電磁環境對電子設備的影響分析

郭杰（西安航空學院計算機學院，陜西西安，710077）

電磁環境對電子設備的影響分析

郭杰
（西安航空學院計算機學院，陜西西安，710077）

隨著電子設備在軍事、醫療衛生、航空航天、網絡通信等多領域中的廣泛應用，其重要性日益凸顯，但因為其自身特性較容易受到電磁干擾，制約了其使用性能的有效發揮，為此，深入分析電磁環境下電子設備運行狀態和受干擾程度，能夠促進電子設備的不斷完善，而本文正是以此為研究重點，分析了電磁干擾源及其對電子設備性能的具體影響，進而提出了預防和規避電磁干擾的措施。

電磁環境；電子設備；使用性能；抗干擾

0 引言

近年來，電子信息技術的飛速發展驅動了電子設備在航空航天、醫療、網絡通信等各領域的應用，但也面臨著電磁干擾的問題和困境，電磁環境下運行的電子設備不僅電子信號、傳輸速率、傳輸精準性受到嚴重影響，而且還會導致信號消失、不能準確定位、信息獲取和傳遞順暢的問題，尤其是在過強或是復雜的電磁環境下，電子設備的使用性能可能會受到嚴重干擾，甚至是無法工作，針對此，深入探析電磁環境對電子設備的性能影響將具有重大的現實意義。

1 電磁干擾的原理及類型分析

1.1 電磁干擾的基本原理

電磁，一般情況下是指物質所表現出來的電性以及磁性的統一稱謂，諸如電磁感應、電磁波等等，而電磁波則是指物體所固有的發射和反射在空間中傳播交變的電磁場的物理量。電磁干擾，英文為ElectroMagnetic Interfence,簡稱EMI，是指任何在傳導或者在電磁伴隨著電壓、電流的作用下而產生會降低某個裝置、設備或系統的性能，還有可能對生活或者物質產生不良影響的電磁現象。

1.2 電磁干擾的類型

根據干擾作用形式可將電磁感染分為傳導型和輻射型兩種干擾形式，前者是通過導電介質將信號由一個電網絡上的耦合至另一個電網絡中，而后者則是利用空間將信號耦合至另一個電網絡上，在高速的PCB以及系統設計中，集成電路的引腳、高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都是引發電磁干擾的重要因素，這些均能夠發射出電磁波并對其他系統或自身內部構成造成不同程度的負面影響。

2 電磁環境的干擾要素

2.1 干擾源分析

電磁環境是電磁波產生的根源所在，更是干擾電子設備，影響其性能發揮的關鍵要素，而精準判別干擾源能夠更有針對性的采取抗干擾措施。當前隨著電子設備應用領域和環境的日漸復雜化，干擾源的追溯也更加困難，根據以往研究成果和電磁干擾實踐分析，電磁干擾源主要來源于微處理器、微控制器及傳送器等元件上，例如，微處理器在信號傳輸過程中會產生過量的噪聲頻率，隨著時間的推移，該種噪聲頻率會擴散至半導體元件，進而衍生出諧波信號形成對電子設備的干擾。

2.2 傳播路徑

電磁環境下，干擾源對電子設備的影響途徑呈現多元化，可通過不同的媒介進行傳播，目前，無論是通信設備還是電力設備之中，導線均是信號傳播的最主要方式，當處于高負荷工作狀態時，會對電子設備的信號傳播造成直接性影響。

2.3 接收器

干擾源對電子設備傳輸信號的破壞，與感應干擾的接收器存在密切相關性，在未安裝接收器的前提下，通常不會產生電磁干擾問題，通常情況下，在電子設備運行過程中，借助射頻輻射接收電磁波的電磁干擾現象少之又少，而多數均是由接收器來完成電磁波接收的，為此，該種電磁干擾不僅會對外界信號傳播質量造成嚴重影響，而且還會破壞傳輸設備。

3 電磁環境下電子設備抗干擾的策略分析

3.1 接地設計

接地設計是電路系統中的基準點位，是一個等電位點或等電位面，而不一定是大地電位，電子設備的運行環境多為戶外，這對防護措施提出了高要求，電子設備的金屬構件在設計時多與大地相連接，且接地電阻應該控制在特定值范圍內，在抗電磁干擾下，電子設備接地設計應該注意以下幾點：首先，電路系統僅配置一個公用參考零電位，以確保其運行的穩定性；其次，在完成接地設計后，可將電子設備存儲的電荷引入至大地，以預防對設備元器件的影響；再次，接地設計應該重點預防雷擊干擾，以避免因為絕緣不良或其他因素致使電流與機殼相通，影響設備正常運轉甚至威脅人生命安全。

3.2 屏蔽設計

屏蔽設計以金屬隔離方式來避免兩個空間區域中一個區域內電場、磁場及電磁波對另一個區域帶來的感應與輻射，抗干擾設計中，可圍合屏蔽體中的元部件、電路、組合件、電纜或整個系統的干擾源，以規避干擾電磁場的外散，并將接受電路、設備或系統用屏蔽體圍合起來，以預防外界電磁場對其的干擾。電子設備應用中，其電纜、導線、電路等內部元器件自帶干擾電磁波，但屏蔽體的優勢就在于能夠吸收、抵消、反射這些電磁波，進而減弱其干擾功能。

3.3 濾波設計

濾波設計是電磁環境下電子設備抗干擾的最主要方法，其能夠將傳導干擾的電平降低至最低水平，而且依據信號頻率和干擾頻譜的差異性，濾波器可對不同成分的信號頻率進行有效抑制，從而發揮其獨一無二的抗電磁干擾優勢。

4 結語

電子設備是最容易受電磁干擾的應用設施之一，而隨著無線通信技術和脈沖技術的發展，空間電磁環境變得日益復雜，外來的干擾如脈沖噪聲、放射電磁場、靜電、雷擊、電壓變動等不僅降低電子設備性能，而且可能產生諸多不良的后果，為規避這些危害的發生，需要分析電磁干擾源的性質并據此采取有效措施，如此才能夠促進電子設備的深化應用。

[1]張翰文.關于電子設備在電磁環境下若干問題的分析[J].科技創業家,2014,(07):147.

[2]池建軍,羅小明,郭鈺,周躍.復雜電磁環境對電子裝備試驗與鑒定綜合能力的影響分析[J].河北科技大學學報,2011,(S1):94-95+103.

Analysis of the influence of electromagnetic environment on electronic equipment

Guo Jie
(Xi’An Aeronautical University Computer academy,Xi’an Shaanxi, 710077)

With the wide application of electronic equipment in the fields of military, medical, aerospace, network communication and etc, its importance has become increasingly prominent, but because of its own characteristics are vulnerable to electromagnetic interference, restricting its use performance effectively, therefore, in-depth analysis the running state and interference degree of electronic equipment in the electromagnetic environment , can promote the improvement of electronic equipment, so this paper focus on this, analyzes the source of electromagnetic interference and its effects on electronic equipment performance, and puts forward the measures to prevent and avoid electromagnetic interference.

electromagnetic environment; electronic equipment; performance; anti-interference