淺談機上電纜的電磁干擾與抑制

徐璐

摘要：電纜的電磁干擾嚴重影響飛機上電子電氣設備正常工作，危害飛機的安全性和可靠性，文章介紹分析了電纜的電磁干擾來源和原因以及有效的抑制、防止干擾的措施和方法。

關鍵詞：電纜；電磁干擾；抑制；防止干擾

1 引言

飛機上的許多電子電氣設備都是通過電纜將許多不同功能的器件和元件連接起來，實現各種復雜的功能。如果電纜中存在干擾電流或電壓，會干擾設備的正常工作，同時也會通過傳導和輻射干擾附近的其他設備，進而危及到飛機的安全性。因此，能夠有效防止電纜的電磁干擾顯得尤其重要。

2電纜的電磁干擾來源和原因

2.1電纜的電磁干擾來源

電磁干擾是一種有害的電磁效應，主要傳播途徑有通過傳輸線路傳播和空間輻射兩種方式。傳輸線路傳播的電磁干擾主要由差模干擾電流引起，空間輻射形式傳播的電磁干擾主要由共模干擾電流引起。

2.2差模干擾電流和共模干擾電流

一般情況下，各種干擾信號對電子、電氣設備的影響可用圖1來表示。其中把相線（L）和中線（N）之間存在的干擾信號稱作差模干擾；相線（L）與地（E）和中線（N）與地（E）間存在的干擾信號稱為共模干擾，U1、U2為共模干擾電壓，U3為差模干擾電壓。產生的差模電流和共模電流如圖2所示。

2.3差模電流和共模電流產生的原因

產生差模干擾電流的主要原因是電路或器件工作過程中產生的噪聲電流直接傳導到電纜中，再傳導至其他電路或設備使之受到影響。

產生共模干擾電流的原因有三個方面：（1）導線之間存在雜散電容和互感，耦合外界電磁場在電纜中所有導線上產生感應電壓；（2）電纜兩端的設備所接的地電位不同導致共模干擾電壓產生，形成共模干擾電流，使電纜如同一根單極天線，產生電磁場與微波；（3）設備上的電纜與大地之間的電位差產生共模干擾電流。

3電纜電磁干擾的抑制和防止

電纜的差模干擾可以通過濾波器來抑制，通常選擇濾波器內置的電子電氣設備，或采用 同軸電纜和光纜來避免干擾，也可采用帶濾波器的連接器。電纜的共模干擾抑制和防止措施通常在三個層次上實施：（1）電纜的安裝敷設；（2）要求有接地；（3）屏蔽。下面重點討論抑制防止共模干擾的措施和方法。

3.1電纜的敷設安裝

電纜在初始敷設安裝中，要盡可能的降低耦合，使敏感線盡量遠離干擾源并盡量利用現存結構進行隔離敷設安裝。為使機上電纜間電磁耦合最小，捆扎電纜時應按類型進行分類，同時應把握以下原則：

（1）電纜平行布置時，電纜之間存在較大的互電感，故應避免平行走線，若不能滿足，則需要導線良好屏蔽和接地。

（2）當信號線必須在有干擾的傳輸線附近通過時，應使它們大致相互垂直敷設。

（3）當不同類型的電纜必須敷設在一起時，應在敷設通道內盡可能短的距離內隔離開。

（4）不同類型的電纜不應穿過同一個連接器，尤其是隔離線、敏感線不應和電源線、干擾線使用同一連接器。

3. 2接地

良好的接地是電磁干擾防護的第一道防線，為干擾電流提供一條通路，也為從外部進入到系統的信號提供一個參考。正確的接地應考慮以下問題：

（1）接地電流回路應該滿足設備的運行額定電流和電壓降。

（2）由于系統電源線引起的電磁干擾問題，可在附近設置相應接地回路以及將電源線和其接地回路成對雙絞來盡量減少干擾。

（3）設備無論內部是否接地均應有一個外部接地連接，信號電路在信號源處應單點接地。

3. 3屏蔽

屏蔽是通過使用金屬性的編織層來覆蓋電纜來消除電磁干擾的過程。為了使屏蔽層起到良好的屏蔽作用，屏蔽層的連接應注意以下問題：

（1）為了保持屏蔽的完整性，屏蔽編織層在其要連接的末端所剝離的尾段盡可能短。

（2）在屏蔽終端，所有屏蔽電纜的屏蔽層均應端接在有防電磁干擾或射頻干擾的連接器上，以實現其外部搭接。所有連接器殼體均應無絕緣面層，并應與其配對的連接器和設備機殼一起提供可靠搭接與接地。連接器直接接電阻時應大于2500μΩ。

（3）高頻線和易受高頻干擾的敏感線屏蔽應注意滿足360°屏蔽要求。特別注意要從電纜端頭部量起的剝線尺寸后移至5.0英寸。

4結束語

飛機上電纜的電磁干擾主要包括差模干擾和共模干擾，抑制和防止差模干擾可使用同軸電纜、光纜或者帶濾波器的連接器；抑制和防止共模干擾可通過空間隔離、接地和屏蔽等電磁兼容性控制措施；電纜的敷設安裝及屏蔽材料選用等方面都需要考慮電磁防護問題，良好的敷線和接地既能夠提高抗擾度，又能夠減小干擾發射。

參考文獻：

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