提高電磁兼容性的措施
①使用完善的屏蔽體可防止外部輻射進(jìn)入本系統(tǒng),,也可防止本系統(tǒng)的干擾能量向外輻射,。屏蔽體應(yīng)保持完整性,對(duì)的門,、縫,、通風(fēng)孔和電纜孔等須妥善處理,屏蔽體要有可靠的接地,。
②設(shè)計(jì)合理的接地系統(tǒng),,小信號(hào)、大信號(hào)和產(chǎn)生干擾的電路盡量分開(kāi)接地,,接地電阻盡可能小,。
③使用合適的濾波技術(shù),濾波器的通帶經(jīng)過(guò)合理選擇,,盡量減小漏電損耗,。
④使用限幅技術(shù),限幅電平應(yīng)高于工作電平,,并且應(yīng)雙向限幅,。
⑤正確選用連接電纜和布線方式,必要時(shí)可用光纜代替長(zhǎng)電纜,。
⑥采用平衡差動(dòng)電路,、整形電路、積分電路和選通電路等技術(shù),,
⑦系統(tǒng)頻率分配要恰當(dāng),。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)中有多個(gè)主頻信號(hào)工作時(shí),盡量使各信號(hào)頻率避開(kāi),甚至避開(kāi)對(duì)方的諧振頻率,。
⑧共用走廊的各種設(shè)備,,在條件許可時(shí),應(yīng)保持較大的隔距,,以減輕相互之間的影響,。
電磁兼容性設(shè)計(jì)的基本原理
1.接地
接地是電子設(shè)備的一個(gè)很重要問(wèn)題。接地目的有三個(gè):
(1)接地使整個(gè)電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有一個(gè)公共的參考零電位,,保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定地干作,。
(2)防止外界電磁場(chǎng)的干擾。機(jī)殼接地可以使得由于靜電感應(yīng)而積累在機(jī)殼上的大量電荷通過(guò)大地泄放,,否則這些電荷形成的高壓可能引起設(shè)備內(nèi)部的火花放電而造成干擾,。另外,對(duì)于電路的屏蔽體,,若選擇合適的接地,,也可獲得良好的屏蔽效果。
(3)保證安全工作,。當(dāng)發(fā)生直接雷電的電磁感應(yīng)時(shí),可避免電子設(shè)備的毀壞,;當(dāng)工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其它原因直接與機(jī)殼相通時(shí),,可避免操作人員的觸電事故發(fā)生。此外,,很多醫(yī)療設(shè)備都與病人的人體直接相連,,當(dāng)機(jī)殼帶有110V或220V電壓時(shí),將發(fā)生致命危險(xiǎn),。
因此,,接地是抑制噪聲防止干擾的主要方法。接地可以理解為一個(gè)等電位點(diǎn)或等電位面,,是電路或系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位,,但不一定為大地電位。為了防止雷擊可能造成的損壞和工作人員的人身安全,,電子設(shè)備的機(jī)殼和機(jī)房的金屬構(gòu)件等,,必須與大地相連接,而且接地電阻一般要很小,,不能超過(guò)規(guī)定值,。
電路的接地方式基本上有三類,即單點(diǎn)接地,、多點(diǎn)接地和混合接地,。單點(diǎn)接地是指在一個(gè)線路中,只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn)。其它各個(gè)需要接地的點(diǎn)都直接接到這一點(diǎn)上,。多點(diǎn)接地是指某一個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)接地點(diǎn)都直接接到距它最近的接地平面上,,以使接地引線的長(zhǎng)度最短。接地平面,,可以是設(shè)備的底板,,也可以是貫通整個(gè)系統(tǒng)的地導(dǎo)線,在比較大的系統(tǒng)中,,還可以是設(shè)備的結(jié)構(gòu)框架等等,。
混合接地是將那些只需高頻接地點(diǎn),利用旁路電容和接地平面連接起來(lái),。但應(yīng)盡量防止出現(xiàn)旁路電容和引線電感構(gòu)成的諧振現(xiàn)象,。
2.屏面
屏蔽就是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離,以控制電場(chǎng),、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射,。具體講,就是用屏蔽體將元部件,、電路,、組合件、電纜或整個(gè)系統(tǒng)的干擾源包圍起來(lái),,防止干擾電磁場(chǎng)向外擴(kuò)散,;用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來(lái),,防止它們受到外界電磁場(chǎng)的影響,。
因?yàn)槠帘误w對(duì)來(lái)自導(dǎo)線、電纜,、元部件,、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量(渦流損耗)、反射能量(電磁波在屏蔽體上的界面反射)和抵消能量(電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場(chǎng),,可抵消部分干擾電磁波)的作用,,所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。
屏蔽體材料選擇的原則是:
(1)當(dāng)干擾電磁場(chǎng)的頻率較高時(shí),,利用低電阻率(高電導(dǎo)率)的金屬材料中產(chǎn)生的渦流(P=I2R,,電阻率越低(電導(dǎo)率越高),消耗的功率越大),,形成對(duì)外來(lái)電磁波的抵消作用,,從而達(dá)到屏蔽的效果。
(2)當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時(shí),,要采用高導(dǎo)磁率的材料,,從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部,,防止擴(kuò)散到屏蔽的空間去。
(3)在某些場(chǎng)合下,,如果要求對(duì)高頻和低頻電磁場(chǎng)都具有良好的屏蔽效果時(shí),,往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。
3.其它抑制干擾方法
(1)濾波
濾波是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施,。
濾波器可以顯著地減小傳導(dǎo)干擾的電平,,因?yàn)楦蓴_頻譜成份不等于有用信號(hào)的頻率,濾波器對(duì)于這些與有用信號(hào)頻率不同的成份有良好的抑制能力,,從而起到其它干擾抑制難以起到的作用,。所以,采用濾波網(wǎng)絡(luò)無(wú)論是抑制干擾源和消除干擾耦合,,或是增強(qiáng)接收設(shè)備的抗干擾能力,,都是有力措施。用阻容和感容去耦網(wǎng)絡(luò)能把電路與電源隔離開(kāi),,消除電路之間的耦合,,并避免干擾信號(hào)進(jìn)入電路。對(duì)高頻電路可采用兩個(gè)電容器和一個(gè)電感器(高頻扼流圈)組成的CLCMπ型濾波器,。濾波器的種類很多,,選擇適當(dāng)?shù)臑V波器能消除不希望的耦合。
(2)正確選用無(wú)源元件
實(shí)用的無(wú)源元件并不是“理想”的,,其特性與理想的特性是有差異的,。實(shí)用的元件本身可能就是一個(gè)干擾源,因此正確選用無(wú)源元件非常重要,。有時(shí)也可以利用元件具有的特性進(jìn)行抑制和防止干擾。
(3)電路技術(shù)
有時(shí)候采用屏蔽后仍不能滿足抑制和防止干擾的要求,,可以結(jié)合屏蔽,,采取平衡措施等電路技術(shù)。平衡電路是指雙線電路中的兩根導(dǎo)線與連接到這兩根導(dǎo)線的所有電路,,對(duì)地或?qū)ζ渌鼘?dǎo)線都具有相同的阻抗,。其目的在于使兩根導(dǎo)線所檢拾到的干擾信號(hào)相等。這時(shí)的干擾噪聲是一個(gè)共態(tài)信號(hào),,可在負(fù)載上自行消失,。另外,還可采用其它一些電路技術(shù),,例如接點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),,整形電路,積分電路和選通電路等等,??傊捎秒娐芳夹g(shù)也是抑制和防止干擾的重要措施。
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