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電磁干擾的抑制
作者:  日期:2016-09-22  瀏覽次數(shù):2106次  來(lái)源:
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      電磁干擾的三大要素同時(shí)具備時(shí),才能產(chǎn)生電磁干擾。所以抑制電磁干擾應(yīng)該從三個(gè)要素入手采取相應(yīng)的措施,以保證設(shè)備的電磁兼容性。從理論上講,抑制干擾源、抑制干擾的傳輸和敏感體的電磁敏感度是抑制電磁干擾的基本措施,實(shí)際上在采取抑制措施時(shí)并不是針對(duì)某一要素本身的,而是對(duì)三個(gè)要素綜合的抑制。
     接地與搭接、屏蔽和濾波是抑制電磁干擾的三大技術(shù),這是電子設(shè)備和系統(tǒng)在進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì)過(guò)程中通用的三種主要的電磁干擾抑制方法,主要作用是降低設(shè)備產(chǎn)生的干擾,增加干擾在傳播途徑上的衰減。雖然每一種方法在電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)中都有其獨(dú)特的作用,但它們有時(shí)也是相互關(guān)聯(lián)。比如,設(shè)備接地良好,可以降低屏蔽的要求;而良好的屏蔽也可使對(duì)濾波的要求低一些。
     1、接地與搭接
     理想的接地平面是一個(gè)零電位、零阻抗的物理體,任何干擾信號(hào)通過(guò)它,都不會(huì)產(chǎn)生電壓降。但在實(shí)際上,理想的接地平面是不存在的。即使電阻率接近于零的超導(dǎo)體,其表面兩點(diǎn)之間渡越時(shí)間的延遲也會(huì)呈現(xiàn)某種電抗效應(yīng)。接地平面上點(diǎn)并非都經(jīng)常處于零電位,有高電位的作用區(qū)或大電流作用區(qū),也有高電位和大電流同時(shí)作用區(qū),有時(shí)在兩接地點(diǎn)之間要產(chǎn)生幾微伏的電位差。
接地的目的主要用兩個(gè):一是為了安全,稱為保護(hù)接地;二是為信號(hào)電壓提供一個(gè)穩(wěn)定的零電位參考點(diǎn),稱為信號(hào)地或系統(tǒng)地。
     搭接是指在兩金屬表面間建立低阻抗的通路。如果兩個(gè)金屬表面中的一個(gè)是接地平面,則這種搭接就是接地,如果接地是一個(gè)電路概念,則搭接就是這個(gè)概念的物理實(shí)現(xiàn)。
     搭接的目的在于為電流的流動(dòng)安排一個(gè)電氣上連續(xù)的結(jié)構(gòu)面,以避免在相互連接的兩金屬之間形成電位差,因?yàn)檫@種電位差會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。
     從一個(gè)設(shè)備的機(jī)殼到另一個(gè)設(shè)備的機(jī)殼,從設(shè)備的機(jī)殼到接地平面,在信號(hào)回線和地線之間,在電纜屏蔽層與地線之間,在接地平面與連接大地的地網(wǎng)或地樁之間,以及在靜電屏蔽層與地之間,都可以進(jìn)行搭接。通過(guò)搭接可保證系統(tǒng)電氣性能的穩(wěn)定,有效的防止由雷電靜電放電沖擊造成的危害,實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻干擾的抑制。
     2、屏蔽
     屏蔽是利用屏蔽體來(lái)阻擋或減小電磁能傳輸?shù)囊环N技術(shù),是抑制電磁干擾的重要手段之一。從電磁場(chǎng)理論的觀點(diǎn)來(lái)看,兩個(gè)電磁場(chǎng)分界面上存在有物體,如果該物體能將這兩個(gè)場(chǎng)看成是相互獨(dú)立存在的,那么這種現(xiàn)象就像稱為屏蔽,分界面上的物體就稱為屏蔽體。
     屏蔽有兩個(gè)目的:一是限制內(nèi)部輻射的電磁能量泄露出該內(nèi)部區(qū)域;二是防止外來(lái)的輻射干擾進(jìn)入內(nèi)部區(qū)域。屏蔽的作用是通過(guò)一個(gè)將上述區(qū)域封閉起來(lái)的殼體實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)殼體是板式、網(wǎng)狀式或金屬紡織帶式等;其材料可以是導(dǎo)電的、電磁的、介質(zhì)的,也可以是帶有非金屬吸收填料的。
     根據(jù)屏蔽的工作原理,可將屏蔽分為三大類:
     靜電屏蔽。靜電屏蔽的屏蔽體用兩導(dǎo)體制作,并有良好的接地。這樣就把電場(chǎng)終止于導(dǎo)體表面,并通過(guò)地線來(lái)中和導(dǎo)體表面的感應(yīng)電荷,從而防止由靜電耦合產(chǎn)生的相互干擾。
     磁屏蔽。磁屏蔽主要用于低頻,屏蔽體用高導(dǎo)磁率材料構(gòu)成低磁阻通路,把磁力線封閉在屏蔽體內(nèi),從而阻擋內(nèi)部磁場(chǎng)向外界磁場(chǎng)輻射,有效防止低頻磁場(chǎng)的干擾。
     電磁屏蔽。電磁屏蔽主要用于高頻,利用電磁波在導(dǎo)體表面上的反射和導(dǎo)體中傳播的急劇衰減來(lái)隔離時(shí)變電磁場(chǎng)的相互耦合,從而防止高頻電磁場(chǎng)的干擾。
     此外,屏蔽還根據(jù)不同的屏蔽對(duì)象分為主動(dòng)屏蔽和被動(dòng)屏蔽。主動(dòng)屏蔽的對(duì)象是干擾源,主要限制由干擾源產(chǎn)生的有害電磁能量向外擴(kuò)散,被動(dòng)屏蔽的對(duì)象是敏感體,主要防止外部電磁干擾對(duì)它產(chǎn)生有害的影響。
     3、濾波
     濾波主要是為了抑制傳導(dǎo)干擾。濾波的含義是指從混有噪聲或干擾的信號(hào)中提取有用信號(hào)分量的一種方法或技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)濾波功能的電路或器件稱為濾波器,它是由一些集總參數(shù)的電阻、電感和電容或由分布參數(shù)所構(gòu)成的一種網(wǎng)絡(luò)電路。這種網(wǎng)絡(luò)電路只讓其工作頻率(或頻段)信號(hào)通過(guò),而對(duì)其他頻率的信號(hào)則加以抑制。
     濾波器通常分為低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。
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