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[摘 要]电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽手段的研究,是当前该领域重点关注的内容,综合现有的电磁干扰预防、屏蔽方法,文章将具分析电磁干扰的定义、种类以及干扰源类别,重点阐述了电控系统信号回路电磁干扰预防方式与屏蔽技术,并对电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽效果提升提出了合理性建议,以期能降低电控系统信号回路电磁干扰程度,保证设备正常运转。
[关键词]电控系统信号回路;电磁干扰;预防方式;屏蔽技术;完善策略
中图分类号:TN104 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0186-01
1.电磁干扰的定义、种类以及干扰源类别
1.1 电磁干扰的定义
电磁干扰,英文全称为Electro Magnetic Interference,简称为EMI。电磁干扰主要表现为电子噪音,该电子噪音往往会对电缆信号进行干扰,并且会导致电缆所传输的信号在完整性上大大降低,其产生的方式则主要是因为电磁辐射的发生源在工作时造成的,比如说通电生产的机械设备或通电运转的马达等等。在日常生活中,我们所受到的电磁干扰是非常多的,电磁干扰的产生对其他设备的运转有着较为明显的干扰作用,所以对电磁干扰进行预防和屏蔽已经成为保证设备正常工作的必要手段。
1.2 电磁干扰的种类
1.2.1 传导干扰
所谓传导干扰,通常是指某个电网络中的信号,经过导电介质的作用,耦合到另外一个电网络当中。传导干扰需要进行的测量,一般是由电源线,或者是信号线,经测试设备对外发射干扰信号来进行的,传导干扰测试的主体通常会是控制线、EUT输入电源线,以及互连线等。传导干扰测试所规定的频率,则一般控制在25HZ到30MHZ之间,其常用的测试方法可以分为电压法、电流法这两种。
1.2.2 辐射干扰
辐射干扰则是指某个电网络中的信号,干扰源经过空间来将信号耦合到另外某个电网络中。辐射干扰所存在的形式,一般是发生在通讯或计算机设备里,通常情况下,干扰源会借助这些电子设备的线路,或是这些电子设备的无线天线而发射出来,由于产生的干扰过大,所以会导致无线电在正常传输的过程中,忽然出现传输中断、设备故障等问题。
1.3 电磁干扰的干扰源类别
1.3.1 自然干扰源
自然环境中所产生的干扰源就被称之为自然干扰源,其产生的源头主要包括两个方面,一是来自于地球外层空间中的宇宙噪声,二是来自于地球大气层当中的天电噪声。上述两点是构成地球电磁环境的重要部分,但其存在也会对无线电通讯以及空间信息传送技术等造成不同程度的干扰,比如说,自然噪声就会对弹道运载火箭产生一定的干扰,对人造地球卫星也会在其正常轨道运行上产生一定的干扰。地球不但是个电容,还相当于是电容器的一个电极,电容器的另一个电极是电离层,而大气层就是电介质,
1.3.2 人为干扰源
人为产生的干扰源,则通常是指有机电、人工装置等所产生的电磁干扰源,一般我们将其分为以下两类:其一,主要是指那些用来发射电磁能量的设备,比如说我们经常看见的电视、广播、导航等所必用的无线电设备,该干扰形式又被称之为有意发射性质的干扰源。其二,是指设备在正常运转过程中,附带产生的电磁能量干扰,比如说家中所使用的各类电器设备、电动式机械设备等等,这种干扰形式也被称之为无意发射性质的干扰源。
2.电控系统信号回路电磁干扰预防方式与屏蔽技术
2.1 电控系统信号回路电磁干扰预防方式
预防电磁干扰有三项措施,即屏蔽、滤波和接地。往往单纯采用屏蔽不能提供完整的电磁干扰防护,因为设备或系统上的电缆才是最有效的干扰接收与发射天线。许多设备单台做电磁兼容实验时都没有问题,但当两台设备连接起来以后,就不满足电磁兼容的要求了,这就是电缆起了接收和辐射天线的作用。唯一的措施就是加滤波器,切断电磁干扰沿信号线或电源线传播的路径,与屏蔽共同够成完善的电磁干扰防护,无论是抑制干扰源、消除耦合或提高接收电路的抗能力,都可以采用滤波技术。
按具体的方法来讲,可以直接做屏蔽遮盖,在干扰源上罩上一个shielding case铁罩子,把电磁波困在里面,重点是一定要整个罩住不能有隙缝让电磁波跑出来,然后罩子开模费用比较高;做接地的时候,可以用铜箔铝箔导电布导电泡棉等物件贴在干扰源上,把电磁波已接地的方式导导掉,重点是这些导电物件一定要在跟金属物件接触;使用吸波材的时候,要把吸波材贴到干扰物件上,电磁波会在吸波材内做衰减来达到解掉电磁干扰问题,这方式非常简单,只要考量机构件留下的空间。
2.2 电控系统信号回路电磁干扰屏蔽技术
2.2.1 静电屏蔽技术
正电导体采用金属性质的屏蔽体进行包围,该金属屏蔽体要保持完整,这个时候,我们感应出金属屏蔽体内侧出现的负电荷,这些负电荷的数量是与带点导体电荷等量的;在金属屏蔽体的外侧出现的正电荷,同样是与带电导体等量存在的。因此,将金属屏蔽体在这一时刻进行接地操作的话,那么该金属屏蔽体的外侧所拥有的那些正电荷,就会往大地流去,这就导致金属屏蔽体外侧无电场,实现了带有正电导体的电场被很好的控制在了金属屏蔽体当中。
2.2.2 交变磁场屏蔽技术
交变磁场屏蔽技术需要考虑到高频、低频这两种情况,需要具体问题具体分析。对高频磁场进行屏蔽的时候,主要是采用导电性能好的材料来产反向磁场,以此来做到对干扰磁场的互相抵消作用;对低频磁场进行屏蔽的时候,则是使用磁导性能好的材料,将其制作成低磁阻的通路,从而很好的将大多数磁场约束在屏蔽体当中。下图是交变磁场产生互感的工作原理图,在电子设备中,大部分的干扰信号都是由下图原理所产生的。(见图1)
3.提升电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽效果的完善策略
电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽效果的提升,必然要加强在该方面额技术研究与实践检验,通过培养相关专业技术人才,壮大电磁干扰预防与屏蔽技术性团队,加快推进电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽研究进程,保证电控系统信号回路电磁干扰在预防与屏蔽研究上具有坚实的人才基础。其次,还应该综合世界各国在电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽方面的先进技术与具体方式,加深相关行业或主研团队之间的交流与合作,进一步提升相关研究人员在电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽方面的认识与理解。
4.总结
电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽是目前有关领域重点研究的技术内容,在实际成效上虽然取得了一些成果,但我国电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽技术仍然有极大的进步空间,需要继续加强该领域内的技术研究工作,大力培养相关专业人才,从而不断提升电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽的效果。
参考文献
[1] 河南,张国光,电磁干扰的防护与评价[N];电子报,2011.
[2] 胡晓明,磁干扰与抗干扰,[J];百科知识,2010,(09).
[关键词]电控系统信号回路;电磁干扰;预防方式;屏蔽技术;完善策略
中图分类号:TN104 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0186-01
1.电磁干扰的定义、种类以及干扰源类别
1.1 电磁干扰的定义
电磁干扰,英文全称为Electro Magnetic Interference,简称为EMI。电磁干扰主要表现为电子噪音,该电子噪音往往会对电缆信号进行干扰,并且会导致电缆所传输的信号在完整性上大大降低,其产生的方式则主要是因为电磁辐射的发生源在工作时造成的,比如说通电生产的机械设备或通电运转的马达等等。在日常生活中,我们所受到的电磁干扰是非常多的,电磁干扰的产生对其他设备的运转有着较为明显的干扰作用,所以对电磁干扰进行预防和屏蔽已经成为保证设备正常工作的必要手段。
1.2 电磁干扰的种类
1.2.1 传导干扰
所谓传导干扰,通常是指某个电网络中的信号,经过导电介质的作用,耦合到另外一个电网络当中。传导干扰需要进行的测量,一般是由电源线,或者是信号线,经测试设备对外发射干扰信号来进行的,传导干扰测试的主体通常会是控制线、EUT输入电源线,以及互连线等。传导干扰测试所规定的频率,则一般控制在25HZ到30MHZ之间,其常用的测试方法可以分为电压法、电流法这两种。
1.2.2 辐射干扰
辐射干扰则是指某个电网络中的信号,干扰源经过空间来将信号耦合到另外某个电网络中。辐射干扰所存在的形式,一般是发生在通讯或计算机设备里,通常情况下,干扰源会借助这些电子设备的线路,或是这些电子设备的无线天线而发射出来,由于产生的干扰过大,所以会导致无线电在正常传输的过程中,忽然出现传输中断、设备故障等问题。
1.3 电磁干扰的干扰源类别
1.3.1 自然干扰源
自然环境中所产生的干扰源就被称之为自然干扰源,其产生的源头主要包括两个方面,一是来自于地球外层空间中的宇宙噪声,二是来自于地球大气层当中的天电噪声。上述两点是构成地球电磁环境的重要部分,但其存在也会对无线电通讯以及空间信息传送技术等造成不同程度的干扰,比如说,自然噪声就会对弹道运载火箭产生一定的干扰,对人造地球卫星也会在其正常轨道运行上产生一定的干扰。地球不但是个电容,还相当于是电容器的一个电极,电容器的另一个电极是电离层,而大气层就是电介质,
1.3.2 人为干扰源
人为产生的干扰源,则通常是指有机电、人工装置等所产生的电磁干扰源,一般我们将其分为以下两类:其一,主要是指那些用来发射电磁能量的设备,比如说我们经常看见的电视、广播、导航等所必用的无线电设备,该干扰形式又被称之为有意发射性质的干扰源。其二,是指设备在正常运转过程中,附带产生的电磁能量干扰,比如说家中所使用的各类电器设备、电动式机械设备等等,这种干扰形式也被称之为无意发射性质的干扰源。
2.电控系统信号回路电磁干扰预防方式与屏蔽技术
2.1 电控系统信号回路电磁干扰预防方式
预防电磁干扰有三项措施,即屏蔽、滤波和接地。往往单纯采用屏蔽不能提供完整的电磁干扰防护,因为设备或系统上的电缆才是最有效的干扰接收与发射天线。许多设备单台做电磁兼容实验时都没有问题,但当两台设备连接起来以后,就不满足电磁兼容的要求了,这就是电缆起了接收和辐射天线的作用。唯一的措施就是加滤波器,切断电磁干扰沿信号线或电源线传播的路径,与屏蔽共同够成完善的电磁干扰防护,无论是抑制干扰源、消除耦合或提高接收电路的抗能力,都可以采用滤波技术。
按具体的方法来讲,可以直接做屏蔽遮盖,在干扰源上罩上一个shielding case铁罩子,把电磁波困在里面,重点是一定要整个罩住不能有隙缝让电磁波跑出来,然后罩子开模费用比较高;做接地的时候,可以用铜箔铝箔导电布导电泡棉等物件贴在干扰源上,把电磁波已接地的方式导导掉,重点是这些导电物件一定要在跟金属物件接触;使用吸波材的时候,要把吸波材贴到干扰物件上,电磁波会在吸波材内做衰减来达到解掉电磁干扰问题,这方式非常简单,只要考量机构件留下的空间。
2.2 电控系统信号回路电磁干扰屏蔽技术
2.2.1 静电屏蔽技术
正电导体采用金属性质的屏蔽体进行包围,该金属屏蔽体要保持完整,这个时候,我们感应出金属屏蔽体内侧出现的负电荷,这些负电荷的数量是与带点导体电荷等量的;在金属屏蔽体的外侧出现的正电荷,同样是与带电导体等量存在的。因此,将金属屏蔽体在这一时刻进行接地操作的话,那么该金属屏蔽体的外侧所拥有的那些正电荷,就会往大地流去,这就导致金属屏蔽体外侧无电场,实现了带有正电导体的电场被很好的控制在了金属屏蔽体当中。
2.2.2 交变磁场屏蔽技术
交变磁场屏蔽技术需要考虑到高频、低频这两种情况,需要具体问题具体分析。对高频磁场进行屏蔽的时候,主要是采用导电性能好的材料来产反向磁场,以此来做到对干扰磁场的互相抵消作用;对低频磁场进行屏蔽的时候,则是使用磁导性能好的材料,将其制作成低磁阻的通路,从而很好的将大多数磁场约束在屏蔽体当中。下图是交变磁场产生互感的工作原理图,在电子设备中,大部分的干扰信号都是由下图原理所产生的。(见图1)
3.提升电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽效果的完善策略
电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽效果的提升,必然要加强在该方面额技术研究与实践检验,通过培养相关专业技术人才,壮大电磁干扰预防与屏蔽技术性团队,加快推进电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽研究进程,保证电控系统信号回路电磁干扰在预防与屏蔽研究上具有坚实的人才基础。其次,还应该综合世界各国在电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽方面的先进技术与具体方式,加深相关行业或主研团队之间的交流与合作,进一步提升相关研究人员在电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽方面的认识与理解。
4.总结
电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽是目前有关领域重点研究的技术内容,在实际成效上虽然取得了一些成果,但我国电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽技术仍然有极大的进步空间,需要继续加强该领域内的技术研究工作,大力培养相关专业人才,从而不断提升电控系统信号回路电磁干扰预防与屏蔽的效果。
参考文献
[1] 河南,张国光,电磁干扰的防护与评价[N];电子报,2011.
[2] 胡晓明,磁干扰与抗干扰,[J];百科知识,2010,(09).