电子工程系统中电磁干扰诊断和控制技术

【摘 要】在电子工程中对设备的精度要求逐年提高，而电磁干扰是影响设备精度的一个重要的问题，同时它还不断的对设备进行伤害，降低设备的使用年限。所以掌握电磁干扰技术是一个刻不容缓的问题，可是因为技术原因，目前的科技状况根本无法完全杜绝这种现象，但是电磁抗扰控制技术在一定程度上还是能解决电子工程系统中的大部分需求的，良好的诊断出现的问题也是一大重点，本文将对这两方面进行介绍。

【关键词】电子工程；电磁干扰；控制技术

0.前言

面对电子工程系统中的电磁干扰，找到干扰源，进行有效的防治是非常重要的。另外设备的生产过程中也应该考虑到这一问题，并且提出解决方案，以免发生问题。在造成损失后“亡羊补牢”式的处理，在根本上是无法解决已经发生的问题的。

1.电子工程系统中电磁干扰的诊断

1.1辐射的干扰

本质上干扰的能量是来自于辐射源的，它通过介质，以电磁波的形式传播。而是会否构成辐射干扰，应由构成辐射干扰的三要素来考虑，辐射干扰源向外辐射能量的途径，辐射的强度、辐射是否造成问题。而对于潜在的威胁也不要忽略掉，做好预防工作。

1.2分析干扰的来源

最重要的一个问题是判断干扰的来源，只有准确将干扰源定位后，才能够提出解决干扰的措施。既可以通过干扰的性质以及强度，来分析干扰来源，也可以根据信号的频率来确定干扰源，这两项均是确定干扰源头的重要的数据，只要知道了干扰信号的发生的原因，就能够推测出干扰是哪个部位产生的。由于频谱分析仪的中频带宽较窄，因此能够将与干扰信号频率不同的信号滤除掉，精确地测量出干扰信号频率，从而判断产生干扰信号的电路。

1.3传递干扰的电磁通道

传导干扰的电磁传输通道可以分成为，电容传导耦合、电阻传导耦和电感传导耦合。电容传导耦合或称电场耦合，是干扰源和接收器之间，通过导线以及部件的电容相互交联而构成的电磁传导耦合。电阻传导耦合或称公共阻抗耦合，是干扰源和接收器之间，通过公共阻抗上的电流或电压交链而构成的电磁传导耦合。电感传导耦合或称互感耦合，实际上是磁场耦合，即干扰源和接收器之间通过干扰源电流产生磁场相交链而构成电感传导耦合。

1.4专业的检测设备

精密、准确的检测设备也是很重要的，它能很快的帮助找出干扰源，以更快的解决，防止危害进一步扩大，造成巨大损失。要做好日常的检测，积极维护。不要发现问题才想起解决，要及时发现，及时处理。另外要做好隔离工作，把一切可能的干扰源做好记录，能处理的要妥善安排，不能处理的也要找出安全的解决方案，尽一切的可能让会出现的威胁在根源上去除掉。

2.电子工程系统中电磁干扰的控制技术

2.1线缆的静电屏蔽和电磁屏蔽

在电子工程系统中采用双绞屏蔽电缆来抑制信号传输过程中对噪声的电容性耦合和电感性耦合。但是在相应的国家标准和行业标准里，对采用双绞电缆其绞距的选择没有作出规定。其中的噪声衰减度系指平行导线时的干扰磁场值和采用双绞线后的干扰磁场值之比。双绞线的屏蔽效果随每单位长度的绞合数的增加而提高。但绞距愈短，电缆的成本费用也愈高。采用绞距为50mm左右的双绞电缆为宜。对电缆屏蔽层的接地，许多行业规范原则上是规定一端接地，另一端悬空。但单端接地只能防静电感应，在雷击时抑制不了雷电波的侵入。为此，除了内屏蔽层的一端接地外，还应增加有绝缘隔开的外屏蔽层，外屏蔽层应至少在两端做等电位接地。在雷击时外屏蔽层与地构成了环路，感应出一电流，该电流产生的磁通抵消或部分抵消雷击时的源磁场的磁通，从而抑制或部分抑制无外屏蔽层时所感应的电压。通常，可利用金属走线槽或穿金属管作为外屏蔽层，但必须保证槽与槽之间或金属管与金属管之间的连接良好且两端接地。

2.2模拟电路的加固

把所有电路视为射频电路。将电缆屏蔽层单端接地虽然能够防止电路受到低频地环路的影响，但会使电缆受到四分之一波长频率以上频率的远场感应电压影响。必须使射频防护措施在整个试验频段内（150kHz～1GHz）都有效。

仅在一端接地屏蔽体。在高频时干扰差不多都是以共模形式出现或在元件引脚至地（或机壳）间，而元件引脚与引脚之间则没有。因此，元件引脚至地间的回路需要加以处理。高频时外部电场在屏蔽电缆上感应出电流。电流和电压的最大值出现在四分之一波长为电缆长度的频率点上。在电缆谐振频率以上，电缆的屏蔽层开始失效。

屏蔽体两端接地。如果电缆屏蔽层在两端接地，其主要受干扰频率将发生在半波长等于电缆长度的频率上。如果屏蔽层的端接不是同轴方式，而是依靠小辫端接，则在谐振频率的奇数倍的频率上，屏蔽层将失去作用。单根小辫的屏蔽层端接意味着，最大的半波电流将仅通过小辫流动，从而在小辫周围产生极强的磁场。

端接同轴电缆屏蔽层。只有使屏蔽层上的电流通过多点接地，这些电流产生的磁场才会相互削弱，从而保护连接器中的信号针。所有连接器应是金属的，并应通过直接的金属与金属接触连接到机箱上（连接器和机箱都应是导电光洁表面）。应使用屏蔽护套，如镀锡的“压纹”D型连接器，最好不用DIN和小DIN连接器。

将屏蔽与非屏蔽引线安排到不同的连接器中。所有准备用滤波的方式来加固的信号插针应布置在同一个连接器中。连接器中的所有插针都应滤波。各滤波电容的容量差别不超过10倍。屏蔽和非屏蔽引线不要穿过同一连接器。所有的屏蔽引线应绑扎在一起，这样可采用标准的端接方法来处理。对于多层屏蔽电缆，可通过一金属导电带短接在一起，或者使用专门的连接器护套，将每一层屏蔽都连接到连接器的外壳上。

3.滤波电容值

如果在信号引线上采用线到机壳的滤波，那么其电容量会受到允许的泄漏电流的限制。滤波器中的共模电感的电感量如果较大，则电容的容量可以小些，同时仍然能够满足大多数电路所需要的低通滤波插损值。对低频模拟电路采用编织网屏蔽电缆。通常模拟电路设计人员们有一个共识，屏蔽电缆的屏蔽层只能在一端接地。这样做的目的是防止屏蔽层中的地环路电流，这些电流会在负载电阻上感应出噪声电压。绞线可以有效地减小“地环路”磁场耦合。因此，为了提高灵敏模拟电路的抗扰性，应采用每18绞距的双绞屏蔽电缆，并且屏蔽层两端都接地。

4.结论

经验告诉大家，在电子工程系统设计阶段考虑干扰的抑制问题，采用的技术方法多而且又非常直接简单，费用也低廉。如果待到投运过程中发现了问题再去解决，那就要花更高的代价和精力，有时甚至可能会无法彻底解决。

【参考文献】

[1]宋凯平，彭德强.电磁干扰的屏蔽技术研究，舰船电子工程，2014（1）.