{信息技术}信息技术设备的抗扰度

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(信息技术)信息技术设

备的抗扰度

信息技术设备的抗扰度

傅诺毅

随着人民生活水平的提高和科学技术的进步,越来越多的电子产品进入社会生活的各个角落。电子设备的急剧增加,使得电磁环境日趋恶化,产生了新型的环境污染――电磁污染。因此,国际电工委员会规定了各种电子设备的最大发射电平限值,但另外壹方面,电子设备也必须具备壹定的抗干扰能力,这就是所谓的电磁兼容问题。

简而言之,电磁兼容通常包括俩个方面:电磁骚扰和抗干扰。电磁骚扰是指设备发出的骚扰信号引起其它设备性能的下降;抗干扰是指设备耐受外来干扰的能力。对于电子设备来说,电磁骚扰和抗干扰是相互依存的。如果某种设备的电磁骚扰指标很好,全部低于发射限值,可是它的抗干扰能力却很差,那么它跟别的设备壹起使用时,仍然有可能产生电磁兼容问题。下面我们用图1形象地画出电磁兼容的几个重要的电平之间的关系。

以微型电子计算机为代表的信息技术设备越来越普及,它们的电磁兼容问题也越来越为人们所关注。例如:当我们使用计算机的同时用手机通话,经常发现显示器画面发生抖动,这是手机的射频电磁场引起的;雷雨过后,我们也许会听说朋友家里的调制解调器坏了,不能上网,这是雷击通过电话线串到调制解调器上引起的。诸如此类现象越来越多,用户和厂家也越来越关心设备的抗扰度性能。但于整体上,抗干扰且没有象电磁骚扰那样引起广泛的重视,为此,本文将简要介绍信息技术设备的抗扰度要求。

由于骚扰源的不同,信息技术设备的抗扰度试验能够分成几类,下文将对上述试验的要求进行逐项介绍。

1、静电放电试验(ESD)

当壹个带有静电荷的物体和另壹个接地导体接触时,电荷会从前者流向后者,形成壹个脉冲尖峰,这就是静电放电现象。虽然这样的脉冲电流对人体且无多大的损害,但对于电子设备来说,由于于极短的时间内要流过极大的尖峰电流,没有保护措施的电路将很难

承受它的打击,轻则造成设备误动作,重则能够损坏设备。通常采用静电发生器来模拟带静电的物体,向被测设备放电。静电放电壹般有俩种方式:空气放电和接触放电。

要减少或抑制静电放电所带来的不良影响,应注意金属壳体、电缆系统、PCB的设计,阻断静电放电的传导或辐射的耦合路径;或者考虑为放电电流提供替换通道,如使用滤波器,使其旁路;对于信息技术设备来说,仍能够通过软件的方法增强其抗扰度能力。

2、射频电磁场辐射试验(RS)

电磁辐射可能来自有意产生的电磁辐射源,如无线电广播电视台等;也可能来自无意产生的寄生发射,如电焊机、荧光灯、感性负载的开关操作。电磁辐射对大多数的电子设备均会产生壹定的影响,轻则设备性能暂时下降,重则能够造成永久损坏。本项试验模拟这种有意或无意的电磁辐射对信息技术设备的干扰,以考察设备的耐辐射能力。

要增强电子设备的辐射抗扰度能力,能够采用屏蔽、接地或滤波等各种措施来抑制各种无用信号的干扰;或者于PCB走线时,使其包围的面积尽可能小。

3、电快速瞬变脉冲群试验(EFT/B)

于电源干扰所引起的故障中,有近80%是由于电源线中的振荡瞬变和突发脉冲群引起的。脉冲群是于突然接上或断开电感或感性负载时所产生的壹群群快速脉冲尖峰。这些脉冲尖峰通过电源线传播到整个电路中,造成其他部分工作异常。突发脉冲群的特点是上升时间短(5ns),重复频率高(10kHz~1mHz)和能量低(4mJ/pulse)。于进行试验时,脉冲发生器将电快速脉冲群作为骚扰信号加到电源线中。于壹些特殊的场合,仍要用耦合钳将它们注入信号线或电源线。

从电源端馈送进的电快速瞬变脉冲群骚扰信号,能够考虑加装壹个EFT滤波器,使其旁路;从信号端馈送进的电快速瞬变脉冲群骚扰信号,能够考虑加装壹个EFT馈通滤波器,使其旁路。或考虑减小PCB地线的公共阻抗值;或使骚扰信号远离敏感电路。

4、浪涌试验(SURGE)

电网遭雷击或大功率负载脱离时,电路可能会出现高能脉冲。这样的高能脉冲就被形象地称为浪涌脉冲。浪涌脉冲的波前时间壹般只有几个微秒,半峰值时间从几十个微秒到几百个微秒,幅度为几百伏到几万伏,或几百安到几万安,是壹种能量较大的骚扰。像这样大功率的干扰脉冲通过没有保护的电子设备时,就会对电路造成很大威胁,使设备不能继续稳定工作,甚至造成设备永久损坏。试验时,由浪涌发生器将浪涌信号通过电源线或其它互连线注入被测设备。

对于浪涌信号,能够考虑于关联的电路上加装瞬变吸收器,如避雷管、压敏电阻等等,加以吸收。

5、射频连续波传导骚扰试验(CS)

空间电磁场(主要来自有意的发射)能够于敏感设备的各种连接线上产生感应电流(或电压),作用于该设备的敏感部分,可能造成损害。有时也可能由各种骚扰源通过连接到设备上的电缆,直接对设备产生骚扰。本项试验就是模拟这种实际中的骚扰现象,通过壹些耦合网络向被测设备注入骚扰信号。

对于这种骚扰现象,能够加装滤波器,以吸收传导骚扰信号。

6、工频磁场试验(PFMF)

流过电源线的大电流所产生的强磁场会对电子设备产生影响。对那些带有磁敏元件的设备,如霍尔变送器、CRT等,会造成很大的影响。这样的磁场变化频率和电源频率相同,故称工频磁场。本项试验就是模拟工频磁场带来的影响。

如果该项试验不合格,能够采用抑制辐射抗扰度相似的方法。

7、电压暂降和短时中断试验(PQF)

电子设备工作时,经常会遇到电源电压突然跌落(暂降)、暂时中断或缓慢变化的情况。

电源电压暂降和短时中断常常是由于电网发生故障,负载发生较大变化引起的。而电压变化则是由于负载连续微小变化而产生的。本项试验就是模拟这种电压异常情况对被测设备的影响。

信息技术设备使用的开关电源壹般是宽电压的,因而该项试验壹般不会有问题。

为方便归类研究,我们能够把信息技术设备见作壹个黑箱,不管它的内部结构和性能,仅仅考察它跟外界电磁环境的接口,能够发现它主要有以下几类接口:机箱端口、直流电源端口、交流电源端口、信号端口、电信端口、接地端口等。电磁骚扰通过这些端口以辐射或传导的方式侵害设备。不同的端口,必须针对其不同的特点,进行相应的抗扰度试验。不同端口的抗扰度要求详见表1~4。

表1机箱端口抗扰度