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(jìn)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(xiàn)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(jìn)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(hù)、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(qiáng)電磁輻射之下時性能極易降低的特性。例如強(qiáng)電磁脈沖等引起的強(qiáng)電流、強(qiáng)電場、強(qiáng)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(qiáng)、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(jī)、雷達(dá)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(jī)、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(jìn)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(jìn)行屏蔽；對于強(qiáng)信號器件，可通過插接濾波器來減少對外輻射；對于外界強(qiáng)輻射干擾，就需在裝備整體運輸、貯存、使用過程中做好防護(hù)工作。

3.4 濾波設(shè)計

濾波的目的是將以傳導(dǎo)方式進(jìn)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(jìn)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(dá)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(jìn)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(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在研制生產(chǎn)中的落實，進(jìn)一步提高電子設(shè)備的可靠性水平。

參考文獻(xiàn)

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