電子儀器儀表中電磁干擾及抑制方法分析

王巖

摘要：電子儀器儀表的日常工作和生活中應(yīng)用十分廣泛，為了提高電子儀器儀表整體性能，需要重視電子儀器儀表電磁干擾，針對(duì)具體的電磁干擾積極采取有效的抑制方法，增強(qiáng)電子儀器儀表系統(tǒng)的兼容性，提升電子儀器儀表的整體性能。文中分析了電子儀器儀表中磁干擾的類別，并進(jìn)一步對(duì)電子儀器儀表中電磁干擾抑制方法進(jìn)行了具體闡述。

關(guān)鍵詞：電子儀器儀表;電磁干擾;干擾源;耦合路徑;敏感接收器;抑制方法

電磁干擾是在電流和電壓作用下電磁場(chǎng)中設(shè)備傳導(dǎo)性能下降，或是對(duì)其正常使用帶來不利影響。在實(shí)際電子儀器儀表使用過程中，電磁干擾十分常見。特別是在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，電子設(shè)備的普及應(yīng)用，這也進(jìn)一步導(dǎo)致電磁干擾環(huán)境惡化，電子儀器在電磁干擾作用下造成損壞的幾率更大，影響電子儀器儀表的正常使用。因此需要積極采取有效的方法來提高電子儀器儀表的抗電磁干擾性能，保證其正常使用。

1電子儀器儀表中電磁干擾的產(chǎn)生過程

1.1干擾源

在日常生活中電磁干擾十分常見，并以輻射干擾和傳導(dǎo)干擾為主。但電子儀器儀表的功能具有差異性，這也使導(dǎo)致電磁干擾類型也存在差異。如用于檢測(cè)通信信號(hào)的電子儀表其電磁干擾多為輻射干擾，而用于測(cè)量電流電壓的電子儀表，其產(chǎn)生的多為傳導(dǎo)干擾。無線通訊中，電磁干擾會(huì)影響通信質(zhì)量。在具體利用電子儀表對(duì)電壓進(jìn)行測(cè)量時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，干擾到電流的正常流動(dòng)。這其中電磁脈沖、雷達(dá)、電暈放電和雷電等都是電磁干擾的主要干擾源，電磁干擾源的存在形式受電子儀器操作環(huán)境影響較大。

1.2耦合路徑

耦合路徑即為將電磁干擾源轉(zhuǎn)換為干擾信號(hào)傳播的過程。在電子儀表運(yùn)行過程中存在耦合行為，在耦合現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，會(huì)干擾到電子儀表正常測(cè)量值的傳輸。耦合路徑的發(fā)生離不開空間場(chǎng)和金屬導(dǎo)體這些主要發(fā)生要素，這其中金屬導(dǎo)體為干擾傳導(dǎo)提供基礎(chǔ)，空間場(chǎng)則為發(fā)生輻射干擾的必要條件。電子儀表自身并不具備產(chǎn)生電磁干擾的能力，通過以金屬導(dǎo)體作為載體才能傳輸電磁干擾信號(hào)。但在電子儀器檢測(cè)到電磁干擾源后，電子儀表內(nèi)部則會(huì)立即形成電磁場(chǎng)，并成為電磁干擾信號(hào)傳遞的必要條件。

1.3敏感接收器

受電磁干擾物體為干擾敏感的受體，由于在電磁干擾下設(shè)備和設(shè)備性能會(huì)受到影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生損壞。而且電子儀器儀表敏感度不同，電磁干擾的危害也會(huì)存在差異，在干擾較小的情況下，會(huì)導(dǎo)致電子儀器儀表性能下降，一旦干擾嚴(yán)重，必然會(huì)導(dǎo)致電子儀器儀表系統(tǒng)無法正常工作，甚至發(fā)生損壞。如電視屏幕圖像在電磁干擾下出現(xiàn)拌動(dòng)、失真、雪花;收聽收音機(jī)是出現(xiàn)嘈雜的聲音等。在工業(yè)生產(chǎn)中，電磁干擾會(huì)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床程序出錯(cuò)，無法正常加工產(chǎn)品;醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備受電磁干擾會(huì)影響檢測(cè)的質(zhì)量，導(dǎo)致誤診。這些干擾的產(chǎn)生都需要干擾伴隨著干擾敏感的受體，否則不會(huì)有干擾產(chǎn)生。

2電子儀器儀表中電磁干擾的抑制方法

2.1屏蔽

對(duì)于電磁干擾問題，最常用的阻止手段即是屏蔽，其是基于耦合路徑方面來對(duì)電子儀器儀表產(chǎn)生的干擾電磁進(jìn)行隔離。在實(shí)際屏蔽過程中，主要以磁場(chǎng)屏蔽、電磁屏蔽和靜電屏蔽三種為主。在應(yīng)用磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽時(shí)，即是采取有效的措施來消除磁場(chǎng)耦合帶來的電磁干擾。一般低頻狀態(tài)下運(yùn)行的電子儀器，在電流通過線圈時(shí)，線圈周圍則會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，導(dǎo)致儀器所處整個(gè)空間都是磁力線，使其無法正常工作。這種干擾的抑制則需要利用硅制口或是鐵制品來對(duì)設(shè)備進(jìn)行屏蔽。利用鐵磁材料制作線圈時(shí)，會(huì)減少空間內(nèi)的漏磁現(xiàn)象，降低敏感儀器受磁場(chǎng)干擾的現(xiàn)象，具有較好的屏蔽保護(hù)作用。在高頻磁場(chǎng)下敏感器件通過遠(yuǎn)距離磁場(chǎng)耦合所產(chǎn)生的干擾遭到抑制的方法被稱為電磁屏蔽，這種屏蔽設(shè)備的制作通常選擇電阻較小、導(dǎo)電性較好的材料，如銅、鋁等。干擾電磁波與金屬發(fā)生接觸后會(huì)被吸收或是反射，這樣一來電磁能量勢(shì)必受到衰減，從而使電子儀器所遭受的電磁干擾降低。靜電屏蔽應(yīng)用的原理和電磁屏蔽基本類似，這里不再詳述。

2.2濾波

在抑制電磁干擾時(shí)，濾波是較為有效的一種方法，特別是對(duì)于一些較為敏感的電子儀器，其干擾信號(hào)的傳導(dǎo)通過信號(hào)線或是電源線即可以完成，針對(duì)這各占干擾信號(hào)傳導(dǎo)的抑制或是阻止，宜通過采取低通濾波的方式來對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以此來達(dá)到抑制干擾電波傳導(dǎo)的效果。低通濾波器對(duì)電磁干擾實(shí)現(xiàn)抑制，實(shí)際上就是從電磁干擾產(chǎn)生的源頭著手對(duì)其進(jìn)行控制，但是對(duì)電子儀器或是元器件進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)低通濾波器的工作原理準(zhǔn)確掌握?，F(xiàn)在被廣泛使用的低通濾波器有兩種，分別是同軸吸收濾波器和參數(shù)元件濾波器。同軸吸收濾波能夠抑制電磁干擾的主要工作原理是在電源線所在的鋼管進(jìn)出口處加入磁珠、磁管等能夠?qū)﹄姶鸥蓴_起到吸收作用的介質(zhì)，通過能量轉(zhuǎn)化將電磁能量轉(zhuǎn)化為熱能，并以熱能的形式消耗出去。參數(shù)元件濾波器主要由兩部分組成，分別是電容器和電感線圈，這種濾波器的有效運(yùn)用能夠?qū)㈦姶鸥蓴_控制在3000MHz以內(nèi)。

2.3接地

通常將電子儀器中受到電磁干擾的器件稱為敏感元件。如果不可避免的要接收到電磁波的干擾，那么可以采用電磁從儀表中轉(zhuǎn)移出來的方法消除電磁波干擾，該方法的具體實(shí)現(xiàn)是在儀器中安裝接地裝置，使儀表與地想通，將電磁波傳入大地，使電子儀器受到的損害降低。電子儀器接地點(diǎn)的設(shè)置可以采用多種方式，如單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地等。日常電子儀器大多數(shù)是金屬外殼直接與地相接，這種情況下儀器與地面的導(dǎo)電率相對(duì)較高，電子儀器內(nèi)部的電路布局復(fù)雜，電流構(gòu)成形式有直流和交流，這樣在儀器內(nèi)部將會(huì)有電位差產(chǎn)生，并造成電磁干擾。為了能夠解決這一問題，儀器和地面之間應(yīng)該采用單點(diǎn)接地方式來防止干擾，這也是低頻回路儀器應(yīng)用較多且效果明顯的防干擾方式。如果電子儀器的內(nèi)部由高頻回路構(gòu)成，高頻電流與其它各路共同的電流在電源輸出端口交匯時(shí)，將發(fā)生相互作用產(chǎn)生阻抗，這個(gè)過程極有可能使高頻線圈受損，各路電流彼此之間會(huì)因?yàn)榻粎R產(chǎn)生電磁干擾。為了解決這一問題，可以采用多點(diǎn)接地的方式使各個(gè)電路獨(dú)自接地。因此，高頻電子儀器防止電磁干擾的有效措施是采用獨(dú)立連接線。

3結(jié)束語(yǔ)

目前電子儀器儀表種類較多，而且用途不一，因此對(duì)于電子儀器儀表的防電磁干擾措施宜根據(jù)實(shí)際情況來確定。具體要與儀器自身的特點(diǎn)相結(jié)合，通過采取適宜的防電子儀器儀表電磁干擾的方法，以此來保證電子儀器儀表正常的使用性能。對(duì)于電磁干擾，宜從源頭上給予重視，從源頭上有效的抑制電磁干擾。并重視耦合路徑和敏感接收器等電磁干擾的抑制，降低電磁干擾對(duì)電子儀器儀表帶來的不利影響，保證電子儀器儀表正常的工作性能。

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