林敏鑫

（深圳市深蓝电子股份有限公司，广东 深圳 518034）

所谓的电磁干扰，指的是受到电压及电流影响，使得电磁场中设备装置传导性能降低或受到不良影响的现象。电子仪器仪表使用环节，常常会出现电磁干扰现象，特别是在科学技术不断发展下，通讯设备的增多使得电磁干扰问题更加严重，对电子仪器仪表造成了严重损害，极易出现使用故障，所以，对电磁干扰抑制手段进行深入研究，能够有效提升电子仪器的抗电磁干扰能力，对于电子仪器的使用具备积极的意义。

1 电磁干扰的传播方式

电子仪器仪表实际使用环节，会出现种种电磁干扰问题，严重影响了电子设备的正常工作，具体包括两种干扰源，第一，内部干扰。在电子仪器仪表的内部，往往会存在较多的元器件，通电后，这些元器件会出现各种电磁场，会相互干扰，如传输信号地线、导线及电源间会出现阻抗耦合干扰情况，各导线间因为互感现象，也会相互干扰。若某一元器件存在较大的功率，会产生磁场，进而对其他元器件造成影响，使之无法正常工作。第二，外部干扰。外部存在的相关因素，也会对电子仪器仪表产生影响，如外部大功率设备、线路及高电压设备等，这些设备会在耦合作用下形成电磁干扰，对仪器仪表正常工作造成影响。此外，工作环境温度的经常变化，也会使仪器仪表内部元器件参数出现变化，最终出现相应干扰情况。在电磁干扰传播方式上，一般会存在两种类型，一种是似稳场，另一种是辐射场。若干扰信号波长超过被干扰对象尺寸，此时干扰信号会形成似稳场，会通过感应的方式到达干扰对象的线路中，或者在直线传导下，达到设备系统或线路汇总。如果被干扰对象结构尺寸大于干扰信号波长，此时，干扰信号会形成辐射场，经过辐射出现的电磁能力，会到达电子仪器通路中，对信号传输进行影响。

2 电子仪器仪表中电磁干扰的产生以及危害

2.1 电子仪器仪表中电磁干扰的产生

第一，干扰源。当电磁系与电流系出现相互排斥的情况时，则会在电子仪器仪表中发生电磁干扰。利用电子仪器仪表测量电压时，电磁系会出现辐射情况，对电波造成影响，使之混乱且复杂，进而会对电流的正常流动产生影响，此时，干扰源就是电磁系中电波的发生源。电子仪器仪表会受到多个干扰源的影响，如无线雷达、瞬间开关、导航仪器、电磁脉冲以及雷电等。第二，敏感接收器。对于敏感接收器而言，主要表示的是电磁干扰对象。从电磁干扰源发出的干扰电波，会沿着耦合路径，最终向接受者进行传送，此时，接受者就是敏感接收器。接受者不同的情况下，其所接受的干扰电波也会存在一定的差异，产生的影响效果也会不容，对电子仪器仪表也会产生不同程度的破坏，所以能够看出，电子仪器仪表中，当干扰源与敏感接收器、耦合路径相互连接时，会构成完成的传输路径，进而输送干扰电波，最终对电子仪器仪表工作造成影响。第三，耦合路径。所谓的耦合路径，实质上就是将电磁干扰信号传播出去的路径，通常情况下，耦合路径会存在于电子仪器仪表中，其中附有的电磁干扰，会对电子仪器仪表正常工作产生影响。其存在形式主要有金属导体以及空间场，其中，金属导体属于传导干扰传输耦合路径的主要部分，而空间场属于辐射干扰传送耦合路径的主要部分。利用电子仪器仪表进行信号测量时，信号的电磁波与电波相互作用下，会形成一个电磁场，进而产生干扰源，同时，能够在空间磁场中进行干扰电波的快速传播。

2.2 电磁干扰产生的危害

电磁干扰，又被称为电磁污染。当前，我国经济得到快速发展，人们工作以及生活中，也出现了较多高端精密的仪器，为更好地发挥出高端精密仪器的应用价值，需要重点关注电磁干扰的不良影响。现如今处于高端技术快速发展的时期，生活中的各个领域均应由到了精密的电子仪器仪表，也对信号检测提出了更高的要求，电子仪器仪表使用过程中，在电磁干扰问题的影响下，会出现测量偏差等问题，严重影响了测量的精准性。如，利用精密电子仪器仪表导航时，因为电磁干扰，很容易会使导航结果出现偏差，并且，电磁干扰在较多方面均产生了不良的影响。又如，较多医疗设备中，常常会因为电磁干扰问题的存在，导致医疗检测系统出现运行异常情况，最终使得检测结果不准确，严重影响到了医疗工作者各项工作的正常开展。从中可以看出，电磁干扰存在较大的危害，需要对其进行深入研究，制定出有效的抑制方法。

3 电子仪器仪表中电磁干扰的抑制方法

3.1 通过屏蔽降低电磁干扰

通过屏蔽的方式，能够有效防止电磁干扰，这种方法的主要原理是：基于耦合路径下，进行电子仪器干扰电磁隔离。具体包括三种形式，第一种是磁场屏蔽，第二种是电磁屏蔽，第三种是静电屏蔽。其中磁场屏蔽表示的是通过有效地防范手段，将磁场耦合出现的电磁干扰消除。

电子仪器处于低频工作状态时，电流经过线圈后，会在线圈周围出现相应磁场，仪器所在的整个范围，均存在磁力线，所以，电磁干扰的存在，会对电子仪器设备正常工作造成影响，为避免这种情况的出现，可以通过铁及硅制品对设备进行屏蔽。利用铁磁材料制作线圈，可降低漏磁情况，从而减小磁场对敏感仪器的干扰，达到良好的屏蔽保护作用。电磁屏蔽表示的是：对高频磁场下敏感器件通过远距离磁场耦合所产生的干扰进行抑制的方法，制作这种屏蔽设备时，一般选择的材料都会具备较好的导电性，并且电阻较小，如铝、铜等。当干扰电磁波同金属接触后，可能被吸收，也可能被反射，通过这样的方式，削弱电磁能量，以此来降低电磁对电子仪器造成的干扰。静电屏蔽应用原理为用一个空腔导体把外电场遮住，避免对电子仪器产生影响，这就叫做静电屏蔽。空腔导体不接地的屏蔽为外屏蔽，空腔导体接地的屏蔽为内屏蔽。

3.2 通过独立布线降低电磁干扰

通过独立敷设信号线，将其同其他导向进行有效隔离，属于一种主动的抗干扰方式。现阶段，较多工业应用场合，均选择同一个电缆线路进行多专业布线，这种布线方式会使工厂设计更为便利，不过多专业共同布线，极易对该路径上的电子仪器仪表信号导向产生干扰，因此，需要着重关注线路布线问题。为避免这一情况的出现，工厂可在初期设计阶段提前考虑这种情况，例如，可以将信号导线独立敷设，与其他专业电缆区分开，选择这种设计方案，避免其他专业电缆严重影响到信号导线。此外，为避免电磁干扰情况，还应将损坏或老化的电缆及时更换掉，工厂生产环境较为恶劣，会常常出现电缆损坏或老化问题，若未能及时更换，还严重影响到电子仪器仪表的信号线，所以，也应重点关注这一问题。

3.3 通过接地体降低电磁干扰

做好接地设计，能够有效降低抑制电子仪器仪表的电磁干扰，这种方式是将大地作为一个巨大电阻，在大地中引入电流，从而使电流被忽略掉，降低电磁的产生，造成的影响也极小，可以忽略不计，达到抑制电磁干扰的目的。设计地线时，不仅需要将直流电源与交流电源分开，还应将不同电路的电源地、弱电地以及功率地等分开，主要是因为实际接电体仍然会存在一定的阻抗与电位，并非理想状态下的物体，因此，需要保证地线具备一定的粗度。

对电子仪表仪器干扰电波的产生进行抑制，主要的目的是将信号或电流等物质的数值准确的测量出来。抑制电磁干扰的手段，也属于电磁兼容技术的间接发展，能够不断完善电磁兼容技术，最终广泛用于我国电子产品与电器中，使电器产品与电子产品拥有更高的质量。在对电磁干扰抑制方法的不断研究中，会形成最终的整治方案，可以保证电子仪器仪表的使用性能，不会受到电磁干扰的不良影响。

3.4 通过滤波降低电磁干扰

进行电磁干扰抑制中，滤波属于一种常用方式。通常情况下，一些敏感电子设备会通过电源线及信号线进行干扰信号的向外传导。若想对这种干扰信号实现有效抑制，可以通过滤波器进行信号的滤波处理，在过滤后，会有效抑制复杂且混乱的干扰电波。对于低通滤波器而言，主要是从产生电磁的干扰源入手，抑制电磁干扰，不过在这种电磁兼容设计过程中，需要对低通滤波器特性加以考虑，如额定电压、漏电电流、额定电流、绝缘电阻、电阻抗性、频率、耗损等。同轴吸收滤波器与参数元件滤波器，经常会被用作低通滤波器，其中，前者是将相应的吸收介质放在电源线进出的钢管中，如磁管、磁珠以及铁氧体材料等，会将瞬变的电磁能量向热能进行转化，将其消耗掉，最终达到干扰抑制的目的。后者属于一种电容式滤波器，主要由两部分构成，分别是电感线圈以及电容器，实际使用过程中，可以对3000MHz以内的电磁干扰进行有效抑制。

4 电子仪器仪表中电磁干扰抑制方法的应用

当前，工业生产中存在较多的电子仪器仪表设备，从CAN总线以及485/422通讯设备入手，分析电磁干扰抑制方法的具体应用。

4.1 CAN总线电磁干扰抑制方法

对于CAN总线而言，其属于国际标准现场总线，被广泛应用于工业控制、汽车及铁路领域中，与人们生产生活联系较为密切。CAN总线具备较多的优势，如可靠性高、成本低以及实用性高等，常用主竞争式总线结构，不仅具备广播通信功能，还具备多主站运行功能，在列车通信、制动以及机车重连领域适用性较强。在各类电气电子设备不断应用下，设备间存在的电磁干扰问题也逐渐加重，受到系统设备以及雷击等因素的影响，进而会使CAN总线面临电磁干扰情况。现阶段，针对这一问题，国内外通常会选择电磁干扰抑制器进行处理，较为常见的器件包括瞬态电压抑制二极管、气体放电管以及氧化锌压敏电阻等，均为非线性元件，通常会在端口电路两端进行设置，没有发生电磁抑制情况时，存在较高的电阻，不会影响到电路的运行，产生电磁干扰后，其电阻会降低，在运行上存在较大差异，需要结合实际要求对这些元件加以选择。此外，实际设置环节，应保证CAN线与干扰源远离，使两者的距离超过0.5m，则可以将产生的干扰忽略。

4.2 485/422通讯电磁干扰抑制方法

为有效解决485/422通讯内部电磁干扰情况，生产厂家应进行设备内部电磁兼容设计，防止设备存在较大的电磁感应，具体可以应用具备屏蔽功能的导线、电缆及双绞线。

信号通道上，首选光纤传输法，将电磁干扰问题消除，应将设备进行隔离，对数据保密性进行强化。设备方面，可以通过适合的屏蔽手段，抑制电磁干扰情况，将干扰源适度屏蔽，降低信号辐射度，若附近有高频信号，可通过设备涡流将其减弱。将设备中的电阻感应元件电导率提升，会对电磁影响进行削弱，从而抑制电磁干扰。所以，如果电磁干扰频率较低，可使用导磁率较高的材料，降低电磁干扰，还可加厚屏蔽材料，对干扰能量进行吸收。

5 结语

综上所述，电子仪器仪表不断发展中，种类逐渐增多，不同的电子仪器仪表负责的工作也存在较大的差异，这种情况下，进行电磁干扰抑制的方法也会有所不同。当前，可以选择的电磁干扰抑制方法较多，如通过屏蔽降低电磁干扰、通过独立布线降低电磁干扰、通过接地体降低电磁干扰、通过滤波降低电磁干扰，对电子仪器仪表电磁干扰抑制方法进行研究时，需要结合电子仪器仪表的设计特点，选择最适合的电磁干扰抑制手段，有效提升使用性能。