電子儀器防電磁干擾技術措施

程建文

【摘 要】針對電子儀器防電磁干擾技術措施的研究，將從電磁干擾的來源及類別入手，結合電磁干擾的傳播方式，對電磁干擾對電子儀器產生的不利影響進行分析。論文對電子儀器防電磁干擾技術的具體應用措施展開論述。希望論文的研究，能為提高我國電子儀表等的抗電磁干擾性能提供參考性建議。

【Abstract】According to the technical measures of preventing electromagnetic interference of electronic instruments， paper will start from the source and type of electromagnetic interference， combining with communication of the electromagnetic interference， analyze adverse effects of the electromagnetic interference on electronic equipment. This paper discusses the specific measures of anti electromagnetic interference technology for electronic instruments， hoping this study can provide a reference suggestions for improving the anti electromagnetic interference performance of Chinese electronic instrument.

【關鍵詞】電子儀器；電器干擾技術；濾波與接地；電磁傳播

【Keywords】electronic instruments； electrical interference technology； filtering and grounding； electromagnetic propagation；

【中圖分類號】TN60 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）11-0160-02

1 引言

在電流與電壓影響下，磁場中的設備傳導性能會發生改變的現象，被稱為電磁干擾。電子設備在使用的過程中，電磁干擾現象是經常發生的現象，是無法避免的。電磁波的干擾給使電子儀器的正常工作結果帶來偏差，因此，為了進行有效避免其影響，將電子儀器所受到的損害程度降到最低，加強電子儀器防電磁干擾技術措施研究具有重要意義。

2 電磁干擾的來源及類別

2.1 電磁干擾的來源

使儀器發生電磁干擾的現象包括很多種，通常包括兩種，即人為干擾與自然干擾。人為干擾的現象，就是指儀器等其他儀器設備產生的電磁干擾。在人為干擾中，常見的干擾來源包括無線電發射設備、大型或小型的電器、低頻或高頻儀器設備等。自然干擾，就是指人體或者設備自帶而產生的電磁干擾，主要以電火花、靜電、電暈的形式存在，并且將這些形式釋放給距離相近的儀器儀表，進而產生電磁影響。其中，大氣噪聲干擾是自然干擾的表現形式之一，其覆蓋的頻譜較寬，具有傳播距離遠、產生放電現象的特點，進而帶來脈沖寬帶干擾[1]。除了電磁干擾來源以外，電磁干擾的現象也離不開耦合路徑與敏感接收器兩個必要因素。三個因素結合，會對周邊的很多電子儀器和設備造成電磁干擾，從而影響電子儀器設備的正常使用。

2.2 電磁干擾的類別

電磁干擾類別研究，是有效防范儀器受到電磁干擾影響的第一步。電磁干擾的類別主要分為內外部干擾兩種。對于電子儀器儀表內部產生的干擾，是基于內部結構復雜性而產生的。內部的小元器件能夠產生磁場而相互作用。比如，導線與地線會在信號傳輸的過程中發生阻抗耦合，一旦通電就會使周邊其他元件受到影響。對于儀表外部產生的干擾而言，是基于外部設備工作功率較大而產生的。當使用較高電壓并通電時，設備線路之間就會通過耦合的作用產生電磁波，導致儀表燈器件參數發生改變，影響設備的運用。

3 電磁干擾的傳播方式

電磁干擾的傳播方式，主要有兩只種。一種是輻射場，另外一種是似穩場。輻射場的產生是源于電磁干擾現象中的波長作用。與干擾作用的對象相比，干擾源在結構與尺寸比例上相對較小，因此干擾源由輻射激發的電磁能量，逐漸侵入周邊的干擾受體的運行系統中。似穩場的產生，是在干擾對象的波長較短，以及其結構與尺寸比例較小的條件下產生的。主要通過電磁感應的形式，入侵到干擾對象的傳輸線路上[2]。或者，以直接傳導的形式，進入到周邊的設備儀器中，進而對其運行系統造成影響。

4 電磁干擾對電子儀器的不利影響

電磁干擾對電子儀器會產生很多不利影響，甚至是危害。比如，在醫用電子儀器使用中，電磁的干擾性會導致儀器的檢測結果發生變化，導致給病人測量的參數與其實際不符，這就給醫生的診療決策提供了錯誤的信息，進而耽誤醫生對病人的治療，給醫療工作帶來極大困難。同時，對于機械制造、設備工藝加工領域，也會產生一定影響和危害[3]。科技的高速發展，對機械制造與設備工藝加工提出了更高的要求，要求機械設備實現智能化與自動化。而在實現這一目標之前，首先應當做到的是提升機械設備的精密化。一旦在生產過程中，受到電磁干擾就會使儀器的精度大大降低。比如，對于電子儀表儀器而言，在電磁干擾下儀表參數發生變化，接下來會影響整個機械設備制造的過程。當不精密、不合格的機械設備投入生產和經營，將帶來不可預想的危害。

5 電子儀器防電磁干擾技術的應用措施

5.1 濾波手段

在電子儀器防電磁干擾技術的應用措施中，最常見的手段是濾波手段。在信號通過電源線與信號線時，一些較為敏感的電子儀器會借此向外發射電磁干擾信號。想要有效阻止這種干擾信號的傳導，或者對其干擾過程進行有效制止，可以采用低通濾波的形式，對干擾信息進行過濾，進而有效過濾掉對周邊儀器設備不利的電磁信號的傳輸。這種濾波手段屬于從干擾源上對電磁波干擾進行抑制[4]。但是，低通濾波手段具有一個重要前提，就是需要充分掌握低通濾波器的相關原理，并對電子元器件進行兼容設計。現階段，我國使用較為廣泛的濾波器主要是參數元件低通濾波器，以及同軸吸收濾波器。前者能夠有效將電磁干擾控制在一定范圍內，后者是通過磁珠的加入，對干擾電磁進行吸收，并以能量形式消耗而做出的抑制處理。

5.2 屏蔽手段

屏蔽手段，是工作生活中較為常見的抗電磁干擾手段。屏蔽手段的基本原理是，在發生耦合的路徑方面，對電子儀器產生的電磁干擾進行隔離。該手段主要包括三種形式，即靜電場屏蔽、電磁屏蔽、磁場屏蔽等。當電子儀器處于低頻狀態時，電流通過的線圈周邊會產生磁場，為避免干擾的產生[5]，可以采用鐵制品設備進行屏蔽，進而降低電磁的影響程度。在高頻磁場下，可通過遠距離耦合的原理，對干擾進行抑制，比如采用鋁和銅等吸收和反射電磁干擾，進而衰減電磁能量。

5.3 接地手段

對于敏感性的電子儀器，可采用轉移儀表的方式防范電磁波，比如，通過單點和多點的形式，在儀器內實現接地。生活中常見的大多儀器都是金屬外殼，其導電率較高，再加上內部電路復雜性，直流與交流電很容易產生，進而發生電位差，并產造成電磁干擾。為了快速而有效的解決這一問題，采用單點接地是最佳選擇。也就是說，在儀器與地面之間建立連接，以此防止電磁干擾，這是低頻儀器使用較多且效果較為明顯的方式。而對于高頻電流下的電子儀器，其內部由高頻的回路構成，與不同的線路度都具有相同的電源輸出端口。內部元件與端口之間的相互作用會產生阻抗，進而使線圈受到損害，使電流之間的交匯產生電磁感應。基于此情況，則可以采用多點接地的方式，采用獨立連接線，有效防止電磁干擾的傳播。

6 結論

在我國機械與工藝設備電磁干擾惡化的環境下，為進一步提高電子儀表等器件的抗電磁干擾性能，本文以電子儀器防電磁干擾技術措施為主要研究內容，在電磁干擾來源及傳播方式的分析下，從濾波手段、屏蔽手段、接地手段等電磁干擾防范措施方面展開系統探究。研究結果表明，現階段，我國電磁干擾的傳播方式，以似穩場與輻射場為主。同時，電磁干擾來源途徑包括兩方面，一方面是電子儀器儀表內部，另一方面是電子儀器儀表外部。在未來，還需要進一步加強對電子儀器防電磁干擾技術應用措施的研究，為我國企業機械的順利制造，以及電子儀器的有效使用提供借鑒。

【參考文獻】

【1】朱峰，唐毓濤，高晨軒.弓網離線電弧對CRH380BL型動車組速度傳感器的電磁干擾機理及抑制[J].中國鐵道科學，2016，37（06）：69-74.

【2】魏華.醫療機構電子計量設備使用中的電磁干擾分析與改善方法[J].電子測試，2017，23（09）：87-82.

【3】張宏釗，劉順桂，姚森敬，等.高壓交流輸電線路對埋地金屬油氣管道的電磁干擾腐蝕及其防護措施[J].山東理工大學學報（自然科學版），2017，31（04）：65-70.

【4】張寧，劉燕.高壓電力線在3MHz—30MHz電磁干擾下的建模分析研究[J].移動通信，2015，35（10）：66-70.

【5】邱曉暉，宋百通，陳雪麗，等.基于獨立分量分析算法的醫療電子設備輻射電磁干擾EMI噪聲分析方法[J].電工技術學報，2015，30（17）：180-190.