林敏鑫

（深圳市深藍電子股份有限公司，廣東 深圳 518034）

所謂的電磁干擾，指的是受到電壓及電流影響，使得電磁場中設備裝置傳導性能降低或受到不良影響的現象。電子儀器儀表使用環(huán)節(jié)，常常會出現電磁干擾現象，特別是在科學技術不斷發(fā)展下，通訊設備的增多使得電磁干擾問題更加嚴重，對電子儀器儀表造成了嚴重損害，極易出現使用故障，所以，對電磁干擾抑制手段進行深入研究，能夠有效提升電子儀器的抗電磁干擾能力，對于電子儀器的使用具備積極的意義。

1 電磁干擾的傳播方式

電子儀器儀表實際使用環(huán)節(jié)，會出現種種電磁干擾問題，嚴重影響了電子設備的正常工作，具體包括兩種干擾源，第一，內部干擾。在電子儀器儀表的內部，往往會存在較多的元器件，通電后，這些元器件會出現各種電磁場，會相互干擾，如傳輸信號地線、導線及電源間會出現阻抗耦合干擾情況，各導線間因為互感現象，也會相互干擾。若某一元器件存在較大的功率，會產生磁場，進而對其他元器件造成影響，使之無法正常工作。第二，外部干擾。外部存在的相關因素，也會對電子儀器儀表產生影響，如外部大功率設備、線路及高電壓設備等，這些設備會在耦合作用下形成電磁干擾，對儀器儀表正常工作造成影響。此外，工作環(huán)境溫度的經常變化，也會使儀器儀表內部元器件參數出現變化，最終出現相應干擾情況。在電磁干擾傳播方式上，一般會存在兩種類型，一種是似穩(wěn)場，另一種是輻射場。若干擾信號波長超過被干擾對象尺寸，此時干擾信號會形成似穩(wěn)場，會通過感應的方式到達干擾對象的線路中，或者在直線傳導下，達到設備系統(tǒng)或線路匯總。如果被干擾對象結構尺寸大于干擾信號波長，此時，干擾信號會形成輻射場，經過輻射出現的電磁能力，會到達電子儀器通路中，對信號傳輸進行影響。

2 電子儀器儀表中電磁干擾的產生以及危害

2.1 電子儀器儀表中電磁干擾的產生

第一，干擾源。當電磁系與電流系出現相互排斥的情況時，則會在電子儀器儀表中發(fā)生電磁干擾。利用電子儀器儀表測量電壓時，電磁系會出現輻射情況，對電波造成影響，使之混亂且復雜，進而會對電流的正常流動產生影響，此時，干擾源就是電磁系中電波的發(fā)生源。電子儀器儀表會受到多個干擾源的影響，如無線雷達、瞬間開關、導航儀器、電磁脈沖以及雷電等。第二，敏感接收器。對于敏感接收器而言，主要表示的是電磁干擾對象。從電磁干擾源發(fā)出的干擾電波，會沿著耦合路徑，最終向接受者進行傳送，此時，接受者就是敏感接收器。接受者不同的情況下，其所接受的干擾電波也會存在一定的差異，產生的影響效果也會不容，對電子儀器儀表也會產生不同程度的破壞，所以能夠看出，電子儀器儀表中，當干擾源與敏感接收器、耦合路徑相互連接時，會構成完成的傳輸路徑，進而輸送干擾電波，最終對電子儀器儀表工作造成影響。第三，耦合路徑。所謂的耦合路徑，實質上就是將電磁干擾信號傳播出去的路徑，通常情況下，耦合路徑會存在于電子儀器儀表中，其中附有的電磁干擾，會對電子儀器儀表正常工作產生影響。其存在形式主要有金屬導體以及空間場，其中，金屬導體屬于傳導干擾傳輸耦合路徑的主要部分，而空間場屬于輻射干擾傳送耦合路徑的主要部分。利用電子儀器儀表進行信號測量時，信號的電磁波與電波相互作用下，會形成一個電磁場，進而產生干擾源，同時，能夠在空間磁場中進行干擾電波的快速傳播。

2.2 電磁干擾產生的危害

電磁干擾，又被稱為電磁污染。當前，我國經濟得到快速發(fā)展，人們工作以及生活中，也出現了較多高端精密的儀器，為更好地發(fā)揮出高端精密儀器的應用價值，需要重點關注電磁干擾的不良影響?，F如今處于高端技術快速發(fā)展的時期，生活中的各個領域均應由到了精密的電子儀器儀表，也對信號檢測提出了更高的要求，電子儀器儀表使用過程中，在電磁干擾問題的影響下，會出現測量偏差等問題，嚴重影響了測量的精準性。如，利用精密電子儀器儀表導航時，因為電磁干擾，很容易會使導航結果出現偏差，并且，電磁干擾在較多方面均產生了不良的影響。又如，較多醫(yī)療設備中，常常會因為電磁干擾問題的存在，導致醫(yī)療檢測系統(tǒng)出現運行異常情況，最終使得檢測結果不準確，嚴重影響到了醫(yī)療工作者各項工作的正常開展。從中可以看出，電磁干擾存在較大的危害，需要對其進行深入研究，制定出有效的抑制方法。

3 電子儀器儀表中電磁干擾的抑制方法

3.1 通過屏蔽降低電磁干擾

通過屏蔽的方式，能夠有效防止電磁干擾，這種方法的主要原理是：基于耦合路徑下，進行電子儀器干擾電磁隔離。具體包括三種形式，第一種是磁場屏蔽，第二種是電磁屏蔽，第三種是靜電屏蔽。其中磁場屏蔽表示的是通過有效地防范手段，將磁場耦合出現的電磁干擾消除。

電子儀器處于低頻工作狀態(tài)時，電流經過線圈后，會在線圈周圍出現相應磁場，儀器所在的整個范圍，均存在磁力線，所以，電磁干擾的存在，會對電子儀器設備正常工作造成影響，為避免這種情況的出現，可以通過鐵及硅制品對設備進行屏蔽。利用鐵磁材料制作線圈，可降低漏磁情況，從而減小磁場對敏感儀器的干擾，達到良好的屏蔽保護作用。電磁屏蔽表示的是：對高頻磁場下敏感器件通過遠距離磁場耦合所產生的干擾進行抑制的方法，制作這種屏蔽設備時，一般選擇的材料都會具備較好的導電性，并且電阻較小，如鋁、銅等。當干擾電磁波同金屬接觸后，可能被吸收，也可能被反射，通過這樣的方式，削弱電磁能量，以此來降低電磁對電子儀器造成的干擾。靜電屏蔽應用原理為用一個空腔導體把外電場遮住，避免對電子儀器產生影響，這就叫做靜電屏蔽?？涨粚w不接地的屏蔽為外屏蔽，空腔導體接地的屏蔽為內屏蔽。

3.2 通過獨立布線降低電磁干擾

通過獨立敷設信號線，將其同其他導向進行有效隔離，屬于一種主動的抗干擾方式。現階段，較多工業(yè)應用場合，均選擇同一個電纜線路進行多專業(yè)布線，這種布線方式會使工廠設計更為便利，不過多專業(yè)共同布線，極易對該路徑上的電子儀器儀表信號導向產生干擾，因此，需要著重關注線路布線問題。為避免這一情況的出現，工廠可在初期設計階段提前考慮這種情況，例如，可以將信號導線獨立敷設，與其他專業(yè)電纜區(qū)分開，選擇這種設計方案，避免其他專業(yè)電纜嚴重影響到信號導線。此外，為避免電磁干擾情況，還應將損壞或老化的電纜及時更換掉，工廠生產環(huán)境較為惡劣，會常常出現電纜損壞或老化問題，若未能及時更換，還嚴重影響到電子儀器儀表的信號線，所以，也應重點關注這一問題。

3.3 通過接地體降低電磁干擾

做好接地設計，能夠有效降低抑制電子儀器儀表的電磁干擾，這種方式是將大地作為一個巨大電阻，在大地中引入電流，從而使電流被忽略掉，降低電磁的產生，造成的影響也極小，可以忽略不計，達到抑制電磁干擾的目的。設計地線時，不僅需要將直流電源與交流電源分開，還應將不同電路的電源地、弱電地以及功率地等分開，主要是因為實際接電體仍然會存在一定的阻抗與電位，并非理想狀態(tài)下的物體，因此，需要保證地線具備一定的粗度。

對電子儀表儀器干擾電波的產生進行抑制，主要的目的是將信號或電流等物質的數值準確的測量出來。抑制電磁干擾的手段，也屬于電磁兼容技術的間接發(fā)展，能夠不斷完善電磁兼容技術，最終廣泛用于我國電子產品與電器中，使電器產品與電子產品擁有更高的質量。在對電磁干擾抑制方法的不斷研究中，會形成最終的整治方案，可以保證電子儀器儀表的使用性能，不會受到電磁干擾的不良影響。

3.4 通過濾波降低電磁干擾

進行電磁干擾抑制中，濾波屬于一種常用方式。通常情況下，一些敏感電子設備會通過電源線及信號線進行干擾信號的向外傳導。若想對這種干擾信號實現有效抑制，可以通過濾波器進行信號的濾波處理，在過濾后，會有效抑制復雜且混亂的干擾電波。對于低通濾波器而言，主要是從產生電磁的干擾源入手，抑制電磁干擾，不過在這種電磁兼容設計過程中，需要對低通濾波器特性加以考慮，如額定電壓、漏電電流、額定電流、絕緣電阻、電阻抗性、頻率、耗損等。同軸吸收濾波器與參數元件濾波器，經常會被用作低通濾波器，其中，前者是將相應的吸收介質放在電源線進出的鋼管中，如磁管、磁珠以及鐵氧體材料等，會將瞬變的電磁能量向熱能進行轉化，將其消耗掉，最終達到干擾抑制的目的。后者屬于一種電容式濾波器，主要由兩部分構成，分別是電感線圈以及電容器，實際使用過程中，可以對3000MHz以內的電磁干擾進行有效抑制。

4 電子儀器儀表中電磁干擾抑制方法的應用

當前，工業(yè)生產中存在較多的電子儀器儀表設備，從CAN總線以及485/422通訊設備入手，分析電磁干擾抑制方法的具體應用。

4.1 CAN總線電磁干擾抑制方法

對于CAN總線而言，其屬于國際標準現場總線，被廣泛應用于工業(yè)控制、汽車及鐵路領域中，與人們生產生活聯(lián)系較為密切。CAN總線具備較多的優(yōu)勢，如可靠性高、成本低以及實用性高等，常用主競爭式總線結構，不僅具備廣播通信功能，還具備多主站運行功能，在列車通信、制動以及機車重連領域適用性較強。在各類電氣電子設備不斷應用下，設備間存在的電磁干擾問題也逐漸加重，受到系統(tǒng)設備以及雷擊等因素的影響，進而會使CAN總線面臨電磁干擾情況。現階段，針對這一問題，國內外通常會選擇電磁干擾抑制器進行處理，較為常見的器件包括瞬態(tài)電壓抑制二極管、氣體放電管以及氧化鋅壓敏電阻等，均為非線性元件，通常會在端口電路兩端進行設置，沒有發(fā)生電磁抑制情況時，存在較高的電阻，不會影響到電路的運行，產生電磁干擾后，其電阻會降低，在運行上存在較大差異，需要結合實際要求對這些元件加以選擇。此外，實際設置環(huán)節(jié)，應保證CAN線與干擾源遠離，使兩者的距離超過0.5m，則可以將產生的干擾忽略。

4.2 485/422通訊電磁干擾抑制方法

為有效解決485/422通訊內部電磁干擾情況，生產廠家應進行設備內部電磁兼容設計，防止設備存在較大的電磁感應，具體可以應用具備屏蔽功能的導線、電纜及雙絞線。

信號通道上，首選光纖傳輸法，將電磁干擾問題消除，應將設備進行隔離，對數據保密性進行強化。設備方面，可以通過適合的屏蔽手段，抑制電磁干擾情況，將干擾源適度屏蔽，降低信號輻射度，若附近有高頻信號，可通過設備渦流將其減弱。將設備中的電阻感應元件電導率提升，會對電磁影響進行削弱，從而抑制電磁干擾。所以，如果電磁干擾頻率較低，可使用導磁率較高的材料，降低電磁干擾，還可加厚屏蔽材料，對干擾能量進行吸收。

5 結語

綜上所述，電子儀器儀表不斷發(fā)展中，種類逐漸增多，不同的電子儀器儀表負責的工作也存在較大的差異，這種情況下，進行電磁干擾抑制的方法也會有所不同。當前，可以選擇的電磁干擾抑制方法較多，如通過屏蔽降低電磁干擾、通過獨立布線降低電磁干擾、通過接地體降低電磁干擾、通過濾波降低電磁干擾，對電子儀器儀表電磁干擾抑制方法進行研究時，需要結合電子儀器儀表的設計特點，選擇最適合的電磁干擾抑制手段，有效提升使用性能。