電子儀器儀表抗電磁干擾策略探究

張寧 王尼 王平

（1.海裝駐上海地區第八軍事代表室，上海 200011；2.山東省海洋儀器儀表科技中心，山東 青島 266061；3.山東省科學院海洋儀器儀表研究所，山東 青島 266061）

基于電子儀器儀表的本質屬性，因此在受到磁場干擾之后，所展現出來的數據或者使用的性能就會偏離常規，甚至出現失靈的狀況。因此電子儀器儀表的應用，首先就要解決其抗電磁干擾的問題，這是當前環境下重要的研究內容，也是人類面臨的一個巨大難題。

一、電子儀器儀表干擾源及危害分析

在探究抗干擾措施的過程中，首先要分析其受到干擾的來源、途徑及危害，然后才能根據這些內容的性質和特征，尋找杜絕干擾的方式，比如是清除干擾源、阻斷干擾途徑或者降低干擾危害等等，最后通過實踐選取直接有效易操作的方式，來解決這一大難題。

（一）外部干擾。所謂外部干擾，就是指在電子儀器儀表外部所產生的干擾源，通過一定的傳播途徑作用于儀器儀表內部，在外部磁場與內部電磁的雙重干擾下，就會造成極為嚴重的破壞后果，影響了儀器設備的正常使用。

電子儀器儀表常常會受到來自于周圍的磁場干擾，比如導航系統、廣播電視系統等，就比較容易受到來自于外界的影響，尤其對于一些功率較大的電器設備，在使用的過程中就會在周圍形成一個較為強大的磁場，通過耦合就會產生比較強烈的電磁干擾，影響了附近儀器儀表的使用。

（二）內部干擾。對于內部干擾而言，主要指儀器儀表內部在工作時會產生電流，進而就會形成相應的磁場，雖然其磁場強度有限，但是由于距離近，且同為一體，因而也會造成一定程度的影響和干擾。

比如電源與地線之間，在傳輸信號時就會形成通電，而這兩者之間就會出現阻抗耦合干擾；又或者在傳輸信號的導線之間，也會由于距離過近，形成一定的電磁場，對其它元器件造成相應的干擾；此外，在電子儀器儀表或控制系統的內部，如果發生電壓電流的即時改變，元器件也會由于電路的互聯而產生程度不一的干擾，影響其正常使用。

（三）傳播途徑。電磁干擾可以根據其干擾信號的波長長度，分為兩種不同的干擾類別。其一為似穩場，當干擾源的波長大于被干擾對象所產生的信號波長，那么就會形成似穩場，這種干擾會通過感應的形式產生，也可以通過直線傳導的方式，對電子儀器儀表的線路或設備之間發生作用，使其產生電磁感應，造成干擾影響。

其二則為輻射場，當干擾源的波長小于被干擾對象時，形成的就叫做輻射場，這種干擾的電磁能量較強，會直接進入電子儀器儀表的信號傳輸路徑之中，產生信號干擾。

（四）電磁危害。電磁干擾帶來的危害十分普及，尤其在現代化進程中，人們對于各方面設備使用的精細度達到了極致，但是由于電磁干擾的存在，就會影響所有儀器和設備的精確度，極大程度上限制了電子儀器儀表的發展。

電磁干擾的表現一般為記錄偏差或者設備損壞，生活和工作中有非常普遍的案例。比如醫療設備，電磁干擾會造成人體檢測數據的不精確，就會影響病人的診斷結果；在車輛導航中的儀表受到干擾，可能就會影響駕駛體驗，耽誤事情；又如在電視、廣播中的電磁干擾，會造成聲音沙響、畫面出現雪花等。

二、電子儀器儀表抗電磁干擾的措施

由于電磁干擾會造成電子儀器儀表難以正常工作，因此在儀器儀表的制造過程中，就應該加入抗干擾設計，以避免這些設備在使用過程中由于受到干擾而造成難以挽回的后果。

（一）屏蔽磁場抗干擾。屏蔽磁場是電子儀器儀表用于抗電磁干擾的最常見方法，一般需要通過屏蔽儀器來削弱或者徹底隔離干擾磁場，從干擾的傳播途徑中進行阻斷和攔截，以實現抗干擾的效果。

對于電磁干擾，屏蔽的方法通常有三種，其一為電子屏蔽，其采用金屬材料制作，通過較低電阻的特性，將干擾磁場進行阻擋或者吸收，能夠顯著降低高頻磁場的干擾。其二為靜電屏蔽，同樣采用金屬材料，通過接地的方式，降低或導出電路內部所形成的電磁干擾。其三為磁屏蔽，選取高飽和、高導磁的磁性材料，能夠將低頻磁場的干擾進行損耗和吸收。

（二）接地體抗干擾。通過接地體完成電子儀器儀表的抗地磁干擾，也是比較常見的一種方式，能夠通過大地的導電性質，將電子元件中通電后產生的磁場電流進行分解和弱化，以此降低了周圍磁場對其的干擾。

在儀器或者設備中，接地體主要用于抑制具有傳導性質的電流型干擾，在對接地點的選擇中，一般會選取一個沒有電位與電阻的實體之中，由此便可以作為全部電路開關信號的參考點。但是在設計的過程中，必須要考慮到交流電源與直流電源、模擬電路與數字電路的電源地和功率，并且能夠將信號、噪聲和設備的地線區分開。

（三）濾波器抑制抗干擾。在儀器儀表設備中增裝濾波器，是有效抑制電磁傳導干擾的方法。一般來說，傳導性質的干擾大多來自于電源線、電話線以及控制線等，通過濾波器則可以有效過濾這些干擾信號。

在具體設計的過程中，需要根據實際狀況研究濾波器的電壓、阻抗、頻率以及電流等。而在工作性質上，又可以區分為兩種，一種為無源集中參數元件濾波器，主要以感應線圈加上不同的電容組成，包括電容式、電感式、T型、L型等，能夠有效過濾低中頻的電磁干擾；另一種則為同軸吸收濾波器，通過在電源線中填充鐵氧體材料，或者在其上穿磁珠衣等方式，在鐵氧體材料消耗的過程中，將干擾電磁轉化為熱能釋放，這樣就達到了抑制干擾的作用。

三、結語

總之，當今時代下電子儀器儀表的應用范圍特別廣泛，其電磁干擾往往會造成負面影響和不良反饋，因而在相關設備儀器設計制作的過程中，必須要考慮其實際使用環境，增加抗干擾裝置，以保障其發揮出應有的服務功能。