电磁干扰及抑制技术
电磁干扰的抑制方法

电磁干扰的抑制方法电磁干扰是指无线电频率或电磁场与其他电子设备或传输系统之间发生的干扰现象。
这种干扰可能会导致通信中断、误码率增加,甚至损坏电子设备。
因此,为了保证电子设备和通信系统的正常运行,需要采取措施来抑制电磁干扰。
抑制电磁干扰的方法主要包括以下几个方面:1. 信号过滤和屏蔽信号过滤是通过滤波器将不需要的频率成分从信号中剔除,以减少干扰。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器。
屏蔽措施主要包括使用金属屏蔽盒、抗干扰屏蔽材料等,将电磁波的辐射范围限制在一个小范围内,减少对周围设备的干扰。
2. 地线与接地地线的正确使用可以有效地抑制电磁干扰。
将设备的金属外壳与地线连接可以使电磁波通过地线排到大地中,减少对周围设备的干扰。
同时,正确接地可以减少设备自身产生的干扰,并提高系统的抗干扰能力。
3. 选择合适的工作频率对于无线通信系统来说,选择合适的工作频率可以有效地避免与其他设备产生冲突,减少干扰。
此外,合理规划频谱资源,避免频率重叠也是减少互相干扰的重要手段。
4. 电磁屏蔽技术电磁屏蔽技术是指通过使用电磁屏蔽材料或结构来减少电磁干扰的传导和辐射。
常见的电磁屏蔽材料包括铁氧体、磁性材料、导电材料等。
通过在设备周围建立电磁屏蔽结构,可以将电磁干扰源与受干扰设备隔离,从而减少干扰。
5. 路由规划与隔离对于有线通信系统来说,良好的路由规划和隔离设计可以减少电磁干扰的传播。
通过合理规划线缆的布置,避免线缆之间的交叉和平行,减少互相的电磁干扰。
此外,还可以采用互锁技术,将干扰源和受干扰设备分开进行布置,减少干扰的传播。
6. 信号调制技术对于无线通信系统来说,采用合适的信号调制技术可以提高系统对干扰的抗性。
常见的调制技术包括频率调制、相位调制、频分复用、码分复用等。
通过调制技术的应用,可以使信号在传输过程中发生一定程度的扩散,减少对干扰信号的敏感度,提高系统的抗干扰能力。
7. 合理的系统设计在电子设备的设计过程中,需要充分考虑抗干扰的要求。
电磁干扰差模共模干扰抑制措施

电磁干扰差模共模干扰抑制措施电磁干扰(EMI)是指在电磁环境中,由于电磁波的辐射、传导或耦合而引起的潜在问题。
在电子设备中,差模共模干扰是最常见和容易发生的电磁干扰形式之一、差模干扰是指在信号的正负两根导线上引入的干扰信号。
共模干扰是指在信号和地线之间或信号和屏蔽之间引入的干扰信号。
为了保证电子设备的正常工作,需要采取一系列抑制措施来抑制差模共模干扰。
1.使用差分信号传输:差模干扰是指在信号的正负两根导线上引入的干扰信号,而差分信号传输采用了两根互补的信号线,其中一根是信号线,另一根是信号线的反相线。
这样设计可以使得差模信号在两根导线上被平衡地引入,从而减小差模干扰的影响。
2.使用屏蔽线缆:差分信号传输可以减小差模干扰,但无法完全消除。
将信号线包裹在屏蔽层中可以进一步减小差模干扰的影响。
屏蔽线缆使用了金属屏蔽层,可以有效地吸收和屏蔽外部的电磁干扰,从而减小差模干扰。
3.采用均衡电路:在接收信号的端口,使用均衡电路可以进一步减小差模干扰的影响。
均衡电路可以将差模信号进行抵消,从而降低差模干扰对信号的影响。
4.使用差模输入输出接口:差模输入输出接口可以限制差模干扰信号的传播路径。
通过选择合适的差模输入输出接口,可以减小差模干扰信号的传播,从而减小对设备的影响。
1.接地:良好的接地可以减小共模干扰的影响。
在设计电子设备时,需要合理设置接地点,确保设备的各个部分都能够得到正确的接地。
2.屏蔽:在信号传输过程中,可以采用屏蔽层将信号线和地线之间隔离,从而减小共模干扰的影响。
屏蔽层采用金属材料制成,可以有效地吸收和屏蔽外部的电磁干扰。
3.使用滤波器:在信号线上安装共模滤波器可以减小共模干扰的影响。
共模滤波器可以选择合适的频率范围,将共模干扰信号滤除,从而保证信号的质量。
4.绕线方式:在布线时,可以通过适当的绕线方式来减小共模干扰的影响。
例如,采用环形绕线、交叉绕线等方法,可以使得信号线和地线之间的耦合减小,从而减小共模干扰。
电力电子器件的电磁干扰抑制技术

电力电子器件的电磁干扰抑制技术随着现代社会的快速发展,电力电子器件在各个领域的应用也越来越广泛。
然而,电力电子器件所产生的电磁干扰问题也逐渐引起人们的关注。
本文将介绍一些电力电子器件的电磁干扰抑制技术,旨在提供一些解决方案来减少电磁干扰对其他电子设备和系统的影响。
首先,要了解电力电子器件产生的电磁干扰问题,我们需要了解它们的工作原理和频率范围。
电力电子器件通常工作在高频范围,其主要工作频率可以达到几十千赫兹甚至更高。
在这个频率范围内,电磁波会产生电磁干扰,对其他电子设备和系统造成一定的影响。
为了抑制电力电子器件的电磁干扰,可以采取以下一些技术手段:1. 滤波技术:通过合理设计和布置滤波器,可以在电力电子器件的输入和输出端口处滤除不同频段的干扰信号。
常用的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
2. 屏蔽技术:通过在电力电子器件周围加装合适的金属屏蔽壳体,可以有效隔离器件产生的电磁辐射,防止其泄漏到周围环境中,从而减少对其他设备的干扰。
3. 接地技术:合理的接地设计可以有效抑制电力电子器件的共模干扰。
通过引入适当的接地点,可以将共模噪声引流到地,减少其对其他设备的影响。
4. 散热技术:电力电子器件在工作过程中会产生大量热量,如果散热不良,会导致器件温度过高,进而影响其性能和稳定性。
良好的散热设计可以提高器件的工作效率,并减少电磁干扰的产生。
除了以上技术手段,还有一些其他措施可以进一步抑制电力电子器件的电磁干扰。
例如,合理选用低电磁辐射的电力电子器件、增加电源屏蔽和滤波措施、优化器件的功率电子拓扑结构等。
这些措施综合起来,可以有效降低电力电子器件对其他设备和系统的电磁干扰。
总结起来,电力电子器件的电磁干扰抑制技术至关重要。
通过合理的滤波、屏蔽、接地、散热等措施,可以有效降低器件产生的电磁辐射和干扰,减少对其他设备和系统的影响。
未来,随着技术的不断进步和电子设备的智能化发展,电力电子器件的电磁干扰抑制技术也将不断完善和创新,以适应不断变化的需求。
单相电动机的电磁干扰和抗干扰技术

单相电动机的电磁干扰和抗干扰技术单相电动机广泛应用于家用电器、工业设备、农业机械等领域,为我们的生产生活提供了很大的便利。
然而,单相电动机在运行过程中常常伴随着电磁干扰问题。
电磁干扰对其他电子设备的正常工作产生不利影响,严重时甚至可能导致设备故障。
因此,为了提高单相电动机的可靠性和稳定性,抗干扰技术显得尤为重要。
一、单相电动机电磁干扰的原因1. 电磁辐射干扰单相电动机在运行过程中会产生电磁辐射,包括功率频率、高次谐波和脉动磁场等。
这些电磁辐射会传播到周围的电子设备中,干扰其正常工作。
尤其是功率频率电磁辐射,其频谱分布在几百赫兹至几千赫兹之间,与许多通信、显示等设备的工作频率范围存在重叠,因此容易引起干扰。
2. 电源线干扰单相电动机的运行过程中会产生脉动电流,这会导致电源线上出现电压和电流的不稳定。
这种电源线干扰可通过传导和辐射方式传播到其他设备中,引起它们的故障或操作不稳定。
3. 地线干扰单相电动机的地线通常与其他设备的地线共享。
因此,当电动机产生地线干扰时,可能会通过公共地线传播到其他设备中,干扰它们的正常工作。
二、抑制单相电动机电磁干扰的技术手段为了减小或消除单相电动机的电磁干扰,需要采取一些技术手段,如下所述:1. 滤波器的应用安装滤波器是抑制电磁干扰的常用措施之一。
滤波器可以将电动机产生的高频噪声滤掉,从而减小辐射干扰。
常见的滤波器包括差模滤波器和共模滤波器。
差模滤波器是通过串联电感和电容的方式,将差模信号滤出,减小干扰传播。
共模滤波器则是通过并联电感和电容的方式,将共模信号滤出。
2. 软启动技术单相电动机在启动时会产生较大的起动电流,这会引起电源线电压波动,进而影响其他设备的正常工作。
采用软启动技术可以逐渐增加电机的电源电压,使电机起动时电流逐渐升高,从而减小电网的波动。
3. 接地和屏蔽在单相电动机的设计中,合理的接地和屏蔽措施可以有效地减少电动机产生的电磁干扰。
通过保持电动机和其他设备之间的地线独立,并采取适当的屏蔽材料和结构,可以阻止干扰信号的传播。
电力电子系统的电磁干扰及抑制方法

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

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。
消除电磁干扰的三种方法

消除电磁干扰的三种方法
一、引入“降噪屏蔽电缆”
首先要明确的是,降噪屏蔽电缆是最有效的防止电磁干扰的方法,主要是利用外层的
金属屏蔽层来屏蔽敏感电气设备内部收发的电磁波。
它的屏蔽功能有两种,一是用金属箔、胶带或绝缘材料将设备与外界电磁环境隔绝开来;二是外部信号直接接入金属箔,使其不
能向设备内部渗透,对外部干扰具有极强的抑制作用。
二、利用信号分离技术
其次,电磁干扰也可以通过利用信号分离技术实现消除,主要原理是在受损的频带电
磁环境中,以及在潮湿的绝缘环境中,形成一种能抑制受损信号的电磁屏障,以保持信号
的稳定性。
信号分离技术可以合理布置电磁屏障,既可以获得较高的信号增益,又可以有
效抑制室内电磁干扰。
三、采用硬件或软件方法
硬件方面,可以采用射频滤波器,噪声材料等技术来减少电磁干扰。
其中,射频滤波
器可以有效降低无线射频电磁波的强度,从而减少噪声对设备的影响。
噪声材料可以用于
屏蔽噪声信号,其中噪声板和复合噪声材料是最常用的一种材料,用于有效滤除收发站内
部的电子系统和有线系统的高频电波。
软件方面,可以采用数字滤波器、模拟滤波器、低通滤波器等技术,相比硬件方法,
软件方法更加灵活、简单、节约成本,可以有效的抑制电磁干扰的影响。
而且软件还有一
个优点,即可以通过计算机程序检测出探测站和室内环境中有害电磁信号的出现,从而实
现自动抑制和维护设备的功能。
电磁继电器的电磁干扰与抑制方式研究

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。
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电磁干扰及常用的抑制技术摘要:各种干扰是机电一体化系统和装置出现瞬时故障的主要原因。
电磁兼容性设计是目前电子设备及机电一体化系统设计时考虑的一个重要原则,它的核心是抑制电磁干扰。
电磁干扰的抑制要从干扰源、传播途径、接收器三个方面着手,切断干扰耦合的途径,干扰的影响也将被消除。
常用的方法有滤波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔离等。
关键词:电磁干扰干扰抑制屏蔽接地1.电磁干扰电磁干扰(electro magnetic interference,EMI)是指系统在工作过程中出现的一些与有用信号无关的、并且对系统性能或信号传输有害的电气变化现象。
构成电磁干扰必须具备三个基本条件:①存在干扰源;②有相应的传输介质;③有敏感的接收元件。
只要除去其中一个条件,电磁干扰就可消除,这就是电磁抑制技术的基本出发点。
1.1 电磁干扰的分类常见的各种电磁干扰根据干扰的现象和信号特征不同有以下分类方法。
1、按其来源分类(1) 自然干扰。
自然干扰是指由于大自然现象所造成的各种电磁噪声。
(2) 人为干扰。
由于电子设备和其他人工装置产生的电磁干扰。
2、按干扰功能分类(1) 有意干扰。
有意干扰是指人为了达到某种目的而有意识制造的电磁干扰信号。
这是当前电子战的重要手段。
(2) 无意干扰。
无意干扰是指人在无意之中所造成的干扰,如工业用电、高频及微波设备等引起的干扰等。
3、按干扰出现的规律分类(1) 固定干扰。
多为邻近电气设备固定运行时发出的干扰。
(2) 半固定干扰。
偶尔使用的设备(如行车、电钻等)引起的干扰。
(3) 随机干扰。
无法预计的偶发性干扰。
4、按耦合方式分类(1) 传导耦合干扰。
传导耦合是指电磁噪声的能量在电路中以电压或电流的形式,通过金属导线或其他元件(如电容器、电感器、变压器等)耦合到被干扰设备(电路)。
(2) 辐射耦合干扰。
电磁辐射耦合是指电磁噪声的能量以电磁场能量的形式,通过空间辐射传播,耦合到被干扰设备(或电路)。
1.2 电磁噪声耦合途径干扰源对电子设备的干扰是通过一定耦合形式进行的,无论是内部干扰或外部干扰,都是通过“路”(传输线路或电路)或“场”(静电场或交变电磁场)耦合到被干扰设备中的。
1、电磁噪声传导耦合(1)直接传导耦合。
电导性直接传导耦合最简单、最常见,但它也是最易被人们忽视的一种耦合方式。
在考虑电磁兼容性问题时,必须考虑导线不但有电阻足,而且有电感L,漏电阻R,以及杂散电容C。
在实际使用中尤其是频率比较高时,这些分布参数对信号的传输有着十分重要的影响。
如何考虑分布参数的影响与传输线的长度密切相关。
根据传输线的长度与传输信号频率的关系可把传输线分为长线和短线,对短信号线不必进行阻抗匹配,而对长信号线应在终端进行阻抗匹配。
(2)公共阻抗耦合。
当干扰源的输出回路与被干扰电路存在一个公共阻抗时,两者之间就会产生公共阻抗耦合。
干扰源的电磁噪声将会通过公共阻抗耦合到被干扰电路而产生干扰。
所谓“公共阻抗”通常不是人们故意接人的阻抗,而是由公共地线和公共电源线的引线电感所造成的阻抗和不同接地点问的电位差造成的寄生耦合。
公共阻抗耦合主要包括公共地阻抗耦合和公共电源阻抗耦合。
(3)共模电流和差模电流。
干扰电流在导线上传输时有两种方式:共模方式和差模方式。
一对导线上如流过差模电流则两条线上的电流大小相等、方向相反,一对导线上如流过共模电流则两条线上的电流方向相同,一般有用信号都是差模电流。
干扰在传输线上既可以差模方式出现,也可以共模方式出现。
2、电磁辐射耦合常把干扰源通过电场的耦合看成是电容性耦合(电场耦合),通过磁场的耦合看成电感性耦合,电场与磁场同时存在则为电磁场耦合。
(1)电容性耦合。
当干扰源产生的干扰波以电压形式出现时,干扰源与信号电路之间就存在电场(电容性耦合)。
这时,干扰电压经电容耦合到信号电路。
抑制电容性耦合可采取合理布置电路及电场屏蔽等措施。
(2)电感性耦合。
交流载体,如交流电动机、动力线、发电动机、变压器等,必将在载体周围空间产生工频磁场,干扰其周围的电路及电子装置。
当变送器、热电偶等小信号通过较长的信号线传送时,在信号传送途中经常会受到这种交变磁场的干扰。
(3)电磁场耦合。
远场时电场与磁场干扰之比等于常数,通称为电磁场耦合。
大功率的高频发生装置(如高频加热炉)、晶闸管变流装置、整流子电动机的电刷滑环、开关、继电器、接触器等节点开断时产生的电弧,电焊机的弧光,电车集电环产生的火花,以及航空雷达信号等,都将产生强烈的电磁波,并以空间辐射的形式干扰电子设备。
电子设备中长的信号输入/输出线和控制线等也具有天线效应,即能够辐射干扰波和接收干扰波。
离干扰源较远的地区干扰主要是由辐射电磁场造成的。
3、串扰当信号平行且距离很近时,由于线间互感和互容的存在,在相邻两信号之间产生的干扰,称为串扰。
当两根信号线紧靠在一起或当信号线与地距离很近时串扰严重。
若将发送线和接收线改用两对双绞线,其中一根在始端和终端接地。
对于一般TTL电路就比较安全了。
4、浪涌浪涌顾名思义就是瞬间出现超出稳定值的峰值,它包括浪涌电压和浪涌电流。
浪涌电压是指的超出正常工作电压的瞬间过电压。
本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。
可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。
浪涌电流是指电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下产生的远大于稳态电流的峰值电流或过载电流。
它很可能使电路在浪涌的一瞬间烧坏,如PN结电容击穿,电阻烧断等等。
2.常用的干扰抑制技术电磁干扰的抑制要从干扰源、传播途径、接收器三个方面着手,切断干扰耦合的途径,干扰的影响也将被消除。
常用的方法有滤波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔离等。
2.1 屏蔽技术屏蔽技术用来抑制电磁噪声沿着空间的传播及切断辐射电磁噪声的传输途径。
通常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来,使屏蔽体内外的“场”相互隔离。
如果目的是防止噪声源向外辐射场的干扰,则应该屏蔽噪声源,这种方法称主动屏蔽。
如果目的是防止敏感设备受噪声辐射场的干扰,则应该屏蔽敏感设备,这种方法称被动屏蔽。
对于电场、磁场、电磁场等不同的辐射场,由于屏蔽机理不同而采取的方法也不尽相同。
屏蔽技术通常分为三大类:电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁场屏蔽(同时存在电场及磁场的高频辐射电磁场的屏蔽)。
1、电场屏蔽电场屏蔽是抑制噪声源和敏感设备之间由于存在电场耦合而产生的干扰。
电场有静电场和交变电场之分。
利用金属屏蔽体可对电场起到屏蔽作用,但是,屏蔽体的屏蔽必须完善并良好地接地。
如果可能,最好使用低电阻金属(铜、铝)做成屏蔽罩,并使之与机壳(地)可靠相连。
无论是静电场或交变电场,电场屏蔽的必要条件是完善的屏蔽及屏蔽体良好接地。
2、磁场屏蔽磁场屏蔽的目的是消除或抑制噪声源与敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。
对于不同的频率必须采取不同的磁场屏蔽措施。
(1)低频磁场屏蔽。
图1-1 低频磁场屏蔽(a)主动屏蔽(b)被动屏蔽通电线圈周围产生磁场,磁力线是闭合的,由于磁力线分布在整个空间,可能对附近的敏感设备产生干扰。
对于恒定磁场和低频段(100kHz以下)干扰磁场,采用高磁导率的铁磁材料(如硅钢片、坡莫合金、铁等)制成管状或杯状罩进行磁场屏蔽。
这样,既可将磁场干扰限制在屏蔽罩内,也可使外界低频干扰磁场对置于屏蔽罩内的电路和器件不产生干扰。
如图1-1(a)所示线圈的磁屏蔽,由于铁磁材料的高磁导率,因而使屏蔽体内的线圈产生的磁通主要沿屏蔽罩通过,而使屏蔽罩外面的元件、电路不受磁场的影响,即主动屏蔽。
同样,当屏蔽体放入外磁场中,磁力线将集中在屏蔽体内通过,不至于泄漏在屏蔽壳体包围的内部空间中去,从而保证该空间不受外磁场的影响,即被动屏蔽,如图1-1(b)所示。
在使用铁磁性材料作屏蔽壳体时,如果需要在壳体上开缝,一定要注意开缝的方向。
图1-1(a)中壳体上磁力线是垂直流动的,所以横向的缝隙会阻挡磁力线,使磁阻增加,从而使屏蔽性能变坏。
纵向的缝隙不会阻挡磁力线,但应注意缝不能太宽。
(2)高频磁场屏蔽。
图1-2 高频磁场屏蔽(a)主动屏蔽(b)被动屏蔽高频磁场采用低电阻率的金属良导体材料来屏蔽,如铜、铝,当高频磁场穿过金属板时由于电磁感应原理在金属板上产生感应电动势,由于金属板的电导率很高所以产生很大的涡流。
如图1-2(a)所示。
涡流又产生反磁场,与穿过金属板的原磁场相互抵消,同时又增强了金属板周围的原磁场。
总的效果是使磁力线在金属板四周绕行而过。
如果做一个金属盒把线圈包围起来,则线圈电流产生的高频磁场在金属盒内壁产生涡流,从而把原磁场限制在盒内,不至于向外泄漏,起到主动屏蔽作用。
金属盒外的高频磁场同样由于涡流作用只能绕过金属盒,而不能进入盒内,起到了被动屏蔽的作用,如图1-2(b)所示。
由于高频电流具有集肤效应,涡流只在金属表面的薄层中流过,金属屏蔽体不需太厚,薄薄一层(0.2~0.8mm)金属良导体就能起到良好的高频磁场屏蔽作用。
磁场屏蔽和接地与否影响不大,一般均接地,可同时起到电场屏蔽的作用。
3、电磁场屏蔽对于高频电磁干扰,通常采用电阻率小的良导体材料,且接地良好的屏蔽体就可同时实现电场屏蔽和磁场屏蔽。
在实际屏蔽时,有些场合不便于使用金属板,就可用金属网代替,要求屏蔽效能高时,就可采用双层金属网屏蔽。
低频时,电场屏蔽一般不成问题,因反射量很大。
磁场情况则有所不同,因反射量小只能靠增加吸收量来增加总屏蔽量,就是说增加屏蔽物厚度,使屏蔽物的电导率和磁导率增加而增加吸收量,从而提高磁屏蔽能力。
2.1 接地技术接地的目的有两个,一是为保护人身和设备安全,避免雷击、漏电、静电等危害。
此类地线称为保护地线,应与真正大地连接。
另一个是为了保证设备的正常工作,如直流电源常需要有一极接地,作为参考零电位。
传输信号传输也常需要有一根线接地,作为基准电位,传输信号的大小与该基准电位相比较。
另外,对设备进行屏蔽时在很多情况下只有与接地相结合,才能具有应有的效果。
接地系统又分为保护地线、工作地线、地环路和屏蔽接地四种。
1、保护地线为确保操作人员的人身安全和设备运行安全,电气设备的机壳、底盘都应该接地。
常用的电源插座或配电板上都有保护地线。
图1-3为交流单相220V供电线路中的三根线:火线、中线、地线。
正常工作时电流从火线流经负载,由中线返回,保护地线上无电流流过。
若线路发生绝缘击穿或出现故障时,使火线与机壳相连,则保护地线上流过很大故障电流,使火线上的保险丝熔断,从而切断电源。
因为机壳是通过保护地线与大地相连的,机壳始终保持大地电位,所以即使人接触机壳也不会发生危险的。
按照直接接触安全操作电压的规定,普通环境电压应为48V以下,潮湿环境和手持设备应在24V以下,超过上述值即应妥善接地。
图1-3 保护地线的作用示意图2、工作地线工作地线是给电源和传输信号提供一个等电位,但在实际电路中工作地线常常兼作电源和信号线的回流线。