电磁干扰范文

电磁干扰范文（精选12篇）

电磁干扰 第1篇

1 电磁干扰

电磁兼容是设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰能力[4]。电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。其中电磁干扰分为由空间产生的辐射干扰 (RE辐射) 和由电源线信号传输线产生的传导干扰 (CE传导) [5]。电磁干扰由内部干扰和外部干扰组成。内部干扰是指电子设备内部各元件之间的相互干扰。外部干扰是指电子设备或系统以外的因素对设备或系统的干扰。在电磁兼容测试中, 传导干扰的测试频率范围一般为150k Hz~30MHz, 辐射干扰的测试频率范围一般为30MHz~1000MHz。在投入生产及投放市场前, 电子设备必须满足电磁兼容的指标要求, 因此产品在设计研发时, 相当重要的一项就是电磁兼容设计, 而判定它是否合格, 就需对它进行测试。

2 电磁干扰抑制技术

产生EMC问题须存在三个要素:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备[6~8]。因此, 电磁兼容的设计及抑制应从这三方面入手。电磁兼容抑制的方法有三种:滤波、接地和屏蔽。滤波是指运用滤波器使有用信号通过, 将干扰信号抑制。滤波器的安装是非常重要的, 一般将滤波器安装在电源或信号的输入输出口。在电磁兼容中, 接地是否良好对电磁干扰影响非常大。并且, 在印刷电路板设计时, 需要将数字地、模拟地、弱信号地、强信号地分开, 以免相互之间产生电磁干扰。屏蔽就是切断电磁波的传播路径, 使其无法传播, 从而达到抑制电磁干扰的目的。通常屏蔽的方法有使用金属材料外壳、喷金属漆等。由于电磁干扰产生的原因比较复杂, 一般运用一种方法难以有效地将干扰抑制, 通常情况下需要综合运用两种及以上方法才能将电磁干扰有效的抑制。

3 电磁兼容检测

以某一品牌的远程供电设备为例, 对其进行电磁兼容检测。

测试标准:GB9254-2008信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法。

测试场地:半电波暗室及屏蔽室。

测试设备:人工电源网络AMN、阻抗稳定网络ISN、由双锥天线和对数周期天线组成的双对数天线、EMI接收机ESCI7。

3.1 电源端骚扰电压

测试数据见表1、表2, 测试曲线见图1所示。

3.2 辐射骚扰场强

测试数据见表3, 测试曲线见图2所示。

4 某品牌远程供电设备整改案例

从图2中可以看出, 超标部分主要是在90MHz~110MHZ之间。根据经验, 对于远程供电这一类设备, 50MHz以下的骚扰一般是由电源部分引起的, 200MHz以上的骚扰一般是由设备外壳的一些窄缝引起的, 而在这之间的骚扰一般是由线缆引起的。通过查看, 发现设备与负载之间通过线缆连接, 线缆的长度大约0.8m, 这个长度可能使线缆产生了天线效应, 将电磁波辐射出去。因此, 整改有了方向, 通过在线缆的两端套上磁环, 整改后的测试曲线如图3所示。

由于电磁波是看不见摸不着的, 因此, 辐射骚扰超标通常是电磁兼容测试中最常见也是最难对付的, 以上通过这一例子对产品进行辐射骚扰测试, 并对其产生的辐射骚扰超标进行整改, 对类似产品的电磁兼容整改具有一定的参考价值。

5 结语

随着电子设备在各个领域的广泛应用, 导致电磁环境日益恶劣。因此, 电磁干扰抑制技术及电磁兼容性问题越来越受到人们的重视。E M C检测标准的实施可以有效规范电子产品的电磁兼容性。E M C的整改需要理论与实践经验相结合。近年来, 电磁兼容性问题如何由被动的事后检测处理发展到预先分析、预防设计和防护已成为热门课题。

摘要：电磁兼容性 (EMC) 是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行, 并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此, 电磁兼容检测是一项非常重要的工作, 世界各国都在不断加强电磁兼容技术方面的研究。主要介绍电磁干扰及电磁干扰抑制技术等内容。电磁兼容整改主要是通过综合运用滤波、接地和屏蔽等措施对电磁兼容性改进。通过一整改案例对整改过程进行了分析, 对类似产品的整改具有参考作用。

关键词：电磁兼容,电磁干扰,电磁兼容检测,电磁兼容整改

参考文献

[1]陈炜峰, 刘伟莲, 周香.电磁兼容及其测试技术[J].电子测量技术, 2008 (1) :101～104.

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[3]方伟, 王勇.产品电磁兼容制造技术综述[J].电视技术, 2009 (4) :103～106.

[4]甘文刚.电磁兼容测试技术[J].计量与测试技术, 2005:31～32

[5]杨晓武.电器设备中电磁兼容技术的概述[M].铜仁职业技术学院学报, 2011 (4) :66～68.

[6]莫军.滤波连接器在电磁兼容设计中的应用[J].国外电子测量技术, 2010 (6) :66～68.

[7]刘晶红.电磁兼容测试方法及应用设计[J].长春理工大学学报, 2004 (6) :118～120

电磁干扰标准清单目录 第2篇

GB/T 4365-1995 电磁兼容术语

GB/T 6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB 3907-83* 工业无线电干扰基本测量方法 GB 4859-84* 电气设备的抗干抗扰度性基本测量方法 GB/T 15658-1995 城市无线电噪声测量方法 GB/T 4365 1995 电磁兼容术语 IEC 50(161)1990 GB/T 6113.1 1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 CISPR16 1 1993 GB/T 6113.2 1998 无线电干扰和抗扰度测量方法 CISPR16 2 1993 GB 3907 83* 工业无线电干扰基本测量方法 CISPR16 1977 GB 4859 84* 电气设备的抗干扰特性基本测量方法 GB/T 15658 1995 城市无线电噪声测量方法

GB/T 17624.1 1998 电磁兼容基本术语和定义的应用与解释 IEC 61000 1 1 GB 17625.1 1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A）IEC 61000 3 2 GB 17625.2 1999 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制 IEC 61000 3 3 GB/T 17626.1 1998 抗扰性测试综述 IEC 61000 4 1 GB/T 17626.2 1998 静电放电抗扰性试验 IEC 61000 4 2 GB/T 17626.3 1998 辐射（射频）电磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 3 GB/T 17626.4 1998 快速瞬变电脉冲群抗扰性试验 IEC 61000 4 4 GB/T 17626.5 1998 浪涌（冲击）抗扰性试验 IEC 61000 4 5 GB/T 17626.6 1998 射频场感应的传导骚扰抗扰性试验 IEC 61000 4 6 GB/T 17626.7 1998 供电系统及所联设备的谐波和中间谐波的测量仪器通用导则 IEC 61000 4 7 GB/T 17626.8 1998 工频磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 8 GB/T 17626.9 1998 脉冲磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 9 GB/T 17626.10 1998 衰减振荡磁场抗扰性试验 IEC 61000 4 10 GB/T 17626.11 1999 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰性试验 IEC 61000 4 11 GB/T 17626.12 1998 振荡波抗扰性试验 IEC 61000 4 12 GB/T4365-1995 电磁兼容术语（eq．IEC60050：1990）GB/T4859-1984 电气设备的抗干扰特性基本测量方法

GB/T6113.1-1995 无线电骚扰和抗扰度测量设备规范（eqv．CISPR16－l：1993）GB/T6113.2-1998 无线电骚扰和抗扰度测量方法（idt．CISPR16－2：1995）GB/T3907-1983 工业无线电干扰基本测量方法 GB/T 6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB9175-1988 环境电磁波卫生标准 GB10436-1998 作业场所微波辐射卫生标准 通 用 类 标

GB 8702-88 电磁辐射防护规定

GB/T 13926．1-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性总论 GB/T 13926．2-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性静电放电要求 GB/T 13926．3-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性辐射电磁场要求 GB/T 13926．4-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求 GB/T 14431-93 无线电业务要求的信号／干扰保护比和最小可用场强 GB 8702 1988 电磁辐射防护规定

GB/T 14431 1993 无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强

GB/T17799．1-1999 电磁兼容 通用标准 居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验 GB/T 13926．1－92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 总论 IEC 801 1 GB/T 13926.2一92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 静电放电要求 IEC 801 2 GB/T 13926．3－92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 辐射电磁场要求 IEC 801 3 GB/T 13926.4－92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 电快速瞬变脉冲群要求 IEC 801 4 GB8702-1988 电磁辐射防护规定

GB/T15658-1995 城市无线电噪声测量方法 产 品 类（产品族）

GB 4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值

GB 4824-1996 工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值 GB 6833．1-86* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范总则

GB 6833．2-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 磁场敏感度试验 GB 6833．3-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 静电放电敏感度试验 GB 6833．4-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 电源瞬态敏感度试验 GB 6833．5-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 辐射敏感度试验 GB 6833．6-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 传导敏感度试验 GB 6833．7-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 非工作状态磁场干扰试验 GB 6833．8-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 工作状态磁场干扰试验 GB 6833．9-87* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 传导干扰试验 GB 6833．10-87* 电于测量仪器电磁兼容性试验规范 辐射干扰试验

GB 7343-87* 10kHZ～30MHZ 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法 GB 7349-87* 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法 GB 9254-88 信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法

GB 9383-1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法 GB 13421-92 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法

GB 13836-92* 30MH2～1GH声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件辐射干扰特性允许值和测量方法

GB 13837-1997 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法 GB/T 13838-92 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 GB 13839-92 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 GB 14023-92 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电干扰特性的测量方法及允许值

GB 15540-1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法 GB 15707-1995 高压交流架空送电线无线电干扰限值

GB/T15708-1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰的测量方法 GB/T15709-1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB 15734-1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法

GB 15949-1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法 GB/T 16607-1996 微波炉在1GHz以上的辐射干扰测量方法

B 16787-1997 G 30MHz～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值 GB 16788-1997 30MHz～1GHz声音和电视信号电缆分配系统抗扰度测量方法和限值 GB4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值（eqv.CISPR14:1993）

GB4343.2-1999 电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第2部分：抗扰度-产品类标准（idt．CISPR14－2：10997）

GB 4343 1995 家用和类似用途电动、电热器具、电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值 CISPR 14 1993 GB 4343.2 1999 CISPR 14 –2 1993 GB 4824 1996 工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁干扰特性的测量方法和限值（替代GB4824.1～1984）CISPR 11 1990 GB 6833 1987* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范

GB 7343 1987* 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法 CISPR 17 1981 GB 7349 1987* 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法 CISPR 18 1986 GB 9254 1988 信息技术设备的无线电干扰限值和测量方法 CISPR 22 1997 GB/T 17618 1998 信息技术设备抗扰度限值和测量方法 CISPR 24 1997 GB 9383 1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法 CISPR 20 1990 GB 13837 1992 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法 CISPR 13 1996 GB/T 13838 1992 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 CISPR 20 1990 GB/T 13839 1992 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 CISPR 20 1990 GB/T 13836 1992 30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件辐射干扰特性允许值和测量方法 IEC 728 1 1986 GB 15949 1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法 IEC 728 1 1986 GB 16787 1997 30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值 IEC 728 1 1986 GB 16788 1997 30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统抗扰度测量方法和限值 IEC 728 1 1986 GB 13421 1992 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法 GB 15540 1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法

GB 14023 1992 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动装置的无线电干扰特性的测量方法和允许值 CISPR 12 1990 GB 15707 1995 高压交流架空输送电线无线电干扰限值 CISPR 18-1986 GB/T 15708 1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰测量方法 GB/T 15709 1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB 15734 1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法

GB 17743 1999 荧光灯和照明装置无线电骚扰特性的测量方法和限值 CISPR 15 1995 GB/T 17619 1998 汽车用电子装置的抗扰度试验方法及限值 欧标72/245/EEC GB/T 16607 1996 微波炉在1GHZ以上辐射干扰测量方法 CISPR 19 1983 GB/T6833.1-1986 电子测量仪器电磁兼容性试验规范总则（HP 765．001－77）GB/T6833.2-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范磁场敏感度试验（HP765．002-77）GB/T6833.3-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范静电放电敏感度试验（HP765．003－77）

GB/T6833.4-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范电源瞬态敏感度试验（HP765．004－77）

GB/T6833.5-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范辐射敏感度试验（HP765．005－77）GB/T6833.6-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导敏感度试验（HP765．006－77）GB/T6833.7-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范非工作状态磁场干扰试验（HP765．007－77）

GB/T6833.8-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范工作状态磁场干扰试验（HP765．008－77）

GB/T6833.9-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导干扰试验（HP765．009－77）GB/T6833.10-1987 电子测量仪器电磁兼容性试验规范辐射干扰试验（HP76．0010－77）GB/T7343-1987 10kHz～30MHZ（CISPR17：1981）无源无线电干扰滤波器和抑制元件特性的测量方法

GB/T7349-1987 高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法

GB4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值（eqv.CISPR14:1993）

GB4343.2-1999 电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第2部分：抗扰度-产品类标准（idt．CISPR14－2：10997）

GB9254-1998 信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法（idt．CISPR22：1997）GB/T9383-19992 声音和电视广播接收机及有关设备抗扰度限值和测量方法（idt．CISPR20：1998）

GB/T12190-1990 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法（ref.IEEE299－69，MIL－285）GB12638-1990 微波和超短波通信设备辐射安全要求

GB/T 13838－92 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 GB/T 13839-92 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 GB 9383一1995 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法 GB13836-1992 30MHz～IGHZ声音和电视信号的电缆分配系统设备和部件辐射干扰特性允许值和测量方法（idt．IEC 60728-1:1986）

GB13837-1997 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法（eqv．CISPR13：1996）

GB14023-1992 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电干扰特性的测量方法和允许值（eqv.CISPR12：1990）

GB/T14598.13-1998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验第1部分1MHZ脉冲群干扰试验 GB/T14598.14-1998 量度继电器和保护装置的电气干扰试验第2部分静电放电试验 GB15540-1995 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法城市无线电噪声测量方法

GB15707-1995 高压交流架空送电线无线电干扰限值（eqv．CISPR18：1996）GB/T15708-1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰的测量方法 GB/T15709-1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB15734-1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法

GB15949-1995 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法 GB16607-1996 微波炉在1GHz以上的辐射干扰测量方法（eqv.CISPR19：1983）GB16787-1997 30MHZ～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值（idt.TEC60728-1:1991）

GB16788-1997 30MHZ～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限值（idt.TEC60728-1:1991 GB/T 12190一1990 高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法（ref.IEEE299－69，MIL－285）GB/T14598.10-1996 电力继电器第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验第4篇：快速瞬变干扰试验

GB/T17618-1998 信息技术设备抗扰度限值和测量方法

GB/T17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法

GB/T17625．1-1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流＜16A）

GB/17743-1999 电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法 系 统 间 类

GB 6364-86 航空无线电导航台站电磁环境要求 GB 6830-86 电信线路遭受强电线路危险影响的容许值

GB 7432-87* 同轴电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB 7433-87* 对称电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB 7434-87* 架空明线载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB 7495-87 架空电力线路与调幅广播收音台的防护问距 GB 13613-92 对海中远程无线电导航台站电磁环境要求 GB 13614-92 短波无线电测向台（站）电磁环境要求 GB 13615-92 地球站电磁环境保护要求 GB 13616-92 微波接力站电磁环境保护要求 GB 13617-92 短波无线电收信台（站）电磁环境要求 GB 13618-92 对空情报雷达站电磁环境防护要求

GB/T13620-92 卫星通信地球站与地面微波站之间协调区的确定和干扰计算方法 GB6364-1986 航空无线电导航台站电磁环境要求 GB6830-1986 电信线路遭受强电线路危险影响的容许值

GB/T7432-1987 同轴电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标 GB/T7433-1987 对称电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰指标 GB/T7434-1987 架空明线载波系统抗无线电广播和通信干扰指标 GB7495-1987 架空电力线路与调幅广播收音台的防护间距 GB13421-1992 无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法 GB13613-1992 对海中远程无线电导航台站电磁环境要求 GB13614-1992 短波无线电测向台（站）电磁环境要求 GB13615-1992 地球站电磁环境保护要求 GB13616-1992 微波接力站电磁环境保护要求 GB13617-1992 短波无线电收信台（站）电磁环境要求 GB13618-1992 对空情报雷达站电磁环境防护要求 GB/T13619-1992 微波接力通信系统干扰计算方法

GB/T13620-1992 卫星通信地球站与地面微波站之间协调区的确定和干扰计算方法 注：

凡标记“*”的国家标准在清理整顿中已改为推荐性国家标准。文件法规类

关于强制性标准实行条文强制的若干规定 第一批实施电磁兼容认证的产品目录 电磁兼容认证管理办法

电磁兼容认证证书和认真标志管理办法 电磁兼容认证收费标准 电磁兼容认证规则和程序 电磁兼容认证质量体系要求 世界各国EMC的技术法规

GB4824-1996 工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值（ref．CISPRll：1990）其它

GB/T4365-1996 电磁兼容术语 IEC50、IEC161(90)GJB76-85 电磁干扰和电磁兼容性名词术语 GB/T6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB 3907-83* 工业无线电干扰基本测量方法 GB 4859-84* 电气设备的抗干抗扰度性基本测量方法 GB/T15658-1995 城市无线电噪声测量方法 GB8702-88 电磁辐射防护规定

GB/T13926.1-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性总论 GB/T13926.2-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性静电放电要求 GB/T13926.3-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性辐射电磁场要求 GB/T13926.4-92 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求 GB/T 14431-93 无线电业务要求的信号／干扰保护比和最小可用场强

GB4824-1996 工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值 CISPRII（90）

GB4343-1995 家用和类似用途电动、电热器具、电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值 CISPR14（93）

GB4343.2-1999 电磁兼容 家用电器、电动工具和类似器具的要求 第2部分：抗扰度-产品类标准 CISPR14-2：1997 GB/T6113-1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 GB/T6113.2-1998 无线电干扰和抗扰度测量方法

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GB13837-1997 声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法 CISPR13（1996）GB/T13838-92 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法 CISPR20（90）

GB13839-92 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法 CISPR20 GB14023-92 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电干扰特性的测量方法及允许值

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GB/T15708-1995 交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰的测量方法 GB/T15709-1995 交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法 GB15734-1995 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法

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中小型机房的电磁干扰与防治 第3篇

【关键词】中小型机房;电磁兼容;电磁干扰;抗扰性

1.电磁干扰的来源

产生电磁干扰的原因很多，概括起来主要有以下三类。

1.1来自电力网的干扰

大容量负荷的启停引起的电网电压波动或相间电压瞬时失衡可导致电压波形畸变及高次谐波的产生；电力开关的操作过程引起的强烈电流脉冲和短时电压跌落也可在电网上形成干扰。

1.2来自周围环境的干扰

来自周围环境的干扰源极多也较复杂，其中由雷电引起的干扰最为严重，雷击引起的冲击电流在几个微秒内就可达75A，由此感应出的浪涌电压也极高；高压输电线路及变压器也是很强的干扰源：工、科、医射频设备（如微波加热、高频焊接、高频医疗器械等）干扰频谱范围更广；此外，一些办公用电器、电动工具等也会对电网及周围空间产生干扰；甚至机动车辆在行驶时其点火装置、火花放电也会产生电磁干扰。

1.3来自计算机系统本身的干扰

计算机系统内部大量电子开关电路的动作也可引起快速的脉冲电流变化。如果机房的规模较大，则计算机系统本身产生的电磁干扰也不容忽视。

2.电磁干扰的传播途径

2.1辐射

干扰源如果不是完全屏蔽的，它就要向外辐射电磁波。辐射的强度与干扰源的电流强度、辐射阻抗、发射频率有关。如果干扰的屏蔽外壳有缝隙或孔洞，辐射泄漏量与孔洞尺寸和波长的比例有关。

2.2传导

传导是电磁干扰传播的重要途径。干扰源通过与其相连的导线或通过公共阻抗耦合（如通过电源回路、接地回路、信号线、通讯线等）向外发射电磁能量。

2.3感应

干扰通过导体间的电容耦合、电感耦合、电容电感混合耦合的形式传到與其相邻的其它导线上去。

3.电磁干扰对计算机系统的主要影响

电磁干扰将会导致下列几种破坏性的后果：导致数据的丢失。如果是一些重要性数据且没有备份的话，其后果往往是灾难性的。雷击事故引起的尖峰干扰可引起逻辑电路的伪触发，严重的可能引起集成电路电气燃烧，在几秒钟内使硬件设备造成毁灭性的破坏。可能影响中央处理机的性能，使处理机性能呆滞，而且也会出现错误的后果。使输入输出逻辑出错。例如，会影响驱动器和监督程序之间读写操作的精确性。导致计算机失去瞬间记忆，在数据写入磁盘之前，电源的电涌或冲击确实能破坏暂存于中的数据。

4.我国电磁兼容问题及规范标准现状

90年代以来，欧美发达国家逐渐制订了电磁兼容标准并将其强制付诸执行。欧共体于,1996年规定电子设备（包括电器、电子仪器设备）必须进行电磁兼容性试验。1997年又规定只有通过权威认证机构严格试验并取得CE认证的电子产品，才有资格进入欧洲市场销售。而我国这方面的法规制定和实施相对滞后。但现在也已开始重视电磁兼容问题，并已经制定了一些国家标准，还有一些尚待制定颁布。已发布的国标中大部分参考采用或等同采用国际上IEC/CISPR标准。电磁兼容标准大致分三大类：第一类是基础标准，规定了达到电磁兼容的一般和基本的条件、规则、术语定义、电磁现象描述和分类等；第二类是环境标准，规定了一组在特定环境下对电磁兼容的最低基本要求和测量、实验程序；第三类是产品标准，根据产品的适用范围规定了不同的类别，产品标准有对环境的干扰限值和自身抗扰性两个方面。

5.电磁兼容性的测量测试

测量测试工作是对机房的电磁兼容性做出客观评价的依据。测量项目主要包括发射试验（测量向外辐射式传导发射出的电磁能量、频率等）和敏感度试验（测量抑制外界电磁干扰的能力）。测量设备主要有:电磁干扰自动测试系统(测量电磁干扰的各种参数及波形分析)；电磁干扰分析仪.对电磁干扰的幅度、发生率和持续时间进行自动分析；频谱分析仪和扫描接收机；峰值、平均值、有效值接收机；音频干扰电压表；噪声信号发生器等。如日本生产的高频噪声模拟器，可以给电源线迭加噪声干扰脉冲，对被试设备进行电源线的抗干扰试验，还可做信号线（包括通信线与控制线）的抗干扰性能试验，以及局部辐射电磁场的试验。测量电磁兼容性的辅助设备主要有：电流探头、电压探头、吸收式功率钳、天线、耦合网络等。

6.提高机房电磁兼容性的设想及实现方法

如上所述，我们一方面要确保计算机系统在复杂的电磁环境中能够正常工作，另一方面要保证计算机系统本身所产生的电磁干扰应低于一定限值。因此我们要求每一台设备的电磁干扰发射量都应在规定的限值以下，而其抗干扰能力则要高于整个系统抗扰性的下限值。机房内同一频率的干扰迭加不应超过机房内所有设备的抗干扰能力的限值。机房内电磁干扰上限和系统抗干扰能力下限之间应有一差值作为电磁兼容的冗余量。

机房在购置设备时应考虑其对周围环境的电磁干扰水平及其自身的抗扰性是否在规定的标准限值内，有关标准可参照BC国家标准或IEC/CISPR有关标准的要求。

提高系统中每一台设备的抗扰性，从而使整个系统抗扰性下限值得以提高。增强设备抗扰能力的手段很多，最常用的不外乎屏蔽、滤波、接地三种。因这三种方法平时较常采用，在此不详加论述。采取适当措施以保证机房同一频率的干扰迭加不超过一定的限值。

将机房供电系统分成主、辅两个子系统，将计算机系统连接在专用的电源线路上。如果所有的外设共用一条电源线时，应尽量降低各设备或各组件之间潜在的噪声干扰。

做好防雷工作。计算机系统受建筑物防雷系统保护，被雷直接击中的可能性很小，因此计算机系统主要是防范感应雷。防范感应雷目前较好的方法是使用专业的防雷产品，其中较经济、实用的是有防雷功能的插座。插座要具有防雷功能必须满足以下几点要求：第一，插座要有高灵敏度/能耐强电流冲击/性能稳定的防雷元件。第二，要求插座抗冲击电流的绝缘电阻的阻值较高；第三，要插座前端地线畅通。第四，具有防雷功能的插座必须通过国家防雷中心的严格检测，并给予定级，以实施不同级别的防雷。此外，一定要保证计算机系统可靠的接地，可靠的接地可以减少计算机电源本身和计算机外设所产生的噪声，抵消闪电噪声或电涌的效力，减少电压危险，保证操作人员安全。

【参考文献】

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电缆的电磁干扰分析 第4篇

关键词：电磁干扰,差模电流,共模电流,串扰

0 引言

电子电器设备通过各种线缆将许多不同功能的器件和元件联接起来,实现各种复杂功能。各种信号和信息电流都要通过线缆传输才能实现各种功能。如果线缆中存在干扰电流或电压,可能会进入电子设备,干扰设备的正常工作,这些干扰还会通过传导和辐射干扰附近的其他设备。

测试中经常发现这样的问题,一台独立进行EMC辐射发射测试时完全合格的设备,连接外接电缆后,就不再合格了。EMC试验常见的问题中,90%不能通过辐射发射都是由于电缆辐射造成的。这是因为电缆是高效的电磁波接收天线和辐射天线;另外,电缆中的导线平行布置的距离最长,因此导线之间存在较大的分布电容或互电感,这会导致导线之间发生信号的串扰。

1 干扰电流

设备的电源线、信号线等通信线、与其他设备或外围设备相互交换的通信线路,至少有2根导线,这2根导线作为往返线路输送电流或信号。但在这2根导线之外通常还有第3根导线,即“地线”。线缆中存在的干扰电流分为2种:一种是2根导线分别作为往返线路传输,称为“差模”;另一种是2根导线作去路,地线作返回路传输,这种称为“共模”。

电缆上的差模干扰电流和共模干扰电流可以通过电缆直接传导进入电子设备的电路模块或其他设备,也可以在空间产生电磁场形成辐射干扰。

通常线路上的差模分量和共模分量是同时存在的,而且由于线路的阻抗不平衡,2种分量在传输中会互相转变。干扰在线路上经过长距离的传输后,差模分量的衰减要比共模分量大,因为线间阻抗与线地阻抗不同的缘故。

共模干扰的频率一般分布在1 MHz以上,在传输的同时,会向临近空间辐射,耦合到信号电路中形成干扰,很难防范。差模干扰的频率相对较低,不易形成空间辐射,可以采取处理措施降低其干扰。

2 减小干扰的方法

2.1 减小差模干扰

电缆上产生差模干扰电流的主要原因是电路或器件工作过程中产生的噪声电流直接传导到电缆中,然后再传导至其他电路或设备使之受到影响。这些都是不希望存在的杂波电流,消除这些电流的方法有2种:改变电路结构或选用高电磁兼容性器件从根源上抑制噪声的产生;采用滤波的方法阻止干扰电流进入其他设备或电路造成干扰。

电路结构的设计需要基本经验知识的累积,电磁兼容性好的电子器件价格经常比同类产品高出很多,而且实际效果与具体使用情况有关,因此设计时通常采用滤波的方法减小差模干扰。良好的滤波能直接抑制骚扰能量在导线上的流通,所以对通过载流导线的辐射骚扰抑制也能起到明显的抑制作用。

滤波器件有很多种,在电源部分使用的滤波器有电源滤波器、磁环和磁珠等;在信号线上使用的滤波器有信号滤波器、磁环和磁珠、穿心电容、滤波连接器等;在印刷电路板上使用的滤波器有去耦电容、片状(表面安装式)滤波器和磁珠等。

2.2 减小共模干扰

电缆上的共模干扰电流可以通过分布电容和互感耦合到其他电缆上,再经由电缆影响与之相连接的器件和设备;也可以通过空间电场辐射直接干扰其他设备。

经常采用这些方法来降低电缆对外界的共模干扰:减小线间的电容耦合和电感耦合;实际情况允许的情况下截短电缆长度、使用屏蔽电缆及接地。

2.2.1 电容耦合和互感耦合

当一根导线上存在电压或有电流流过时,就会有电磁能量辐射出来,到达附近的导线上,这就是导线之间的串扰。串扰属于近场的感应耦合,原因是导线之间存在杂散电容和互感,即电容耦合和互感耦合,如图1所示。

图1(a)是电容耦合原理图,2个导体之间存在分布电容C12,2根导线之间就存在电压,也就是说电压是串联于受扰导线的。导体对地有单位长度分布电容C1G、C2G,导体之间单位长度分布电容为C12,导体之间的分布电容也称耦合电容。不考虑C1G的情况下,干扰电源U1在导体2电路产生的干扰电压U2为:

从式(1)可以看出,减小干扰电压U2可以通过减小Z2和增加XC的值来实现。具体方法如下:

① 减小受扰导线对地的电阻R;

② 减小分布电容C12。2个导线平行时电容最大,而方向改为垂直时,电容最小。在一定范围内增加导线之间的距离和减小导线的长度都可以减小导线间的电容;

③ 使受扰导线接近地线,或在接收导线的邻近设置地线,从而增大C2G的电容。

另外,将受扰导线屏蔽也可以减小导线间的电容耦合。

电感耦合原理如图1(b)所示,当干扰回路1中有交变电流流过时,会产生交变磁能,交变磁通穿过回路2并在回路2中产生感应电动势,可表示为:

U2=jωMI1。 (2)

式中, M为2个电路间的互感,M=Φ/I1(H),Φ为电流I1流过电路2时在回路2中产生的磁通,I1为干扰回路的电流;ω为交变电流的角频率。

从式(2)可以看出,感应电动势主要与互感耦合相关,减小Φ的值可以使互感耦合变弱,具体做法如下:

① 减小受扰电路的回路面积。受扰电路的信号线与回线尽量靠近,如使用双绞线或同轴电缆;

② 磁场随距离的增加衰减非常快,可以增加施扰导线与受扰导线的之间的距离。也可以调整2个回路之间的相对角度。

避免信号返回线路共享共同的路径,也可以减少电感串扰。

2.2.2 空间辐射

线缆之所以会辐射电磁波,是因为电缆端口处有共模电压存在,电缆在共模电压的驱动下,产生共模电流,存在共模电流的电缆如同一根单极天线,产生电场辐射。

共模电场辐射可用对地电压激励的、长度小于1/4波长的短单极天线来模拟。对于接地平面上长度为L的短单极天线来说,在远场r处的电场强度为:

E=4π10-7(fIL)(1/γ)sinθ。 (3)

式中,L为天线长度(m)。

从式(3)中可以看出,共模电场辐射与频率f、共模电流I及天线长度L成正比,分别限制f、I、L可以使共模电场辐射得到控制,而其中限制共模电流I是减小共模辐射的基本方法。具体可采取的有效措施如下:

① 尽量减小激励此天线的源电压,即地电位,电缆靠近接地平板走线;

② 在设备内部,电缆长度尽可能短,避免环绕电路走线;

③ 提供与电缆串联的高共模阻抗,使用共模扼流圈,如计算机的外连线上经常使用铁氧体磁环;

④ 使用电容等器件将共模电流旁路到地;

⑤ 使用屏蔽电缆,并且电缆屏蔽层与屏蔽壳体作360°端接。

3 测试结果分析

差模干扰测试结果如图2所示。图2(a)是开关电源的工作频率及其高频谐波分量造成的电源线传导发射超标,其中200 kHz的尖峰是开关电源的工作频率,选择合适的电源输入滤波器可以将这些干扰电流进行衰减,图2(b)是使用滤波器后的效果曲线。

减小电容耦合和互感耦合测试曲线如图3所示。因为电容耦合和互感耦合的存在,经常出现图3(a)这样的测试结果。这是因为电源线滤波器的输入输出线捆成一束,滤波器输出线上的杂波电流直接通过电容和互感耦合到输入线上,使滤波器形同虚设。解决这一问题只需将滤波器的输入输出线分别截短并尽可能远离,保持一定角度,并将线固定在机箱壳体上,这样就使得输入线输出线上的干扰电流不能直接耦合,电源线经过滤波器后干扰电流得到抑制。

减小空间辐射测试曲线如图4所示。图4(a)是一台外接屏蔽电缆的设备的测试曲线,电缆与接口连接器相连的地方都是将屏蔽层拧成一条小辫(又称Pigtail),然后固定到连接器的螺钉上。屏蔽电缆能控制共模辐射是因为共模电流提供了一个低阻抗通路,使共模电流通过屏蔽层流回共模电压源。电缆屏蔽层提供的共模电流通路的阻抗由电缆本身的阻抗及电缆与金属机箱之间的搭接阻抗2部分组成。因为电缆与金属机箱之间的搭接阻抗(Pigtail的阻抗)较大,这就使得屏蔽层上形成了一个较大的共模电压,在该电压的驱动下,电缆屏蔽层上会产生共模电流,因而屏蔽层变成了天线向外辐射。将“Pigtail”连接改成360 °压接在连接器的金属外壳上,保证低阻抗搭接,测试结果如图4(b)所示。

4 结束语

电缆是造成设备或系统电磁兼容实验失败的主要因素。电缆造成的EMI问题涉及到产品设备从设计到组装的方方面面,包括电路板上的走线、线路板之间的电缆以及设备之间的电缆的设计、装配和组装,测试过程中就经常遇见电缆组装不当引起的电磁干扰问题,这些都可以重新调整。至于电路板中走线的设计等问题必须在电磁兼容设计阶段就充分考虑,否则一旦设计完成,所造成的影响就很难消除。

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综合布线系统的电磁干扰及防护 第5篇

事实上在综合布线系统的周围环境中，不可避免地存在着这样或那样的干扰源，如：荧光灯、氩灯、电子启动器或交感性设备，电梯、变压器、无线电发射设备、开关电源、电磁感应炉、雷达设备和500伏电压以下的电力线路和电力设备等。其中危害最大的莫过于电磁干扰和电磁辐射。

电磁干扰是电子系统辐射的寄生电能，这里的电子系统也包括电缆。这种寄生电能能在附近的其它电缆或系统上影响综合布线系统的正常工作，降低数据传输的可靠性，增加误码率，使图像扭曲变形、控制信号误动作等。电磁辐射则涉及信息在正常传输中被无关人员窃取的安全问题，或者造成电磁污染。

为了抑制电磁干扰必须采取保护措施。

对电磁干扰的防护，笔者认为，应该在以下二个方面进行加强。

1、加强布线系统内在的结构及材料的抗干扰性。

对计算机设备、通信、电子等设备，应在产品外形结构上应该采用金属材料制成的箱、盒、柜、架，使其成为法位第茏形式，加上接地端子作好良好的接地，一定程度上加强了设备抗干扰和防辐射的能力。

对综合布线系统电缆的材料及性能选择上，应根据用户要求，结合建筑物的周围环境状况进行考虑，一般采取以抗干扰能力和传输性能为主，经济因素次之的原则。目前常用的各种电缆和配线设备的抗干扰能力参考值如下：UTP 电缆(无屏蔽层) 40dB FTP 电缆(纵包铝箔) 85dB SFTP电缆(纵包铝箔，加铜编织网) 90dB STP电缆(第对芯线和电缆线包铝箔、加铜编织网)98dB配线设备插入后恶化 ≤30dB

对综合布线系统的链路上，通常采用双绞线，双绞线具有吸收和发射电磁场的能力，

测试显示，如果双绞线的绞距同电磁波的波长相比很小，我们可以认为电磁场在第一个绞节内产生的电流与第二个绞节内产生的电流相同，这样，电磁场对双绞线中产生的影响可以抵消。

而另一方面，电缆中的电流产生电磁场，按照电磁感应的原理，我们可以确定电磁场的方向。第一个绞节内的电缆产生的电磁场与第二个绞节内产生的电磁场大小相等、方向相反、相加为零。但是，这种情况只有在理想的平衡电缆中才能发生，实际上理想的平衡电缆是不存在的。

首先，弯曲会造成绞节的松散，另一方面，电缆附近的任何金属物体都会形成与双绞线的电容耦合，使相邻绞节内的电磁场方向不再完全相反。如果上述情况发生、电缆就会发射电磁波。

因此，当周围环境的干扰场强度或综合布线系统的噪声电平高于《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》CECS72：97第 12.2.1条第3款规定：“干扰源信号或计算机网络信号频率大于或等于30MHZ时，应根据其超过标准的量级大小，分别选用FTP、SFTP、STP等不同的屏蔽电缆系统和屏蔽配线设备”。

屏蔽电缆的屏蔽层通常用一定厚度的金属箔包裹制成。它具有以下三个方面的因素：

(1)、反射损耗：一部分电磁干扰被屏蔽层的外层反射;另一部分射入屏蔽层的电磁干扰被屏蔽的内层反射。

(2)、吸收损耗：射入屏蔽层的电磁干扰由于传播损耗而被吸收。

(3)、趋肤效应：电磁干扰会由于趋肤效应沿屏蔽层的外层传导。

因此，对电缆和配线设备采用屏蔽系统，可以增强抗干扰、防辐射的能力。

PLC应用系统的抗电磁干扰研究 第6篇

【关键词】PLC；应用系统；抗电磁干扰；方法

引言

当前PLC在工业设备控制力使用的越来越多，由于当前电子技术的迅猛发展，PLC控制系统也更加精密和复杂，对于电磁干扰的影响也越来越大，因为大部分PLC应用系统安装对于生产现场以及机电设备，处于强电设备所构成的恶劣电磁环境，都会对PLC的正常运转造成影响，进而也会对企业的经济运转以及安全生产造成影响。所以，对于PLC应用个系统的安装设计过程里，一定要针对PLC应用系统的电磁兼容性进行正确的分析，从而提升系统的抗干扰性能。

一、PLC的应用特征

1、较强的可靠性以及抗干扰力

对于电器设备來讲，可靠性十分关键。PLC是由于采用了目前较大规模的集成电路技术及十分严谨的生产工艺，令内部电路可以应用到技术含量较高的抗干扰技术，使得可靠性较强，内部电路采用了先进的抗干扰技术使并具有较强的可塑型。透过可靠性较高。而且，PLC具有硬件故障自行检测能力，一旦发生故障便可即刻提供警报信息。面对应用软件，应用人员可以在自我检查的程序里，为PLC、电路乃至设备获得故障自检的保障。

2、配套齐全，功能完善，适用性强

PLC进行到现在，已经具有不同的规模，能够使用在各类规模的工业控制场所。不仅需要进行逻辑处理规模的系列产品，能够使用在各自不同规模的场地。不但逻辑性非常高，而且逻辑处理能力也十分强大，PLC大多数都具有完善数据的运算功能，可以应用在各自数字控制范畴。由于大批量的生产，使得PLC逐渐进入到位置控制、温度掌控以及CNC等种类不同的工业控制中。而且PLC通信能力的提升以及人机界面技术的发展，使用PLC控制系统成为非常普遍的现象。

3、善学善用，被工程技术人员厚爱

PLC的接口简便，编程语言引起了工程技术人员的关注。通过梯形图作为符号并且作为表现形式、继电器电路图非常贴切，使得不懂得电子电路、计算机原理和编程语言的人用于掌控工业更加便利。

4、设计中的系统工作量少、利于维护、容易改造

PLC经由储藏方式去除界限逻辑，明显压低了控制设施的外部接线，大大的降低了控制系统设计周期，并且在平时的维护当中也非常容易，更关键的是令透过转变程序而改变生产过程变成可能。这尤为符合品种不同且生产生产量低的状况。

二、PLC应用系统的干扰源

1、电源干扰

电源干扰是透过电源线进入PLC的，是传导干扰。PLC系统能否获得正常的电源完全依靠电网如何供电。这是因为电网的覆盖率较广，能够被一切空间中的电磁所影响，并且可以在线路上形成电压。特别是电网进行的内部调整，都透过输电线路传输到电源。由于电源引进的干扰使得PLC控制系统故障的状况经常发生。PLC电源因为自身工艺原因而令隔离性较差。也可以说，因为分布参数尤其是分布电容的出现，使得绝对隔离变得不现实。

2、信号线引入干扰

因为连接PLC的输入和输出信号线以及控制线非常多，并且分布范围较广，信号线里包含直流、交流、模拟量以及开关量等不同的信号传输，更容易被电磁信号的耦合侵入。并且，相同电缆里的不同信号线上的干扰信号同有效信号相互间的叠加和作用，通常会对PLC的I/O模块形成破坏性的影响。

3、地线干扰

PLC应用系统在地线方面具有系统地、屏蔽地、保护地和交流地。地线对于PLC控制系统十分关键，在实际使用当中，因为涉及和安装的不到位，通常令接地系统产生漏洞。

地线干扰的构成主要是由于不良接地或者接地系统紊乱，令所有接地点相互间具有电位差，进而引发地环路电流。电缆屏蔽层、接地线以及大地之间或许形成闭合线路，在各类电磁场的影响下，在屏蔽层里感应电流，从而同信号线相互间出现耦合出现干扰。并且，PLC系统在内部工作逻辑电压影响的容限非常低，逻辑地的影响和促成PLC的逻辑程序和运算数据产生错误，形成CPU当机或者程序出现问题。模拟地上的干扰就会出现测量精度降低，出现信号测控的失真以及错误动作。

4、PLC系统内部干扰

控制柜中的高压电器，大多为电感性负载，哪怕布线混乱都会造成PLC的一些干扰。最关键的是因为系统中的元器件和电路之间的电磁辐射所影响，就好像逻辑电路相互间的辐射，而且买你对模拟电路的作用下，模拟地以及逻辑地二者间的作用和元器件之间不匹配应用，都是PLC制造厂商在系统内部使用电磁兼容设计的方法，过于繁琐，身为应用部门是无法转变的，可以不用过多思考，可是需要选择较多应用实际或者经验考量的系统。

三、抑制电磁干扰的主要措施

1、电源的抗干扰设计

电源的干扰大多是因为经由供电线路的阻抗耦合所形成，只要PLC使用交流电量，对干扰强或者具有较强可靠性的场地，能够在PLC的交流电源的输入口设置接待屏蔽层的隔离变压器，以及低通滤波器，来组织共模干扰电流。面对初级以及耳机绕组之间设置的屏蔽层，将二者一同接地，可以提高高频作用的能力。隔离变压器在一次侧以及二次侧的连接线上使用了双绞线线不断提升抗干扰功能。

并且，为了提升非常安全的用电，可以运用在线式连续供电电源进行供电。UPS具有非常强的干扰隔离作用。对PLC的应用程序的电源来讲非常理想。

2、输入与输出的抗干扰设计

（1）输入、输出经过负载时，以防反电动势破坏模块，对交流信号输入、输出的并联浪涌吸收器以及压敏电阻，只要和输入信号进行并联的感性负荷超过限定就采用继电器进行中转。（2）PLC在输出负载的过程里，也会造成干扰，要透过某些方式进行控制，只要在直流输出口采取电路保护，交流输出口接阻容吸收电路或压敏电阻，晶体管和双向晶闸管出口就会接旁路电阻保护。控制器的接触点开关量的输出处，要采取抗干扰方法进行管制。（3）为了预防外界噪音对PLC应用系统造成影响，最好就是引入光耦合器进行管理。广电耦合器通过输入口的发光元件和输出口的受光元件结合而成，通过光进行信息的传递，让输入及输出可以在电气上真正隔离。

3、滤波及软件抗干扰措施

信号在进入PLC以前，对于信号线和地间并接电容而言，降低共模影响，在信号两级之间设置滤波器能够有效改善干扰程度。而且，对于PLC应用系统在软件设计方面所应用的数字滤波技术，将模拟量的信号透过A/D转变之后成为离散的数字量信号，之后将数据输入到PLC内，经由数字滤波程序二次处理，将噪音信号过滤掉，获得所需的有利信号进行系统控制。

结束语

当前PLC的进步空间还很大，还可以开发出更多的产品种类，并且将规格进一步完善，只有具备更加高超的人机界面以及通信设备，才能够更加符合各类工业控制场合的标准，PLC作为自动化控制网络以及通用网络里的重要组成成分，能够在工业控制范畴里做出更多的贡献。

参考文献

[1]田媛.PLC先进控制策略研究与应用[D].北京化工大学，2005.

[2]陈玲，石峰.PLC系统抗干扰技术[A].冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C].2007.

电磁干扰 第7篇

单片机系统面临着电磁干扰日益严重的威胁。电磁干扰是指电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。形成电磁干扰必须具备三个要素,即:电磁干扰源、耦合途径和敏感设备。

1.1 电磁干扰源

一般是指产生干扰的元件、设备或信号。如:继电器、电机、高频时钟、雷电等在一定的条件下均可能成为干扰源。单片机系统电磁干扰的主要来源分为内部干扰源和外部干扰源。

(1)内部干扰源:主要来自印制电路板的布局及布线。高速数字信号在系统内的各电路之间以及各元器件之间形成相互干扰,致使系统不能正常工作。因此如何抑制、削弱公共阻抗干扰、感应引起的串扰、信号反射干扰以及辐射干扰成为我们需要克服的一个重点。

(2)外部干扰源:由于单片机往往处于较为恶劣、复杂的外部电磁环境,系统中最重要且危害最严重的外部干扰来源于电源。一方面外界市电电网的干扰可能经电源线路传入系统,另一方面它也可能将各种干扰耦合到供电线路中,严重影响周围设备。

1.2耦合途径

耦合途径指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。单片机系统中典型的耦合途径通常认为有两种方式:传导耦合方式和辐射耦合方式。

(1)传导耦合:传导耦合即通过导电媒质将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较低的部分(低于30MHz)。如:传导骚扰可以通过电源线、信号线、互连线、接地导体等进行耦合。

(2)辐射耦合:辐射耦合即通过空间将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较高的部分(高于30MHz)。

1.3敏感设备

敏感设备是指当受到电磁干扰源所发射的电磁量的作用时,容易被干扰的对象。许多器件、设备、分系统或系统可以既是电磁干扰源又是敏感设备。如:A/D、D/A变换器、单片机、数字IC,弱信号放大器等。

2单片机系统的电磁兼容设计

电磁兼容是指在同一电磁环境中,设备能够不因为其它设备的干扰影响正常工作,同时也不对其它设备产生影响工作的干扰。如果一个单片机系统符合下面3个条件:对其它系统不产生干扰;对其它系统的发射不敏感;对系统本身不产生干扰。则该系统是电磁兼容的。

为解决单片机系统的电磁兼容性问题应针对电磁干扰的三要素,从影响通道和干扰电路两个方面来综合处理,具体来说就是从单片机系统元器件布局、布线、滤波和屏蔽等方面的设计来减小单片机系统的电磁干扰。

2.1单片机系统元器件布局

为了提高单片机的可靠性和稳定性,元器件的布局设计十分重要。设计的时候应精心计算PCB板的大小,过大,印刷线条长,会引起阻抗增加,抗噪声能力降低;过小则散热不好,而且由于空间有限,线条间距离就受到限制,降低了抗干扰能力。

首先放置单片机,扩展的RAM、ROM等器件,然后放置其他集成电路器件,最后考虑输入、输出的I/O口放置。器件布局时需要注意如下几个问题:

(1)电源是单片机系统的主要干扰源,因此在设计的时候要充分地考虑电磁兼容设计,使用旁路电容和去耦电容来尽量减小电源对单片机系统的影响;

(2)时钟信号对整个单片机系统是至关重要的,然而单片机系统的时钟输入信号很容易受到干扰,因此要始终保证时钟发生器尽量接近单片机芯片,走线应尽可能的短,同时时钟晶体振荡器的外壳最好接地;

(3)为了减小IC芯片上的电源电压瞬时过冲,IC芯片一般要使用去耦电容。该措施不但可以有效消除电源上毛刺对系统的影响,而且还可以减少PCB板上电压环路产生的反射。去耦电容一般为0.01μF～0.1μF,应尽量靠近IC芯片。

2.2布线

合理的PCB布线也是设计一个稳定、可靠的单片机系统的一个关键步骤。布线遵循一些原则可以有效地提高系统的电磁兼容能力。

(1)一般原则

(1)系统中布线一般遵循3-W原则,即两条相邻走线的中心距离大于或等于3倍的线宽。当相邻走线的距离是线宽的3倍时,其产生串扰的概率就降低为25%,这样就可以满足电磁兼容的要求;

(2)避免相互平行走线。输入输出间的走线尽量避免相邻或平行,相邻或平行走线会增加磁场耦合。高速信号线间可以用地线隔开,以减少线间串扰。信号线走差分线,差分线的长度相同,彼此靠近。差分线靠得近,它们回路面积小,对电磁干扰的控制很有利;

(3)印刷导线宽度不要突变,导线不要突然拐角,拐弯处一般取圆弧形,而直角或夹角在高频电路中会影响电气性能。此外,尽量避免使用大面积铜箔,否则,长时间受热时,易发生铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时,最好用栅格状,这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。

(2)地线布线

地线不仅是电路工作的电位参考点,还可以作为信号的低阻抗回路。地线上较常见的干扰就是地环路电流导致的地环路干扰。解决好这一类干扰问题,就等于解决了大部分的电磁兼容问题。

(1)在单片机系统中,模拟地与数字地应分开设计,最后在某一点处将模拟地与数字地连接,保证所有地线是相通的,注意公共地线尽可能加粗;

(2)系统中的局部电路根据工作频率选取适合的接地方式可以提高系统的电磁兼容能力。如图1分别为3种接地方式:单点接地、多点接地、混合接地。

在低频电路中,信号的工作频率小于l MHz,接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用单点接地的方式。当信号工作频率大于10 MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。当工作频率在1～l0MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。

(3)电源线布线

电源是单片机系统中的最重要的部分,一般而言,除直接由电磁辐射引起的干扰外,由电源线引起的电磁干扰最为常见,因此电源线的布局非常重要,一般应注意以下几点:

(1)由于单片机系统中有多种数字和模拟器件,其使用的电源也就有多种,所以应该对电源层进行分割,使相同电源特性的器件分割在同意区域,可以就近连接到电源层;

(2)电源线尽可能靠近地线以减小供电环路面积,差模辐射小,有助于减小电路交扰。不同电源的供电环路不要相互重叠;

(3)在电源线上串接共模扼流圈,抑制共模电流;

(4)芯片的电源引脚和地线引脚之间应进行去耦。去耦电容采用0.01μF的片式电容,应贴近芯片安装,使去耦电容的回路面积尽可能减小。

2.3滤波和屏蔽

滤波和屏蔽是单片机系统抑制电磁干扰的常用措施。

(1)滤波

当干扰信号通过输入输出通道和电源进入系统,一般采取隔离和滤波措施将干扰信号抑制在系统外。滤波分为电源滤波和信号滤波。电源滤波主要是滤除电源线上的电磁噪声,利用电感在高频的高阻抗、电容在高频的低阻抗组成滤波器将电磁噪声抑制在工作区之外。在系统的设计中各个芯片电源引脚和地引脚之间放一个0.1μF的电容。信号滤波用电阻、电容、电感构成的滤波电路,将信号线上的干扰信号释放到地线。

(2)屏蔽

干扰源产生的干扰信号通过空间感应传播、输入输出通道及电源进入系统。切断干扰信号的空间感应传播途径主要是采取屏蔽措施。屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。其中屏蔽材料要根据实际具体选择。

(1)当干扰电磁场的频率较高时,利用低电阻率的金属材料中产生的涡流,形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。

(2)当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防止扩散到屏蔽的空间去。

(3)在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

上述一些抗干扰措施在现场工程调试中被证明是实用的、行之有效的。在单片机控制系统设计、安装过程中能够起到少走弯路和节省时间的作用,避免设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。

3结束语

电磁兼容性是单片机走出实验室,稳定工作的重要前提条件。本文通过对单片机系统的电磁干扰进行分析,确定产生干扰的主要原因,进而对单片机系统的元器件布局、布线、滤波和屏蔽等方面进行分析,给出降低系统干扰、提高电磁兼容性能的措施。

参考文献

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[2]张燕燕.高速DSP的电磁兼容设计研究[J].现代电子技术,2008(8).

[3]龚勇,张凤登.单片机系统的电磁兼容设计研究[J].微计算机信息,2008(8-2).

[4]周超,吕剑.嵌入式系统电磁兼容设计研究[J].软件导刊,2011(1).

[5]周志近.高速电路的电磁兼容分析与设计[J].山西电子技术,2010(6).

电磁干扰对环境的影响 第8篇

关键词：电工电子设备,电磁干扰,环境,电磁兼容

引言

随着社会的疾速发展, 人们的生活也越来越离不开电气设备。因为电工电子设备的广泛使用使人类被笼罩在电磁场的环境下的可能性越来越大, (如:工业、科学、医疗、信息、机动车辆、电力设备和电气化铁道等) 电工电子设备产生的电磁干扰不仅会扰乱公共安全和通信设备的正常工作, 而且对于居民日常的文化生活甚至人身安全都会造成影响和危害。

1 电磁干扰的形成

电磁干扰 (Electromagnetic Interference) , 简称EMI, 有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。形成传导干扰和辐射干扰主要是有电气设备的内部原因和外部原因所产生的;其中内部原因主要有①工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰 (与工作频率有关) ;②信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合, 或导线之间的互感造成的干扰;③设备或系统内部某些元件发热, 影响元件本身或其它元件的稳定性造成的干扰;④大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其它部件造成的干扰。外部原因主要是有①外部的高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统;②外部大功率的设备在空间产生很强的磁场, 通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统;③空间电磁波对电子线路或系统产生的干扰;④工作环境温度不稳定, 引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰;⑤由工业电网供电的设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。 如此来看电磁干扰对人类环境的影响范围很广泛。

2 生活中常见的产生电磁干扰的设备

2.1 电线电晕杂波

是由于导体表面的电位梯度过大, 引起向空气中放电而产生的高频电磁噪声。其频谱的主要分量在几兆赫以下。以dB表示的强度, 随电位梯度的升高而增加。而导体表面的电位梯度不仅取决于电压等级, 而且还直接与导线的等效表面积有关。

2.2 汽车杂波

汽车杂波是产生甚高频 (VHF) 至特高频 (UHF) 频段城市杂波的主要原因。根据其强度和特性的测定结果, 也可采取相应措施, 使广播和电视的质量基本不受影响。但最近由于电子设备用于汽车控制, 移动通信设备的广泛应用, 这个问题又被重新提出。斯坦福研究所 (SRI) 对点火系统发射杂波的主要部件点火栓、配电器接点等进行了改进, 使处于30MHz~500MHz频段的杂波降低了13~20分贝。此外还有人求出6引擎发动机各点火栓的脉冲杂波振幅分布。对配电器的情况, 若电极间隙从0.27mm~2.39mm, 则杂波可下降10分贝。若在负荷电极上增加银接点, 或用多发合金覆盖, 也可降低杂波。点火系统以外的汽车电装置也能发出杂波, 其特性正在测试研究中。

2.3 接触杂波

接触杂波大体可分为接触器自身杂波及导体开合时放电而引起的杂波。继电器和电机触点、整流子电刷间的开合所产生的放电杂波在人为杂波中占相当大的比例。

2.4 电气机车杂波

电气机车运行时, 导电、弓架与触线间的放电也是人为杂波的根源之一。如果导电弓架的电流通路用滤波材料包围起来并采用一些辅助措施, 可将杂波降低20分贝, 但至今尚未找到防止杂波的绝对有效的方法。

2.5 工业科学医疗用射频设备 (ISM) 杂波

ISM设备是把50Hz交流通过射频振荡变为射频的变频装置、用于工业感应和电介质加热、医疗电热法和外科手术工具以及超声波发生器、微波炉等。虽然ISM设备本身有屏蔽, 但有缝隙、孔油、管线进出和接地不良等, 仍将有电磁场泄漏形成干扰。

2.6 城市杂波

由于城市杂波与社会活动有密切的关系, 它总是随时代而变化。在日本每年都定期进行城市杂波测试。欧美也有不少学者专家收集杂波测试数据。我国这一工作也已开始。城市杂波的根源、程度及特性等均在随时变化, 其测试方法及统计处理的方法都还有待进一步探讨。

2.7 其他

以上主要介绍了几种人为杂波的现状及存在的问题。此外, 如静电放电、无线电台的异常动作有时也有害。况且几乎所有机器设备的电源线上都有瞬变产生的各种杂波混合波在传播着, 这样就会引起机器的误动作。随着数字电路的普遍采用, 问题就更加严重。另外, 还发现有不明原因的干扰存在。食品工业的自动化锅炉点火器的微动开关也有接触不良的情况, 因此也很有必要加快研究以探明产生这些杂波的原因。可见在使用和研发电工电子设备过程中就应该考虑电磁兼容的必要性。

3 电磁兼容的必要性

电磁兼容是指设备或系统在所处的电磁环境中能正常工作, 且不对该环境中任何其他事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。电磁兼容技术是一门迅速发展的交叉学科, 涉及电子、计算机、通信、航空航天、铁路交通、电力、军事以至人民生活各个方面。由于电子技术在各行各业中的广泛应用, 在人类活动的空间无处不充斥着电磁波, 因此, 电子设备不解决电磁波干扰问题, 就不能兼容工作。在实际应用中, 人们在研究抗干扰技术方面也积累了大量的经验, 不断地研究出许多实用的方法来消除电磁干扰。

实验发现汽车工作时, 电磁干扰相当突出, 严重时会损坏电子元器件。因此, 汽车电子设备的电磁环境最为恶劣, 汽车电子设备的电磁兼容性问题也特别受到人们的重视。汽车点火所产生的高频辐射最为突出。日本和美国等先进国家的环保部门为防止汽车电气噪声对环境的污染, 规定只能使用带阻尼 (如碳芯) 的屏蔽线作为点火线, 实践表明这是很有效的措施。

为了解决微电技术, 尤其是计算机在汽车上的应用和推广, 根据需要和实际要求, 可以设计出效果良好的滤波电路, 置于前级可使大多数因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处;可以设置隔离电路, 如变压器隔离和光电隔离等解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰, 同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰;也可以设置能量吸收回路, 从而减少电路、器件吸收的噪声能量;或通过选择元器件和合理安排电路系统, 使干扰的影响减小。

微机设备的软件抗干扰主要是稳定内存数据和保证程序指针。微机是一个可编程控制装置, 软件可以支持和加强硬件的抗干扰能力。如果微机系统中随机内存RAM主要用于测量和控制时数据的暂时存放, 内存空间较小, 对存放的数据而言, 若将采集到的几组数据求平均值作为采样结果, 可避免在采集时因干扰而破坏了数据的真实性;如果存放在随机内存中的数据因干扰而丢失或者数据发生变化, 可以在随机内存区设置检验标志;为了减少干扰对随机内存区的破坏, 可在随机存储器芯片的写信号线上加触发装置, 只有在CPU写数据时才发。软件抗干扰的措施也很多, 如数字滤波程序、抗窄脉冲的延时程序、逻辑状态的真伪判别等。有时候, 必须采用软件和硬件相结合的办法才能抑制干扰, 常用的办法是设置一个定时器, 从而保护程序正常运行。

近年来, 电子仪器向着“轻、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向发展。塑料机箱、塑料部件或面板广泛地应用于电子仪器上, 于是外界电磁波很容易穿透外壳或面板, 对仪器的正常工作产生有害的干扰, 而仪器所产生的电磁波, 也非常容易辐射到周围空间, 影响其它电子仪器的正常工作。为了使这种电子仪器能满足电磁兼容性要求, 人们在实践中, 研究出塑料金属化处理的工艺方法, 如溅射镀锌、真空镀 (AL) 、电镀或化学镀铜、粘贴金属箔 (Cu或AL) 和涂覆导电涂料等。经过金属化处理之后, 使完全绝缘的塑料表面或塑料本身 (导电塑料) 具有金属那样反射 (如手机) 。吸收、传导和衰减电磁波的特性, 从而起到屏蔽电磁波干扰的作用。实际应用中, 采用导电涂料作屏蔽涂层, 性能优良而且价格适宜。在需要屏蔽的地方, 做成一个封闭的导电壳体并接地, 把内外两种不同的电磁波隔离开。实践表明, 若屏蔽材料能达到 (30~40) dB以上衰减量的屏蔽效果时, 就是实用、可行的。

由于电子技术应用广泛, 而且各种干扰设备的辐射很复杂, 要完全消除电磁干扰是不可能的。但是, 根据电磁兼容性原理, 可以采取许多技术措施减小电磁干扰, 使电磁干扰控制到一定范围内, 从而保证系统或设备的兼容性, 例如, 通信系统最初设计时, 就应该严格进行现场电波测试, 有针对性地选择频率及极化方式, 避开雷达、移动通信等杂波干扰;高压线选择路径时, 应尽量绕开无线电台 (站) 或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽;接收设备与工业干扰源设备适当配置, 使接收设备与各种工业干扰源离开一定距离;在微波通信电路设计中, 为了减少干扰, 可采用天线高低站方式调整微波电路反射点, 并利用山头阻挡反射波, 使之不能对直射波形成干扰。另外, 微波铁塔是独立的高大建筑物, 应采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。

4 结语

看来电磁干扰对我们迅猛发展的现代社会来说是在所难免的, 为了能使我们生活在健康的生存环境里, 我们就要花大量时间和力量来研究和解决电磁干扰对环境的影响, 一个设计理想的电工电子设备或系统应该既不辐射任何不希望的能量, 又应该不受任何不希望有的能量的影响。所以说电工电子设备的电磁兼容性应该让我们重视起来, 减少电磁干扰对环境的影响。

参考文献

[1].B.E.凯瑟 (美) .电磁兼容原理[M].北京:电子工业出版社, 1985

[2].GB3907-83.工业无线电干扰基本测量方法[S].北京:中国标准出版社, 1983

[3].GB4824.1-84.工业、科学和医疗射频设备无线电干扰允许值[S].北京:中国标准出版社, 1984

[4].GB6279-86.车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电特性测量方法及允许值[S].北京:中国标准出版社, 1986

印制板电磁干扰的探讨 第9篇

电路是电子产品的脉络, 印制电路板 (PCB) 就是这个脉络的设计表现, 它的设计的好坏, 关系到印制板的成败。评定设计成败的标准是:一、是否具备正确无误的连接;二、电磁干扰的抵抗性。

信息化进程的加快, 使得印制板的设计有着密度高、间距小、孔径细、层次多的特点, 同时, 电磁干扰的问题越发突出, 解决得好, 既可以实现各个电路无干扰工作, 又可以降低电磁辐射。因此, 本文就印制板电磁干扰问题做一些有意义的探讨, 希望对印制板的设计工作起到一定的借鉴作用。

2 印制板电磁干扰分类

在具体的实际工作中, 我们发现, 80%以上的电磁干扰问题, 发生在20%的设计电路上。主要分作:层板干扰、布局干扰和布线干扰。

层板干扰是指由于层板设计不合理, 导致出现噪声干扰。比如在信号区, 若是分层不合理, 就会形成高频谐波, 产生噪音。

布局干扰是指电子元器件安排的位置不合理, 导致电磁干扰。比如在发射区, 若是时钟发生器、晶振、信号处理器等远离逻辑电路, 并且排列过密, 就很容易受到干扰。

布线干扰是指, 线路设计不合适, 导致形成干扰。假若复位线、中断线、控制线等线路安排不合适不合理, 就会在敏感度方面出现干扰, 导致系统工作出现混乱。

3 印制板电磁干扰的对治措施

知道了印制板电磁干扰的种类, 就可以采取正确的对治措施, 从这三个方面消除不良影响, 提高电磁干扰的兼容性, 从而满足相应的设计要求。具体的措施有以下几个方面。

3.1 从选择电子器件开始

在逻辑电路不变的情况下, 低速率的电子器件可以减少发射时的干扰。比如:若是把时钟频率由5MHz加大到15MHz时, 其发射区的干扰则增加3倍。选用管脚兼容的低速器件, 可以有效减少干扰。若是必须使用高速电子器件的时候, 为了避免谐波发射引发的干扰, 可以在电路的VCC端串联一个去耦电容 (小型铁氧体珠) 。还可以在输出端串联一个小阻尼电阻 (10~47Ω) , 消除“振铃”现象。对于继电器、大电流开关及DC/DC开关电源, 要分开一定的距离, 消除耦合干扰。对于容易发生噪音的时钟发生器、晶振等器件, 应该靠近排列。

3.2 合理安排多层印制板

选择多层印制板, 可以有效改善电磁干扰问题。试验证明, 多层印制板可以令抗电磁干扰的性能增强几十倍。因此, 若是经济条件允许, 建议采用多层印制板。为了充分发挥多层印制板的抗电磁干扰能力, 合理分层布置很重要, 一般的规律是:电源版面靠近地面, 减少接地阻抗;信号版面布置在外层, 降低辐射干扰;关键核心版面布置在内层, 缩短连接线长度。

3.3 科学布线

本着优先安排关键信号线的原则, 尽可能的独立安排电源、高速信号、时钟信号和同步信号等关键信号的布线层。按功能、按高低压分开、高低速分开、数字与模拟分开的原则, 对线路进行分组布置。仔细检查线路走向, 尽可能地缩短其长度。要注意I/O电路, 因为I/O耦合噪声是电磁干扰问题的一个主要源头。I/O驱动电路要靠近印制板的接插孔位;安置电容, 对I/O电路的信号线进行高频滤波;串扰耦合, 对I/O电路的电源与接地线进行高频去耦。

3.4 电源去耦很重要

数字电路有这样一个特点, 即:当电路状态发生变化的时候, 电源线内部会产生尖峰电压, 并在瞬间形成噪声电压。给电源的高频电容器并联一个10~100µF钽电容, 可以减少电源线的噪声干扰, 同时为了避免导线的自感现象, 应尽可能地缩短电容导线, 必要时可以安装表面贴装器件 (SMT) 。

3.5 注意时钟信号线

时钟的晶体振荡器、谐振器是产生电磁辐射干扰的源头, 选择晶体振荡器, 要选择其谐波能量比较小的, 而且一旦确定了振荡器, 建议保持稳定的供应商, 以保证晶体振荡器性能的稳定性。并联去耦电容进行去耦;串联阻尼电阻 (或铁氧体) 降低“振铃”现象;安排振荡器模块的时候, 要远离I/O器件和I/O电路, 避免出现串扰现象。

3.6 关注连接器

基于连接器上线路多的特点, 要注意在安排连接器位置的时候, 应该远离时钟、、控制电路、变压器等辐射源, 在连接器上要科学安排线路走向, 避免出现天线电感环, 可以多安排地线作间隔, 可以添加RC滤波器, 消除线路传输干扰。

3.7 留意“中断与复位”

快速转换电路的“中断与复位”的转化功能, 不是每一次都有实际功效的, 而且, 其信号频率会产生较强的电磁干扰, 因此, 在布线的时候应该考虑远离I/O器件和I/O电路, 避免出现串扰现象。在电路输入端使用高频滤波消除无用的转化。达到降低电磁干扰的目的。

对于印制板的电磁干扰问题, 经常性的测试工作是必不可少的。因为电磁干扰的不可预测性, 决定了测试工作要尽早抓的特性。从设计到零部件组装, 从样机定型到成品下线, 测试工作务必要贯穿其中。只有这样, 才能有效发现问题解决问题。保证系统正常工作。

4 结论

能否有效解决印制板的电磁干扰, 需要较强的专业性和较高的技巧性。只有从设计开始, 严格把关, 积累经验, 不断总结, 才能有效解决印制板的电磁干扰问题。在这个过程中, 没有捷径可走, 没有抄袭与教条, 只有踏踏实实地不断探索, 才能取得最终的胜利。

参考文献

[1]方玉龙.PCB的电磁兼容设计[J].煤炭技术, 2010 (03) .

[2]曾芳.PCB电磁兼容设计与测试案例分析[J].电子信息技术, 2010 (05) .

数控系统电磁干扰及控制 第10篇

1 原因分析

数控机床常常因为干扰的存在, 使得数控系统不能稳定工作, 不能按照设计要求工作。本文对机床数控系统干扰源进行分析, 探讨机床数控系统电磁兼容性, 通过分析干扰来源、干扰传递途径、干扰耦合方式, 找到干扰源并采取有效措施使数控系统能够正常工作。

机床数控系统由执行机构 (电机) 、电源、测量单元 (如负荷传感器) 、数控单元 (如电机驱动单元) 、接触器、继电器等组成。电磁干扰对测量单元和数控单元影响最大, 是造成机床控制不稳定、影响加工精度的主要因素。而机床数控系统中驱动电源、电机、电磁阀、继电器等是机床数控系统内部干扰源, 特别是继电器、接触器等, 在通断时触点处产生的电火花是较强的干扰源。这些干扰源通过一些耦合途径造成对测量和数控单元的干扰。

机床数控系统外部干扰源, 主要有变压器、大型直流电机、电焊机等启动电流大的用电设备, 这些设备容易形成强大脉冲电流, 形成瞬间强磁场。如果没有采取抗干扰措施, 这些设备会产生很大的电磁干扰, 以电磁波的形式或通过地线、电源线耦合到测量和控制单元。机床附近开关电源设备特别是高频电源也容易对数控系统产生干扰, 开关电源以较大的工作电流和较高的工作频率, 容易产生过尖的大脉冲电流, 且也很容易通过机壳辐射到周围环境, 耦合到数控系统中位置和速度传感器的输入端, 造成较强干扰。

2 电磁耦合

(1) 传导耦合。传导耦合是干扰源与数控各单元之间的主要干扰耦合途径之一, 传导干扰可以通过电源线、信号线、互连线、接地线等进行耦合。

(2) 共阻抗耦合。当两个不同电路的电流流过公共阻抗时, 就出现如图1所示的共阻抗耦合, 地电流I1和I2都流过公共阻抗Z, 就电路1来说, 它的地电压被地电流2所调制。因此, 一些噪声信号通过共地阻抗耦合到电路1。

又如图2所示, 所有独立电路通过串联连接, 则

其中I1、I2、I3分别是电路1、电路2、电路3接地点处电流, U1、U2、U3分别为电路1、电路2、电路3接地点处电压。

从式 (1) 可以看出任一个电路电流的变化都会对其他电路产生影响。

由此可见机床数控系统中接地不良, 各控制单元之间相互影响是很大的。

(3) 感应耦合。感应耦合是变压器、继电器、电感器之间主要干扰方式, 它分为感应耦合和磁感应耦合, 主要出现在机床内部干扰源对测量和控制单元之间的耦合方式。

其中Un为电路1在电路2中感应的噪声电压, M12为电路1与电路2之间的互感, I1为电路1中流过的电流。

(4) 辐射耦合。辐射耦合是通过空间以电磁波的形式耦合到数字系统的噪声, 主要方式为电缆耦合到机壳, 电缆耦合到电缆, 机壳耦合到机壳, 在实际工作中高频干扰信号主要通过辐射耦合到机床数控电路。

3 抗干扰措施

根据上述分析, 结合日常检验经验, 现提出如下抗干扰措施供参考。

(1) 对数控系统设计进行优化, 数控系统电路板的布线要严格遵守工艺要求, 不得随意接线。对电源的输入端, 要有良好的防干扰措施, 如浪涌吸收、滤波等, 尤其是高频开关电源。对感性器件要采取良好的吸收措施, 针对大功率开关触点要增加灭弧装置。

(2) 对现场电磁干扰源要加以抑制或降低。例如电火花设备等, 对其电源也要采取防辐射等措施, 降低它对电网的干扰。

(3) 对电网波动大的地方, 可采用稳压供电等方式, 不要与强干扰设备共用一排电源母线或变压器。

(4) 加强定期巡回检查, 如地线检查, 防止浮地。机床侧开关检查, 防止通过床体、大地构成控制信号回路。

4 结论

数控系统中电磁兼容设计是一个十分复杂的问题, 数控系统有多种电磁干扰源, 对于不同的情况应有不同的处理方法。因此, 在抗干扰设计中只有充分考虑各方面的因素, 结合电磁干扰产生的机理, 合理有效地抑制干扰, 才能使数控机床可靠运行。

摘要：本文对数控机床电磁干扰进行研究, 分析了电磁干扰的来源及耦合方式, 结合日常检验工作, 给出一些防电磁干扰措施, 实际证明能够有效降低干扰, 提高数控机床稳定性。

关键词：数控机床,电磁感应,抑制

参考文献

[1]廖德岗, 姚银燕.基于开放式体系结构的数控机床可靠性及抗干扰设计[J].制造业自动化, 2005, (4) .

[2]黄卉.机床数控化改造中电磁兼容性问题探讨[J].机床与液压, 2004, (7) .

电磁干扰 第11篇

关键词：高速铁路;电磁防护;牺牲阳极;固态去耦合器

一、高速铁路对油气管道的电磁干扰

（1）干扰的产生。当管道与强电线路距离平行接近时，其周围产生交变磁场，这个磁场会在油气管道上产生干扰电压。（2）干扰的危害。交流电可以加速管道的腐蚀层的老化，引起其脱落，使其原有的防腐措施失效。在故障状态下，其产生的感应电压可能击穿保护设备，危机操作人员的人身安全，甚至对周围的环境产生破坏。

二、干扰影响的测定

（1）土壤电阻率的测定。由于成份是多种多样的，因此不同土壤的土壤电阻率的数值往往差别很大。影响土壤电阻率的最主要因素是湿度。利用接地电阻测试仪测量土壤电阻率，接地电阻测试仪用四极法测量土壤电阻率。

图1  四极法测量土壤电阻率的示意图

表1  主要参数

（2）机车特性。本线开行CRH系统动车组，其主要参数如下：

图2  牵引特性图           图3  再生制动特性

三、电磁防护方案

（1）牺牲阳极防护方案。目前普遍采用电法保护和绝缘层保护相结合的方法。电保护法种类很多，目前国内外广泛采用的电保护法主要是阴极保护法，因为阴极保护法效率高，投资少，施工方便。由于阳极的氧化反应而使阳极金属不断腐蚀溶解，即“牺牲”掉，以实现对阴极的金属的保护。把不同电极电位的两种金属置于电解质体系内，当有导线连接时就有电流流动，这时电极电位较负的金属为阳极。

设置排流接地后，管道将能在排除电气化铁道所产生的杂散电流甚至接触网短路所造成的影响的同时，维持了原有的保护电位。

图4  牺牲阳极轴向水平卧式安装方法

（2）交流排流方案。采用的电磁干扰解决方法是在管道上安装排流装置，排流装置可以有效的解决电磁干扰问题，将管道电位限制在可靠的水平。根据《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》（GB/T 50698-2011）第4.1.2条，对干扰源在正常和故障条件下管道可能受到的交流干扰进行计算。计算公式如下：

Umax=U20m·fd·Ick·αγ·α 其中，Umax—管道上磁干扰电压最大值（V）;U20m—接近距离为20m时磁干扰电压最大值

（V/kA），铁路为了减轻电气化强电线路对其它设施的电磁干扰，全线采取了桥梁和桥墩中钢筋连成整体，在距管道两端的桥墩钢筋不接地，其余的接地，接地电阻小于或等于4欧。钢轨与轨枕之间铺设绝缘垫。现行的交流排流方案有4种，比较如下：（1） 直接排流：效果好。（2）隔直嵌位式排流：效果好，无需电源。（3） 负电位排流：适用于高土壤电阻率的地方，排流效果好，可向管道提供阴极保护。（4）固态去耦合器排流：这是国外广泛采用的排流防护新技术。

图5  大乙烯管廊固态去耦合器安装图

四、结束语

机载电子设备的电磁干扰浅析 第12篇

本文首先简要介绍电磁干扰的基本常识,然后重点介绍机载电子设备的电磁耦合的分析过程,并提出解决电磁干扰的具体方法。

电磁干扰

1.电磁干扰三要素:

任何一个电磁干扰的发生都必须具备三个基本要素,第一是有一个干扰源,第二是有传播干扰能量的途径或通道,第三还必须有敏感设备。

2.电磁干扰的基本传播途径与耦合原理

传播途径有电磁干扰的传播途径有两个,一个是传导传播,一个是辐射传播。与之相对应的,被干扰的敏感设备与干扰的耦合途径也有两个,一个是传导耦合,一个是辐射耦合。耦合原理有三类:传导耦合,导线经过有干扰的环境,即拾取干扰信号并经导线传导到电路而造成对电路的干扰,称为传导耦合,或者叫直接耦合;共阻抗耦合,当两个电路的电流经过一个公共阻抗时,一个电路的电流在该公共阻抗上形成的电压就会影响到另一个电路,称为共阻抗耦合;辐射耦合,辐射源向自由空间传播电磁波,感应电路的两根导线就像天线一样,接受电磁波,形成干扰耦合,干扰源距离敏感电路比较近的时候,如果辐射源有低电压大电流,则磁场起主要作用;如果干扰源有高电压小电流,则电场起主要作用。

机载电气电子设备的电磁耦合过程分析

在机载电子设备的电磁干扰分析中,导线对导线的耦合和场对导线的耦合是两种最重要的耦合干扰方式,因此本文主要介绍这两种耦合方式,并提出解决方法。

导线对导线的耦合分析。在机载电气电子设备装置中,一般都要把各种连接导线扎成一捆捆电缆,但是这一捆捆电缆内部存在着程度不同的导线之间的耦合感应,严重时会使设备遭受干扰而导致性能降级或功能不正常。

导线对导线的感应耦合原理。根据感应耦合的原理可知,在两导线之间同时存在磁场耦合和电场耦合。在信号源频率较低时,导线的长度远小于信号波长,即,可用集中的互电感参数M12和C12来表示电磁耦合。在信号频率较高时,即时,线间耦合用电磁场理论的传输方程来分析。

导线对导线的耦合分析过程

1.1低频线间耦合分析

为了较好的分析低频间的耦合,在工程应用中,一般可直接获得的导线数据是线径a,线间距离d,耦合长度l,导线离地高度h,通过计算,得到等效分布参数,导线间的分布参数有单位长度导线电阻r,自感系数L,对地电容C0,及两线间单位长度的互感系数M12、互电容系数C12,单位长度的一次参数计算公式为:

在频率极低的情况下,可以忽略自感作用和导线对地平面的电场感应,即令L=0,,只考虑两线间的互感耦合和互电容耦合,故耦合电压为:

1.2高频线间耦合分析

在传输信号的双回路中,设信号源Us的波长为,源内阻为ZS,负载阻抗为ZL,电路模型往返导线间隔距离为h,导线长度为l,采用电磁场的传输方程来分析时,首先进行分段处理,将导线分成无限多段,全部导线看成无限多个微分单元dy串级而成。微分单元中的电阻为rdy,自感系数为Ldy,两导线间的电容为C0dy,漏电导为G0dy.根据基尔霍夫回路电压平衡方程,可得dy段中电压和电流方程为:,以dy除以方程两端得:,由基尔霍夫节点电流方程得:,整理后并以dy除方程两边得:。式(1-3)和(1-5)称为传输线传输微分方程,在边界条件和初始条件给定时,就可以确定耦合电压和电流。解决方法:低频情况下,可以通过减小导线长度,减小线间距离,增大导线离地高度等办法;高频情况下,可以通过采用屏蔽导线,在导线两端加抑制器件如压敏电阻阀片、放电管、雷电抑制器等办法。

2.场对导线的感应耦合分析

机载电子设备大多数都装在金属壳的盒子内,既可提高整体强度,又可加强电磁防护,因此电磁波直接由盒体进入电子设备内部,往往因为场强较弱,不易造成危害,但这些电子设备的外引连接电缆却直接暴露在电磁场的作用下,经过场对线的激励,感应较强的干扰能量,然后再沿导线进入设备电路造成危害。

2.1场对导线的干扰类型。对导线产生干扰的电磁场从来源上可分为两类:一类是封闭系统内的辐射场;另一类是封闭系统外的干扰。从干扰电磁波的特性上,干扰源可分为连续波时变场和脉冲波瞬态场。

2.2场对导线的感应耦合

在机载电气电子设备的系统中,两设备之间往往是通过两根平行线相连接,同时,每个设备内部,又有作基准参考电位的地线,一般是通过低阻抗导线与设备壳体相连。如果导线附近出现较强的电场或磁场时,可能引起两种感应电压:一是由导线和系统地构成的闭合回路,产生感应电压UC,即共模干扰产生的电压;另一种是两根导线和设备电路构成的回路,产生感应电压UD,即差模干扰产生的电压。

2.2.1分析过程:

同样,对于两根导线构成的闭合回路中的感应电压为:

该感应电压在两根导线中产生方向相反、大小相等的电流I1和I2.UD称为差模电压。这种场对闭合回路导线的耦合称为差模耦合。

假如入射波以磁场强度H为主,根据电磁感应定律,感应电压为:

式中:为回路波阻抗。

解决方案:

差模耦合电压

在平衡电路中差模耦合电压主要取决于两平行线所围成的面积l*d和电磁场的频率f,在f和l一定的情况下,应尽量减小两线的间距,因此最常用的办法是连接导线采用双绞线。在不平衡线路中,差模电压主要取决于两导线所构成的回路中的阻抗不对称程度,因此应尽量减小回路中阻抗的不对称程度。

共模耦合电压

对有些机载电气电子设备,其机壳不接地,或者其参考地处于悬浮状态时,共模耦合电压在低频情况下大部分被隔离,不会造成干扰。但是随着频率的增高,电路的参考地线与机壳之间就会产生分布电容,机壳与地之间也会有分布电容,这些分布电容会使共模电流构成通路,产生干扰。

分布电容可近似为平行板电容器,其电容量。式中A为两平行板面积,通常等于设备的对地平面的等效面积,t为两平行板的间距。因此,共模耦合电压主要由由设备对地的安装情况和机壳内印制板的安装状态决定。

小结