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电子仪器仪表中电磁干扰的抑制方法研究

2021-04-03宋晗

中国设备工程 2021年14期
关键词:干扰源示波器电子设备

宋晗

(中国石油大庆石化分公司化工三厂,黑龙江 大庆 163714)

电磁干扰是由设备、传输路径引起的干扰,或由电磁干扰引起的系统降级。电磁干扰是一种电磁现象,会降低设备或系统的性能,损坏生物材料。解决电磁干扰是电磁干扰问题的重要前提,虽然电磁干扰并不总是会引起电磁干扰。但是,随着科学技术的发展,电磁干扰的有害影响越来越普遍,必须进行抑制。本文重点介绍了电子设备的EMI抑制。抑制来自电子设备的电磁干扰,是产品电磁兼容性的重要组成部分。电磁兼容性在此是指设备或系统在其电磁环境中正常运行的能力,而不是对环境中任何物体产生不可接受的电磁影响。近年来,电磁兼容性(EMC)设计已逐渐演变为国际和国内技术要点。产品的电磁兼容性是衡量产品质量的重要因素。国家技术监督局和有关部门正在积极研究电气和电子产品的电磁兼容性认证。因此,研究和讨论抑制电子设备的电磁干扰非常重要。

1 几种常用的电子仪器仪表

1.1 模拟示波器

不同的电子设备的应用范围是不同的。示波器是一种电子设备,主要用于显示和测量信号并呈现为显示信号。示波器可以直接显示随时间变化的波形趋势,可以测量信号的频率、相位和幅度。示波器和传感器的组合使测量非电气参数成为可能。典型的示波器是模拟示波器。工作原理是,当检测到的信号通过垂直系统时,信号将被垂直放大并发送到水平系统和示波器。该信号触发水平系统的同步电路,并在扫描电路时产生电能。进入示波器控制电路的数据流在示波器上显示波形,其余信号通过垂直衰减,垂直前置放大器,延迟线,垂直最终放大器和示波器管在垂直系统上显示波形。模拟示波器的主要组件是垂直系统、水平系统、电路、高压电源、示波器等。

1.2 交流毫伏表

交流毫伏表主要用于测量交流电压。这是电力系统中相对实用的电子设备。它也是在电气或电子实验中测量交流电压有效值的领先电子设备。交流毫伏表的工作原理是,交流电压达到从输入连接器测得的交流电压,并且交流电压通过输入放大器、前置放大器、电子衰减器、主放大器、线路滤波器和输出放大器进行测量。其中,测量的交流电压需要由输入放大器的控制电路限制,以便在稳定状态下传输到交流毫伏表,并且交流毫伏表需要具有高压电源。交流毫伏表的基本结构由两组集成电路和测量头组成,它们设计简单,测量电压范围宽,具有灵敏度高和测量精度高的优点。但是,在使用过程中,操作人员应注意安全预防措施,以避免过大电流。这可能会导致交流电压测量结果不准确,甚至危及人身安全。

2 电磁干扰的产生

2.1 干扰源

电子仪器和控制系统既包括来自仪器或系统内部的电磁干扰,也包括外部电磁干扰源。在电子设备和控制系统中,由于电压或电源、组件安装位置、布线阻抗、振荡电路连接、组件或电路连接等的突然变化,可能会产生电磁干扰。外部电子设备和控制系统中的干扰源主要有闪电、雷达、导航系统、广播和电视系统、转换开关、开关设备、气体火花放电器、电晕放电、接触电势规、正弦波源、非正弦波源、电磁脉冲等。

2.2 干扰敏感接收器

电磁干扰损害是指由于电磁干扰的影响而造成的轻微、严重或破坏性损害,或对设备和设备本身的性能造成的损害。电磁干扰造成的损坏取决于设备的灵敏度。少量的干扰将降低工具的性能,但是,严重的干扰将使工具和控制系统无法操作或损坏。例如,当人们看电视时,电磁干扰的影响会导致电视屏幕上的图像抖动,变形或形成雪花。当人们收听广播时,收音机会发出尖叫声,并且由于电磁干扰的影响而无法广播。由于点火系统的干扰,安装在车辆上的接收器和发射器无法发送或接收报告。在工业生产中,电磁干扰的影响会导致在CNC机床上编程不正确,并妨碍对产品的正确处理。在计算机控制的生产线中,电磁干扰的影响会破坏计算机的生产过程,并严重损坏机械设备。

3 电磁干扰的危害

随着经济的发展,高精度设备已普及到人们的生活中,计算机的使用已广泛普及,电磁干扰对人们的影响不容忽视。在高科技飞速发展的时代,复杂的电子设备在我们生活中的使用不断增长,对信号检测的要求也在不断提高。因此,如何减少电磁干扰对人的危害已成为一个严重的问题。电磁干扰会导致许多电子设备和仪表出现问题,从而造成严重的后果。例如,人类使用先进的电子设备导航。导航结果由于电磁干扰而偏离。另外,电磁干扰在许多方面有着负面影响:在许多医疗设备中,某些医疗检测系统通常会受到电磁干扰并表现异常,从而导致错误的检测结果。这对医疗专业人员产生了严重影响。许多事实证明,电磁干扰正在影响和损害我们的生活。防止电磁干扰已经成为现代社会面临的重要课题,迫在眉睫。

4 电子仪器仪表中电磁干扰的抑制方法

4.1 抑制电磁干扰源的方法

电子设备和仪表中电磁干扰源的形式很多,必须采用有效的抑制技术来抑制电磁干扰源,并限制所有可能的电磁干扰源。因此,可以采用滤波抑制技术来遏制电磁干扰。在电子设备中使用滤波器去除由电子设备产生的电磁波,可以有效地抑制复杂的混沌干扰波。使用滤波器应确保该想法的测量仪器的电磁兼容性。对于滤波器需要特定电流、特定电阻、特定温度和额定电压的现象,研究人员使用耦合到滤波器的电感器和电容器。换句话说,可以确保EMC并匹配滤波器的特性,同时,更适当地抑制电磁源的产生。这种类型的滤波器称为体无源滤波器。

通过滤波,可以抑制传导EMI。敏感的电子设备会沿着电源线、电话线、控制线、信号线等传送EMI信号。与传导相关的噪声通常可有效抑制低通滤波器过滤。但是,在设计EMC时,需要考虑滤波器的特性,频率响应、阻抗特性、额定电压和电压损耗、额定电流、泄漏电流、绝缘电阻、温度、可靠性、尺寸等。同轴吸收式过滤器填充钢管的吸收介质。通过功率输入和输出(如铁氧体材料)或通过磨蚀有损铁氧体(如电源上的磁球和电子管)将瞬态能量转换为热能消耗,实现抑制干扰。

屏蔽层是用于减少电磁场侵入外部或内部的一种手段,通常用于分离和衰减辐射干扰。根据该原理,屏蔽可分为三种:静电屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽。静电屏蔽的功能是消除由于分布电容耦合而导致的两个电路之间的电磁干扰。屏蔽体由低电阻金属材料制成,并且屏蔽体必须接地。电磁屏蔽的作用是防止来自高频电磁场的干扰。屏蔽盒由低电阻金属材料制成,该材料使用屏蔽金属吸收和反射电磁场以达到屏蔽目的。磁屏蔽的作用是防止低频磁场干扰。屏蔽体使用高导磁率和高度饱和的磁性材料吸收或损失电磁场,从而达到屏蔽的目的。电磁干扰的影响与距离密切相关。离干扰源越近,干扰场越强,影响越大。在电子设备中,电子部件的放置通常受到限制,并且低电阻金属材料用于使部件和保护距离,不足以减少或防止静电干扰和电磁干扰的部件绝缘。

接地是降低噪声的重要方法。地面是巨大的电阻,地面需要将电流传导到地面。因此,为了抑制电磁干扰,可以忽略电流并且可以忽略产生的电磁波。理想情况下,接地物体应该是电位和阻抗为零的物体,以便所有不需要的电流都可以流过接地体,并避免形成电压降。这样一个理想的扎根实体,实际上是一个粗略的估计,但是,与实际之间存在一定的差距。设计接地导体时,请注意将交流电源接地和直流接地分开。必须将模拟电路和数字电路的电源接地分开。电源接地和小电流接地应尽可能厚。

4.2 抑制耦合路径传输的方法

通过阻塞电磁干扰源的传播介质来实现对电磁干扰的抑制,从而实现了对通信路径中传输的抑制。通信路径抑制方法主要基于屏蔽原理。上述通信路径的方法是金属材料和空间场。由于不能排除这两种方法,因此,只能通过屏蔽来抑制通信路径的传输。屏蔽方法可防止无线电波的传播,并有效减少干扰波的传输。当前,存在三种广泛使用的屏蔽方法,静电屏蔽、电磁屏蔽和电磁屏蔽。可以根据各种电子设备的操作原理选择最合适的一种。筛选方法。静电屏蔽主要用于某些测量电压、电流、电阻等的电子设备和仪表。电磁屏蔽和电磁屏蔽主要用于某些测量波形、频率、相位等的电子设备和仪表。静电屏蔽的原理是将电磁波传输到地面,电磁屏蔽的原理是使用金属吸收电磁场。

5 结语

随着工业生产的不断发展,电子设备和仪表已经普及到人们的生活中,所以必须采取有效措施抑制对电子设备和仪表的电磁干扰。为了避免不必要的损失,我们需要学习、探索、发现在不同情况下如何采取最有效的措施。只有不断进步和不断创新,才能有效抑制电磁干扰,使电子设备得到更广泛的应用。

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