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电子设备中一般都采用什么方式来防止干扰

发布时间:2022-04-13 10:41:00

1. 什么是电磁兼容及抑制电磁干扰的有效方法

电磁兼容(EMC)的基本含义是,保证电子设备在共同的电磁环境中执行各自功能的共存状态而互不干扰。电子产品的电磁兼容设计,就是在电子产品设计时,设法抑制(消除)电磁干扰,提高电子产品在电磁环境中的工作稳定性和可靠性。

抑制(消除)电磁干扰主要有接地、屏蔽和滤波三种方法,三种方法各具特色,也相互关联。

1) 接地。在电磁兼容设计时,接地是十分重要的环节。良好的接地可以消除各种噪声的产生,减小电磁干扰的作用,降低对屏蔽和滤波的要求。常用的接地方法有浮地、单点接地和多点接地三种。采用浮地的的方法,不仅可以将电路或设备与公共地或可能引起环流的公共导线隔离开来,而且还可以使不同电位的电路之间的配合变得容易,它的主要优点是抗干扰性能好。单点接地的方法在低频条件下效果最好,多点接地的方法则在高频条件下有较佳表现。与单点接地相比,多点接地的主要优点是接线比较简单,而且在接地线上出现高频驻波的现象也明显减少。但多点接地系统中的众多地线回路对线路的维护提出了更高的要求。因为设备本身的腐蚀、冲击振动和温度变化等因素,都会使接地系统出现高阻抗,使其接地效果变差。

为了回避单点接地和多点接地的缺点,充分发挥各自的优点,在实际设计时,通常采用混合接地方式。所谓混合接地,就是对电子系统的各部分工作情况作一分析,只将那些需要就近接地的点直接(或需要高频接地的点通过旁路电容)与地平面相连,而其余各点采用单点接地的办法。

2) 屏蔽。屏蔽能有效地抑制通过空间传播的电磁干扰(即辐射电磁干扰) 。采用屏蔽的目的有两个:一是限制辐射电磁能量越出某一区域;二是防止外来的辐射电磁能量进入某一区域。屏蔽按其机理可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。在电源设计时,主要是采用全密封的金属外壳封装来实现屏蔽,达到抑制辐射电磁干扰的目的。

3) 滤波。滤波能有效地抑制通过载流导体传
播的电磁干扰(即传导电磁干扰) 。采用滤波的目的有两个:一是限制传导电能通过载流导体越出某一区域;二是防止外来的传导电能通过载流导体进入某一区域。

传导电磁干扰分为差模干扰和共模干扰两种。在实际工作中,抑制DC/ DC 电源传导电磁干扰通过载流导体转播,主要是采取在电源的输入端和输出端设置差模共模滤波器。例如,安插在电源线与电子设备之间的电源线滤波器就是抑制电源线传导电磁干扰的重要手段,它对提高电子设备在电磁环境中运行的可靠性(电磁兼容性)有着重要作用。

2. 怎么避开磁场对电子设备的干扰

首先得看干扰是以什么方式进行传播的,如果是通过线路传播的,可以用滤波器、磁环、隔离变压器等谐波抑制器件。
如果是耦合,或者是射频干扰,可以采用屏蔽线路,或者是将干扰源,或者是被干扰源用金属壳罩起来。

3. 抗干扰的措施有哪些

抑制干扰的措施主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等方法

1、屏蔽

利用导电或导磁材料制成的盒状或壳状屏蔽体,将干扰源或干扰对象包围起来从而割断或削弱干扰场的空间耦合通道,阻止其电磁能量的传输。按需屏蔽的干扰场的性质不同,可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。

2、隔离

把干扰源与接收系统隔离开来,使有用信号正常传输,而干扰耦合通道被切断,达到抑制干扰的目的。常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。

3、滤波

抑制干扰传导的一种重要方法。由于干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽得多,因此,当接收器接收有用信号时,也会接收到那些不希望有的干扰。这时,可以采用滤波的方法,只让所需要的频率成分通过,而将干扰频率成分加以抑制。

4、接地

将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点(大地)实现低阻抗的连接,称之谓接地。接地的目的有两个:为了安全,例如把电子设备的机壳、机座等与大地相接,当设备中存在漏电时,不致影响人身安全,称为安全接地。

为了给系统提供一个基准电位,例如脉冲数字电路的零电位点等,或为了抑制干扰,如屏蔽接地等。称为工作接地。工作接地包括一点接地和多点接地两种方式。



(3)电子设备中一般都采用什么方式来防止干扰扩展阅读

在工业现场,在距离较远的电气设备、仪表、PLC控制系统、DCS系统之间进行信号传输时,往往存在干扰,造成系统不稳定甚至误操作。除系统内、外部干扰影响外,还有一个十分重要的原因就是各种仪器设备的接地处理问题。一般情况下,设备外壳需要接大地,电路系统也要有公共参考地。

但是,由于各仪表设备的参考点之间存在电势差,因而形成接地环路,由于地线环流会带来共模及差模噪声及干扰,常常造成系统不能正常工作。一个理想的解决方案是,对设备进行电气隔离,这样,原本相互联接的地线网络变为相互独立的单元,相互之间的干扰也将大大减小。

在工业自动化控制系统,及仪器仪表、传感器应用中,广泛采用4~20mA电流来传输控制、检测信号。由于4~20mA电流环路抗干扰能力强,线路简单,可用来传输几十甚至几百米长的模拟信号。一般情况下,传输距离超过10米,就需要对电流信号进行隔离。

4. 电子设备干扰怎么避免

音响设备在使用中,经常是会出现“嗤嗤”的响声,很多人都是把这个声音理解为电流声。这种说法是只说对了一部分,其实这音响发出的这种声音,就是在安装连接音响设备时产生的交流声。虽然交流声有大有小,但它会影响到演出的音质效果,所以,应防止音响设备在安装连接中出现交流声。
下面为大家讲解几点可以避免交流声的方法:1.使用独立的电源来供电,在设计供电的电源时,应去设计单独的电源变压器;而在无条件时是可使用独立的一组电源来供电的,这是要与灯光等设备去分开供电;或是去采用隔离的电源变压器等,这些都是行之有效的措施。在电源的干扰很严重的情况下,2.设备分相的连接,可把小信号的音响设备和监听设备电源给连在一起,选择在三相的电源中交流声干扰最小的一相去接入,而其余的两相接大信号的功率放大器,是可以降低来自电源的交流噪声干扰。3.不同类型的系统在相连时是可采用平衡式的隔离变压器连接,可把小信号的音响设备和监听设备电源给连在一起,选择在三相的电源中交流声干扰最小的一相去接入,而其余的两相接大信号的功率放大器,是可以降低来自电源的交流噪声干扰。

5. 电子仪器抗干扰问题

使用带有屏蔽层的线路,该接地线的设备要接地线
抗干扰接地处理的主要内容:(1)避开地环电流的干扰;(2)降低公共地线阻抗的耦合干扰。

“一点接地”有效地避开了地环电流;而在“一点接地”前提下,并联接地则是降低公共地线阻抗的耦合干扰的有效措施;它们是工业控制系统采用的最基本的接地方法。

工业控制系统接地的含义不一定就是接大地。例如直流接地只是定义电路或系统的基准电位。它可以悬浮,但要求与大地严格绝缘。通常,其绝缘电阻要达到50 MΩ以上。直流地悬浮隔离了交流地网的干扰,经济简便,工程中经常使用。直流地悬浮的缺点是机器容易带静电,如果该静电电位过高,会损坏器件,击伤操作人员等等;而且,如果这时直流地与大地的绝缘电阻减小,可能会产生很多原先没有想到的干扰。直流地接大地,按照国家标准,要埋设一个不大于4 Ω的独立接地体。但无论直流地悬浮或者接大地,直流地与大地之间的电位都存在着间接或者直接的关系。工业控制机所操作的各种输入输出信号之间接地是否合理,不只是形成相互耦合干扰的问题,有时还危及计算机系统的安全。在实际的工业控制系统中,各种通道的信号频率大多在1MHz内,属于低频范围。因此,谈谈低频范围的接地。

1. 串联接地

在串联接地方式中,各电路各有一个电流i1、i2、i3等流向接地点。由于地线存在电阻,因此,每个串联接点的电位不再是零,于是各个电路间相互发生干扰。尤其是强信号电路将严重干扰弱信号电路。如果必须要这样使用,应当尽力减小公共地线的阻抗,使其能达到系统的抗干扰容限要求。串联的次序是:最怕干扰的电路的地应最接近公共地,而最不怕干扰的电路的地可以稍远离公共地。

2. 并联接地

并联接地方式:在工业控制机中的模拟通道和数字通道采用并联接地。并联接地中各个电路的地电位只与其自身的地线阻抗和地电流有关,互相之间不会造成耦合干扰。因此,有效地克服了公共地线阻抗的耦合干扰问题,工业控制机应当尽量采用并联接地方式。值得注意的是,虽然采用了并联接地方式,但是地线仍然要粗一些,以使各个电路部件之间的地电位差尽量减小。这样,当各个部件之间有信号传送时,地线环流干扰将减小。

工业现场的干扰来源是多渠道的,针对不同的项目和不同的现场,应该有不同的处理方法。屏蔽和接地是由工控系统开发者操作的一项技术内容。能否正确设计和利用它们,不仅关系到系统安全稳定地运行、良好地抑制干扰,而且是工控项目开发者是否成熟的重要标志。

工控系统的屏蔽处理

工业现场动力线路密布,设备启停运转繁忙,因此存在严重的电场和磁场干扰。而工业控制系统又有几十乃至几百个甚至更多的输入输出通道分布在其中,导线之间形成相互耦合是通道干扰的主要原因之一。它们主要表现为电容性耦合、电感性耦合、电磁场辐射三种形式。在工业控制系统中,由前两种耦合造成的干扰是主要的,第三种是次要的。它们对电路主要造成共模形式的干扰。

众所周知,地球是一个静电容量很大的导体,其电位非常恒定。如果把一个导体与大地紧密连接,那么该导体的电位也是恒定的。我们把它的电位叫作零电位,它是电位的参考点。然而,工程上不可能做到这种紧密连接,总是存在一定的接地电阻。当有电流经该导体入地时,它的电位就有波动。于是,不同的接地点之间会有电位差。当我们用一根导线连接不同的接地点时,在导线中就可能有电流流动,这称为地环电流。接地抗干扰技术就是解决以地环电流为中心的一系列技术问题。

1. 电场耦合的屏蔽和抑制技术

克服电场耦合干扰最有效的方法是屏蔽。因为放置在空心导体或者金属网内的物体不受外电场的影响。请注意,屏蔽电场耦合干扰时,导线的屏蔽层最好不要两端连接当地线使用。因在有地环电流时,这将在屏蔽层形成磁场,干扰被屏蔽的导线。正确的作法是把屏蔽层单点接地,一般选择它的任一端头接地。造成电场耦合干扰的原因是两根导线之间的分布电容产生的耦合。当两导线形成电场耦合干扰时,导线1在导线2上产生的对地干扰电压VN为:V1和ω是干扰源导线1的电压和角频率;R和C2G是被干扰导线2的对地负载电阻和总电容;C12是导线1和导线2之间的分布电容。从式(2)可以看出,在干扰源的角频率ω不变时,要想降低导线2上的被干扰电压VN ,应当减小导线1的电压V1,减小两导线之间的分布电容C12,减小导线2对地负载电阻R以及增大导线2对地的总电容C2G。在这些措施中,可操作性最好的是减小两导线之间的分布电容C12。即采用远离技术:弱信号线要远离强信号线敷设,尤其是远离动力线路。工程上的“远离”概念,通常取干扰导线直径的40倍,即认为足够了。同时,避免平行走线也可以减小C12。

2. 磁场耦合的抑制技术

抑制磁场耦合干扰的好办法应该是屏蔽干扰源。大电机、电抗器、磁力开关和大电流载流导线等等都是很强的磁场干扰源。但把它们都用导磁材料屏蔽起来,在工程上是很难做到的。通常是采用一些被动的抑制技术。当回路1对回路2造成磁场耦合干扰时,其在回路2 上形成的串联干扰电压VN为:

VN=jωBAcosθ (3) ,式中,ω是干扰信号的角频率;B是干扰源回路1形成的磁场链接至回路2处的磁通密度;A为回路2感受磁场感应的闭合面积,θ是和两个矢量的夹角。可以看出,在干扰源的角频率ω不变时,要想降低干扰电压VN,首先应当减小B。对于直线电流磁场来说,B与回路1流过的电流成正比,而与两导线的距离成反比。因此,要有效抑制磁场耦合干扰,仍然是远离技术。同时,也要避免平行走线。

3. 屏蔽线的使用

屏蔽线的接地有三种情况,即:单端接地方式、两端接地方式、屏蔽层悬浮。(1)单端接地方式:假设信号电流i1从芯线流入屏蔽线,流过负载电阻RL之后,再通过屏蔽层返回信号源。因为i1与i2大小相等方向相反,所以它们产生的磁场干扰相互抵消。这是一个很好的抑制磁场干扰的措施。同时它也是一个很好的抵制磁场耦合干扰的措施。(2)两端接地方式:由于屏蔽层上流过的电流是i2与地环电流iG的迭加,所以它不能完全抵消信号电流所产生的磁场干扰。因此,它抑制磁场耦合干扰的能力也比单端接地方式差。单端接地方式与两端接地方式都有屏蔽电场耦合干扰作用。(3)屏蔽层悬浮:只有屏蔽电场耦合干扰能力,而无抑制磁场耦合干扰能力。

4 . 双绞线的使用

如果双绞线的绞扭一致的话,那么这些小回路的面积相等而法方向相反,因此,其磁场干扰可以相互抵消。双绞线的结构对电场耦合干扰的抑制毫无能力。当给双绞线加上屏蔽层后,一个价廉物美的传输线就诞生了。根据国外专家的实验测定,屏蔽层接地方法不同对磁场干扰的抑制dB数也不同。(1)单端接地方式,对磁场干扰具有高达55dB的衰减能力。可见,双绞线确实有很好的效果。(2)两端接地方式,地线阻抗与信号线阻抗不对称,地环电流造成了双绞线电流不平衡,因此降低了双绞线抗磁场干扰的能力,只有13dB的磁场干扰衰减能力。(3)使用屏蔽双绞线,其屏蔽层一端接地,另一端悬空,因此屏蔽层上没有返回信号电流,所以它的屏蔽层只有抗电场干扰能力,而无抑制磁场耦合干扰能力。与单端接地方式一样衰减55dB。(4)屏蔽层单端接地,而另一端又与负载冷端相连,因此它具有两端接地方式的效果,但它的屏蔽层上的电流由于被双绞线中的一根分流,又比两端接地方式稍差。具有77dB的衰减。(5)屏蔽层双端接地,具有一定的抑制磁场耦合干扰能力,加上双绞线本身的作用,因此具有63dB的衰减。(6)屏蔽层和双绞线都两端接地,其效果具有28dB衰减。

双绞线最好的应用是作平衡式传输线路。因为两条线的阻抗一样,自身产生的磁场干扰或外部磁场干扰都可以较好的抵消。同时,平衡式传输又独具很强的抗共模干扰能力,因此成为大多数计算机网络的传输线。例如,物理层采用RS422A或RS485通信接口,就是很好的平衡传输模式。

6. 如何阻挡电磁波干扰

阻挡电磁波干扰的方法:

1、高压特别是超高压输电线路应远离住宅、学校、运动场等人群密集区。使用电脑时,应选用低辐射显示器,并保持人体与显示屏正面不少于75cm的距离,侧面和背面不少于90cm,最好加装屏蔽装置。

2、应严格控制移动通信基站的密度,确保设置在市区内的各种移动通信发射基站天线高于周围建筑,在幼儿园、学校校舍、医院等建筑周围一定范围内不得建立发射天线。

3、为减轻家庭居室内电磁污染及其有害作用,应经常对居室通风换气,保持室内空气畅通。科学使用家用电器:例如,观看电视或家庭影院、收听组合音响时,应保持较远距离,并避免各种电器同时开启;使用电脑或电子游戏机持续时间不宜过长等。

4、使用手机电话时,尽量减少通话时间;手机天线顶端要尽可能偏离头部,尽量把天线拉长;在手机电话上加装耳机等。

5、另外,可每天服用一定量的维生素C或者多吃些富含维生素C的新鲜蔬菜,如辣椒、柿子椒、香椿、菜花、菠菜等;多食用新鲜水果如柑橘、枣等。饮食中也注意多吃一些富含维生素A、C和蛋白质的食物,如西红柿、瘦肉、动物肝脏、豆芽等医学教|育网整|理;经常喝绿茶。这些饮食措施,可在一定程度上起到积极预防和减轻电磁辐射对人体造成伤害的作用。

7. 如何解决电磁干扰(EMI / RFI)/射频干扰

电磁干扰EMI中电子设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线进行传输,互相产生干扰称为传导干扰。传导干扰给不少电子工程师带来困惑,如何解决传导干扰?找对方法,你会发现,传导干扰其实很容易解决,只要增加电源输入电路中 EMC 滤波器的节数,并适当调整每节滤波器的参数,基本上都能满足要求,第七届电路保护与电磁兼容研讨会主办方总结八大对策,以解决对付传导干扰难题。


对策一:尽量减少每个回路的有效面积

8. 如何解决对其他电子设备的干扰

解决对其他电子设备的干扰,就是少用其他的一些电器或者在进行工作过程中,尽量只用当前使用的一个为主要的。

9. 怎样防止电子秤被干扰

电子秤的主要的干扰有:
1、电源干扰:电源干扰往往以浪涌的形式出现,如雷电或电源线上引入的感应电荷。它能引起保险丝断、损害打印电路板、损害桥式整流器等。一个完整的接地系统对电源的干扰起着良好的保护作用。接地系统良好,能减小故障带来的损失,系统接地对此类故障能起到有效的防止作用。


2、交流电干扰:交流电干扰可能损坏元器件及微处理机。对交流电源,零线与地线之间电压不应超过02V,其地线要接在接地桩上。对此类干扰好的办法是良好的接地以及使用对干扰有滤波作用的稳压源。
3、感应干扰:感应干扰是由电感破坏磁场所产生,这个干扰以尖的高电压形式出现,它比原来的电压要高得多,这个尖的电压能引起各种故障,并对设备造成危害。它主要表现为电容性耦合、电感性耦合、电磁场辐射三种形式,对电路主要造成共模形式的干扰。克服电场耦合干扰有效的办法是屏蔽。屏蔽电场耦合干扰时,导线的屏蔽层不要两端连接当地线使用,因在有地环电流时,这将在屏蔽层形成磁场,干扰被屏蔽的导线。应该把屏蔽层单点接地,一般选择它的任一端接地。抑制磁场干扰的办法是屏蔽干扰源。但把它们都用导磁材料屏蔽起来很难做到,故只能采用一些被动的抑制技术,远离干扰源,同时要尽量避免平行走线。
4、无线电频率干扰:无线电频率干扰可能造成电子衡器显示不准,这时要检查接地设备是否用了长而细的导线,线的屏蔽是否良好,滤波器工作是否正常。
、静电干扰:静电干扰要比射频干扰的破坏力大。当设备受潮时,静电干扰就会出现,而且这种干扰比较常见。静电干扰明显的可能破坏传感器及敏感组件,造成设备关闭,显示混乱。克服这种干扰的办法就是设备接地,信号线屏蔽等。
应对方法:
1、提供设备与近旁物体间的低阻抗连接,以减少人身电击危险。
2、给接地故障电流提供返回电源的低阻抗通路,使熔断器或断路器得以动作。
3、给雷电感应电流提供低阻抗的对地泄放通路
4、给静电电荷提供对地泄放通路,以防产生电火花或电弧。接地抗干扰技术其一是避开地环电流的干扰,其二是降低公共地线阻抗的耦合干扰。

10. 干扰监控摄像头的原理是什么一般由什么方法可以防止干扰

干扰摄像头没遇到过。所有的电子设备都工作在特定的频段中,如果在一定范围内有工作在同一频段的大功率设备或是大功率无线设备或复杂电磁环境就会有干扰,干扰的程度和设备的功率、距离的远近、电路的设计等很多因素有关。为了防止干扰一般选用各方面防护等级高的设备线材并严格按照技术工艺要求安装,远离大功率电器设备、无线设备基站和天线、复杂电磁环境等

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