一定程度上也避免了電磁干擾帶來(lái)的設(shè)備和儀器的損壞，保障了電子工程系統(tǒng)的有序進(jìn)行，調(diào)整電壓需要調(diào)整人員有過(guò)硬的專業(yè)知識(shí)和素養(yǎng)，積極的保障電子設(shè)備的安全，保證電子工程的進(jìn)行。

（三）PCB設(shè)計(jì)。正如數(shù)字電路的線路板一樣，PCB 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)置完整的地面和電源面，所有地線面應(yīng)該連在一起。這些地線面應(yīng)通過(guò)電容接到機(jī)殼，其電容值根據(jù)機(jī)箱允許的泄漏值來(lái)確定。接地的關(guān)鍵是地回路必須具有最小的電感。若使用直流接地， 電源地應(yīng)相對(duì)于機(jī)殼浮起來(lái)， 而僅在母板或底板上通過(guò)一點(diǎn)與機(jī)殼連接。

（四）排除瞬態(tài)干擾。靜電放電（ESD）和電快速瞬變脈沖群（EFT）對(duì)數(shù)字電路的危害甚于其對(duì)模擬電路的影響。靜電放電在5MHz～200MHz的范圍內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的射頻輻射，其峰值經(jīng)常在35MHz45MHz問(wèn)發(fā)生自激振蕩。許多I/O 電纜的諧振頻率也通常在這個(gè)頻率范圍內(nèi)，結(jié)果電纜中便串入大量的靜電放電輻射能量。當(dāng)電纜暴露在4kV～8kV 靜電放電環(huán)境中時(shí)，I/O 電纜終端負(fù)載上測(cè)量到的感應(yīng)電壓可達(dá)600V，遠(yuǎn)超出典型數(shù)字門限電壓值0.4V。

三、結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，電子工程技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，所以對(duì)電子設(shè)備的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，電子設(shè)備是否能達(dá)到要求指標(biāo)，是否有高效的運(yùn)行質(zhì)量對(duì)于一項(xiàng)工作來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，電磁干擾作為影響設(shè)備精良的一個(gè)重要因素，也越發(fā)被人們重視，雖然，我們技術(shù)水平還處于發(fā)展階段，我們也更應(yīng)該積極的去探索控制和診斷電磁干擾的方法，爭(zhēng)取在最大程度上削弱電磁干擾的不良影響，保證設(shè)備的使用情況。

參考文獻(xiàn)：

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