电磁干扰及其抑制方法的研究
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磁场对通信信号的干扰与抑制研究随着科技的不断发展,通信技术已经成为现代社会不可或缺的一部分。
然而,在通信过程中,我们常常会遇到磁场对信号的干扰问题。
磁场干扰是指周围环境中存在的磁场对通信信号产生的影响,从而导致信号质量下降或无法正常传输。
为了解决这一问题,人们进行了大量的研究工作,以找到有效的抑制磁场干扰的方法。
首先,我们需要了解磁场对通信信号产生干扰的原因。
磁场干扰主要来自于电气设备、电力线路和地磁等因素。
这些磁场会对通信设备产生电磁感应,从而干扰信号的传输。
此外,磁场干扰还可能导致信号的波形失真,使得接收端无法正确解读信号。
针对磁场干扰问题,研究人员提出了多种解决方案。
其中一种常见的方法是使用屏蔽材料来抑制磁场干扰。
屏蔽材料可以有效地吸收和反射磁场,从而减少对通信设备的干扰。
例如,在通信设备周围设置磁屏蔽罩可以有效地抑制磁场干扰。
此外,还可以使用特殊的屏蔽材料来制造磁屏蔽室,将通信设备置于其中,以进一步减少磁场干扰。
除了屏蔽材料,还有其他一些方法可以用于抑制磁场干扰。
例如,通过合理设计电路布局,可以减少电流回路的长度,从而减少磁场辐射。
此外,还可以使用差模信号传输技术来抑制磁场干扰。
差模信号传输技术是指将信号分为两路,分别传输正向和反向信号,然后在接收端将两路信号相减,从而抵消磁场干扰。
除了抑制磁场干扰,研究人员还致力于提高通信设备的抗干扰能力。
一种常见的方法是使用数字信号处理技术来抑制磁场干扰。
数字信号处理技术可以通过滤波、解调和误码纠正等方法,提高信号的质量和可靠性。
此外,还可以使用自适应均衡技术来抑制磁场干扰。
自适应均衡技术可以根据信号的特点自动调整接收端的滤波器和均衡器,从而提高信号的抗干扰能力。
尽管研究人员已经提出了多种方法来抑制磁场干扰,但是在实际应用中仍然存在一些挑战。
首先,不同的磁场干扰源具有不同的特点,需要针对性地设计抑制方法。
其次,磁场干扰通常是多种因素综合作用的结果,需要综合考虑各种因素的影响。
无人机电磁干扰分析及抗干扰技术研究无人机作为一种新兴的飞行器,目前已经被广泛应用于军事、民用、科研等多个领域。
然而,在无人机飞行的过程中,很可能会遇到电磁干扰的问题,导致无人机的稳定性和安全性受到影响。
因此,对无人机电磁干扰进行分析和探究,探索抗干扰技术,具有重要的现实意义和应用价值。
一、无人机电磁干扰的来源及特点1.1 无线电发射干扰无线电发射干扰是无人机电磁干扰的主要来源之一,主要包括雷达干扰、通信干扰、电子对抗干扰等。
这些干扰源具有很强的发射功率和电磁辐射能力,容易对无人机造成的电磁波干扰。
1.2 电力设备干扰在无人机附近,存在大量的电力设备,如变电站、高压电线等,这些设备也会产生强电磁场,对无人机造成干扰。
同时,各种电子设备的开关过程中,也会产生快速变化的电磁场,可能对无人机造成干扰。
1.3 大气层干扰大气层中存在着各种类别的电离体和电荷,在无人机高速飞行时,会对飞行器产生影响,如爆炸性电离和大气辐射等干扰。
二、无人机电磁干扰的影响2.1 对飞控系统的干扰由于无人机所采用的飞控系统大多为电子控制系统,而电子控制系统对于电磁场的敏感度很高,因此当其他电磁场干扰无人机时,会造成飞行器的稳定性和控制性能受到影响,甚至导致飞行器失控或坠毁。
2.2 对导航系统的干扰无人机的导航系统包括GPS系统、惯性导航系统等,而这些系统也同样具有电子控制部件,在电磁干扰的情况下,会出现导航定位偏移、导航数据丢失等问题,影响无人机的飞行效果和导航精度。
2.3 对传输数据的干扰无人机的云台摄像、图传等设备,采用的主要是无线传输技术,而在电子干扰的情况下,会导致数据传输不畅,图像模糊和丢失等问题,影响无人机的监测和控制效果。
三、抗干扰防御技术研究3.1 电磁屏蔽技术电磁屏蔽技术是一种稳定、可靠的无人机干扰防御手段之一。
它通常采用一定的金属材料来隔离无人机与外界电磁场的接触,保证飞行器的稳定性。
同时,还可以采用一些特殊材料进行隔离,通过光学折射和化学变化等方式抑制电磁辐射。
电力电子系统的电磁干扰及抑制方法电力电子系统的应用范围越来越广泛,不仅在工业领域,还涉及到家庭电器等各个领域。
然而,电力电子系统在工作过程中会产生电磁干扰,给周围的电子设备、通信设备、无线电设备等带来不利影响。
为了解决这个问题,本文将介绍电力电子系统的电磁干扰及抑制方法。
一、电力电子系统的电磁干扰特点电力电子系统的电磁干扰主要包括辐射干扰和传导干扰。
辐射干扰是指电力电子系统发出的电磁波辐射干扰到周围设备,主要通过空气传播。
传导干扰是指电力电子系统的干扰通过导线传导到其他设备,如电力线、信号线等。
电力电子系统的电磁干扰频谱广,范围从几十千赫兹到几十兆赫兹,甚至更高。
干扰信号的能量较大,会影响到正常工作的电子设备的性能,甚至引发设备故障。
二、电力电子系统的电磁干扰源电力电子系统的电磁干扰主要来自以下几个方面:1. 开关器件的开关过程产生的高频噪声干扰。
2. 电力电子系统中的电源电路和滤波电路中的电流和电压突变。
3. 电力电子系统中的线圈和变压器产生的漏磁场和互感。
4. 电力电子系统中的电源变换器引起的谐波干扰。
以上干扰源产生的电磁干扰通过辐射和传导的方式传输到周围的设备中,造成电磁兼容性问题。
三、电力电子系统的电磁干扰抑制方法为了减少电力电子系统的电磁干扰,采取以下几种抑制方法:1. 运用滤波器:通过在电力电子系统中加入滤波器,可以减少电流和电压突变引起的干扰。
滤波器可以选择合适的频率范围进行设计,使其能够有效地过滤掉干扰信号。
2. 优化开关器件设计:改善开关器件的开关过程,减小开关过程中的电压和电流突变,从而减少高频噪声的辐射。
3. 确保设备的接地和屏蔽:合理设计电力电子系统的接地系统,确保设备的接地连接良好。
另外,在设计过程中考虑使用金属屏蔽材料对电力电子系统进行屏蔽,减少辐射干扰。
4. 控制谐波产生:在电力电子系统中,通过合理设计电源变换器的参数,可以减少谐波干扰。
例如,在变频器的设计中,可以采用多级变换结构或者使用滤波器来减少谐波。
电力系统中的电磁干扰及其抑制方法随着科技的不断发展,电力系统已成为现代社会不可或缺的基础设施之一。
但是,电力设备带来的电磁干扰问题却一直影响着电力系统的稳定运行和电子设备的正常工作。
本文将探讨电力系统中的电磁干扰问题以及抑制方法。
一、电磁干扰的原因和种类电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)是指电子设备在运行过程中被外界电磁场所干扰,从而导致设备发生异常甚至失效。
电磁干扰的主要原因是电力设备所产生的电磁辐射。
电力设备可产生较高频率的电磁辐射,这些辐射可分为两种类型:辐射电磁场和导电干扰。
前者是指电设备辐射出的电磁场通过空气介质扩散到其它设备上,从而引起电路内部电流产生变化;后者是指电设备内部的电流通过其接地线路或设备外壳接触物体时,引起电流流动所产生的电磁场感应到其它设备上。
根据电磁辐射频率的不同,EMI可分为两大类:低频EMI和高频EMI。
低频EMI主要集中在50/60 Hz电网频率和其倍频上,多产生于电力设备的开关或者变压器的磁场。
高频EMI则主要涉及射频电磁辐射,产生于电力设备的开关处理电路、电子电路以及现代化自动化控制系统的信号传输路径上。
二、电磁干扰所产生的影响电磁干扰所产生的影响范围很广,主要包括以下三个方面:1、对电子设备的正常工作产生影响。
如计算机、显示器、传感器等电子设备容易受到电磁干扰的影响,导致设备异常运行、数据丢失等问题。
2、对电力系统的稳定运行产生影响。
电力系统的稳定运行受到许多因素的影响,如受电系统质量、接地、绝缘、天气等。
电磁干扰带来的负面影响也占据了一席之地。
它可能会导致电网中的频率、电压、电流波动过大,从而影响到接入的电子设备的稳定工作,甚至引发整个电力系统的停运。
3、对人体健康带来影响。
电磁辐射在一定剂量及频率下,会对人的中枢神经、内分泌及免疫系统等造成不良影响,引起疾病和生理变化。
三、电磁干扰抑制方法为了减轻电磁干扰带来的影响,我们不仅要提高电子设备的抗干扰能力,还要从源头上降低电磁干扰的水平。
电磁干扰(EMI和射频干扰(RFI及其抑制措施研究李贵山杨建平黄晓峰(兰州工业高等专科学校兰州 730050摘要在电子系统中,强电与弱电交叉耦合的应用环境,干扰错综复杂,严重影响系统的稳定性和可靠性。
本文介绍EMI/RFI产生的原因和导入途径,分析并提出了一些行之有效的EMI/RFI抑制方法。
关键词EMI RFI 干扰途径干扰抑制1 引言随着电子系统的日益精密、复杂及多功能化,电子干扰问题日趋严重,它可使系统的性能发生变化、减弱,甚至导致系统完全失灵。
特别是EMI/RFI(电磁干扰/射频干扰问题,已成为近几年电子产业的热点。
为此,不少国家的专业委员会相继制定了法规,对电子产品的电磁波不泄露、抗干扰能力提出了严格规定,并强制执行。
美国联邦通信委员会(FCC于1983年颁布了20780文件,对计算机类器件的EMI进行限制;德国有关部门颁布了限制EMI的VDE规范,在放射和辐射方面的约束比FCC规范更严格;欧洲共同体又在VDE规范中增加了RF抗扰性、静电泄放和电源线抗扰性等指标。
FCC、VDE规范将电子设备分为A(工业类设备和B(消费类设备两类,具体限制如表1所示。
此外,还有一系列适用于电子EMI/RFI防护的标准文件:MIL-STD-461、MIL -STD-462、MIL-STD-463、MIL-STD-826、MIL-E-6051、MIL-I-6181、MIL-I-11748、MIL-I-26600、MSFC-SPEC279等,所有这些法规性文件对电子系统的干扰防护起到了重大的作用。
本文详细讨论了电子线路及系统中EMI/ RFI 的特征及其抑制措施。
2 EMI/RFI特性分析电子系统的干扰主要有电磁干扰(EMI、射频干扰(RFI和电磁脉冲(EMP三种,根据其来源可分为外界和内部两种,每个电子电气设备均可看作干扰源,这种干扰源不胜枚举。
EMI是在电子设备中产生的不需要的响应;RFI则从属于EMI;EMP是一种瞬态现象,它可由系统内部原因(电压冲击、电源中断、电感负载转换等或外部原因(闪电、核爆炸等引起,能耦合到任何导线上,如电源线和电话线等,而与这些导线相连的电子系统将受到瞬时严重干扰或使系统内的电子电路受到永久性损坏。
电磁继电器的电磁干扰与抑制方式研究电磁继电器是一种常用的电气控制器件,广泛应用于电力系统、工业控制、通信设备等领域。
随着电子设备的普及和电磁环境的复杂化,电磁继电器的电磁干扰问题越来越受到人们的关注。
电磁干扰不仅会影响电磁继电器的正常工作,还可能对周围的设备和系统产生不利影响。
研究电磁继电器的电磁干扰及其抑制方式具有重要意义。
电磁继电器的工作原理是利用电磁力来控制开关的通断,从而实现对电路的控制。
在其工作过程中,会产生电磁场并释放能量,这些能量可能对周围的电子设备和系统产生干扰。
电磁干扰可以分为传导干扰和辐射干扰两种类型。
传导干扰是指电磁继电器产生的电磁场通过导线或传导介质传播到其他设备或系统,引起其工作异常;辐射干扰则是指电磁继电器产生的电磁场直接辐射到周围的设备或系统,引起其工作异常。
为了解决电磁继电器的电磁干扰问题,需要从以下几个方面进行研究:1. 电磁干扰的机理分析2. 电磁干扰抑制技术研究3. 电磁兼容性设计与测试我们需要深入分析电磁干扰的机理。
电磁继电器的电磁干扰主要是由于其工作过程中产生的电磁场和能量释放所致。
需要从电磁场的产生原理、传播方式和影响范围等方面进行深入研究,了解电磁干扰的机理和特性。
针对电磁干扰问题,需要开展电磁干扰抑制技术的研究。
这包括从源头上减少电磁干扰的产生,对电磁继电器进行结构优化和材料选择,改进其工作方式和控制方法,以及设计并应用各种电磁屏蔽和滤波器等抑制技术,从而减少其对周围设备和系统的干扰。
电磁兼容性设计与测试也是解决电磁干扰问题的重要手段。
在电磁继电器的设计和制造过程中,需要考虑其与周围设备和系统的兼容性,采取合理的设计措施和技术手段,从而减少电磁干扰的可能性。
需要建立标准化的电磁兼容性测试方法和标准,对电磁继电器进行全面的兼容性测试,确保其符合相关的电磁兼容性要求。
电磁继电器的电磁干扰问题需要从多个方面进行研究和解决。
通过对电磁干扰机理的深入分析、电磁干扰抑制技术的研究,以及电磁兼容性设计与测试的实施,可以有效减少电磁继电器的电磁干扰,提高其工作稳定性和可靠性,保障电力系统和电子设备的正常运行。
浅谈开关电源电磁干扰及其抑制技术摘要:开关电源以其重量轻、体积小、效率高、可靠性高等优点得到了广泛的应用。
然而,开关电源的电磁干扰不容忽视。
近年来,随着科学技术的发展,电磁干扰问题涉及到的领域不断扩大。
特别是消费类电子电源的体积越来越小,功率越来越大,开关电源的功率密度越来越大,电磁干扰越来越严重,将极大地影响人们的生活和设备的运行。
因此,开关电源的电磁干扰抑制技术一直是国内相关技术人员的研究重点。
关键词:开关电源;电磁干扰;抑制技术引言随着电子信息技术的飞速发展,开关电源以其转换效率高、稳定性好等优点被广泛应用于各个领域。
开关电源在实际应用中经常发生电磁干扰,影响开关电源的使用体验。
解决开关电源的电磁干扰问题,促进开关电源的可靠稳定应用。
1.开关电源工作机理开关电源的主要作用是将电网交流电,转换为设备所需要的直流电,保证用电设备的正常运转。
开关电源电路主要由以下的部分组成:一、输入整流滤波电路;二、反馈控制电路;三、初级功率回路;四、次级整流滤波电路。
其中输入滤波电路主要包括过滤电网杂波的输入滤波器,其能阻止开关电源本身产生的干扰影响到电网,同时也能滤除电网的干扰,保证开关电源正常运行。
整流电路,将电网交流电转化为脉冲直流电。
给控制回路提供能量基础;反馈控制电路是是利用现代电力电子技术,通过对输出电压电流的采样比较,反馈控制开关管开通和关断的时间比率,以实现稳定输出,来满足电气设备的要求,保证整个电气部分的正常运行。
初级功率回路主要由高频变压器、初级开关管、功率检测电阻等组成。
接受反馈控制回路的调节,将整流电路的脉冲直流电,通过高频变压器传递到次级;次级整流滤波电路主要由次级二极管,储能及滤波电容和恒流恒压控制电路组成。
和反馈控制电路相关联,将变压器从初级传递的能量整流后进行一系列的处理,以提供设备所需的直流电压和电流。
1.电磁干扰的危害开关电源内部出现的电磁干扰可分为两种,一种是干扰信号通过导线或公共电源线进行传输,互相产生干扰称为传导干扰;另外一种是开关电源产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备,称为辐射干扰。
弱电工程中电磁干扰及其抑制方法的研究(葛洲坝通信工程有限公司方宏坤 151120)【摘要】在弱电工程应用领域,强电与弱电交叉耦合,电磁干扰(EMI)错综复杂,严重影响弱电系统的稳定性和安全性。
本文详细介绍了 EMI 产生的原因、分析EMI/RFI的特性,及其传输途径和危害,利用电磁理论和工程实践,分析并提出了一些在弱电工程领域行之有效的 EMI 抑制方法。
【关键词】弱电电磁干扰(EMI)射频干扰(RFI)干扰抑制随着计算机技术,特别是网络技术的飞速发展,IT技术在弱电工程领域的广泛应用,IT设备日益精密、复杂,使得电子干扰问题日趋严峻。
它可使系统的稳定性、可靠性降低,功能失效,甚至导致系统完瘫痪和设备损坏。
特别是EMI/RFI(电磁干扰/射频干扰)问题,已成为近几年弱电工程领域的焦点。
1、电磁干扰分类和特性生活中电磁干扰无处不在,其干好错综复杂。
通常我们把电磁干扰主要划分为电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)和电磁脉冲(EMP)三种,根据其来源可分为外界和内部两种,严格的说所有电子运行的元件均可看作干扰源。
本文中所提EMI是对周围电磁环境有较强影响的干扰;RFI则从属于EMI;EMP 是一种瞬态现象,它可由系统内部原因(电压冲击、电源中断、电感负载转换等)或外部原因(闪电等)引起,能耦合到任何导线上,如电源线和通信电缆等,而与这些导线相连的电子系统可能受到瞬时严重干扰或使系统内的电子电路永久性损坏。
图 1 给出了常见 EMI/RFI 的干扰源及其频率范围。
1.1 EMI特性分析在电子系统设计中,应从三个方面来考虑电磁干扰问题:首先是电子系统产生和发射干扰的程度;其次是电子系统在强度为 1~10 V/m、距离为 3 米的电磁场中的抗扰特性;第三是电子系统内部的干扰问题。
利用干扰三要素分析与EMI相关的问题需要把握EMI的五个关键因素,这五个关键因素是频率、幅度、时间、阻抗和距离。
在EMI分析中的另一个重要参数是电缆的尺寸、导线及护套,这是因为,当EMI成为关键因素时,电缆相当于天线或干扰的传输器,必须考虑其物理长度与屏蔽问题。
1.2 RFI特性分析无线电发射源无处不在,如无线电台、移动通信、发电机、电动机、电锤等等。
所有这些电子活动都会影响电子系统的性能。
无论RFI的强度和位置如何,电子系统对RFI必须有一个最低的抗扰度。
在通信、无线电工程中,抗扰度定义为设备承受每单位RFI功率强度的敏感度。
从“干扰源—耦合途径—接收器”的观点出发,电场强度E 是发射功率、天线增益和距离的函数,即E=5.5·√ P·Gd式中P为发送功率(mW/cm2),G为天线增益,d为电路或系统距干扰源的距离(m)。
由于模拟电路一般在高增益下运行,对RF场比数字电路更为敏感,因此,必须解决μV级和mV级信号的问题;对于数字电路,由于它具有较大的信号摆动和噪声容限,所以对RF场的抑制力更强。
1.3 干扰途径任何干扰问题可分解为干扰源、干扰接收器和干扰的耦合途径三个方面,即所谓的干扰三要素。
如表 2 所示。
表2干扰源耦合途径干扰类型接收器共地阻抗传导干扰辐射场到互连电缆(共模)辐射干扰微控制器辐射场到互连电缆(差模)辐射干扰有源器件电缆间串扰(电容效应)感应干扰微控制器静电放电电缆间串扰(电感效应)感应干扰通信接收器通信发射机电缆间串扰(漏电导)传导干扰有源器件电源电缆间串扰(场耦合)辐射干扰其他电子系统扰动电源线到机箱传导干扰雷电辐射场到机箱辐射干扰设备到设备辐射辐射干扰设备间的传导传导干扰干扰信号是通过传导、辐射和感应(电容效应与电感效应,干扰源和接收器相距小于数个波长)到达接收器。
如果干扰信号的频率小于30 MHz,主要通过内部连接耦合;如果大于30MHz,其耦合途径是电缆辐射和连接器泄漏;如果大于300MHz,其耦合途径是辐射。
许多情况下,干扰信号是一宽带信号,其耦合方式包括上述所有情形。
2、无源元件在EMI/RFI环境中的特性无源元件的合理使用可减小EMI/RFI对电路或系统的影响,对于弱电工程师,应对抗干扰的主要工具——无源元件有足够的了解,特别是它们的非理想作用。
图2 给出了无源器件在电路中的非理想特性。
元件低频高频响应导线电容电感电阻线图2 无源器件在电路中的非理想特性从图2可以看出,在很高频率时,导线变成了反射线,电容变成了电感,电感变成了电容,电阻变成了共振电路。
在低频时,导线具有很低的电阻(<0.0656Ω/m),但它的寄生电感约为0.079 nH/m;当频率达到几MHz以上时,就变成了电感,由于电感的不可控性,最终使其变成一根发射线。
根据天线理论可知,无端接的传输线将变成一个具有增益的天线。
3、低通滤波器在抑制 EMI/RFI 中的应用低通滤波器对共模和差模噪声有较强的抑制作用。
干扰的耦合途径有信号输入、信号输出和电源供应三个点,所以采用0.1μF 的高频陶瓷电容对所有的电源供应端进行退耦;采用截止频率高于信号带宽 10~100 倍的低通滤波器对所有的信号线进行滤波。
对于低通滤波器,必须保证在预期的最高频率段也是有效的,因为,实际的低通滤波器在高频时会出现泄漏现象,如图 4 所示。
这是由于寄生电容引起电感效率的损失,寄生电感引起电容损失所造成的。
对于低通滤波器(电感、电容组成),当输入信号频率比滤波器截止频率高 100~1000 倍时,就发生泄漏现象。
为此,一般不采用一级低通滤波器,而是分为低频带、中频带和高频带且每个频带单独设置滤波器。
低频带宽为 10 kHz ~1 MHz ;中频带宽为 1 MHz ~100 MHz ;高频带 宽为 100 MHz ~1GHz 。
在低通滤波器中,如果存在任何对地阻抗,该阻抗便成为高频噪声的旁路路径,因此,滤波器的地应是宽频带且连接到低阻抗点或地线层上,以优化滤波性能。
另外,高频电容的引脚应尽可能短,最好采用低电感表面贴片式瓷片电容。
4、电源中 EMI 的抑制措施实际弱电工程中,开关电源工作时振荡频率高达数百千HZ ,其二次,三次及多次谐波更是高达数MHz 。
这些电磁波一方面以无线电波的形式向周围空间发散,另一方面会通过市电供电电路向外传波,从而干扰电子设备的正常工作。
(1)开关电源的抗干扰抑制对于开关电路来说,合理的设计布局和接地可以对电路中产生的辐射噪声进行有效抑制。
A 、合理电路布局可起到抗干扰效果 在电路设计中:①将散热元器件如功率开关器件、稳压器、变压器等安装在印制板的上方,以利于散热;热敏元件应尽量远离散热元件。
②在高频电路中,尽可能缩短高频元器件之间的连线,减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰;尽量减小由高频脉冲电流所包围的面积。
③输入和输出元件应尽量远离。
B 、合理的接地可起到抗干扰的效果在电路设计中:①尽量减小接地回路中的公共电阻,且应遵循“一点接地”原则。
②交流电源地与直流电源地分开。
通常采用“浮地技术”将交流电源地与直流电源地分开,这样可以隔离来自交流电源地线的干扰。
③功率地与弱电地分开。
由于负载电路或功率驱动电路的电流较强、电压较高,所以功率地线上的干扰较大。
因此功率地必须与其他弱电地分别设置,以保证整个系统稳定可靠的工作。
(2)在电源的整流和稳压输出端除加有大电容低频滤波外,应并接低容量无感高频滤波电容器进行高低频滤波。
(3)尽量使电源线和地线平行走线,使电源线对地呈低阻抗以减小电源噪声干扰,必要时最好使用双绞线馈电。
5、屏蔽技术在线路工程中的应用电磁波是电磁能量传播的主要方式,一方面,电子设备工作时,会向外辐射电磁波,对邻近的其它设备产生干扰。
另一方面,空间的各种电磁波也会感应到电路中,对电路造成干扰。
电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径,从而消除干扰。
5.1 屏蔽电缆屏蔽的原理图5展示了屏蔽电缆屏蔽网的工作原理。
图5 A 图展示屏蔽网受到外部EMI 干扰时,干扰场E 在屏蔽网表面形成了电势差U A ,根据场强公式E=U/d ,它在屏蔽网内部产生了反方向的ΔE 场,其大小ΔE 等于干扰场E ,故而E+ΔE=0,即屏蔽网内电场为零,外部EMI 被屏蔽网完全屏蔽。
图5 B 图屏蔽网不接地时,虽然外部干扰可以被屏蔽,但内部干扰和漏磁辐射仍存在。
当B 图中1号线传输信号时,1号线与电缆屏蔽网形成了电容效应,在屏蔽网内产生电场dE 1 ,直接对2号线进行干扰。
同理,2号线产生的电场dE 2 又直接干扰1号线。
同时,1、2号线还向屏蔽网外辐射,形成信号泄漏和新的外部干扰。
图5 C 图屏蔽网接地时,屏蔽网表面电势为零,所以对内它是1、2号线的地线,对外不会产图5 屏蔽电缆的原理图A生电磁泄漏和干扰。
因此在计算机网络技术、视频监控等系统的通信线路中,需要屏蔽电缆的,电缆屏蔽网必须进行良好的接地处理,否则会大大减低屏蔽效果。
5.2 屏蔽层的接地的方式屏蔽接地通常采用两种方式来处理:屏蔽层单端接地和屏蔽层双端接地。
①单端接地是在屏蔽电缆的一端将金属屏蔽层直接接地。
在屏蔽层单端接地情况下,非接地端的金属屏蔽层对地之间有感应电压存在,感应电压与电缆的长度成正比,但屏蔽层无电势环流通过。
单端接地就是利用抑制电势电位差达到消除电磁干扰的目的。
这种接地方式适合长度较短的线路,电缆长度所对应的感应电压不能超过安全电压。
②双端接地是在屏蔽电缆的两端将金属屏蔽层直接接地。
在屏蔽层双端接地情况下,金属屏蔽层不会产生感应电压,但金属屏蔽层受干扰磁通影响将产生屏蔽环流通过,如果地点A和地点B的电势不相等,将形成很大的电势环流,环流会对信号产生抵消衰减效果。
一般而言模拟信号主张单端接地,以避免双端接地时,地电势不同引发的地电流影响信号;数字信号或差分信号主张双端接地。
当电磁感应的干扰较大时,宜采用两点接地;静电感应的干扰较大时,可采用一点接地。
双重屏蔽或复合式总屏蔽时,宜对内、外屏蔽分别采用一点、两点接地。
5.3 屏蔽的效果通常弱电线路工程中多采用封闭金属屏蔽层对电路进行屏蔽。
封闭屏蔽层对电路屏蔽效果主要取决于材料的导电性和导磁性。
材料的导电性和导磁性越好,屏蔽效能越高,但实际的金属材料不可能兼顾这两个方面,例如铜的导电性很好,但是导磁性很差;铁的导磁性很好,但是导电性较差。
应该使用什么材料,根据具体屏蔽主要依赖反射损耗、还是吸收损耗来决定是侧重导电性还是导磁性。
弱电工程应用中屏蔽的效果可根据以下公式计算:dB=20·log10(E0 E1 )公式中:E0是屏蔽前的干扰场强,E1是屏蔽后屏蔽保护下的场强。
弱电工程应用中,增加屏蔽保护后的线路,其干扰会减少到无屏蔽状态下的百分之一,甚至万分之一;也就是说,采用屏蔽保护的线路抗干扰能力提高了100至10000倍。
6、电子设备工作静电形成的原因、危害与抑制电子设备工作时会向周围幅射大量的高频电磁波,如果周围存在金属物体时,这些携带能量的电磁波就会被金属物体如机箱吸收,其中的一部分能够会转化为热量,一部分会转化为电荷在金属表面积累起来。