問:最近在看資料時,常遇到“電磁騷擾”和“電磁干擾”兩個術(shù)語,它們有什么不同,?
答:根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4365-1995,,“電磁兼容術(shù)語”,電磁騷擾和電磁干擾的定義分別如下:
電磁騷擾:任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或?qū)τ猩驘o生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象,。電磁騷擾可能是電磁噪聲,、無用信號或傳播媒介自身的變化,。
電磁干擾:電磁騷擾引起的設(shè)備,、轉(zhuǎn)輸通道或系統(tǒng)性能的下降。
從上面定義可知,,電磁騷擾僅僅是電磁現(xiàn)象,,即客觀存在的一種物理現(xiàn)象,它可能引起降級或損害,,但不一定已經(jīng)形成后果,。而電磁干擾則是電磁騷擾引起的后果。
問:電磁騷擾什么場合最多,,它們是怎樣產(chǎn)生的,?
答:電磁騷擾最多的場合如下:高速數(shù)字信號線路、開關(guān)電路,、脈沖發(fā)生電路和大功率控制電路等在極短的時間內(nèi)電壓電流急速變化的場合,,所含有電感和電容的電路通斷的場合。
另外,,磁場,、電場、電荷等電量急速變化時,,同樣產(chǎn)生電磁騷擾,。
開關(guān)動作的電路中,電壓/電流的增大或衰減時間t越短,,則噪聲的帶寬越寬,;急速變化的電壓V及電流I的幅值越大,則噪聲的幅度越大,。
特別是在電感性負(fù)載的電路中,,電路從通轉(zhuǎn)換成斷的瞬間,容易產(chǎn)生如圖1所示的斷續(xù)的電磁干擾,。圖中的噪聲波形由小逐漸變大,這對應(yīng)了開關(guān)觸點之間的距離由小到大的過程,。
問:高壓線會產(chǎn)生什么樣的電磁波,,它會有什么影響,怎么對付這種騷擾,?
答:隨著電力需求的增長,,電力傳送越來越高壓化。高壓往往會發(fā)生局部放電,,向空間發(fā)射電磁波,。這種電磁波對中波廣播信號和VHF頻帶的電視信號影響最大。
A. 噪聲特性
局部放電可以分為正電暈放電、負(fù)電暈放電和火花放電三種,。三種放電的頻率特性如圖1所示,。從圖中可以看出,正電暈放電產(chǎn)生噪聲隨著頻率的增加按照正比例規(guī)律衰減,,因此重要對中波廣播信號產(chǎn)生騷擾,。火花放電產(chǎn)生的噪聲,,從廣播頻段到電視頻段幾乎沒有衰減,,因此對廣播和電視都有影響。
另外,,導(dǎo)體表面電位的變化越大,,越容易發(fā)生正電暈放電,因此導(dǎo)體表面上一旦有水滴狀突起物,,噪聲舊會增加,。因此雨天的噪聲比晴天要大,雨越大,,噪聲越強,,但是當(dāng)降雨量超過10mm / h時,噪聲就不再增加,。
B. 對策:使用較粗的導(dǎo)體或多根導(dǎo)體能夠減小導(dǎo)體表面電位變化,,從而抑制噪聲。絕緣子上的放電往往是由于受到鹽分等污染或固定不好產(chǎn)生,。這時,,可用噪聲檢測器查出問題所在,然后采取適當(dāng)?shù)拇胧?
問:那些方法能夠減小電磁騷擾,?請簡單介紹一下,。
答:減小電磁騷擾的方法有屏蔽、濾波,、電路設(shè)計,、線路板布線等。
屏蔽:用金屬材料將機箱內(nèi)部產(chǎn)生噪聲封閉起來的方法稱為屏蔽,。屏蔽對防止外部噪聲進(jìn)入機箱也是同樣有效的,。電場屏蔽和磁場屏蔽的方法是不同的。
電場屏蔽中用導(dǎo)體將噪聲源包圍起來,,然后接地,,舊能達(dá)到屏蔽的目的。并且,,由于導(dǎo)體表面的反射損耗很大,,因此很薄的材料(鋁箔,、銅箔)也有很好的屏蔽效果。另外,,機箱上即使有縫隙,,也不會產(chǎn)生太大的影響。
磁場屏蔽中,,直流磁場/低頻磁場和高頻磁場的屏蔽方法是不同的,。直流磁場/低頻磁場的屏蔽需要用厚的高導(dǎo)磁率材料包圍起來,高頻磁場的屏蔽要使用導(dǎo)電率高的材料完全封閉起來,。
濾波:將有用信號和噪聲分離開,,濾除噪聲的器件。根據(jù)電路原理,,有用扼流圈阻止噪聲的方法,,用電容旁路噪聲的方法,和兩者結(jié)合的方法,,如圖1所示,。
電路設(shè)計:由于時鐘頻率越高,高頻能量輻射越強,,因此在數(shù)字電路中不要使用過高的時鐘頻率,。線路板上的總線、較大的環(huán)路面積和較長的導(dǎo)線都是強輻射源,,因此,,除非必要,要盡量避免這些情況的出現(xiàn),。使用大規(guī)模集成電路能夠大幅度減少線路板上走線,,從而減小輻射。在選用集成電路時,,也有些問題需要注意,。例如,高速MOS電路在高頻使用時,,消耗功率較大,,并且由于輸出電壓幅度較高,低頻段的高次諧波較強,,這些都會導(dǎo)致較強的輻射,。高速肖特基電路由于脈沖上升時間很短,因此會在很高的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生輻射,。在功能允許的條件下,盡量使用標(biāo)準(zhǔn)型電路,。
線路板:線路板上的走線是主要的輻射源,。走線產(chǎn)生輻射主要是由于邏輯電路中電流的突變,,在導(dǎo)線的電感上產(chǎn)生了感應(yīng)電壓,這個電壓會產(chǎn)生較強的輻射,。另外,,由于導(dǎo)線其著輻射天線的作用,因此導(dǎo)線的長度越長,,輻射的效率越高,。因此,線路板布線的基本原則是,,減小導(dǎo)線的電感,,例如使用最短的走線,電流較大的電源線和地線要粗一些,。圖2是一個鎖相環(huán)路的實例,。(a)是采取措施前的情況,(b)是采取措施以后的情況,。所采取的措施包括將集成電路之間的聯(lián)線縮短為1/2,,地線改為地線網(wǎng)格。從圖中可以看出,,輻射改善了20dB以上,。