电磁环境对电子设备的影响分析

郭杰（西安航空学院计算机学院，陕西西安，710077）

电磁环境对电子设备的影响分析

郭杰
（西安航空学院计算机学院，陕西西安，710077）

随着电子设备在军事、医疗卫生、航空航天、网络通信等多领域中的广泛应用，其重要性日益凸显，但因为其自身特性较容易受到电磁干扰，制约了其使用性能的有效发挥，为此，深入分析电磁环境下电子设备运行状态和受干扰程度，能够促进电子设备的不断完善，而本文正是以此为研究重点，分析了电磁干扰源及其对电子设备性能的具体影响，进而提出了预防和规避电磁干扰的措施。

电磁环境；电子设备；使用性能；抗干扰

0 引言

近年来，电子信息技术的飞速发展驱动了电子设备在航空航天、医疗、网络通信等各领域的应用，但也面临着电磁干扰的问题和困境，电磁环境下运行的电子设备不仅电子信号、传输速率、传输精准性受到严重影响，而且还会导致信号消失、不能准确定位、信息获取和传递顺畅的问题，尤其是在过强或是复杂的电磁环境下，电子设备的使用性能可能会受到严重干扰，甚至是无法工作，针对此，深入探析电磁环境对电子设备的性能影响将具有重大的现实意义。

1 电磁干扰的原理及类型分析

1.1 电磁干扰的基本原理

电磁，一般情况下是指物质所表现出来的电性以及磁性的统一称谓，诸如电磁感应、电磁波等等，而电磁波则是指物体所固有的发射和反射在空间中传播交变的电磁场的物理量。电磁干扰，英文为ElectroMagnetic Interfence,简称EMI，是指任何在传导或者在电磁伴随着电压、电流的作用下而产生会降低某个装置、设备或系统的性能，还有可能对生活或者物质产生不良影响的电磁现象。

1.2 电磁干扰的类型

根据干扰作用形式可将电磁感染分为传导型和辐射型两种干扰形式，前者是通过导电介质将信号由一个电网络上的耦合至另一个电网络中，而后者则是利用空间将信号耦合至另一个电网络上，在高速的PCB以及系统设计中，集成电路的引脚、高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都是引发电磁干扰的重要因素，这些均能够发射出电磁波并对其他系统或自身内部构成造成不同程度的负面影响。

2 电磁环境的干扰要素

2.1 干扰源分析

电磁环境是电磁波产生的根源所在，更是干扰电子设备，影响其性能发挥的关键要素，而精准判别干扰源能够更有针对性的采取抗干扰措施。当前随着电子设备应用领域和环境的日渐复杂化，干扰源的追溯也更加困难，根据以往研究成果和电磁干扰实践分析，电磁干扰源主要来源于微处理器、微控制器及传送器等元件上，例如，微处理器在信号传输过程中会产生过量的噪声频率，随着时间的推移，该种噪声频率会扩散至半导体元件，进而衍生出谐波信号形成对电子设备的干扰。

2.2 传播路径

电磁环境下，干扰源对电子设备的影响途径呈现多元化，可通过不同的媒介进行传播，目前，无论是通信设备还是电力设备之中，导线均是信号传播的最主要方式，当处于高负荷工作状态时，会对电子设备的信号传播造成直接性影响。

2.3 接收器

干扰源对电子设备传输信号的破坏，与感应干扰的接收器存在密切相关性，在未安装接收器的前提下，通常不会产生电磁干扰问题，通常情况下，在电子设备运行过程中，借助射频辐射接收电磁波的电磁干扰现象少之又少，而多数均是由接收器来完成电磁波接收的，为此，该种电磁干扰不仅会对外界信号传播质量造成严重影响，而且还会破坏传输设备。

3 电磁环境下电子设备抗干扰的策略分析

3.1 接地设计

接地设计是电路系统中的基准点位，是一个等电位点或等电位面，而不一定是大地电位，电子设备的运行环境多为户外，这对防护措施提出了高要求，电子设备的金属构件在设计时多与大地相连接，且接地电阻应该控制在特定值范围内，在抗电磁干扰下，电子设备接地设计应该注意以下几点：首先，电路系统仅配置一个公用参考零电位，以确保其运行的稳定性；其次，在完成接地设计后，可将电子设备存储的电荷引入至大地，以预防对设备元器件的影响；再次，接地设计应该重点预防雷击干扰，以避免因为绝缘不良或其他因素致使电流与机壳相通，影响设备正常运转甚至威胁人生命安全。

3.2 屏蔽设计

屏蔽设计以金属隔离方式来避免两个空间区域中一个区域内电场、磁场及电磁波对另一个区域带来的感应与辐射，抗干扰设计中，可围合屏蔽体中的元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源，以规避干扰电磁场的外散，并将接受电路、设备或系统用屏蔽体围合起来，以预防外界电磁场对其的干扰。电子设备应用中，其电缆、导线、电路等内部元器件自带干扰电磁波，但屏蔽体的优势就在于能够吸收、抵消、反射这些电磁波，进而减弱其干扰功能。

3.3 滤波设计

滤波设计是电磁环境下电子设备抗干扰的最主要方法，其能够将传导干扰的电平降低至最低水平，而且依据信号频率和干扰频谱的差异性，滤波器可对不同成分的信号频率进行有效抑制，从而发挥其独一无二的抗电磁干扰优势。

4 结语

电子设备是最容易受电磁干扰的应用设施之一，而随着无线通信技术和脉冲技术的发展，空间电磁环境变得日益复杂，外来的干扰如脉冲噪声、放射电磁场、静电、雷击、电压变动等不仅降低电子设备性能，而且可能产生诸多不良的后果，为规避这些危害的发生，需要分析电磁干扰源的性质并据此采取有效措施，如此才能够促进电子设备的深化应用。

[1]张翰文.关于电子设备在电磁环境下若干问题的分析[J].科技创业家,2014,(07):147.

[2]池建军,罗小明,郭钰,周跃.复杂电磁环境对电子装备试验与鉴定综合能力的影响分析[J].河北科技大学学报,2011,(S1):94-95+103.

Analysis of the influence of electromagnetic environment on electronic equipment

Guo Jie
(Xi’An Aeronautical University Computer academy,Xi’an Shaanxi, 710077)

With the wide application of electronic equipment in the fields of military, medical, aerospace, network communication and etc, its importance has become increasingly prominent, but because of its own characteristics are vulnerable to electromagnetic interference, restricting its use performance effectively, therefore, in-depth analysis the running state and interference degree of electronic equipment in the electromagnetic environment , can promote the improvement of electronic equipment, so this paper focus on this, analyzes the source of electromagnetic interference and its effects on electronic equipment performance, and puts forward the measures to prevent and avoid electromagnetic interference.

electromagnetic environment; electronic equipment; performance; anti-interference