实验室电磁干扰问题浅析

合集下载

实验中常见的电磁辐射干扰及处理方法

实验中常见的电磁辐射干扰及处理方法

实验中常见的电磁辐射干扰及处理方法电磁辐射是我们日常生活中无处不在的存在,它不仅在通信设备、电子产品中广泛应用,也常常在实验室中出现。

然而,在一些敏感的实验环境中,电磁辐射可能会引发干扰问题,对实验结果产生不良影响。

本文将讨论实验中常见的电磁辐射干扰及处理方法。

首先,我们要了解电磁辐射干扰的来源。

电磁辐射可以来自各种电子设备,包括电脑、手机、电视等。

这些设备会产生电磁波,在空间中传播,当这些电磁波与实验设备产生干涉时,就会导致干扰。

另外,电源线、信号线等也可能成为电磁波的传输媒介,产生干扰。

针对电磁辐射干扰问题,我们可以采取以下处理方法。

首先,我们可以将实验设备远离电子设备,特别是那些辐射强度较大的设备。

这样可以减少电磁波的传输距离,降低干扰强度。

此外,对于一些特定的实验设备,可以采取屏蔽措施,将其包裹在金属屏蔽罩中,减少电磁波的干扰。

其次,使用抗干扰材料也是一种有效的处理方法。

在实验室中,我们可以选择一些具有电磁屏蔽功能的材料,来隔离电磁波的干扰。

例如,铁氟龙、镀锌钢板等材料对电磁波有良好的屏蔽效果,可以将其应用于实验设备的外壳或墙壁上,减少干扰。

此外,调整实验设备的工作频率也是一种解决电磁辐射干扰问题的方法。

在实验过程中,我们可以通过改变设备的频率,使其与外部电磁波频率产生差异,从而减少干扰。

例如,对于一些无线通信设备,我们可以将其工作频率调整到与实验设备不冲突的范围内,以减少干扰。

最后,我们还可以使用滤波器来降低电磁辐射干扰。

滤波器可以将特定频率的电磁波屏蔽或吸收,从而减少干扰。

在实验室中,我们可以根据实际需求选择合适的滤波器,如陶瓷滤波器、电磁屏蔽膜等,来降低电磁辐射干扰。

综上所述,电磁辐射干扰是实验中常见的问题,但我们可以采取多种方法来处理。

通过远离辐射源、使用抗干扰材料、调整设备频率以及使用滤波器等措施,可以有效减少干扰,确保实验结果的准确性和可靠性。

在今后的实验工作中,我们应该重视电磁辐射干扰问题,并合理应用上述处理方法,提高实验的质量和稳定性。

物理实验技术中常见的电磁实验疑难问题解析

物理实验技术中常见的电磁实验疑难问题解析

物理实验技术中常见的电磁实验疑难问题解析引言:电磁实验是物理学中的重要组成部分,通过实验我们可以验证电磁理论,深入了解电磁现象的本质。

然而,电磁实验中常常会遇到一些疑难问题,例如测量精度低、实验结果与理论预期不符等。

本文将对这些常见的电磁实验疑难问题进行解析,并提供一些解决方案。

I. 精确测量问题在电磁实验中,精确测量是至关重要的。

然而,由于电磁强度的测量通常需要使用仪器,存在一定的误差。

这些误差可能源于仪器的本身问题,如仪器的灵敏度和响应速度等,也可能源于实验条件的控制不当。

解决方案:1. 选择适当的测量仪器。

在进行电磁实验时,应选择具有较高分辨率和响应速度的仪器,以提高测量精度。

2. 进行仪器校准。

定期对测量仪器进行校准,以确保其准确度和稳定性。

3. 控制实验环境。

保持实验室温度、湿度等环境条件稳定,并尽可能减小外部电磁干扰。

II. 实验结果与理论预期不符问题当我们进行电磁实验时,有时会发现实验结果与理论预期不符。

这可能是由于实验中存在某些假设不成立或未考虑到的因素导致的。

解决方案:1.重新检查实验设置。

仔细检查实验中使用的设备和样品是否符合要求,特别是在使用自制设备时,要确保其设计和制造合理。

2. 考虑其他影响因素。

在实验设计中要充分考虑可能影响结果的因素,并进行适当的控制和修正,例如电磁场的非均匀性、温度波动等。

3. 与理论模型比较。

将实验结果与理论模型进行比较,分析差异所在,并寻找可能的原因。

III. 实验数据处理问题电磁实验中常常需要进行大量的数据处理,其中包括测量数据的整理、归一化、拟合等。

数据处理的正确与否对于最终的实验结论具有重要影响。

解决方案:1. 选择合适的数据处理方法。

根据实验数据的特点和研究目的,选择合适的数据处理方法,例如平均值、标准差、回归分析等。

2. 检查数据处理过程。

仔细检查数据处理过程中的每个步骤,确保计算公式和算法的正确性。

3. 进行结果验证。

在进行数据处理后,应重新检查数据的合理性,并与其他实验结果进行比较,以验证数据处理的准确性。

电磁干扰分析与抗干扰设计

电磁干扰分析与抗干扰设计

电磁干扰分析与抗干扰设计一、电磁干扰基本概念电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)是指在电子装置周围的电气或电磁环境中,出现的一种电子干扰现象。

产生的主要原因是电子装置本身产生电磁波,从而干扰其他电子设备的正常工作。

一般分为辐射干扰和传导干扰两类。

1. 辐射干扰:指电子设备发射出的电磁波,对周围电子设备产生的干扰。

主要体现为电磁波辐射到其它线路上,并导致线路滤波、耦合和干扰等。

2. 传导干扰:指电子设备内部的电磁波,通过传导途径如导线、电源等渠道干扰其它电子设备的正常工作。

主要体现为开关接触闪烁,过流、过压等问题。

二、电磁干扰的危害电磁干扰一旦发生,往往会对电子设备的波形、信号质量、抗干扰能力和电磁兼容性产生很大的影响,往往表现为:1. 信号失真:由于电磁干扰会对信号的传输通道产生影响,导致信号质量下降,削弱指令信号的抗干扰能力,影响系统的准确性和稳定性。

2. 性能下降:由于电磁波的辐射会产生附加噪声,导致整个系统的性能下降,对精密测量、观测控制型设备同样有很大的影响。

3. 设备故障:设备在工作时,会根据一定的程序运行指令,但是电磁干扰会干扰其工作,导致设备故障,造成不良后果。

4. 安全风险:对于航空航天等高要求设备,电磁干扰会直接影响系统的安全性能,会产生重大的安全隐患。

三、电磁兼容性设计思路基于以上电磁干扰的危害,设计工程师们需要在产品设计的过程中,充分考虑到电磁兼容性问题。

常见的兼容性设计思路如下:1. 布局设计:在设计产品布局时,需要将电源、信号及控制线路分开布置,以减少信号的耦合和相互干扰。

2. 接地设计:接地是解决电磁干扰的一个重要手段,正确的接地方法可以减小抗干扰能力的变异度,并使必要的抗干扰措施有效。

3. 屏蔽设计:对容易产生电磁干扰的区域进行必要的屏蔽处理,设计合理的屏蔽结构及材料,以降低电磁波辐射。

4. 过滤设计:对于电磁波辐射和干扰较大的场合,可以考虑通过安装滤波器等设备进行过滤,以减弱电磁干扰的影响。

实验室中常见的电磁干扰问题与解决方法

实验室中常见的电磁干扰问题与解决方法

实验室中常见的电磁干扰问题与解决方法电磁干扰是实验室工作中经常遇到的问题之一,它会对实验的准确性和可靠性产生负面影响。

本文将介绍实验室中常见的电磁干扰问题,并提供解决这些问题的方法。

一、电磁干扰问题的类型1. 高频电磁干扰:高频电磁干扰主要由通信设备、雷达等电子设备产生。

它们会干扰实验设备的正常工作,导致实验数据的失真或影响实验结果的准确性。

2. 低频电磁干扰:低频电磁干扰一般由电源设备、电动机等产生。

这些设备会引入电压和电流的波动,造成实验设备的故障或数据记录的错误。

3. 磁场干扰:磁场干扰主要由电流通过电线、电缆等产生。

它们会对实验仪器的灵敏部件产生作用力,导致读数不准确或设备故障。

二、电磁干扰问题的解决方法1. 屏蔽干扰源:对于高频电磁干扰,可以采取屏蔽措施来减少干扰。

例如,在实验设备周围设置金属屏蔽罩或导电隔离屏蔽窗,以阻挡电磁波的传播。

同时,合理布置实验室的电气线路,减少电磁波的产生和传播。

2. 使用滤波器:对于低频电磁干扰,可以在电源线路上安装滤波器,以阻止电磁波的传播。

这样可以减少电源设备引入的波动,提高实验设备的稳定性。

3. 隔离磁场:对于磁场干扰,可以采取屏蔽措施来减少干扰。

例如,在实验室内部设置磁屏蔽室,采用金属材料对磁场进行隔离。

此外,对于灵敏的实验仪器,可以使用磁场补偿装置或磁屏蔽罩来保护。

4. 干扰源与受扰设备的距离:在实验室布局时,应尽量避免干扰源与受扰设备的靠近。

通过合理的空间分隔来减少干扰。

5. 使用抗干扰设备:对于无法避免的电磁干扰,可以选择使用抗干扰设备。

例如,使用具有较好抗干扰能力的实验仪器和设备,来减少电磁干扰对实验的影响。

三、总结电磁干扰是实验室工作中常见的问题,它会对实验结果的准确性和可靠性产生负面影响。

为了解决这一问题,我们可以通过屏蔽干扰源、使用滤波器、隔离磁场、调整干扰源与受扰设备的距离以及选择抗干扰设备等方法来减少电磁干扰。

这些措施可以有效地保护实验设备的正常工作,提高实验数据的准确性。

物理实验技术中的电磁干扰及其抑制方法

物理实验技术中的电磁干扰及其抑制方法

物理实验技术中的电磁干扰及其抑制方法在物理实验技术中,电磁干扰是一种常见而又十分讨厌的现象。

电磁干扰可以从外部设备或内部电路中产生,并对实验的准确性和可靠性造成严重影响。

本文将探讨电磁干扰的来源和影响,并介绍一些抑制方法。

首先,让我们先来了解电磁干扰的来源。

电磁干扰可以来自多个方面,其中包括电源线、无线电发射设备、强电场和强磁场等。

电源线是电磁干扰的常见来源之一,其交变电流会产生电磁场并干扰实验装置的正常工作。

无线电发射设备如手机、无线网络等也会产生电磁辐射,干扰实验中的电子设备。

强电场和强磁场也会导致实验结果的歪曲和偏差。

那么,电磁干扰对实验技术有何影响呢?首先,它会引起测量误差。

实验中的传感器或测量仪器容易受到电磁干扰的影响,从而导致测量结果的不准确。

其次,电磁干扰还可能损坏实验设备。

电磁干扰会造成电子元件过载或烧坏,甚至引发设备故障,给实验进程带来延误和损失。

此外,电磁干扰还会对微弱信号的检测造成干扰,降低实验信号的信噪比。

然而,我们并非无可奈何面对电磁干扰。

接下来我们将介绍一些抑制电磁干扰的方法。

首先是屏蔽技术。

屏蔽是一种常见又有效的方法,通过引入金属盖、金属网、金属屏蔽罩等来实现对电磁波的屏蔽。

这些屏蔽材料可以吸收或反射电磁波,减少干扰对实验装置的影响。

另外,还可以使用屏蔽性能较好的金属箱或金属隔离层来隔离实验设备,以减少干扰的影响。

其次是滤波技术。

滤波器是常用的抑制电磁干扰的装置,可以将特定频率范围内的电磁信号滤除或削弱。

对于实验中的特定频段干扰信号,我们可以使用低通滤波器、高通滤波器或带通滤波器来屏蔽或削弱干扰信号,从而提高实验的准确性和可靠性。

此外,还可以采用地线技术。

地线可以有效消除电磁干扰,将多余的干扰信号引入地线,从而降低对实验装置的影响。

在实验中,设备的接地是十分重要的一步,良好的接地可以有效减少电磁干扰对实验的影响。

最后,对于高灵敏度的实验设备,我们还可以采用远离干扰源的策略。

实验中如何避免电磁干扰对测量结果的影响

实验中如何避免电磁干扰对测量结果的影响

实验中如何避免电磁干扰对测量结果的影响随着科技的快速发展和社会的进步,电磁干扰已经成为了我们日常生活中不可避免的问题。

无线电、电视、手机、电脑等电子设备的普及使得电磁波成为了我们周围的“常客”。

然而,在科学研究和实验中,电磁干扰可能会带来严重的影响,尤其是对于测量结果的准确性。

因此,探索避免电磁干扰对测量结果的影响的方法和技巧,已经成为了当今科学研究的一个重要课题。

首先,我们来了解一下电磁干扰对测量结果的具体影响。

电磁干扰会对实验中的电子设备产生干扰信号,从而影响仪器的测量精度和准确性。

实验中经常使用的敏感传感器和仪器可能会因为电磁干扰而产生噪声,这就导致了测量结果的误差。

另外,电磁干扰还可能导致实验数据的异常,甚至可能导致仪器的崩溃。

因此,避免电磁干扰对测量结果的影响,可以说是实验研究中至关重要的一环。

那么,在实验中如何有效地避免电磁干扰呢?首先,我们应该充分了解电磁干扰的来源和特点。

电磁干扰的来源包括各种电子设备、电力线路、电磁波辐射源等等。

此外,电磁干扰的特点是其威力强大、传播速度快、无法见光等等。

了解这些特点可以帮助我们更好地掌握电磁干扰的规律,从而制定有效的避免策略。

其次,在实验设计和操作过程中,我们可以采取一系列科学的措施来避免电磁干扰对测量结果的影响。

首先,可以选择合适的实验场所,远离可能产生电磁干扰的设备和环境。

其次,我们应该合理安排实验仪器的布置,避免相互之间的电磁干扰。

例如,实验仪器之间应保持一定的距离,并采取良好的屏蔽措施。

再次,选择合适的信号处理方法和技术,防止电磁干扰对测量信号的影响。

我们可以选择合适的滤波器、隔离器等对信号进行处理,降低电磁干扰产生的噪声。

最后,实验操作人员要严格遵守实验操作规程,确保操作正确、稳定,并及时处理掉产生的电磁波噪声。

除了上述方法,我们还可以通过使用专门的电磁屏蔽设备来进一步减少电磁干扰。

电磁屏蔽设备具有良好的屏蔽效果,可以有效地减少外界的电磁干扰。

电磁干扰问题研究与解决方法

电磁干扰问题研究与解决方法电子产品已经成为现代社会的必需品,但是随之而来的电磁干扰问题也越来越成为人们关注的问题。

电磁干扰不仅会影响电子产品的正常使用,还会对人类的生活和健康造成一定的影响。

因此,研究和解决电磁干扰问题是十分必要的。

一、电磁干扰问题的原因电磁干扰是指其它电子设备或物理媒介中的电磁波对目标设备的信号或电路造成的干扰。

其主要原因有以下几种:1. 电源噪声。

当电子设备在工作时,电源会产生很多噪声信号,这些信号会通过电路的传输线路进一步扩散,导致干扰。

2. 外界电磁波干扰。

外部电磁波也会对电子设备造成干扰。

这里,电子设备与其他无线电设备、高压输电线、雷电等都有可能成为电磁辐射的目标。

3. 信号共存干扰。

各种设备在无线通信时,会存在信号共存的情况。

如果信号重叠或者存在频率偏移,就会造成不同程度的干扰。

二、电磁干扰问题对人类的影响1. 电磁干扰会影响身体健康。

大量的电磁辐射会影响电离子和分子的活动,导致身体免疫能力下降、易疲劳,甚至眼睛不适、头痛等。

2. 电磁干扰影响睡眠质量。

长时间接触电子产品,人的睡眠质量会大大受到影响。

电磁场的干扰,会使人处于一种不稳定的状态,导致睡眠质量降低。

3. 电磁干扰对心理健康的影响。

一些人在接触电子产品过程中,会有一种焦虑、抑郁的情绪,从而影响了其心理健康。

三、解决电磁干扰问题的方法1. 降低电磁辐射强度。

可以采用对电子设备进行隔离配置,降低电磁辐射对身体的影响;也可以消除干扰源、减弱干扰强度。

2. 对接收机进行优化。

可以针对电磁干扰对接收机进行优化,采取滤波、功率控制等方法,避免冲击和噪声信号进入电路。

3. 防止信号共存,提高频段分离度。

对于不同种类的设备,在频段上进行分离,减少不同信号之间的共存,减少因此造成的干扰。

4. 采用双屏蔽等技术。

通过采用双屏蔽等技术,在减少电磁辐射的同时,保证了通信效果的正常。

总之,电磁干扰问题已经成为人们十分关注的问题,对于消费者来说,应该注意自身使用的电子产品的安全。

硬件测试中的电磁干扰问题及解决方案

硬件测试中的电磁干扰问题及解决方案电磁干扰是硬件测试中常见的问题之一,它会对测试结果的准确性和稳定性造成影响。

本文将探讨硬件测试中可能遇到的电磁干扰问题,并提供一些解决方案。

一、背景介绍在现代科技时代,电子产品的开发和应用日益普及。

为了确保电子产品的质量和稳定性,硬件测试成为必要的环节。

然而,伴随着电子设备的复杂性,电磁干扰问题也逐渐浮现。

二、电磁干扰对硬件测试的影响1. 测试结果的不准确性:电磁干扰会导致测试过程中信号的失真,从而影响测试结果的准确性。

2. 测试设备的稳定性:电磁干扰会干扰测试设备的正常工作,导致设备不稳定甚至崩溃。

3. 测试环境的要求:电磁干扰会对硬件测试环境的要求提出更高的要求,需要采取措施来减少干扰源。

三、常见的电磁干扰问题1. 静电干扰:静电干扰是由电荷积累引起的,容易产生在冬季干燥的气候中。

静电干扰会干扰电子设备的正常工作,对硬件测试的准确性带来影响。

2. 电磁波干扰:电磁波干扰是指电子设备发出的电磁波对其他设备造成的干扰。

例如,无线电设备和移动电话的信号会干扰测试设备,影响测试的准确性。

3. 磁场干扰:磁场干扰是由强大的磁场引起的。

例如,在实验室中,靠近强磁场的设备会受到干扰,导致测试结果的不准确性。

4. 外部电源干扰:外部电源干扰是指来自电网或其他电源的电磁波对测试设备的干扰。

这种干扰会导致设备崩溃或无法正常工作。

四、电磁干扰问题的解决方案1. 电磁屏蔽:使用电磁屏蔽材料或设备可以有效地减少电磁波干扰。

例如,在测试设备周围加设屏蔽箱可以防止外部电磁波进入设备内部。

2. 地线连接:良好的地线连接可以提供对抗静电干扰的保护。

同时,合理规划设备的地线连接也可以减少电磁波干扰。

3. 磁屏蔽:在实验室中,对于受到磁场干扰的设备,可以采用磁屏蔽材料进行保护,减少磁场对测试的影响。

4. 滤波器的使用:使用滤波器可以减少外部电源干扰,提高测试设备的稳定性和准确性。

五、结语电磁干扰是硬件测试中常见的问题,它会对测试结果的准确性和稳定性造成影响。

实验中常见的设备磁场干扰分析与解决

实验中常见的设备磁场干扰分析与解决磁场干扰是实验中常见的问题之一,它可能影响实验数据的准确性和可靠性。

在科学研究和实验环节中,我们经常需要使用各种设备,如电子仪器、计算机等,这些设备都会产生磁场,而磁场的存在可能对实验结果产生干扰。

磁场干扰可以是由内源或外源引起的。

内源磁场干扰是指由实验仪器自身产生的磁场,例如电磁铁、电磁线圈等。

这些设备在工作过程中会产生强大的磁场,可能干扰到周围的实验设备和实验数据。

外源磁场干扰是指外部环境中存在的磁场对实验的影响,例如附近的电源线、电动机、电子设备等。

这些外部设备中产生的磁场可能穿过实验室壁板、地板等,对实验设备和数据产生干扰。

为了解决磁场干扰的问题,我们可以采取以下几种方法。

首先是使用屏蔽材料对磁场进行屏蔽。

屏蔽材料是一种特殊的材料,能够吸收或反射磁场,减少磁场的干扰。

常见的屏蔽材料有镍、钢铁等,它们可以将磁场引导到周围环境中,减少对实验设备和数据的影响。

其次是合理安置和布局实验设备。

对于内源磁场干扰,我们可以通过合理安置设备,减少设备之间的磁场相互干扰。

对于外源磁场干扰,我们可以远离电源线、电动机等设备,尽量减少磁场的直接影响。

此外,我们还可以采取一些技术手段来解决磁场干扰问题。

例如,利用差分测量法。

差分测量是通过将两个相同或相似的设备放在实验环境中,分别采样并计算两个设备之间的差值,以排除磁场干扰。

这种方法可以减少由于磁场干扰而导致的实验误差。

另外,也可以通过数字滤波技术来抑制磁场干扰。

数字滤波是一种通过对实验数据进行数字信号处理的方法,可以滤除不需要的频率成分,减少磁场干扰对实验数据的影响。

总之,磁场干扰是实验中常见的问题,但我们可以通过使用屏蔽材料、合理安置设备和采取技术手段等方法来解决这个问题。

在实验过程中,我们应该密切关注磁场干扰的情况,及时采取相应的措施,确保实验结果的准确性和可靠性。

只有解决了磁场干扰问题,我们才能得到真实、可靠的实验数据,推动科学研究的进程。

物理实验技术中对电磁干扰的预防与排除

物理实验技术中对电磁干扰的预防与排除引言:在现代科学研究中,物理实验技术起着至关重要的作用。

然而,在进行实验时常常会遭遇到各种各样的干扰,其中电磁干扰是最常见且最具挑战性的问题之一。

本文将探讨如何在物理实验中预防和排除电磁干扰,以确保实验结果的准确性和可靠性。

一、电磁干扰的来源和影响电磁干扰可以来自多种来源,例如高频通信设备、电动机、电子设备等。

这些干扰源会在实验过程中引入外部电磁信号,导致测量结果的失真,甚至让实验无法进行。

具体表现包括噪声信号的出现、信号波形的变形、电子器件的故障等。

二、预防电磁干扰的技术措施为了避免电磁干扰对实验结果的影响,以下是一些常见且有效的预防技术措施:1. 设计合理的实验环境物理实验室应当采取合理的布局和建筑材料,以减少外界电磁干扰的进入。

例如,在实验室建设过程中应优先选择低电磁辐射的材料,并设置地下层或远离电源等可能引入干扰的区域进行实验。

2. 选用抗干扰性能强的设备在实验设备的选型中,应注意选择抗干扰能力强的仪器和电子设备。

这些设备通常具有抗电磁干扰的特性,能够有效降低外界干扰对实验的影响。

3. 使用屏蔽设备屏蔽设备是预防电磁干扰的重要手段之一。

例如,在实验过程中可以使用屏蔽箱、屏蔽罩等设备将试验样品或仪器包裹在内,以减少外界电磁场的干扰。

4. 优化实验电路在设计实验电路时,应尽量避免信号线路与高频设备的交叉,减少电磁辐射和干扰的机会。

通过合理布线和隔离措施,可以有效降低电磁干扰对实验的影响。

三、排除电磁干扰的技术手段即使采取了预防措施,仍然难以避免电磁干扰。

在遇到电磁干扰问题时,可以采取以下一些技术手段进行排除:1. 使用滤波器滤波器可以选择性地通过或抑制特定频率的电磁信号。

当实验中存在干扰源时,可以通过安装合适的滤波器来消除或减小干扰信号,从而保证实验信号的准确性。

2. 电磁屏蔽和隔离当电磁干扰发生时,可以采用电磁屏蔽和隔离技术来阻断干扰信号的传播路径,从而保护实验设备的正常工作。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

实验室电磁干扰问题浅析
作者:田鹏张子刚吴一丁
来源:《科学与财富》2011年第04期
[摘要] 介绍了实验室中电磁干扰的途径,分析了电磁干扰信号对实验设备的干扰机理及抑制干扰的方法,结合实验室改建实例提出了提高实验设备抗干扰能力的措施。

[关键词] 电磁干扰;共阻耦合;电磁兼容
1.前言
在实验教学中经常出现这样的现象:有时某个实验设备工作不稳定,做了大量针对性的检查工作也没有把问题的原因搞清楚。

最后,把地线改接一个位置,或是把引线重新整理,或是把实验设备挪动一个地方,问题解决了。

像这类问题无不与电磁兼容有关。

电磁兼容是生产电子设备、建设实验室时必须考虑的因素之一,考虑不周,高频电磁辐射不仅会对操作人员的身体健康造成危害,而且电磁信号也会通过传导、感应、辐射等方式对敏感部位或敏感设备形成干扰,影响系统工作不稳定,给实验教学人员造成很大的麻烦。

当系统中多个元件或多个设备放在同一环境下工作时,就会产生电磁干扰,元件或设备越多,电磁干扰的机率就越大,即使看起来很小的电磁干扰,也会造成严重的事故或使可靠度变差。

本文结合通信实验室改建情况,对电磁干扰问题进行简要分析。

2.产生干扰的原因及电磁干扰的途径
电磁干扰是实验室中产生干扰现象的主要方式。

干扰现象的产生,主要是因为干扰源产生的干扰信号通过某种途径对敏感设备感应了干扰信号。

因此,干扰源、干扰途径、敏感设备是干扰现象产生的必要条件。

就其干扰途径而言,有如下几种:
2.1 内部干扰
内部干扰是指实验设备内部或各个实验设备之间的相互干扰,主要包括以下几种情况:
(1)工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰(与工作频率有关)。

(2)信号通过地线、电源和传输导线的阻抗耦合,或导线之间的互感耦合造成的干扰。

(3)实验设备内部某些元器件发热,影响元器件本身或其它元器件的稳定性造成的干扰。

(4)大功率和高电压器件产生的磁场、电场通过耦合影响其它器件造成的干扰。

2.2 外部干扰
外部干扰是指实验设备或实验室附属设备以外的因素对实验设备造成的干扰,主要包括以下几种情况:
(1)实验室外部高电压和大电流电源通过绝缘漏电对供电线路或实验设备造成的干扰。

(2)实验室外部大功率电子设备在空间产生很强的磁场,通过互感耦合对供电线路或实验设备造成的干扰。

(3)外部空间电磁波对供电线路或实验设备造成的干扰。

(4)工作环境温度不稳定,引起实验设备内部单元电路参数改变造成的干扰。

(5)由工业电网供电的设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。

3.提高实验设备抗电磁干扰能力的方法
3.1 抑制干扰输入
提高实验设备的抗干扰能力,首先要防止干扰信号进入实验设备内部。

减少干扰信号进入实验设备内部的幅度可采取以下措施:
(1)在电源端增加组容衰减网络或铁氧体磁环衰减网络来抑制干扰。

若电源线布线合理,只须网络1级联(2级或3级)即可达到抗干扰要求。

电源滤波器电感量一般为35mH,电容值是0.1μF。

布局时,网络要紧靠电源线与基板接口,排列要紧凑,以减小分布参数引起的感应场干扰。

(2)对于仪器内部或外部引线,要尽可能加大引线间距,减小引线自身宽度,减小引线并行长度或将引线靠近大地。

这样都可以减小引线的耦合电容和互感系数,从而减小感应耦合干扰。

(3)某些设备的群路放大器具有可以进行调整的调谐回路和AGC电压,对于处理故障更换器件后的群路放大器,要调整适当。

调整时,不要以为调谐回路通带越宽越好,AGC电压越高越好。

调谐回路的加宽增加了带外噪声进入实验系统的机会;AGC调整电压过高,放大器容易进入非线性工作区域。

3.2 切断干扰途径
对于干扰信号容易进入实验设备的部分,采取一些有效方法,阻断其内部传播途径来抑制干扰。

(1)减小主板引线分布参数,降低线间不必要的信号耦合及共阻耦合所产生的干扰。

同一信号处理电路的元件排列要紧凑,铜箔引线尽量短,必要时铜箔引线周围以地线与其它铜箔相隔离。

避免不同信号线并行或可能有干扰信号的引线并行,必要时可减小自身宽度并在两条平等线间以地线相隔。

各实验设备的接地应采用各自独立的星型连接方式,减小重合点,避免共阻耦合。

在实际中很难实现的情况下,可采用树状接地方式。

每组实验设备的总地线接于树的主干,单独实验设备可接在树的分枝上。

(2)减小电源输出阻抗。

在直流电源输出端都有大容量电解电容并联高频旁路电容,进行电源退耦,在易于产生干扰或工作电流较大的信号处理电路上也要有退耦电路,且应当靠近需要退耦的电路。

(3)减小空间电磁场感应。

在一个实验室内,大信号、强信号电路也许就是干扰源,小信号、弱信号处理单元也许就是敏感设备。

在实际工作中,要尽可能使易产生干扰信号的干扰源远离易受感应的敏感设备,减小感应场强干扰。

对易受感应的引线、器件或设备使用屏蔽线或屏蔽盒进行电磁屏蔽。

屏蔽线要接地良好,设备地线要接触良好。

3.3 提高敏感设备抗干扰能力
有效地提高敏感设备的抗干扰能力,也是阻断电磁干扰的有效方法之一。

可从以下几个方面进行防护:
(1)减小易受干扰部位的阻抗,以减小感应电压。

例如长的低频信号线可在两端加高频旁路电容,避免感应高频干扰信号。

(2)信号采用平衡输入/输出方式,减小向外辐射和抵消外部干扰的影响。

(3)限制信号带宽,加大带外吸收,以减小无用信号的干扰。

(4)加大有用信号输入幅度,提高信噪比。

(5)新增设备时,要选用技术先进,抗干扰能力强的设备。

一般集成度高的设备要比集成度低的设备抗干扰能力强。

4.干扰实例分析与应对措施
某次基带信号传输实验中,示波器显示的眼图与预定图案相差较大。

挪动低频信号发生器位置后,问题有所改善。

现场观察发现,所有实验设备均摆放在一个实验台上,低频信号发生器功率放大部件与实验设备距离很近。

从问题现象分析,应是功率放大部件产生的电磁干扰造成的。

根据上述分析,可采取如下对策:一是加大低频信号发生器与实验设备的距离。

二是对实验设备或低频信号发生器进行电磁屏蔽,并把屏蔽层与地端相连。

由于实验室内部设备摆放有明确规定,因此采用屏蔽实验设备的方法,故障问题得到了很好的解决。

5.结束语
研究电磁干扰,了解电磁兼容知识,对于实验室建设具有十分重要的意义。

在实验设备布置、电路布线方面,要在兼顾美观、操作方便的情况下,重点考虑电磁兼容问题;技术人员维修设备或进行技术改造时,要更换元件,调整设备内部引线,改动电路,也要根据电磁兼容的原则,做到设备内部引线和扎线合理,电路、元件也要设置紧凑合理,避免靠近敏感元件引起干扰;在新进设备时,也可以利用电磁兼容原理,定性估价设备的抗干扰性能。

根据信号干扰机理,在设备安装使用中,应该注意以下几点:
设备安装布局要合理; (转第105页)(接第109页)信号线与电源线,低频信号线与高频信号线布线要分开20cm以上,尽量缩短平行布线长度;
地线接线要合理,并定期对各种地线进行技术维护;
遵循阻抗匹配连线原则。

由于目前无法对实验设备电磁干扰问题进行定量测量,只能凭借定性的分析和实践的经验来规避电磁干扰。

因此,掌握一定的电磁兼容知识,对于每个从事技术工作的人员来说是非常必要的。

参考文献:
1 白同云,吕晓德。

电磁兼容设计。

北京邮电大学出版社,2005.3。

2 王春峰。

屏蔽的基本原理及应用。

西部广播电视,2007(5)。

3 周秀清,刘兆黎。

电子设备机箱的电磁屏蔽设计探讨。

石油仪器,2009(6)■。

相关文档
最新文档