DF100 kW PSM短波發射機抗電磁干擾的措施

范學東

摘 要：DF100 kW PSM短波發射機是我國短波廣播事業中的重要機型，其工作載波頻率在3.2～26.1 MHz。由于其在高頻頻率的范圍內工作，且機箱中有各種變壓器、電源和電路板，所以，在發射機工作的過程中會產生許多高頻率的電磁輻射。主要分析了發射機在抗電磁干擾方面所采取的措施，并且將這些措施應用在其他高頻設備中也具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：電磁干擾；磁環；穿心電容；濾波器

中圖分類號：TN838 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.02.070

電磁干擾一直是電氣行業面臨的一個重要問題，在設備工作的過程中，它無處不在，嚴重時還會影響設備的運行。怎樣有效抑制電磁干擾，在工作中采取相應的解決措施，是涉及電磁干擾行業人員必備的基礎技能。DF100 kW PSM短波發射機在我國短波廣播事業的發展中占有非常重要的地位。這類發射機在全國分布范圍很廣，其工作頻率都在高頻內，因此，會產生很多較強的電磁干擾。如果不能有效處理這些電磁輻射，很可能會使得發射機的表值出現異常，各項指標達不到技術的要求，不能進行正常的調諧。所以，相關工作人員就發射機在抗高頻方面提出了很多措施，而這些措施同樣可以應用于其他存在電磁干擾的工作領域，它們能有效解決絕大部分高頻電磁干擾問題。

1 電磁干擾

電磁干擾是干擾電纜中的信號，并有效降低信號完好性的電子噪聲。電磁干擾的傳播方式一般分為2種，即傳導耦合方式和輻射耦合方式。

根據電磁干擾產生的方式，抗電磁干擾的基本措施可以分為4種：①通過屏蔽層抑制輻射干擾；②通過磁環抑制傳導干擾；③通過穿心電容抑制傳導干擾；④通過低通濾波器抑制高頻干擾。

下面結合DF100 kW PSM發射機的工作，簡要分析這4種抗電磁干擾方式。

1.1 通過屏蔽層抑制輻射干擾

金屬箱體屏蔽是抑制電磁干擾最重要且有效的手段，它主要是針對輻射的電磁干擾進行屏蔽抑制。電磁屏蔽按其屏蔽原理可分為以下3種：①電場屏蔽。它可以分為靜電屏蔽和交變電場屏蔽。②磁場屏蔽。它包含低頻磁場屏蔽和高頻磁場屏蔽。③電磁場屏蔽。它是前兩種的總和。在DF100 kW PSM發射機一單元機箱中有各種變壓器、整流模塊和電路板，當其工作時，會使一單元機箱中的電磁頻譜變得很復雜，單位體積內電磁功率密度會很大。如果不能有效處理這些電磁輻射，發射機就不能正常工作。在一單元中，功率表、反射功率表和自動增益控制器件采用金屬殼屏蔽方式屏蔽、隔離外界的輻射。發射機的一、二、三單元機箱都是獨立的金屬箱體，這在很大程度上防止了各單元之間相互干擾的可能。

屏蔽抑制是一種雙向抑制技術，既可以限制內部輻射的電磁能量泄漏，又可以防止外部輻射干擾進入。要想達到此效果，在選擇了具體的屏蔽抑制干擾措施后，金屬外殼就必須接地，這樣才能實現對電磁干擾的雙向抑制。

1.2 通過磁環抑制傳導干擾

對于無線信號，其頻率越高就越容易產生輻射。如果信號線沒有金屬屏蔽網層，那么，這些信號線就等同于天線，發射和接收周圍電磁環境中各種雜亂的高頻信號；如果這些信號疊加在有用的傳輸信號上，就有可能會改變原來傳輸的有用信號，在自動控制時就可能會產生有誤的操作動作。

磁環又名鐵氧體磁環，其作用相當于低通濾波器，它能較好地解決電源線、信號線和連接器的高頻干擾抑制問題，是電子電路中常用的抗干擾元件。它對高頻噪聲有很好的抑制作用，生活中最常見的就是將其應用在顯示器的連接線上。

鐵氧體是一種利用高導磁性材料滲合其他金屬混合制成的。其工作特性主要表現在低頻段，鐵氧體抗干擾磁心呈現出非常低的感性阻抗值，不影響數據線或信號線上有用信號的傳輸；而在高頻段，從10 MHz左右開始，阻抗增大，其感抗分量仍然較小，但電阻性分量卻迅速增加，當有高頻能量穿過磁性材料時，電阻性分量就會把這些能量轉化為熱能耗散掉，使高頻電磁干擾信號衰減，而對低頻有用信號的阻抗可以忽略，因為它不影響電路中正常信號的傳輸。尤其是在自動化控制領域，采用這種簡單、有效的方式會在很大程度上減少在硬件上設計濾波電路的工作。

在實際工作過程中，要根據電磁干擾的頻率特點調整信號線在磁環上的匝數。繞在磁環上的匝數越多，對頻率較低的干擾抑制效果就越好，而對頻率較高的噪聲抑制作用就較弱。通常情況下，當干擾信號的頻帶較寬時，可在電纜上套2個磁環，每個磁環繞不同的匝數，這樣就可以在抑制高頻干擾的同時也抑制低頻干擾。

1.3 通過穿心電容抑制傳導干擾

穿心電容包括三端電容、2個引腳和1個接地端。2個引腳之間與普通電容的接法一致，但是，其有接地端并且接地端面積比較大，接地端安裝方式有焊接式和壓接接觸式。正是因為接地端的存在，所以，穿心電容接地電感非常小，引線電感也非常小，輸入和輸出端被接地端金屬板隔離，并消除了高頻耦合，使穿心電容具有接近理想電容的濾波效果。在DF100 kW PSM發射機中，為高末電子管柵極、簾柵極供電時，采用了穿心電容，它能有效濾除高頻環境中的電磁干擾，為電子管各極供電提供了穩定的電源保障。

1.4 通過低通濾波器抑制高頻干擾

低通濾波器容許低于截止頻率的信號通過，但是，高于截止頻率的信號不能通過電子濾波裝置。最簡單的濾波器為RC濾波器。

無源RC低通濾波器的組成元件為電阻R和電容，它是一階系統。無源RC低通濾波器如圖1所示。由于電阻R與頻率無關，RC低通濾波器比LC低通濾波器在設計和器件選材方面

要簡單，所以，它不適用于大功率輸出，僅能應用在弱信號處理和微小功率應用方面。同樣，RC低通濾波器可以進行級聯，由此組成多階系統。如果在使用過程中要達到濾波效果，就要求前級輸出的阻抗要足夠小，而后級輸入的阻抗足夠大。組建有源RC濾波器時，需要增加放大器。

圖1 無源RC低通濾波器 圖2 低通濾波電路輸出信號

振幅與頻率的關系

DF100 kW PSM發射機中采用的是無源LC濾波器，感抗是隨著頻率的增加而增加的，而容抗隨著頻率的增加而減小，如圖2所示。因此，LC低通濾波器串臂接電感，并臂接電容，而高通濾波器的電容、電感的接法相反。該發射機采用的是LC低通濾波器，可對主要次諧波（3，5，7）構成低阻抗旁路。無源LC電路不易集成，通常用在電源整流后的濾波電路中。在發射機的電子管屏極高壓供電中使用，能夠有效地濾除電源上的階梯波形，使波形更加平滑。當濾波器主要用于濾除電壓紋波或諧波時，采用串聯方式；當濾波器主要用于濾除電流諧波時，采用并聯的方式。發射機中無源LC濾波器既有串聯又有并聯。這樣做，可以同時對電壓和電流進行濾波。

2 結束語

在DF100 kW PSM發射機工作過程中，采用了大量的防電磁干擾措施，這使得發射機能夠在復雜的環境中穩定工作。本文主要了解了發射機中抗電磁干擾元器件的工作原理，對發射機的日常維護工作有很大的幫助。

〔編輯：白潔〕