浅析电子设备电磁兼容故障的预防处理

孙伟玮

摘 要：简述了电子设备一般电磁兼容故障的特点，对电子设备产生电磁兼容故障的原因进行了归纳分析，以某电子设备为例，探讨了电磁兼容故障的预防和处理措施，可为提高电子设备的电磁兼容水平提供参考。

关键词：电子设备；电磁兼容故障；预防处理；参考

中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2015）12-00-01

0 引 言

随着电子技术的飞速发展，微型化已成为一种发展趋势，高度集成的电子装备自身电磁环境极为复杂，再加上在使用过程中电磁环境千变万化，极易诱发电磁兼容故障。因此，电磁兼容故障的预防处理显得尤为重要。

1 电磁兼容故障的特点

电磁兼容故障一般是指系统的电子设备因电磁兼容性设计疏漏，或周边电磁环境（包括辐射和传导）不协调而导致的故障。主要表现为系统不能正常工作或不能满足电磁兼容指标要求[1]。具有以下几个基本特点：

（1）具有综合性，包括多种干扰因素的相互叠加、延伸等；

（2）根源隐蔽性，增加了故障诊断及解决的难度；

（3）对系统的破坏性，极易引发电子元器件失效，进一步造成装备可靠性降低等。

2 产生电磁兼容故障的主要原因

针对电磁兼容故障，首先要分析各电子设备间电磁干扰的耦合途径和方式。其次要分析电磁防护、泄漏、辐射、传输等问题[2]。归纳起来主要有以下几点：

（1）电磁敏感。电磁敏感是指电子元器件等暴露在强电磁辐射之下时性能极易降低的特性。例如强电磁脉冲等引起的强电流、强电场、强磁场等，都会引起电子元器件、电磁敏感电路的功能丧失。随着电子对抗技术的发展，将逐渐成为诱发电磁兼容故障的主要因素。

（2）自然损耗。电子设备在使用和贮存过程中，某些电子元器件的性能会因时间、环境等因素发生变化，使元器件的噪声特性增强、电性能减弱、无效电磁辐射增加、谐波抑制性降低、抗干扰能力下降等。

（3）辐射干扰。有自然辐射干扰，如宇宙干扰、大气干扰和雷电干扰等；也有无意辐射干扰，如电缆辐射、电路板辐射等电磁波干扰；还有有意辐射干扰，如干扰机、雷达天线、通信天线等主动发射的电磁波干扰等。

3 一般电磁兼容故障的预防和处理

预防电磁兼容故障的核心是有效抑制电磁（辐射或传导）干扰[3]，主要遵循三个原则：

（1）尽可能地抑制干扰源，最好能直接将干扰源隔离在系统之外；

（2）尽量消除干扰耦合和辐射，切断电磁干扰的传递途径；

（3）隔离敏感电子部件，提高系统抗干扰能力。

以某型装备导引头为例，该系统由壳体位标器、弹上计算机、信息处理、陀螺控制、微波电路及天线组合等电子设备组成[4]，根据电磁兼容故障的特点和原因分析，可从有源器件的选型、接地设计、屏蔽设计、滤波设计四个方面采取预防措施[5，6]。

3.1 有源器件的选型

导引头使用的有源器件包括运算放大器、AD变换器、接口电路和基准电压电路等。为预防电磁兼容故障，在有源器件选型时，要按照抗干扰性、电磁发射能力、封装和电源电压等要素综合考虑，区分情况择优选用，在功能相同的情况下，有源器件电源电压越低，电磁发射能力也越低，对电磁兼容带来的干扰就越低。

3.2 接地设计

接地的目的是使整个系统的所有单元电路均有一个公共的参考点位，保证电路系统稳定工作，防止外界电磁场干扰。在电子设备系统设计时，可以通过浮地、单点接地、多点接地、混合接地等不同的接地方式，找出合适的接地电位。该导引头多工作于低频，可以采用单点接地的方法，各电子模块分别将地线接至参考点，使接地网络中其他任何模块的电流均不会耦合入电路，能够避免低频环路出现干扰，有效预防电磁兼容故障。

3.3 屏蔽设计

屏蔽就是用一个导电的封闭面将电子设备内外两侧空间进行电磁性隔离，既可以针对干扰源，也可以针对被干扰体，具体分为电磁屏蔽、电场屏蔽和磁场屏蔽。对于射频模块和电源模块等，可用金属壳体封闭屏蔽；对于小信号器件，可在连接电缆上进行屏蔽；对于强信号器件，可通过插接滤波器来减少对外辐射；对于外界强辐射干扰，就需在装备整体运输、贮存、使用过程中做好防护工作。

3.4 滤波设计

滤波的目的是将以传导方式进入或离开设备的噪声衰减至设备所能承受的合理水平，滤波器是实现滤波的主要元器件。该导引头电路属于高阻抗电路，由于受体积的限制，导引头内需用体积不能过大的电容滤波器进行滤波。钽电解电容的容量体积比大，温度稳定性好，通过在该导引头内每个电路模块的电源输入端使用贴片钽电容可达到有效预防电磁兼容故障的目的。

4 结 语

通过对电子设备电磁兼容故障的基本特点及原因探讨，以某型装备导引头电磁兼容故障的预防处理为例进行了分析，启示我们在预防电磁兼容故障方面要做到在事前以预防为主，事后认真总结，举一反三，闭环管理，不断探讨完善电子设备电磁兼容方面的理论研究，强化标准规范在研制生产中的落实，进一步提高电子设备的可靠性水平。

参考文献

[1]陈雷.电路中电磁干扰的形成与处理[J].连云港师范高等专科学校学报，2003 （4）：39-40.

[2]杨克俊.电磁兼容设计与测试[M].北京：人民邮电出版社，2007.

[3]白同云.嵌入式机器人控制器的电磁兼容设计[J].安全与电磁兼容，2010（5）：70-72.

[4]张远新，江言林.反舰导弹抗干扰技术发展与应用[J].飞航导弹，2008（8）：34-36.

[5]丁龙刚.基于无线技术的物联网电磁兼容与抗干扰研究[J].物联网技术，2013，3（1）：46-48.

[6]李雪，刘泰康，姜云.电磁屏蔽技术分析[J].电子工艺技术，2007，28（1）：49-51.