郭杰（西安航空學(xué)院計算機學(xué)院，陜西西安，710077）

電磁環(huán)境對電子設(shè)備的影響分析

郭杰
（西安航空學(xué)院計算機學(xué)院，陜西西安，710077）

隨著電子設(shè)備在軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天、網(wǎng)絡(luò)通信等多領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，其重要性日益凸顯，但因為其自身特性較容易受到電磁干擾，制約了其使用性能的有效發(fā)揮，為此，深入分析電磁環(huán)境下電子設(shè)備運行狀態(tài)和受干擾程度，能夠促進(jìn)電子設(shè)備的不斷完善，而本文正是以此為研究重點，分析了電磁干擾源及其對電子設(shè)備性能的具體影響，進(jìn)而提出了預(yù)防和規(guī)避電磁干擾的措施。

電磁環(huán)境；電子設(shè)備；使用性能；抗干擾

0 引言

近年來，電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展驅(qū)動了電子設(shè)備在航空航天、醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)通信等各領(lǐng)域的應(yīng)用，但也面臨著電磁干擾的問題和困境，電磁環(huán)境下運行的電子設(shè)備不僅電子信號、傳輸速率、傳輸精準(zhǔn)性受到嚴(yán)重影響，而且還會導(dǎo)致信號消失、不能準(zhǔn)確定位、信息獲取和傳遞順暢的問題，尤其是在過強或是復(fù)雜的電磁環(huán)境下，電子設(shè)備的使用性能可能會受到嚴(yán)重干擾，甚至是無法工作，針對此，深入探析電磁環(huán)境對電子設(shè)備的性能影響將具有重大的現(xiàn)實意義。

1 電磁干擾的原理及類型分析

1.1 電磁干擾的基本原理

電磁，一般情況下是指物質(zhì)所表現(xiàn)出來的電性以及磁性的統(tǒng)一稱謂，諸如電磁感應(yīng)、電磁波等等，而電磁波則是指物體所固有的發(fā)射和反射在空間中傳播交變的電磁場的物理量。電磁干擾，英文為ElectroMagnetic Interfence,簡稱EMI，是指任何在傳導(dǎo)或者在電磁伴隨著電壓、電流的作用下而產(chǎn)生會降低某個裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的性能，還有可能對生活或者物質(zhì)產(chǎn)生不良影響的電磁現(xiàn)象。

1.2 電磁干擾的類型

根據(jù)干擾作用形式可將電磁感染分為傳導(dǎo)型和輻射型兩種干擾形式，前者是通過導(dǎo)電介質(zhì)將信號由一個電網(wǎng)絡(luò)上的耦合至另一個電網(wǎng)絡(luò)中，而后者則是利用空間將信號耦合至另一個電網(wǎng)絡(luò)上，在高速的PCB以及系統(tǒng)設(shè)計中，集成電路的引腳、高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都是引發(fā)電磁干擾的重要因素，這些均能夠發(fā)射出電磁波并對其他系統(tǒng)或自身內(nèi)部構(gòu)成造成不同程度的負(fù)面影響。

2 電磁環(huán)境的干擾要素

2.1 干擾源分析

電磁環(huán)境是電磁波產(chǎn)生的根源所在，更是干擾電子設(shè)備，影響其性能發(fā)揮的關(guān)鍵要素，而精準(zhǔn)判別干擾源能夠更有針對性的采取抗干擾措施。當(dāng)前隨著電子設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域和環(huán)境的日漸復(fù)雜化，干擾源的追溯也更加困難，根據(jù)以往研究成果和電磁干擾實踐分析，電磁干擾源主要來源于微處理器、微控制器及傳送器等元件上，例如，微處理器在信號傳輸過程中會產(chǎn)生過量的噪聲頻率，隨著時間的推移，該種噪聲頻率會擴散至半導(dǎo)體元件，進(jìn)而衍生出諧波信號形成對電子設(shè)備的干擾。

2.2 傳播路徑

電磁環(huán)境下，干擾源對電子設(shè)備的影響途徑呈現(xiàn)多元化，可通過不同的媒介進(jìn)行傳播，目前，無論是通信設(shè)備還是電力設(shè)備之中，導(dǎo)線均是信號傳播的最主要方式，當(dāng)處于高負(fù)荷工作狀態(tài)時，會對電子設(shè)備的信號傳播造成直接性影響。

2.3 接收器

干擾源對電子設(shè)備傳輸信號的破壞，與感應(yīng)干擾的接收器存在密切相關(guān)性，在未安裝接收器的前提下，通常不會產(chǎn)生電磁干擾問題，通常情況下，在電子設(shè)備運行過程中，借助射頻輻射接收電磁波的電磁干擾現(xiàn)象少之又少，而多數(shù)均是由接收器來完成電磁波接收的，為此，該種電磁干擾不僅會對外界信號傳播質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，而且還會破壞傳輸設(shè)備。

3 電磁環(huán)境下電子設(shè)備抗干擾的策略分析

3.1 接地設(shè)計

接地設(shè)計是電路系統(tǒng)中的基準(zhǔn)點位，是一個等電位點或等電位面，而不一定是大地電位，電子設(shè)備的運行環(huán)境多為戶外，這對防護(hù)措施提出了高要求，電子設(shè)備的金屬構(gòu)件在設(shè)計時多與大地相連接，且接地電阻應(yīng)該控制在特定值范圍內(nèi)，在抗電磁干擾下，電子設(shè)備接地設(shè)計應(yīng)該注意以下幾點：首先，電路系統(tǒng)僅配置一個公用參考零電位，以確保其運行的穩(wěn)定性；其次，在完成接地設(shè)計后，可將電子設(shè)備存儲的電荷引入至大地，以預(yù)防對設(shè)備元器件的影響；再次，接地設(shè)計應(yīng)該重點預(yù)防雷擊干擾，以避免因為絕緣不良或其他因素致使電流與機殼相通，影響設(shè)備正常運轉(zhuǎn)甚至威脅人生命安全。

3.2 屏蔽設(shè)計

屏蔽設(shè)計以金屬隔離方式來避免兩個空間區(qū)域中一個區(qū)域內(nèi)電場、磁場及電磁波對另一個區(qū)域帶來的感應(yīng)與輻射，抗干擾設(shè)計中，可圍合屏蔽體中的元部件、電路、組合件、電纜或整個系統(tǒng)的干擾源，以規(guī)避干擾電磁場的外散，并將接受電路、設(shè)備或系統(tǒng)用屏蔽體圍合起來，以預(yù)防外界電磁場對其的干擾。電子設(shè)備應(yīng)用中，其電纜、導(dǎo)線、電路等內(nèi)部元器件自帶干擾電磁波，但屏蔽體的優(yōu)勢就在于能夠吸收、抵消、反射這些電磁波，進(jìn)而減弱其干擾功能。

3.3 濾波設(shè)計

濾波設(shè)計是電磁環(huán)境下電子設(shè)備抗干擾的最主要方法，其能夠?qū)鲗?dǎo)干擾的電平降低至最低水平，而且依據(jù)信號頻率和干擾頻譜的差異性，濾波器可對不同成分的信號頻率進(jìn)行有效抑制，從而發(fā)揮其獨一無二的抗電磁干擾優(yōu)勢。

4 結(jié)語

電子設(shè)備是最容易受電磁干擾的應(yīng)用設(shè)施之一，而隨著無線通信技術(shù)和脈沖技術(shù)的發(fā)展，空間電磁環(huán)境變得日益復(fù)雜，外來的干擾如脈沖噪聲、放射電磁場、靜電、雷擊、電壓變動等不僅降低電子設(shè)備性能，而且可能產(chǎn)生諸多不良的后果，為規(guī)避這些危害的發(fā)生，需要分析電磁干擾源的性質(zhì)并據(jù)此采取有效措施，如此才能夠促進(jìn)電子設(shè)備的深化應(yīng)用。

[1]張翰文.關(guān)于電子設(shè)備在電磁環(huán)境下若干問題的分析[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2014,(07):147.

[2]池建軍,羅小明,郭鈺,周躍.復(fù)雜電磁環(huán)境對電子裝備試驗與鑒定綜合能力的影響分析[J].河北科技大學(xué)學(xué)報,2011,(S1):94-95+103.

Analysis of the influence of electromagnetic environment on electronic equipment

Guo Jie
(Xi’An Aeronautical University Computer academy,Xi’an Shaanxi, 710077)

With the wide application of electronic equipment in the fields of military, medical, aerospace, network communication and etc, its importance has become increasingly prominent, but because of its own characteristics are vulnerable to electromagnetic interference, restricting its use performance effectively, therefore, in-depth analysis the running state and interference degree of electronic equipment in the electromagnetic environment , can promote the improvement of electronic equipment, so this paper focus on this, analyzes the source of electromagnetic interference and its effects on electronic equipment performance, and puts forward the measures to prevent and avoid electromagnetic interference.

electromagnetic environment; electronic equipment; performance; anti-interference