电子仪器仪表中电磁干扰的抑制方法研究

2022-09-10

电子仪器仪表目前在我国运用范围宽广, 为了能够让电子仪器仪表正常工作不受到电磁干扰的影响, 电子仪器仪表的电磁干扰抑制方法的研究必不可少, 电磁干扰抑制的方法也被称为电磁兼容, 这一项技术的创新与发展不断受到国际、国内相关行业专家的高度关注, 并且评判电子仪器仪表优劣的一个重要因素就是看它对电磁干扰的抑制性能。

一、电子仪器仪表中产生的电磁干扰

目前的电磁干扰指的是电磁现象, 它能够使得电磁信号的传输效率降低, 并且可能会影响信号的完整性, 它主要分为两种, 一种是传导干扰, 一种是辐射干扰, 而且对于仪器仪表的不同, 所遭受到的电磁干扰也是有区别的。辐射干扰的对象一般是测量信号的仪器仪表, 传导干扰的对象一般是测量电流电压的仪器仪表, 而且想要产生电磁干扰, 就必须满足干扰源、耦合电路、接收器三个条件。

(一) 干扰源

通常在我们运用无线通讯产品时, 将能够对无线信号产生干扰的电波称之为干扰源, 在电子仪器仪表的使用中由于电流系与电磁系不兼容, 所以会产生排斥作用, 这时就会在使用中受到干扰。对一些测量电压的仪器仪表来说, 可能就会受到电磁系的辐射, 影响了仪器仪表的正常使用, 造成这种电磁系混乱电波的源头我们就称之为干扰源。生活中常见的干扰源有开关的开闭瞬间、电磁脉冲、发雷闪电、UPS或北斗等导航系统、电晕的发生、无线电雷达等。虽然我们都将这些情况称之为干扰源, 但是它们所存在的方式时有区别的, 就电子仪器仪表的开关而言, 它是通过在闭合的瞬间产生干扰源, 当其在闭合时, 产生的电流或电压就可能会和空气中的电磁场相连接, 形成干扰源。对于电子仪器仪表中的电压放大器来说, 电磁脉冲就是干扰源, 当放大后的交流电压传到控制电路时, 由于瞬间电流变化过大, 电流产生的同时就会影响到电磁, 这时就可能受到电磁脉冲的影响改变电流走向。

(二) 耦合路径

我们所说的耦合路径指的是电磁干扰源产生的干扰信号传递出去的一种路径, 在电子仪器仪表当中都会存在耦合路径, 它们是相互关联的, 当对于干扰信号进行传输时, 这些干扰信号就会对电子仪器仪表本身造成影响, 比如对电压的传输。常见的电子仪器仪表的耦合路径的存在方式可以分成两种, 一种是金属导体, 另一种是空间场。金属导体的耦合路径一般出现在传导干扰传输, 空间场的耦合路径一般出现在辐射干扰传输。在测量电压的电子仪器仪表中, 由于测量的电压无法产生电磁场, 所以只能通过电子仪器仪表中的金属导体来进行干扰电磁的传输, 对于测量信号的电子仪器仪表, 测量的信号会与电磁波形成磁场, 这时干扰源就可以快速的通过这些磁场来对电磁仪器仪表产生影响。

二、电子仪器仪表中电磁干扰的抑制方法

目前电子仪器仪表中常用切断干扰源的方法是通过切断电磁干扰的传输路径, 从传输路径中的干扰源、耦合路径的传输中进行干扰的抑制。

(一) 抑制电磁干扰源的方法

先前提到电磁干扰源的产生形式有所差别, 所以想要对电子仪器仪表的电磁干扰源进行抑制, 就要针对不用产生原因的干扰源都进行抑制, 因此我们可以通过对滤波进行抑制来进行干扰源的封锁。对电磁波进行滤波的有效措施是通过在电子仪器仪表中安装一台滤波器, 通过滤波器对复杂、混乱电磁波进行过滤。但是在滤波器的使用中需要注意的是要考虑电子仪器仪表中的电磁兼容问题, 想要实现电磁兼容问题就要让滤波器对特定的电流、电阻、电压等进行设置, 然后将计算出的合适的电感和电容运用到滤波器中, 这样就可以做到对干扰源进行抑制的效果, 我们称这种滤波器为无源集中参数元件滤波器。

(二) 抑制耦合路径传输的方法

对耦合路径传输的抑制是通过切断电磁干扰源的传播介质来达到对电磁干扰的抑制。抑制耦合路径的方法主要是运用屏蔽原理, 之前讲到耦合路径的方式有金属物质和空间场两种, 这两种方式不可能移除, 所以只能通过屏蔽的方式来抑制耦合路径的传输, 屏蔽的方式可以阻止电波的传播强度, 有效降低干扰电波的传输, 目前我们常用的屏蔽方式有三种, 静电屏蔽、磁屏蔽、电磁屏蔽, 根据不同电子仪器仪表的工作原理, 我们可以选择最合适的屏蔽方式, 静电屏蔽的针对对象主要是对于一些测量电压、电流、电阻等的电子仪器仪表, 磁屏蔽和电磁屏蔽主要针对对象主要是对于一些测量信号波形、频率、相位等的电子仪器仪表。静电屏蔽的原理是将电磁转移到大地, 磁屏蔽的原理是吸收电磁场, 电磁屏蔽的原理是利用金属吸收电磁场。