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電子設備中一般都採用什麼方式來防止干擾

發布時間:2022-04-13 10:41:00

1. 什麼是電磁兼容及抑制電磁干擾的有效方法

電磁兼容(EMC)的基本含義是,保證電子設備在共同的電磁環境中執行各自功能的共存狀態而互不幹擾。電子產品的電磁兼容設計,就是在電子產品設計時,設法抑制(消除)電磁干擾,提高電子產品在電磁環境中的工作穩定性和可靠性。

抑制(消除)電磁干擾主要有接地、屏蔽和濾波三種方法,三種方法各具特色,也相互關聯。

1) 接地。在電磁兼容設計時,接地是十分重要的環節。良好的接地可以消除各種雜訊的產生,減小電磁干擾的作用,降低對屏蔽和濾波的要求。常用的接地方法有浮地、單點接地和多點接地三種。採用浮地的的方法,不僅可以將電路或設備與公共地或可能引起環流的公共導線隔離開來,而且還可以使不同電位的電路之間的配合變得容易,它的主要優點是抗干擾性能好。單點接地的方法在低頻條件下效果最好,多點接地的方法則在高頻條件下有較佳表現。與單點接地相比,多點接地的主要優點是接線比較簡單,而且在接地線上出現高頻駐波的現象也明顯減少。但多點接地系統中的眾多地線迴路對線路的維護提出了更高的要求。因為設備本身的腐蝕、沖擊振動和溫度變化等因素,都會使接地系統出現高阻抗,使其接地效果變差。

為了迴避單點接地和多點接地的缺點,充分發揮各自的優點,在實際設計時,通常採用混合接地方式。所謂混合接地,就是對電子系統的各部分工作情況作一分析,只將那些需要就近接地的點直接(或需要高頻接地的點通過旁路電容)與地平面相連,而其餘各點採用單點接地的辦法。

2) 屏蔽。屏蔽能有效地抑制通過空間傳播的電磁干擾(即輻射電磁干擾) 。採用屏蔽的目的有兩個:一是限制輻射電磁能量越出某一區域;二是防止外來的輻射電磁能量進入某一區域。屏蔽按其機理可以分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽。在電源設計時,主要是採用全密封的金屬外殼封裝來實現屏蔽,達到抑制輻射電磁干擾的目的。

3) 濾波。濾波能有效地抑制通過載流導體傳
播的電磁干擾(即傳導電磁干擾) 。採用濾波的目的有兩個:一是限制傳導電能通過載流導體越出某一區域;二是防止外來的傳導電能通過載流導體進入某一區域。

傳導電磁干擾分為差模干擾和共模干擾兩種。在實際工作中,抑制DC/ DC 電源傳導電磁干擾通過載流導體轉播,主要是採取在電源的輸入端和輸出端設置差模共模濾波器。例如,安插在電源線與電子設備之間的電源線濾波器就是抑制電源線傳導電磁干擾的重要手段,它對提高電子設備在電磁環境中運行的可靠性(電磁兼容性)有著重要作用。

2. 怎麼避開磁場對電子設備的干擾

首先得看干擾是以什麼方式進行傳播的,如果是通過線路傳播的,可以用濾波器、磁環、隔離變壓器等諧波抑制器件。
如果是耦合,或者是射頻干擾,可以採用屏蔽線路,或者是將干擾源,或者是被干擾源用金屬殼罩起來。

3. 抗干擾的措施有哪些

抑制干擾的措施主要包括屏蔽、隔離、濾波、接地和軟體處理等方法

1、屏蔽

利用導電或導磁材料製成的盒狀或殼狀屏蔽體,將干擾源或干擾對象包圍起來從而割斷或削弱干擾場的空間耦合通道,阻止其電磁能量的傳輸。按需屏蔽的干擾場的性質不同,可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽。

2、隔離

把干擾源與接收系統隔離開來,使有用信號正常傳輸,而干擾耦合通道被切斷,達到抑制干擾的目的。常見的隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等方法。

3、濾波

抑制干擾傳導的一種重要方法。由於干擾源發出的電磁干擾的頻譜往往比要接收的信號的頻譜寬得多,因此,當接收器接收有用信號時,也會接收到那些不希望有的干擾。這時,可以採用濾波的方法,只讓所需要的頻率成分通過,而將干擾頻率成分加以抑制。

4、接地

將電路、設備機殼等與作為零電位的一個公共參考點(大地)實現低阻抗的連接,稱之謂接地。接地的目的有兩個:為了安全,例如把電子設備的機殼、機座等與大地相接,當設備中存在漏電時,不致影響人身安全,稱為安全接地。

為了給系統提供一個基準電位,例如脈沖數字電路的零電位點等,或為了抑制干擾,如屏蔽接地等。稱為工作接地。工作接地包括一點接地和多點接地兩種方式。



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在工業現場,在距離較遠的電氣設備、儀表、PLC控制系統、DCS系統之間進行信號傳輸時,往往存在干擾,造成系統不穩定甚至誤操作。除系統內、外部干擾影響外,還有一個十分重要的原因就是各種儀器設備的接地處理問題。一般情況下,設備外殼需要接大地,電路系統也要有公共參考地。

但是,由於各儀表設備的參考點之間存在電勢差,因而形成接地環路,由於地線環流會帶來共模及差模雜訊及干擾,常常造成系統不能正常工作。一個理想的解決方案是,對設備進行電氣隔離,這樣,原本相互聯接的地線網路變為相互獨立的單元,相互之間的干擾也將大大減小。

在工業自動化控制系統,及儀器儀表、感測器應用中,廣泛採用4~20mA電流來傳輸控制、檢測信號。由於4~20mA電流環路抗干擾能力強,線路簡單,可用來傳輸幾十甚至幾百米長的模擬信號。一般情況下,傳輸距離超過10米,就需要對電流信號進行隔離。

4. 電子設備干擾怎麼避免

音響設備在使用中,經常是會出現「嗤嗤」的響聲,很多人都是把這個聲音理解為電流聲。這種說法是只說對了一部分,其實這音響發出的這種聲音,就是在安裝連接音響設備時產生的交流聲。雖然交流聲有大有小,但它會影響到演出的音質效果,所以,應防止音響設備在安裝連接中出現交流聲。
下面為大家講解幾點可以避免交流聲的方法:1.使用獨立的電源來供電,在設計供電的電源時,應去設計單獨的電源變壓器;而在無條件時是可使用獨立的一組電源來供電的,這是要與燈光等設備去分開供電;或是去採用隔離的電源變壓器等,這些都是行之有效的措施。在電源的干擾很嚴重的情況下,2.設備分相的連接,可把小信號的音響設備和監聽設備電源給連在一起,選擇在三相的電源中交流聲干擾最小的一相去接入,而其餘的兩相接大信號的功率放大器,是可以降低來自電源的交流雜訊干擾。3.不同類型的系統在相連時是可採用平衡式的隔離變壓器連接,可把小信號的音響設備和監聽設備電源給連在一起,選擇在三相的電源中交流聲干擾最小的一相去接入,而其餘的兩相接大信號的功率放大器,是可以降低來自電源的交流雜訊干擾。

5. 電子儀器抗干擾問題

使用帶有屏蔽層的線路,該接地線的設備要接地線
抗干擾接地處理的主要內容:(1)避開地環電流的干擾;(2)降低公共地線阻抗的耦合干擾。

「一點接地」有效地避開了地環電流;而在「一點接地」前提下,並聯接地則是降低公共地線阻抗的耦合干擾的有效措施;它們是工業控制系統採用的最基本的接地方法。

工業控制系統接地的含義不一定就是接大地。例如直流接地只是定義電路或系統的基準電位。它可以懸浮,但要求與大地嚴格絕緣。通常,其絕緣電阻要達到50 MΩ以上。直流地懸浮隔離了交流地網的干擾,經濟簡便,工程中經常使用。直流地懸浮的缺點是機器容易帶靜電,如果該靜電電位過高,會損壞器件,擊傷操作人員等等;而且,如果這時直流地與大地的絕緣電阻減小,可能會產生很多原先沒有想到的干擾。直流地接大地,按照國家標准,要埋設一個不大於4 Ω的獨立接地體。但無論直流地懸浮或者接大地,直流地與大地之間的電位都存在著間接或者直接的關系。工業控制機所操作的各種輸入輸出信號之間接地是否合理,不只是形成相互耦合干擾的問題,有時還危及計算機系統的安全。在實際的工業控制系統中,各種通道的信號頻率大多在1MHz內,屬於低頻范圍。因此,談談低頻范圍的接地。

1. 串聯接地

在串聯接地方式中,各電路各有一個電流i1、i2、i3等流向接地點。由於地線存在電阻,因此,每個串聯接點的電位不再是零,於是各個電路間相互發生干擾。尤其是強信號電路將嚴重干擾弱信號電路。如果必須要這樣使用,應當盡力減小公共地線的阻抗,使其能達到系統的抗干擾容限要求。串聯的次序是:最怕干擾的電路的地應最接近公共地,而最不怕干擾的電路的地可以稍遠離公共地。

2. 並聯接地

並聯接地方式:在工業控制機中的模擬通道和數字通道採用並聯接地。並聯接地中各個電路的地電位只與其自身的地線阻抗和地電流有關,互相之間不會造成耦合干擾。因此,有效地克服了公共地線阻抗的耦合干擾問題,工業控制機應當盡量採用並聯接地方式。值得注意的是,雖然採用了並聯接地方式,但是地線仍然要粗一些,以使各個電路部件之間的地電位差盡量減小。這樣,當各個部件之間有信號傳送時,地線環流干擾將減小。

工業現場的干擾來源是多渠道的,針對不同的項目和不同的現場,應該有不同的處理方法。屏蔽和接地是由工控系統開發者操作的一項技術內容。能否正確設計和利用它們,不僅關繫到系統安全穩定地運行、良好地抑制干擾,而且是工控項目開發者是否成熟的重要標志。

工控系統的屏蔽處理

工業現場動力線路密布,設備啟停運轉繁忙,因此存在嚴重的電場和磁場干擾。而工業控制系統又有幾十乃至幾百個甚至更多的輸入輸出通道分布在其中,導線之間形成相互耦合是通道干擾的主要原因之一。它們主要表現為電容性耦合、電感性耦合、電磁場輻射三種形式。在工業控制系統中,由前兩種耦合造成的干擾是主要的,第三種是次要的。它們對電路主要造成共模形式的干擾。

眾所周知,地球是一個靜電容量很大的導體,其電位非常恆定。如果把一個導體與大地緊密連接,那麼該導體的電位也是恆定的。我們把它的電位叫作零電位,它是電位的參考點。然而,工程上不可能做到這種緊密連接,總是存在一定的接地電阻。當有電流經該導體入地時,它的電位就有波動。於是,不同的接地點之間會有電位差。當我們用一根導線連接不同的接地點時,在導線中就可能有電流流動,這稱為地環電流。接地抗干擾技術就是解決以地環電流為中心的一系列技術問題。

1. 電場耦合的屏蔽和抑制技術

克服電場耦合干擾最有效的方法是屏蔽。因為放置在空心導體或者金屬網內的物體不受外電場的影響。請注意,屏蔽電場耦合干擾時,導線的屏蔽層最好不要兩端連接當地線使用。因在有地環電流時,這將在屏蔽層形成磁場,干擾被屏蔽的導線。正確的作法是把屏蔽層單點接地,一般選擇它的任一端頭接地。造成電場耦合干擾的原因是兩根導線之間的分布電容產生的耦合。當兩導線形成電場耦合干擾時,導線1在導線2上產生的對地干擾電壓VN為:V1和ω是干擾源導線1的電壓和角頻率;R和C2G是被干擾導線2的對地負載電阻和總電容;C12是導線1和導線2之間的分布電容。從式(2)可以看出,在干擾源的角頻率ω不變時,要想降低導線2上的被干擾電壓VN ,應當減小導線1的電壓V1,減小兩導線之間的分布電容C12,減小導線2對地負載電阻R以及增大導線2對地的總電容C2G。在這些措施中,可操作性最好的是減小兩導線之間的分布電容C12。即採用遠離技術:弱信號線要遠離強信號線敷設,尤其是遠離動力線路。工程上的「遠離」概念,通常取干擾導線直徑的40倍,即認為足夠了。同時,避免平行走線也可以減小C12。

2. 磁場耦合的抑制技術

抑制磁場耦合干擾的好辦法應該是屏蔽干擾源。大電機、電抗器、磁力開關和大電流載流導線等等都是很強的磁場干擾源。但把它們都用導磁材料屏蔽起來,在工程上是很難做到的。通常是採用一些被動的抑制技術。當迴路1對迴路2造成磁場耦合干擾時,其在迴路2 上形成的串聯干擾電壓VN為:

VN=jωBAcosθ (3) ,式中,ω是干擾信號的角頻率;B是干擾源迴路1形成的磁場鏈接至迴路2處的磁通密度;A為迴路2感受磁場感應的閉合面積,θ是和兩個矢量的夾角。可以看出,在干擾源的角頻率ω不變時,要想降低干擾電壓VN,首先應當減小B。對於直線電流磁場來說,B與迴路1流過的電流成正比,而與兩導線的距離成反比。因此,要有效抑制磁場耦合干擾,仍然是遠離技術。同時,也要避免平行走線。

3. 屏蔽線的使用

屏蔽線的接地有三種情況,即:單端接地方式、兩端接地方式、屏蔽層懸浮。(1)單端接地方式:假設信號電流i1從芯線流入屏蔽線,流過負載電阻RL之後,再通過屏蔽層返回信號源。因為i1與i2大小相等方向相反,所以它們產生的磁場干擾相互抵消。這是一個很好的抑制磁場干擾的措施。同時它也是一個很好的抵制磁場耦合干擾的措施。(2)兩端接地方式:由於屏蔽層上流過的電流是i2與地環電流iG的迭加,所以它不能完全抵消信號電流所產生的磁場干擾。因此,它抑制磁場耦合干擾的能力也比單端接地方式差。單端接地方式與兩端接地方式都有屏蔽電場耦合干擾作用。(3)屏蔽層懸浮:只有屏蔽電場耦合干擾能力,而無抑制磁場耦合干擾能力。

4 . 雙絞線的使用

如果雙絞線的絞扭一致的話,那麼這些小迴路的面積相等而法方向相反,因此,其磁場干擾可以相互抵消。雙絞線的結構對電場耦合干擾的抑制毫無能力。當給雙絞線加上屏蔽層後,一個價廉物美的傳輸線就誕生了。根據國外專家的實驗測定,屏蔽層接地方法不同對磁場干擾的抑制dB數也不同。(1)單端接地方式,對磁場干擾具有高達55dB的衰減能力。可見,雙絞線確實有很好的效果。(2)兩端接地方式,地線阻抗與信號線阻抗不對稱,地環電流造成了雙絞線電流不平衡,因此降低了雙絞線抗磁場干擾的能力,只有13dB的磁場干擾衰減能力。(3)使用屏蔽雙絞線,其屏蔽層一端接地,另一端懸空,因此屏蔽層上沒有返回信號電流,所以它的屏蔽層只有抗電場干擾能力,而無抑制磁場耦合干擾能力。與單端接地方式一樣衰減55dB。(4)屏蔽層單端接地,而另一端又與負載冷端相連,因此它具有兩端接地方式的效果,但它的屏蔽層上的電流由於被雙絞線中的一根分流,又比兩端接地方式稍差。具有77dB的衰減。(5)屏蔽層雙端接地,具有一定的抑制磁場耦合干擾能力,加上雙絞線本身的作用,因此具有63dB的衰減。(6)屏蔽層和雙絞線都兩端接地,其效果具有28dB衰減。

雙絞線最好的應用是作平衡式傳輸線路。因為兩條線的阻抗一樣,自身產生的磁場干擾或外部磁場干擾都可以較好的抵消。同時,平衡式傳輸又獨具很強的抗共模干擾能力,因此成為大多數計算機網路的傳輸線。例如,物理層採用RS422A或RS485通信介面,就是很好的平衡傳輸模式。

6. 如何阻擋電磁波干擾

阻擋電磁波干擾的方法:

1、高壓特別是超高壓輸電線路應遠離住宅、學校、運動場等人群密集區。使用電腦時,應選用低輻射顯示器,並保持人體與顯示屏正面不少於75cm的距離,側面和背面不少於90cm,最好加裝屏蔽裝置。

2、應嚴格控制移動通信基站的密度,確保設置在市區內的各種移動通信發射基站天線高於周圍建築,在幼兒園、學校校舍、醫院等建築周圍一定范圍內不得建立發射天線。

3、為減輕家庭居室內電磁污染及其有害作用,應經常對居室通風換氣,保持室內空氣暢通。科學使用家用電器:例如,觀看電視或家庭影院、收聽組合音響時,應保持較遠距離,並避免各種電器同時開啟;使用電腦或電子游戲機持續時間不宜過長等。

4、使用手機電話時,盡量減少通話時間;手機天線頂端要盡可能偏離頭部,盡量把天線拉長;在手機電話上加裝耳機等。

5、另外,可每天服用一定量的維生素C或者多吃些富含維生素C的新鮮蔬菜,如辣椒、柿子椒、香椿、菜花、菠菜等;多食用新鮮水果如柑橘、棗等。飲食中也注意多吃一些富含維生素A、C和蛋白質的食物,如西紅柿、瘦肉、動物肝臟、豆芽等醫學教|育網整|理;經常喝綠茶。這些飲食措施,可在一定程度上起到積極預防和減輕電磁輻射對人體造成傷害的作用。

7. 如何解決電磁干擾(EMI / RFI)/射頻干擾

電磁干擾EMI中電子設備產生的干擾信號是通過導線或公共電源線進行傳輸,互相產生干擾稱為傳導干擾。傳導干擾給不少電子工程師帶來困惑,如何解決傳導干擾?找對方法,你會發現,傳導干擾其實很容易解決,只要增加電源輸入電路中 EMC 濾波器的節數,並適當調整每節濾波器的參數,基本上都能滿足要求,第七屆電路保護與電磁兼容研討會主辦方總結八大對策,以解決對付傳導干擾難題。


對策一:盡量減少每個迴路的有效面積

8. 如何解決對其他電子設備的干擾

解決對其他電子設備的干擾,就是少用其他的一些電器或者在進行工作過程中,盡量只用當前使用的一個為主要的。

9. 怎樣防止電子秤被干擾

電子秤的主要的干擾有:
1、電源干擾:電源干擾往往以浪涌的形式出現,如雷電或電源線上引入的感應電荷。它能引起保險絲斷、損害列印電路板、損害橋式整流器等。一個完整的接地系統對電源的干擾起著良好的保護作用。接地系統良好,能減小故障帶來的損失,系統接地對此類故障能起到有效的防止作用。


2、交流電干擾:交流電干擾可能損壞元器件及微處理機。對交流電源,零線與地線之間電壓不應超過02V,其地線要接在接地樁上。對此類干擾好的辦法是良好的接地以及使用對干擾有濾波作用的穩壓源。
3、感應干擾:感應干擾是由電感破壞磁場所產生,這個干擾以尖的高電壓形式出現,它比原來的電壓要高得多,這個尖的電壓能引起各種故障,並對設備造成危害。它主要表現為電容性耦合、電感性耦合、電磁場輻射三種形式,對電路主要造成共模形式的干擾。克服電場耦合干擾有效的辦法是屏蔽。屏蔽電場耦合干擾時,導線的屏蔽層不要兩端連接當地線使用,因在有地環電流時,這將在屏蔽層形成磁場,干擾被屏蔽的導線。應該把屏蔽層單點接地,一般選擇它的任一端接地。抑制磁場干擾的辦法是屏蔽干擾源。但把它們都用導磁材料屏蔽起來很難做到,故只能採用一些被動的抑制技術,遠離干擾源,同時要盡量避免平行走線。
4、無線電頻率干擾:無線電頻率干擾可能造成電子衡器顯示不準,這時要檢查接地設備是否用了長而細的導線,線的屏蔽是否良好,濾波器工作是否正常。
、靜電干擾:靜電干擾要比射頻干擾的破壞力大。當設備受潮時,靜電干擾就會出現,而且這種干擾比較常見。靜電干擾明顯的可能破壞感測器及敏感組件,造成設備關閉,顯示混亂。克服這種干擾的辦法就是設備接地,信號線屏蔽等。
應對方法:
1、提供設備與近旁物體間的低阻抗連接,以減少人身電擊危險。
2、給接地故障電流提供返回電源的低阻抗通路,使熔斷器或斷路器得以動作。
3、給雷電感應電流提供低阻抗的對地泄放通路
4、給靜電電荷提供對地泄放通路,以防產生電火花或電弧。接地抗干擾技術其一是避開地環電流的干擾,其二是降低公共地線阻抗的耦合干擾。

10. 干擾監控攝像頭的原理是什麼一般由什麼方法可以防止干擾

干擾攝像頭沒遇到過。所有的電子設備都工作在特定的頻段中,如果在一定范圍內有工作在同一頻段的大功率設備或是大功率無線設備或復雜電磁環境就會有干擾,干擾的程度和設備的功率、距離的遠近、電路的設計等很多因素有關。為了防止干擾一般選用各方面防護等級高的設備線材並嚴格按照技術工藝要求安裝,遠離大功率電器設備、無線設備基站和天線、復雜電磁環境等

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