環境對數字電路穩定性的影響

史振躍

【關鍵詞】環境因素;數字電路系統;穩定性;影響分析

隨著數字電路系統在社會生產生活當中運用越來越廣泛，不可避免地也暴露出來一些問題（諸如數字電路運行的可靠性）。數字電路系統運行是否可靠會直接關系到數字電路系統能否充分發揮系統自身的作用，因此，針對數字電路系統的可靠性問題也一直都是技術研發人員所普遍關注的問題。

在數字電路的實際運行過程當中，環境溫度會對數字電路的運行穩定性產生影響性作用。具體，在數字電路當中，一些電氣元件內部存在諸多薄弱環節，在較高環境溫度中持續工作時間較長的情況下，容易造成數字電路元器件的永久性損壞。另外，數字電路元器件參數也會隨著溫度的升高而不斷變化，當溫度升高，數字電路系統便會因為參數的不穩定而導致數字電路系統不能夠正常穩定運行，導致整個數字電路系統的整體運行速度大幅下降。而當周圍環境溫度逐漸下降以后，又可能會因為溫度的驟然變化而對電路系統造成永久性傷害。

環境溫度會對數字電路電纜的特性阻抗Z。產生一定程度的影響，特性阻抗zc的數學表達式為：

環境濕度在一定程度上也會對數字電路的穩定性產生影響性作用，具體為，環境濕度對數字電路的影響集中體現在其對數字電路板的影響。濕氣可能會透過電路塑料板封裝引腳處的縫隙部位，侵入到電路板內部，產生電路板吸濕現象，進而對電路板造成腐蝕性作用。最終導致數字電路運行的不穩定。

其次，當環境濕度較大的情況下，會對數字電路中的數字電纜傳輸特性產生影響性作用，導致電路系統運行的不穩定。當環境濕度增大。數字電纜的介電常數E出現較大幅度的波動變化，進而會影響到數字電路的電感與電容，導致數字電路的特性阻抗zc發生波動。

最后，環境濕度還會對數字電路電纜的衰減常數產生影響性作用。進而影響到電路穩定性。具體而言，數字電路電纜的衰減常數oc主要由兩個部分構成，分別為介質損耗常數o1與金屬損耗常數a2，也即是：a=a1+a2。

其中，介質損耗常數a1的計算表達式為：

在高濕地區，由于數字電路電纜的相對介電常數會較大，相應地，也會導致電路的電導較大，線路間的電能力也會更強，信號泄露增加，信號衰減隨之增大。最終導致線路接地幾率增大及絕緣性能降低，使得用戶信號電平衡下跌，從而導致數字電路的掉線或不穩定工作。

在數字電路系統的實際運行過程當中，粉塵也是造成電路不穩定的關鍵性因素之一。由于粉塵塵粒具有荷電性及吸水性，致使空氣中的粉塵物質很容易在數字電路系統中的電子設備周圍發生凝集沉降作用，從而破壞數字電路系統的電子設備的絕緣強度，情況嚴重時，甚至可能會直接導致電路出現擊穿短路事故。有的粉塵還可能會堆集在數字電路的電子板內部，造成電氣誤動、短路等，從而最終影響到整個數字電路的穩定性，對其安全運行造成較大危害。

其次，粉塵還可能會堆集于數字電路電子開關的觸頭或電磁鐵芯之間，可能會導致開關觸頭之間出現接觸不良故障。受到堆積粉塵的影響，數字電路中的電子控制系統在實際的使用過程中經常會出現不穩定狀況，導致整個數字電路系統使用過程中出現時好時壞的情況。

此外，灰塵堆積還有可能會導致出現數字電路的觸頭粘連現象，經常會導致數字電路當中的相關設備出現不良事故，從而影響到整個電路系統的穩定運行及正常使用。

在電網的實際運行過程當中，也經常會因為各種因素，而影響到周圍數字電路的正常使用，影響到數字電路運行的穩定性。諸如，電網系統中的發電機設備在實際的使用過程中，經常會因為電網系統中的自動電壓調節器的調節作用而產生一種電磁力矩，這力矩可以被分解成阻尼力矩分量和同步力矩分量。與發電機組轉速變化同方向的分量是正阻尼力矩分量，與發電機組轉速變化反方向的分量是負阻尼力矩分量。與發電機組功角變化同方向的分量是正同步力矩分量，與發電機組功角變化反方向的分量是負同步力矩分量。在一定的電力系統運行條件下，自動電壓調節器產生的阻尼力矩分量與轉速變化反方向。因而是負阻尼力矩分量。當自動電壓調節器的負阻尼分量超過發電機的固有正阻尼分量時，就會發生低頻振蕩，這種低頻會在一定程度上干擾到附近電路系統的正常使用，從而最終影響到數字電路穩定性。

雖然數字電路系統在當前的電能調度工作中起著至關重要的作用，但是相關技術在實際的運用過程中，經常會因為各種因素的影響而導致其不能夠穩定高效地運行。從而影響到數字電路系統正常功能的有效發揮。從環境因素層面進行考察，環境溫度、環境濕度、粉塵以及電網干擾等均有可能會對數字電路穩定運行產生較大程度的影響性作用。而為了能夠有效規避環境因素對數字電路系統運行穩定性的影響，則需要相關技術人員能夠根據會對數字電路穩定運行產生干擾作用的各方面因素特點，制定出針對性應對措施，盡量降低或消除相關環境因素對數字電路系統穩定性的影響。