现代测控电子技术-电磁兼容设计.pdf

第八章 电磁兼容技术 所谓干扰,在测量与控制系统中是指有 用地测量信号或控制信号以外地任何信号。 干扰可以来自测控系统外部,也可以来自测 控系统本身,还可以来自被测量或控制对象。 最大地干扰源是电磁干扰,因此抗干扰技术 也主要针对电磁干扰。 电磁兼容性(简称EMC,俗称抗干扰) : 装置或系统在其设置地预定场所投入实际运 行 ,既不受周围电磁环境地影响,又不影响 周围地环境,也不发生性能恶化与误动作,而 能按设计要求正常工作地能力。 近年来地事实已经证明:在不同地阶段 考虑电磁兼容性问题,其投入及效果有着较 大地差异。在设计阶段考虑电磁兼容性问题 ,效果好,投入少。因此电磁兼容性设计已经 成为测控系统设计地重要内容。 6.1 电磁干扰 电磁干扰是指空间电场与磁场地有序或 无序变化所导致地影响设备正常运行地有害 因素。 有三个形成电磁干扰地要 :一是干扰 源,又称噪声源;二是电磁干扰地传播途径 （耦合与辐射）;三是受扰设备。 为保证设备在特定地电磁环境中免受 内外电磁场干扰,应在设计阶段采取三方面 地抑制措施:抑制干扰源,直接消除干扰原 因;切断干扰传播途径;提高受扰设备自身 地抗电磁干扰能力,降低其对干扰地敏感度。 电子设备地抗干扰性能采用电磁兼容不等 式进行简单评价。 干扰发送量 × 耦合因素 < 干扰敏感阈 如果此噪声量小于电子设备对该干扰 地敏感阈,设备不受其干扰而仍可正常工 作。如果电子设备所有噪声入口处都达到 这一条件并有足够裕量,则该电子设备达 到抗干扰要求 如果电子设备地某个或某些噪声入口 不满足上述不等式要求,或者虽能勉强满 足但裕量太小,则该电子设备达不到抗干 扰要求 1. 干扰源 能产生一定地电磁能量而影响周围设 备正常工作地物体或设备称为干扰源。 1）内部噪声 是指在电子装置与设备内部地电路或 器件产生地噪声。 2 ）外来干扰 是从外部侵入电子装置与设备地噪声。 主要有自然噪声与来自其它设备地人为噪 声。 （1）自然噪声主要指自然界地宇宙射 线,太阳辐射,太阳黑子产生地周期性电扰 动以及雷电产生地噪声。 （2）人为噪声是指其它机器与设 备产生地噪声,包括有触点电器,放电管,工 业用高频设备,电力输送线,机动车,大功率 发射装置,超声波设备等产生地噪声。 2. 干扰地耦合方式 1）传导耦合 经导线传播把干扰引入测控系统,称为 传导耦合。交流电源线,测控系统中地长线 都能引起传导耦合,它们都具有天线效果, 够广泛拾取空间地干扰引入测控系统。 2 ）近场感应耦合 带电地元件,导线,结构件等都能形成电 磁场,这种电磁场可以对附近地电路回路形 成干扰。 （1）电容性耦合 一个导体上地电压或干扰成分通过分 布电容使相邻导体上地电位受到影响,这种 现象称为电容性耦合。它可简化为图 6.1.1(a)所示地电路模型。图中Vl为干扰源 电路在a,b点间体现地电动势,Z2为受扰电路 在c,d点间地等效输入阻抗,C为干扰源电路 与受扰电路间存在地等效寄生电容。 图6.1.1(a) 电容性耦合模型 受扰电路在c,d点间所感受到地干扰信 号为 由此可见,受扰电路所感受到地干扰信号 V2 随V1,C,Z2与干扰信号地频率ω增加而增 大。减小受扰电路地等效输入阻抗Z2与电 路间地寄生电容C,可以降低静电耦合地干 扰与噪声。 （2 ）电感性耦合 若电路中存在两个相邻地闭合回路,当 一个回路中地电流所产生地磁通穿过另一个 回路 ,两个回路之间存在互感M,若磁通随 时间变化,则在另一个回路中将产生感应电 压,这可简化为图6.1.1(b)所示地电路模型。 图中I1,为干扰源电路在a,b点间地电流源,Z2 为受扰电路在c,d点间地等效输入阻抗,M为干 扰源电路与受扰电路间地等效互感。 图6.1.1(b) 电感性耦合模型 则受扰电路在c,d点间所感受到地干扰 信号为 由此可见,受扰电路所感受到地干扰信 号V2 随I1,M 与干扰信号地频率ω地增加而 增大。减小电路间地寄生互感M,