电子仪器防电磁干扰技术措施

程建文

【摘 要】针对电子仪器防电磁干扰技术措施的研究，将从电磁干扰的来源及类别入手，结合电磁干扰的传播方式，对电磁干扰对电子仪器产生的不利影响进行分析。论文对电子仪器防电磁干扰技术的具体应用措施展开论述。希望论文的研究，能为提高我国电子仪表等的抗电磁干扰性能提供参考性建议。

【Abstract】According to the technical measures of preventing electromagnetic interference of electronic instruments， paper will start from the source and type of electromagnetic interference， combining with communication of the electromagnetic interference， analyze adverse effects of the electromagnetic interference on electronic equipment. This paper discusses the specific measures of anti electromagnetic interference technology for electronic instruments， hoping this study can provide a reference suggestions for improving the anti electromagnetic interference performance of Chinese electronic instrument.

【关键词】电子仪器；电器干扰技术；滤波与接地；电磁传播

【Keywords】electronic instruments； electrical interference technology； filtering and grounding； electromagnetic propagation；

【中图分类号】TN60 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）11-0160-02

1 引言

在电流与电压影响下，磁场中的设备传导性能会发生改变的现象，被称为电磁干扰。电子设备在使用的过程中，电磁干扰现象是经常发生的现象，是无法避免的。电磁波的干扰给使电子仪器的正常工作结果带来偏差，因此，为了进行有效避免其影响，将电子仪器所受到的损害程度降到最低，加强电子仪器防电磁干扰技术措施研究具有重要意义。

2 电磁干扰的来源及类别

2.1 电磁干扰的来源

使仪器发生电磁干扰的现象包括很多种，通常包括两种，即人为干扰与自然干扰。人为干扰的现象，就是指仪器等其他仪器设备产生的电磁干扰。在人为干扰中，常见的干扰来源包括无线电发射设备、大型或小型的电器、低频或高频仪器设备等。自然干扰，就是指人体或者设备自带而产生的电磁干扰，主要以电火花、静电、电晕的形式存在，并且将这些形式释放给距离相近的仪器仪表，进而产生电磁影响。其中，大气噪声干扰是自然干扰的表现形式之一，其覆盖的频谱较宽，具有传播距离远、产生放电现象的特点，进而带来脉冲宽带干扰[1]。除了电磁干扰来源以外，电磁干扰的现象也离不开耦合路径与敏感接收器两个必要因素。三个因素结合，会对周边的很多电子仪器和设备造成电磁干扰，从而影响电子仪器设备的正常使用。

2.2 电磁干扰的类别

电磁干扰类别研究，是有效防范仪器受到电磁干扰影响的第一步。电磁干扰的类别主要分为内外部干扰两种。对于电子仪器仪表内部产生的干扰，是基于内部结构复杂性而产生的。内部的小元器件能够产生磁场而相互作用。比如，导线与地线会在信号传输的过程中发生阻抗耦合，一旦通电就会使周边其他元件受到影响。对于仪表外部产生的干扰而言，是基于外部设备工作功率较大而产生的。当使用较高电压并通电时，设备线路之间就会通过耦合的作用产生电磁波，导致仪表灯器件参数发生改变，影响设备的运用。

3 电磁干扰的传播方式

电磁干扰的传播方式，主要有两只种。一种是辐射场，另外一种是似稳场。辐射场的产生是源于电磁干扰现象中的波长作用。与干扰作用的对象相比，干扰源在结构与尺寸比例上相对较小，因此干扰源由辐射激发的电磁能量，逐渐侵入周边的干扰受体的运行系统中。似稳场的产生，是在干扰对象的波长较短，以及其结构与尺寸比例较小的条件下产生的。主要通过电磁感应的形式，入侵到干扰对象的传输线路上[2]。或者，以直接传导的形式，进入到周边的设备仪器中，进而对其运行系统造成影响。

4 电磁干扰对电子仪器的不利影响

电磁干扰对电子仪器会产生很多不利影响，甚至是危害。比如，在医用电子仪器使用中，电磁的干扰性会导致仪器的检测结果发生变化，导致给病人测量的参数与其实际不符，这就给医生的诊疗决策提供了错误的信息，进而耽误医生对病人的治疗，给医疗工作带来极大困难。同时，对于机械制造、设备工艺加工领域，也会产生一定影响和危害[3]。科技的高速发展，对机械制造与设备工艺加工提出了更高的要求，要求机械设备实现智能化与自动化。而在实现这一目标之前，首先应当做到的是提升机械设备的精密化。一旦在生产过程中，受到电磁干扰就会使仪器的精度大大降低。比如，对于电子仪表仪器而言，在电磁干扰下仪表参数发生变化，接下来会影响整个机械设备制造的过程。当不精密、不合格的机械设备投入生产和经营，将带来不可预想的危害。

5 电子仪器防电磁干扰技术的应用措施

5.1 滤波手段

在电子仪器防电磁干扰技术的应用措施中，最常见的手段是滤波手段。在信号通过电源线与信号线时，一些較为敏感的电子仪器会借此向外发射电磁干扰信号。想要有效阻止这种干扰信号的传导，或者对其干扰过程进行有效制止，可以采用低通滤波的形式，对干扰信息进行过滤，进而有效过滤掉对周边仪器设备不利的电磁信号的传输。这种滤波手段属于从干扰源上对电磁波干扰进行抑制[4]。但是，低通滤波手段具有一个重要前提，就是需要充分掌握低通滤波器的相关原理，并对电子元器件进行兼容设计。现阶段，我国使用较为广泛的滤波器主要是参数元件低通滤波器，以及同轴吸收滤波器。前者能够有效将电磁干扰控制在一定范围内，后者是通过磁珠的加入，对干扰电磁进行吸收，并以能量形式消耗而做出的抑制处理。

5.2 屏蔽手段

屏蔽手段，是工作生活中较为常见的抗电磁干扰手段。屏蔽手段的基本原理是，在发生耦合的路径方面，对电子仪器产生的电磁干扰进行隔离。该手段主要包括三种形式，即静电场屏蔽、电磁屏蔽、磁场屏蔽等。当电子仪器处于低频状态时，电流通过的线圈周边会产生磁场，为避免干扰的产生[5]，可以采用铁制品设备进行屏蔽，进而降低电磁的影响程度。在高频磁场下，可通过远距离耦合的原理，对干扰进行抑制，比如采用铝和铜等吸收和反射电磁干扰，进而衰减电磁能量。

5.3 接地手段

对于敏感性的电子仪器，可采用转移仪表的方式防范电磁波，比如，通过单点和多点的形式，在仪器内实现接地。生活中常见的大多仪器都是金属外壳，其导电率较高，再加上內部电路复杂性，直流与交流电很容易产生，进而发生电位差，并产造成电磁干扰。为了快速而有效的解决这一问题，采用单点接地是最佳选择。也就是说，在仪器与地面之间建立连接，以此防止电磁干扰，这是低频仪器使用较多且效果较为明显的方式。而对于高频电流下的电子仪器，其内部由高频的回路构成，与不同的线路度都具有相同的电源输出端口。内部元件与端口之间的相互作用会产生阻抗，进而使线圈受到损害，使电流之间的交汇产生电磁感应。基于此情况，则可以采用多点接地的方式，采用独立连接线，有效防止电磁干扰的传播。

6 结论

在我国机械与工艺设备电磁干扰恶化的环境下，为进一步提高电子仪表等器件的抗电磁干扰性能，本文以电子仪器防电磁干扰技术措施为主要研究内容，在电磁干扰来源及传播方式的分析下，从滤波手段、屏蔽手段、接地手段等电磁干扰防范措施方面展开系统探究。研究结果表明，现阶段，我国电磁干扰的传播方式，以似稳场与辐射场为主。同时，电磁干扰来源途径包括两方面，一方面是电子仪器仪表内部，另一方面是电子仪器仪表外部。在未来，还需要进一步加强对电子仪器防电磁干扰技术应用措施的研究，为我国企业机械的顺利制造，以及电子仪器的有效使用提供借鉴。

【参考文献】

【1】朱峰，唐毓涛，高晨轩.弓网离线电弧对CRH380BL型动车组速度传感器的电磁干扰机理及抑制[J].中国铁道科学，2016，37（06）：69-74.

【2】魏华.医疗机构电子计量设备使用中的电磁干扰分析与改善方法[J].电子测试，2017，23（09）：87-82.

【3】张宏钊，刘顺桂，姚森敬，等.高压交流输电线路对埋地金属油气管道的电磁干扰腐蚀及其防护措施[J].山东理工大学学报（自然科学版），2017，31（04）：65-70.

【4】张宁，刘燕.高压电力线在3MHz—30MHz电磁干扰下的建模分析研究[J].移动通信，2015，35（10）：66-70.

【5】邱晓晖，宋百通，陈雪丽，等.基于独立分量分析算法的医疗电子设备辐射电磁干扰EMI噪声分析方法[J].电工技术学报，2015，30（17）：180-190.