電磁干擾及抑制技術(shù)

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1、電磁干擾及常用的抑制技術(shù)摘要：各種干擾是機(jī)電一體化系統(tǒng)和裝置出現(xiàn)瞬時(shí)故障的主要原因。電磁兼容性設(shè)計(jì)是目前電子設(shè)備及機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮的一個(gè)重要原則，它的核心是抑制電磁干擾。電磁干擾的抑制要從干擾源、傳播途徑、接收器三個(gè)方面著手，切斷干擾耦合的途徑，干擾的影響也將被消除。常用的方法有濾波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔離等。關(guān)鍵詞：電磁干擾干擾抑制屏蔽接地1.電磁干擾電磁干擾(electromagneticinterference,EMI)是指系統(tǒng)在丁作過程中出現(xiàn)的一些與有用信號無關(guān)的、并且對系統(tǒng)性能或信號傳輸有害的電氣變化現(xiàn)象。構(gòu)

2、成電磁干擾必須具備三個(gè)基木條件：①存在干擾源；②有相應(yīng)的傳輸介質(zhì)；③有敏感的接收元件。只要除去其中一個(gè)條件，電磁干擾就可消除，這就是電磁抑制技術(shù)的基本岀發(fā)點(diǎn)。1.1電磁干擾的分類常見的各種電磁干擾根據(jù)干擾的現(xiàn)象和信號特征不同有以下分類方法。1、按其來源分類(1)自然干擾。自然干擾是指由于大自然現(xiàn)象所造成的各種電磁噪聲。(2)人為干擾。由于電子設(shè)備和其他人工裝置產(chǎn)生的電磁干擾。2、按干擾功能分類(1)有意干擾。有意干擾是指人為了達(dá)到某種目的而有意識(shí)制造的電磁干擾信號。這是當(dāng)前電子戰(zhàn)的重要手段。(2)無意干擾。無意干擾是指人在無意之中所造

3、成的干擾，如工業(yè)用電、高頻及微波設(shè)備等引起的干擾等。3、按干擾出現(xiàn)的規(guī)律分類(1)固定干擾。多為鄰近電氣設(shè)備固定運(yùn)行時(shí)發(fā)出的干擾。(2)半固定干擾。偶爾使用的設(shè)備(如行車、電鉆等)引起的干擾。(3)隨機(jī)干擾。無法預(yù)計(jì)的偶發(fā)性干擾。4、按耦合方式分類(1)傳導(dǎo)耦合干擾。傳導(dǎo)耦合是指電磁噪聲的能量在電路中以電壓或電流的形式，通過金屬導(dǎo)線或其他元件(如電容器、電感器、變壓器等)耦合到被干擾設(shè)備(電路)。(1)輻射耦合干擾。電磁輻射耦合是指電磁噪聲的能量以電磁場能量的形式，通過空間輻射傳播，耦合到被干擾設(shè)備(或電路)。1.2電磁噪聲耦合途徑干

4、擾源對電子設(shè)備的干擾是通過一定耦合形式進(jìn)行的，無論是內(nèi)部干擾或外部干擾，都是通過“路”(傳輸線路或電路)或“場”(靜電場或交變電磁場)耦合到被干擾設(shè)備中的。1、電磁噪聲傳導(dǎo)耦合(1)直接傳導(dǎo)耦合。電導(dǎo)性直接傳導(dǎo)耦合最簡單、最常見，但它也是最易被人們忽視的一種耦合方式。在考慮電磁兼容性問題時(shí)，必須考慮導(dǎo)線不但有電阻足，而且有電感L,漏電阻R,以及雜散電容C。在實(shí)際使用中尤其是頻率比較高時(shí)，這些分布參數(shù)對信號的傳輸有著十分重要的影響。如何考慮分布參數(shù)的影響與傳輸線的長度密切相關(guān)。根據(jù)傳輸線的長度與傳輸信號頻率的關(guān)系可把傳輸線分為長線和短線

5、，對短信號線不必進(jìn)行阻抗匹配，而對長信號線應(yīng)在終端進(jìn)行阻抗匹配。(2)公共阻抗耦合。當(dāng)干擾源的輸出回路與被干擾電路存在-個(gè)公共阻抗吋，兩者Z間就會(huì)產(chǎn)生公共阻抗耦合。干擾源的電磁噪聲將會(huì)通過公共阻抗耦合到被干擾電路而產(chǎn)生干擾。所謂“公共阻抗”通常不是人們故意接人的阻抗，而是由公共地線和公共電源線的引線電感所造成的阻抗和不同接地點(diǎn)問的電位弟造成的寄生耦合。公共阻抗耦合主要包括公共地阻抗耦合和公共電源阻抗耦合。(1)共模電流和差模電流。干擾電流在導(dǎo)線上傳輸吋有兩種方式：共模方式和差模方式。一對導(dǎo)線上如流過差模電流則兩條線上的電流大小相等、方

6、向相反，一對導(dǎo)線上如流過共模電流則兩條線上的電流方向相同，一般有用信號都是差模電流。干擾在傳輸線上既可以差模方式出現(xiàn)，也可以共模方式出現(xiàn)。2、電磁輻射耦合常把干擾源通過電場的耦合看成是電容性耦合(電場耦合)，通過磁場的耦合看成電感性耦合，電場與磁場同時(shí)存在則為電磁場耦合。(1)電容性耦合。當(dāng)干擾源產(chǎn)生的干擾波以電壓形式出現(xiàn)時(shí)，干擾源與信號電路之間就存在電場(電容性耦合)O這吋，干擾電壓經(jīng)電容耦合到信號電路。抑制電容性耦合可采取合理布置電路及電場屏蔽等措施。(2)電感性耦合。交流載體，如交流電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力線、發(fā)電動(dòng)機(jī)、變壓器等，必將在載體

7、周圍空間產(chǎn)生工頻磁場，干擾其周圍的電路及電子裝置。當(dāng)變送器、熱電偶等小信號通過較長的信號線傳送時(shí)，在信號傳送途中經(jīng)常會(huì)受到這種交變磁場的干擾。(3)電磁場耦合。遠(yuǎn)場時(shí)電場與磁場干擾之比等于常數(shù)，通稱為電磁場耦合。大功率的高頻發(fā)&裝置(如高頻加熱爐)、晶閘管變流裝置、整流子電動(dòng)機(jī)的電刷滑環(huán)、開關(guān)、繼電器、接觸器等節(jié)點(diǎn)開斷時(shí)產(chǎn)生的電弧，電焊機(jī)的弧光，電車集電環(huán)產(chǎn)生的火花，以及航空雷達(dá)信號等，都將產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁波，并以空間輻射的形式干擾電子設(shè)備。電子設(shè)備中長的信號輸入/輸出線和控制線等也具有天線效應(yīng)，即能夠輻射干擾波和接收干擾波。離干擾源較

8、遠(yuǎn)的地區(qū)干擾主要是由輻射電磁場造成的。3、串?dāng)_當(dāng)信號平行IL距離很近時(shí)，由于線間互感和互容的存在，在相鄰兩信號之間產(chǎn)生的干擾，稱為串?dāng)_。當(dāng)兩根信號線緊靠在一起或當(dāng)信號線與地距離很近時(shí)串?dāng)_嚴(yán)重。若將發(fā)送線和接收線改用兩對雙