电子工程系统中电磁干扰的诊断和控制方法初探

邸少挺

摘要：目前，随着我国科技水平的提高，电子工程技术应用越来越广泛，对技术的要求也越来越严格，电子工程技术要想有效进行，设备是影响工作的一项重要因素，因此对设备的要求越精确越好。但随之而来的便是电磁干扰带来的困扰，电磁干扰在一定程度上影响了设备的使用情况，降低了设备的使用寿命，降低了工作效率，可见，电磁干扰在电子工程系统中是一个大问题，如果不加以解决会严重影响电子工程工作的进度，掌握有效的诊断和治疗电磁干扰的方法刻不容缓，我们应该利用先进的科学技术对其进行诊断和控制。

关键词： 电磁干扰；辐射；诊断

一、电磁干扰的诊断

（一）干扰通道。传导干扰的电磁通道传导干扰的电磁传输通道可以分成为：电容传导耦合、电阻传导耦合和电感传导耦合。电容传导耦合或称为电场耦合，是干扰源和接收器件之间，通过导线以及部件的电容相互交联而构成的电磁传导耦合。电阻传导耦合或称为公共阻抗耦合，是干扰源和接收器件之间，通过公共阻抗上的电流或电压交链而构成的电磁传导耦合。电感传导耦合或称互感耦合，实际上是磁场耦合，即干扰源和接收器件之间，通过干扰源电流产生磁场相交链而构成电磁传导耦合。

（二）辐射干扰。辐射干扰是一种电磁干扰，它主要是通过电磁波传递的一种干扰形式，辐射过多的电磁波不仅会对电子设备产生干扰，对人的身体健康也是有害无利的，人们摄入过多紫外线、红外线对人体来说都是有害的，电子设备也是一样，在生活中我们经常会发现由于辐射干扰有时候会影响电视机接受信号的频率，从而导致电视机不能正常工作，过多过度的辐射干扰会给电子工程系统带来很多不利的影响，影响正常工作。

（三）用频谱分析仪分析干扰的来源。根据干扰信号的频率确定干扰源在解决电磁干扰问题时，最重要的一个问题是判断干扰的来源，只有准确将干扰源定位后，才能够提出解决干扰的措施。根据信号的频率来确定干扰源是最简单的方法，只要知道干扰信号的频率，就能够推测出干扰是哪个部位产生的。由于頻谱分析仪的中频带宽较窄，因此能够将与干扰信号频率不同的信号滤除掉，精确地测量出干扰信号频率，从而判断产生干扰信号的电路。

（四）用近场测试方法确定辐射源。在近场区查找辐射源可以直接发现干扰源。查找的工具有近场探头和电流卡钳。检查电缆上的发射源使用电流卡钳，检查机箱缝隙的泄漏使用近场探头。

1.用电流卡钳检测共模电流设备产生辐射的主要原因之一是电缆上有共模电流。当设备或系统有超标发射时，首先应怀疑设备的外拖电缆。将电流探头卡在电缆上，由于探头同时卡住了信号线和回流线，故差模电流不会感应出电压，读出的电流仅代表共模电流。

测量共模电流时，最好在屏蔽室中进行。以避免周围环境中的电磁场在电缆上感应出电流，造成误判断。因此应首先将设备的电源断开，测量并记录电缆上的背景电流，以便与设备加电后测量的结果进行比较，排除背景影响。用天线进行测量时，将频谱分析仪的扫描频率局限于关心的很小范围内，则可以排除环境中的干扰。

2.用近场探头检测机箱的泄漏如果设备外拖电缆上没有较强的共模电流，就要检查设备机箱上是否有电磁泄漏。检查机箱泄漏的工具是近场探头。将近场探头靠近机箱上的接缝和开口处，观察频谱分析仪上是否有感兴趣的信号出现。根据前面的讨论，减小频谱分析仪的分辨带宽能够提高仪器的灵敏度。一般在用近场探头检测机箱泄漏时，都是首先用天线测出泄漏信号的精确频率，然后使仪器用尽量小的扫描频率范围覆盖住这个干扰频率。这样做的另一个好处是不会将背景干扰误判为泄漏信号。

机箱上，靠近滤波器安装位置的缝隙最容易产生电磁泄漏。因为滤波器将信号线上的干扰信号旁路到机箱上，将形成较强的干扰电流，这些电流流过缝隙时，就会在缝隙处产生电磁泄漏。

二、解决电子工程系统中电磁干扰的途径

（一）加固模拟电路。通过加固模拟电路，把电磁干扰分成好几段，从而削弱电磁干扰的程度，加固模拟电路可以使设备的电压、电流或功率放大，抵抗电磁干扰；例如：我们可以在大功率的电子设备的周围设置模拟电路，以减轻电子设备周围的电磁对它产生干扰，降低工作效率。

（二）调节电压。调节电压主要是通过实际应用情况，把电压的范围控制在可以接受的范围之内，保证电子工程系统的正常秩序和运行，调节电压也可以保证电子设备的使用寿命，避免大功率，大电压下使用电子设备，减少了电子设备被损坏的几率，保障了电子设备的安全，也为后期的维修工作减轻负担。在一定程度上也避免了电磁干扰带来的设备和仪器的损坏，保障了电子工程系统的有序进行，调整电压需要调整人员有过硬的专业知识和素养，积极的保障电子设备的安全，保证电子工程的进行。

（三）PCB设计。正如数字电路的线路板一样，PCB 设计时应设置完整的地面和电源面，所有地线面应该连在一起。这些地线面应通过电容接到机壳，其电容值根据机箱允许的泄漏值来确定。接地的关键是地回路必须具有最小的电感。若使用直流接地， 电源地应相对于机壳浮起来， 而仅在母板或底板上通过一点与机壳连接。

（四）排除瞬态干扰。静电放电（ESD）和电快速瞬变脉冲群（EFT）对数字电路的危害甚于其对模拟电路的影响。静电放电在5MHz～200MHz的范围内产生强烈的射频辐射，其峰值经常在35MHz45MHz问发生自激振荡。许多I/O 电缆的谐振频率也通常在这个频率范围内，结果电缆中便串入大量的静电放电辐射能量。当电缆暴露在4kV～8kV 静电放电环境中时，I/O 电缆终端负载上测量到的感应电压可达600V，远超出典型数字门限电压值0.4V。

三、结束语

近年来，电子工程技术开始应用于各个领域，所以对电子设备的要求也越来越严格，电子设备是否能达到要求指标，是否有高效的运行质量对于一项工作来说至关重要，电磁干扰作为影响设备精良的一个重要因素，也越发被人们重视，虽然，我们技术水平还处于发展阶段，我们也更应该积极的去探索控制和诊断电磁干扰的方法，争取在最大程度上削弱电磁干扰的不良影响，保证设备的使用情况。

参考文献：

[1]李世锦.传导电磁干扰智能诊断分析系统关键问题研究[D].导师：吉同舟.南京师范大学，2013.

[2]黄孟龙.系统电磁兼容故障诊断中的干扰源辨识方法研究[D].导师：邱扬.西安电子科技大学，2013.