電子工程系統中電磁干擾的診斷和控制方法初探

邸少挺

摘要：目前，隨著我國科技水平的提高，電子工程技術應用越來越廣泛，對技術的要求也越來越嚴格，電子工程技術要想有效進行，設備是影響工作的一項重要因素，因此對設備的要求越精確越好。但隨之而來的便是電磁干擾帶來的困擾，電磁干擾在一定程度上影響了設備的使用情況，降低了設備的使用壽命，降低了工作效率，可見，電磁干擾在電子工程系統中是一個大問題，如果不加以解決會嚴重影響電子工程工作的進度，掌握有效的診斷和治療電磁干擾的方法刻不容緩，我們應該利用先進的科學技術對其進行診斷和控制。

關鍵詞： 電磁干擾；輻射；診斷

一、電磁干擾的診斷

（一）干擾通道。傳導干擾的電磁通道傳導干擾的電磁傳輸通道可以分成為：電容傳導耦合、電阻傳導耦合和電感傳導耦合。電容傳導耦合或稱為電場耦合，是干擾源和接收器件之間，通過導線以及部件的電容相互交聯而構成的電磁傳導耦合。電阻傳導耦合或稱為公共阻抗耦合，是干擾源和接收器件之間，通過公共阻抗上的電流或電壓交鏈而構成的電磁傳導耦合。電感傳導耦合或稱互感耦合，實際上是磁場耦合，即干擾源和接收器件之間，通過干擾源電流產生磁場相交鏈而構成電磁傳導耦合。

（二）輻射干擾。輻射干擾是一種電磁干擾，它主要是通過電磁波傳遞的一種干擾形式，輻射過多的電磁波不僅會對電子設備產生干擾，對人的身體健康也是有害無利的，人們攝入過多紫外線、紅外線對人體來說都是有害的，電子設備也是一樣，在生活中我們經常會發現由于輻射干擾有時候會影響電視機接受信號的頻率，從而導致電視機不能正常工作，過多過度的輻射干擾會給電子工程系統帶來很多不利的影響，影響正常工作。

（三）用頻譜分析儀分析干擾的來源。根據干擾信號的頻率確定干擾源在解決電磁干擾問題時，最重要的一個問題是判斷干擾的來源，只有準確將干擾源定位后，才能夠提出解決干擾的措施。根據信號的頻率來確定干擾源是最簡單的方法，只要知道干擾信號的頻率，就能夠推測出干擾是哪個部位產生的。由于頻譜分析儀的中頻帶寬較窄，因此能夠將與干擾信號頻率不同的信號濾除掉，精確地測量出干擾信號頻率，從而判斷產生干擾信號的電路。

（四）用近場測試方法確定輻射源。在近場區查找輻射源可以直接發現干擾源。查找的工具有近場探頭和電流卡鉗。檢查電纜上的發射源使用電流卡鉗，檢查機箱縫隙的泄漏使用近場探頭。

1.用電流卡鉗檢測共模電流設備產生輻射的主要原因之一是電纜上有共模電流。當設備或系統有超標發射時，首先應懷疑設備的外拖電纜。將電流探頭卡在電纜上，由于探頭同時卡住了信號線和回流線，故差模電流不會感應出電壓，讀出的電流僅代表共模電流。

測量共模電流時，最好在屏蔽室中進行。以避免周圍環境中的電磁場在電纜上感應出電流，造成誤判斷。因此應首先將設備的電源斷開，測量并記錄電纜上的背景電流，以便與設備加電后測量的結果進行比較，排除背景影響。用天線進行測量時，將頻譜分析儀的掃描頻率局限于關心的很小范圍內，則可以排除環境中的干擾。

2.用近場探頭檢測機箱的泄漏如果設備外拖電纜上沒有較強的共模電流，就要檢查設備機箱上是否有電磁泄漏。檢查機箱泄漏的工具是近場探頭。將近場探頭靠近機箱上的接縫和開口處，觀察頻譜分析儀上是否有感興趣的信號出現。根據前面的討論，減小頻譜分析儀的分辨帶寬能夠提高儀器的靈敏度。一般在用近場探頭檢測機箱泄漏時，都是首先用天線測出泄漏信號的精確頻率，然后使儀器用盡量小的掃描頻率范圍覆蓋住這個干擾頻率。這樣做的另一個好處是不會將背景干擾誤判為泄漏信號。

機箱上，靠近濾波器安裝位置的縫隙最容易產生電磁泄漏。因為濾波器將信號線上的干擾信號旁路到機箱上，將形成較強的干擾電流，這些電流流過縫隙時，就會在縫隙處產生電磁泄漏。

二、解決電子工程系統中電磁干擾的途徑

（一）加固模擬電路。通過加固模擬電路，把電磁干擾分成好幾段，從而削弱電磁干擾的程度，加固模擬電路可以使設備的電壓、電流或功率放大，抵抗電磁干擾；例如：我們可以在大功率的電子設備的周圍設置模擬電路，以減輕電子設備周圍的電磁對它產生干擾，降低工作效率。

（二）調節電壓。調節電壓主要是通過實際應用情況，把電壓的范圍控制在可以接受的范圍之內，保證電子工程系統的正常秩序和運行，調節電壓也可以保證電子設備的使用壽命，避免大功率，大電壓下使用電子設備，減少了電子設備被損壞的幾率，保障了電子設備的安全，也為后期的維修工作減輕負擔。在一定程度上也避免了電磁干擾帶來的設備和儀器的損壞，保障了電子工程系統的有序進行，調整電壓需要調整人員有過硬的專業知識和素養，積極的保障電子設備的安全，保證電子工程的進行。

（三）PCB設計。正如數字電路的線路板一樣，PCB 設計時應設置完整的地面和電源面，所有地線面應該連在一起。這些地線面應通過電容接到機殼，其電容值根據機箱允許的泄漏值來確定。接地的關鍵是地回路必須具有最小的電感。若使用直流接地， 電源地應相對于機殼浮起來， 而僅在母板或底板上通過一點與機殼連接。

（四）排除瞬態干擾。靜電放電（ESD）和電快速瞬變脈沖群（EFT）對數字電路的危害甚于其對模擬電路的影響。靜電放電在5MHz～200MHz的范圍內產生強烈的射頻輻射，其峰值經常在35MHz45MHz問發生自激振蕩。許多I/O 電纜的諧振頻率也通常在這個頻率范圍內，結果電纜中便串入大量的靜電放電輻射能量。當電纜暴露在4kV～8kV 靜電放電環境中時，I/O 電纜終端負載上測量到的感應電壓可達600V，遠超出典型數字門限電壓值0.4V。

三、結束語

近年來，電子工程技術開始應用于各個領域，所以對電子設備的要求也越來越嚴格，電子設備是否能達到要求指標，是否有高效的運行質量對于一項工作來說至關重要，電磁干擾作為影響設備精良的一個重要因素，也越發被人們重視，雖然，我們技術水平還處于發展階段，我們也更應該積極的去探索控制和診斷電磁干擾的方法，爭取在最大程度上削弱電磁干擾的不良影響，保證設備的使用情況。

參考文獻：

[1]李世錦.傳導電磁干擾智能診斷分析系統關鍵問題研究[D].導師：吉同舟.南京師范大學，2013.

[2]黃孟龍.系統電磁兼容故障診斷中的干擾源辨識方法研究[D].導師：邱揚.西安電子科技大學，2013.