电子仪器电磁干扰问题探究

李定胜

摘 要：近年来，随着电子科学技术的迅速发展，世界进入了信息时代。因此电子、电气设备及其系统获得了越来越广泛的应用。但随之而来不可避免的是电气和电子设备所帶来的电磁干扰。在日常生活中，人们越来越离不开给生活带来便利的电子设备和多种家电产品，但是这些产品无形中又会产生电磁干扰，电磁干扰不仅对我们人类造成了极大的危害，也给电子设备及电气产品带来了损害。文章主要介绍了电磁干扰传播的一些危害，并针对其危害性提出了相应的改进措施，以降低电磁干扰传播对人类及其设备本身的伤害。

关键词：电子仪器 电磁 探究

引言

在电流和电压的影响下，电磁场中的设备装置传导性能降低或是对其造成不良影响的现象通常被称为电磁干扰。在电子仪器的使用过程中，电磁干扰现象最为常见。随着科学技术的发展，计算机的应用日渐普及，通讯设备几乎人手具备，这将导致电磁干扰环境进一步恶化，电子仪器受到损害的程度更高，使设备在使用过程中故障频发。因此，深入研究防范电磁干扰技术，进一步提高电子仪器的抗电磁干扰性能，对电子仪器的使用而言意义重大。

1.电磁干扰概述

电磁干扰（ElectromagneticInterference，EMI）产生于干扰源，它是一种来自于外部的、并会有损于有用信号的电磁现象，它常常可以干扰电缆信号并降低信号完整性。由电磁干扰源发出的电磁能，经某种传播途径会传输至敏感设备，此时，敏感设备又相应表现出某种形式的“响应”，并产生干扰的“效果”，这个作用过程及其结果，被称为电磁干扰效应。电磁干扰产生的干扰源一般为电磁辐射发生源，例如马达和机器等。电磁干扰产生的条件不仅需要有干扰源，还需要有对电磁信号敏感的接收器和合适的耦合路径。1981年英国科学家发表了”论干扰”的文章，此文章标志着研究干扰问题的开始。1989年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题，使干扰问题的研究开始走向工程化和产业化。此举极大地加快了抗干扰的研究步伐，使电磁干扰的防护问题受到了大家的重视。

在人们的日常生活中，电磁干扰效应普遍存在，形式各异，常可分为两种，外部电磁干扰和内部电磁干扰。例如一般的电子产品在其外部和内部都存在着电磁干扰现象。外部干扰主要可分为自然界产生的（例如，地球大气的放电现象）和人为形成的（例如电吹风，电热器，手机产生的电磁干扰）。内部干扰则是由设备内部的寄生耦合现象而产生的。常说的电磁干扰是指电子设备除了设备本身需要的信号以外，还存在着外界电磁波对设备功能造成影响，如果干扰效应十分严重，设备或系统将会失灵，导致严重故障或事故，这被称为电磁兼容性故障。显而易见，电磁干扰已经成为了现代电子技术发展道路上必须逾越的巨大障碍。为了保障电子系统或设备的正常工作，必须研究电磁干扰，分析预测干扰，限制人为干扰强度，研究抑制干扰的有效技术手段，提高抗干扰能力，并对电磁环境进行合理化设计。

2.电磁干扰的传播方式

电磁干扰将导致两种类型的磁场产生，分别是似稳场和辐射场。似稳场的产生是由于干扰对象的结构尺寸与干扰信号的波长相比较小，通过电磁感应形式入侵到干扰对象的传输线路，或者是以直接传导的方式进入电子设备运行系统中。辐射场的产生是由于电磁干扰信号的波长与被干扰对象的结构尺寸相比较小，由辐射激发的电磁能量将会侵入被干扰对象的运行系统中。

3.电磁干扰的主要危害

随着科技的发展，电子设备的发展也取得了重大突破，在生产过程中更加追求精密化、智能化、自动化。对于投入到加工生产中的机械设备而言，若是因受电磁干扰而导致自身精度降低，将会造成难以预计的损失。比如用于武器制造生产的设备，其中使用了多种类型的电子仪器仪表，如果哪个仪器仪表因受电磁干扰而使参数发生改变，将会使武器的生产制造过程限于困境，甚至造成难以估量的损失。比如导航设备在使用过程中，其中哪个仪器仪表因受电磁干扰而影响正常工作，就会使导航结果与实际不符，偏离预定路线，从而带来严重危害。

4.有效解决电磁干扰问题的具体技术措施

4.1屏蔽

屏蔽是最常用的阻止电磁干扰的技术手段之一，该方法的实现原理是从耦合路径方面隔离对电子仪器产生干扰的电磁。屏蔽主要形式有三种，分别是磁场屏蔽、电磁屏蔽和静电屏蔽。磁场屏蔽是指采用有效的防范措施消除磁场耦合所产生的电磁干扰。当电子仪器在低频状态下工作时，电流在线圈中通过的时候，线圈周围会有磁场产生，仪器所在的整个空间范围内到处都是磁力线，因此电磁干扰将会影响电子仪器设备的正常工作，为了防止这种干扰的产生，可以使用硅、铁制品屏蔽设备。如果采用铁磁材料来制作线圈，那么空气中所散发的漏磁会因此减少，从而使敏感仪器遭受磁场干扰的现象降低，对其具有屏蔽保护作用。在高频磁场下敏感器件通过远距离磁场耦合所产生的干扰遭到抑制的方法被称为电磁屏蔽，这种屏蔽设备的制作通常选择电阻较小、导电性较好的材料，如铜、铝等。干扰电磁波与金属发生接触后会被吸收或是反射，这样一来电磁能量势必受到衰减，从而使电子仪器所遭受的电磁干扰降低。

4.2滤波

滤波是阻碍电磁干扰一种较为有效的方法。一些敏感的电子仪器能够通过信号线或是电源线向外完成干扰信号的传导。若想有效的抑制或者是阻止这种干扰信号的传导，可以采用低通滤波的方式对这些干扰信号实现滤波，有效的滤波方式能够抑制干扰电波的传导。低通滤波器对电磁干扰实现抑制，实际上就是从电磁干扰产生的源头着手对其进行控制，但是对电子仪器或是元器件进行电磁兼容设计时要对低通滤波器的工作原理准确掌握。现在被广泛使用的低通滤波器有两种，分别是同轴吸收滤波器和参数元件滤波器。同轴吸收滤波能够抑制电磁干扰的主要工作原理是在电源线所在的钢管进出口处加入磁珠、磁管等能够对电磁干扰起到吸收作用的介质，通过能量转化将电磁能量转化为热能，并以热能的形式消耗出去。参数元件滤波器主要由两部分组成，分别是电容器和电感线圈，这种滤波器的有效运用能够将电磁干扰控制在3000MHz以内。

4.3接地

通常将电子仪器中受到电磁干扰的器件称为敏感元件。如果不可避免的要接收到电磁波的干扰，那么可以采用电磁从仪表中转移出来的方法消除电磁波干扰，该方法的具体实现是在仪器中安装接地装置，使仪表与地相通，将电磁波传入大地，使电子仪器受到的损害降低。电子仪器接地点的设置可以采用多种方式，如单点接地、多点接地等。日常电子仪器大多数是金属外壳直接与地相接，这种情况下仪器与地面的导电率相对较高，电子仪器内部的电路布局复杂，电流构成形式有直流和交流，这样在仪器内部将会有电位差产生，并造成电磁干扰。为了能够解决这一问题，仪器和地面之间应该采用单点接地方式来防止干扰，这也是低频回路仪器应用较多且效果明显的防干扰方式。如果电子仪器的内部由高频回路构成，高频电流与其它各路共同的电流在电源输出端口交汇时，将发生相互作用产生阻抗，这个过程极有可能使高频线圈受损，各路电流彼此之间会因为交汇产生电磁干扰。为了解决这一问题，可以采用多点接地的方式使各个电路独自接地。因此，高频电子仪器防止电磁干扰的有效措施是采用独立连接线。

结语

综上，电子仪器多种多样，并且用途不一，因此电子仪器所采用的防电磁干扰技术应该根据实际的使用情况而定。结合仪器自身的特点或是研发出能够根据实际所需自动调节的防电磁干扰技术，将是未来研究的主要方向。通常采用恰当合理的防电磁干扰技术使电子仪器遭受到的电磁干扰减小或是完全消除，进而使电子仪器的工作性能得到保障。电子仪器使用时，应对防电磁干扰的重要性有充分的认识，更要努力专研防电磁干扰技术，将电子仪器受损害程度降到最低。

参考文献

[1]安普春.信号处理中的电磁干扰抑制方法研究[D].东北大学，2014.

[2]陈睿琦，康文，齐欣.几种实用的抑制电磁干扰的方法[J].电子器件，2004，（04）：744-747.