柏青青,肖 雨
(重慶信息通信研究院,重慶 401330)
隨著我國科技水平的迅速提升,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電子信息技術(shù)越來越成熟,應(yīng)用范圍也更加廣泛。在同一個系統(tǒng)里,電氣與電子設(shè)備的數(shù)量不斷增加,導致電子設(shè)備的頻帶逐漸變寬,功率逐漸加大,靈敏度提升,用來連接各類設(shè)備的電纜網(wǎng)絡(luò)日益復雜。為了使各類設(shè)備和系統(tǒng)能不被電磁干擾所影響,能夠在電磁環(huán)境中正常運行,就需要具備良好的電磁兼容性[1]。對于電子產(chǎn)品系統(tǒng)而言,如果想穩(wěn)定安全地使用,就要和其他電子系統(tǒng)之間能夠相互兼容地工作,做到不制造干擾也不受到外界干擾的影響。
從國際電工委員會的標準角度出發(fā),電磁兼容是指電子系統(tǒng)和電子設(shè)備在所處環(huán)境里能順利開展工作,同時不會對別的系統(tǒng)設(shè)備造成干擾,主要涉及電磁干擾和電磁耐受性兩部分。系統(tǒng)設(shè)備在日常運行中,通常會產(chǎn)生一些電磁噪聲,對其他系統(tǒng)設(shè)備的正常運行造成一定的影響。電磁耐受性是指系統(tǒng)設(shè)備在正常運行中具有不受同一環(huán)境其他電磁干擾的特殊能力。電磁兼容在同一環(huán)境中擁有各種不同的電子設(shè)備和電氣設(shè)備,會產(chǎn)生復雜的電磁,因此需要根據(jù)相關(guān)的安全指數(shù)來設(shè)計滿足各項需求的方案,實現(xiàn)兼容[2]。此外,電力設(shè)備在運行中會進行相互連接和干擾,主要以電磁感應(yīng)、電磁輻射以及電磁傳導等形式完成兼容。
現(xiàn)階段,在我國電磁兼容測試項目中,達標測試和診斷測試非常常見,并得到了廣泛應(yīng)用。工作人員開展實驗時會在電磁環(huán)境下模擬各測試項目,測試產(chǎn)品的兼容性,準確判斷出產(chǎn)品的抗干擾能力。另外,浪涌抗擾度、傳導騷擾以及工頻磁場抗擾度等都屬于電磁兼容的測試項目。輻射發(fā)射測試極為關(guān)鍵,合理利用這項技術(shù)可以以電磁波的方式將能量發(fā)射到空間,通過空間進行傳播,因此需要測試其是否會干擾影響周圍電磁環(huán)境里的相關(guān)設(shè)備。在實際工作中,需結(jié)合實際情況選擇不同的設(shè)備進行輻射發(fā)射測試,并根據(jù)相關(guān)的產(chǎn)品標準進行測試,還要對電子設(shè)備進行分類和劃分等級,確保被測試設(shè)備與產(chǎn)品符合相關(guān)標準要求。
在研究電磁兼容性方面的內(nèi)容時,工作人員首先要掌握電磁干擾的基本原理和常見電磁干擾類型,為后續(xù)的研究分析奠定良好的基礎(chǔ),制定出更完善的對策。電磁干擾源主要包括自然干擾和人為干擾兩大類。常見的自然干擾中,閃電是非常強大的電磁干擾源,其電荷通??梢赃_到十萬伏特,形成強大的電磁場。在形成閃電時,一般情況下很難準確預估其威力,也很難預測電子設(shè)備的干擾程度,有時會影響手機的正常通話功能,有時會直接破壞手機的硬件,自然干擾源造成的后果難以預估,可能會帶來非常嚴重的影響[3]。和自然干擾源相比,人為干擾源的影響力更大,強度通常會超標。主要是由于人們上學或者上班都在集體環(huán)境里,只要使用電腦和手機等電子產(chǎn)品就會產(chǎn)生電磁場,使用的人數(shù)多了就會使各自的電子產(chǎn)品電路中流動交變電流,通過輻射的形式向周圍擴散輻射,對其他的產(chǎn)品設(shè)備造成干擾,長久下去會導致惡性循環(huán)。另外,在運行中電子產(chǎn)品會持續(xù)消耗電量,電路中的電流會出現(xiàn)瞬態(tài)過程而產(chǎn)生干擾,進而對周圍電子設(shè)備的功能造成一定的影響。
電子產(chǎn)品的兼容性設(shè)計和相關(guān)測試流程具有緊密關(guān)系。利用電子兼容檢測能夠認證電子產(chǎn)品,提高產(chǎn)品運行的安全性和可靠性,同時還能降低對周圍電子產(chǎn)品的干擾性,使其能夠正常運行[4]。通過合理利用電子兼容技術(shù),可以推動我國電子產(chǎn)品的良好發(fā)展。
電子兼容測試主要包括騷擾測試和抗擾度測試。在測試過程中要結(jié)合產(chǎn)品的實際特征選擇測試內(nèi)容,結(jié)合電磁抗敏擾度測量。騷擾測試法是一種簡單的檢測方法,在特定的環(huán)境中就可以檢測電子產(chǎn)品。在普通電磁環(huán)境下,結(jié)合我國電子兼容方面的有關(guān)規(guī)定,合理檢測產(chǎn)品系統(tǒng)、部件以及設(shè)備等產(chǎn)品,確保符合標準規(guī)定,及時修改不合格之處直到達標為止??垢蓴_性測試法相對復雜,測試環(huán)境必須滿足相關(guān)的要求,而且在測試中要有試驗型號。在實際測試過程中,要從主觀角度評定下降信號,還要全面分析電流電壓的信號,客觀評價平底結(jié)果。
在測試電子兼容性時,如果選擇輻射檢測方法,需要綜合分析電磁輻射產(chǎn)品和使用者的安全性,提前檢測電子產(chǎn)品運行中是否會產(chǎn)生電磁輻射。輻射檢測方法操作簡便,而且安全系數(shù)非常高,主要用于舊的設(shè)備或者手機和電腦等電子產(chǎn)品。例如,人們在日常生活中經(jīng)常會使用收音機,通常收音機有一個專門播放聲音的頻道,通過收音機的聲音質(zhì)量就能準確判斷出有沒有受到干擾,只要出現(xiàn)噪聲就說明其被干擾了,這種方法簡單明了。
要想檢測出電子產(chǎn)品本身是否具有抗電磁干擾能力,可以使用對外磁干涉檢測方法。電子產(chǎn)品接觸中若存在電磁干擾,則會影響其正常運行,嚴重的還會損壞電子產(chǎn)品。為了防止出現(xiàn)這種情況,工作人員要合理檢測電子產(chǎn)品受電磁干擾后可能產(chǎn)生的各種相關(guān)電磁輻射,并科學分析檢測數(shù)據(jù)。在實際檢測中,工作人員要把電子產(chǎn)品放到獨立空間,漸減弱對產(chǎn)品施加的電磁干擾,直到消失,并認真觀察在這一過程中電子產(chǎn)品能否正常運行[5]。通過全面觀察,認真檢測電子產(chǎn)品在受到電磁干擾時電磁輻射產(chǎn)生的具體變化。預測電子產(chǎn)品在實際運行中,當受到電磁干擾時是否會出現(xiàn)一定的問題,從而優(yōu)化對電子產(chǎn)品的設(shè)計,使其更加完善,從而避免電子產(chǎn)品被電磁所干擾,進一步提高電子產(chǎn)品運行的安全性和穩(wěn)定性。此外,隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展,勢必會出現(xiàn)一些新的問題和技術(shù),工作人員要不斷學習先進的知識技術(shù),提高自身的綜合素質(zhì),增強處理電子產(chǎn)品的電磁干擾測試能力。
電子產(chǎn)品在正常運行中經(jīng)常會遇到電磁干擾問題,一旦受到干擾,會影響產(chǎn)品的正常使用,進而降低工作效率。例如,手機如果受到外界因素的干擾會降低其運行速度,還會使對講機中出現(xiàn)雜音,影響通話質(zhì)量。大型風機項目竣工完成后需要進行驗收,通常會使用對講機來相互溝通,單機房控制中心常會遇到死機或者重啟等情況,影響正常驗收。通過分析對講機的工作原理,分別測試各類品牌的對講機,發(fā)現(xiàn)對講機的工作頻段在400~500 MHz,如果使用模擬或數(shù)字調(diào)制方法,無線功率可以達到5 W。利用耦合方法侵入控制復位電路能使系統(tǒng)出現(xiàn)偶然大信號,然后自動啟動自我保護程序。經(jīng)過全面分析電路模塊化,隔離開電源與信號模塊,同時隔離和屏蔽數(shù)字監(jiān)控相關(guān)模塊電源線的信號,增加信號485芯片模塊的屏蔽層。要想徹底消除數(shù)字控制線間的耦合和干擾因素,需要屏蔽模塊內(nèi)外數(shù)字監(jiān)控模塊上的銅箔,并實現(xiàn)連接器的良好接地。在數(shù)字監(jiān)控模塊的內(nèi)部,電源線與數(shù)字控制線間完全平行且具有寬度為25 cm的間隔,通過屏蔽銅箔包裹濾波,選擇接地性能好的銅箔連接器來處理。全面檢測分析信號共模電感能夠得出,由于兩個電感線圈纏在一個鐵芯上,同時匝數(shù)與相位相同,因此信號經(jīng)過差分電路時,同一繞制的電感線圈產(chǎn)生的方向磁場會相互抵消。另外,由于有漏感,所以實際使用的信號共模電感會對差分電路的信號造成一定的影響,降低其穩(wěn)定性。因此,相關(guān)人員一定要制定合理對策來解決外部電磁干擾問題,保證項目的順利驗收[6]。
隨著我國科技水平的提升,帶動了各行業(yè)的不斷進步,電子產(chǎn)品作為人們學習和工作中的重要工具,也得到了快速發(fā)展。在電子產(chǎn)品的使用過程中經(jīng)常會遇到電磁干擾等情況,嚴重影響了使用效果。因此,相關(guān)部門也在大力研究電磁兼容方面的技術(shù)。尤其是近幾年,我國的電磁兼容研究發(fā)展非常迅速,并取得了一定的成績,制定出了國家級和行業(yè)級的電磁兼容性標準和規(guī)范。同時,更多的部門開始重視電磁兼容技術(shù),全面分析電子產(chǎn)品電磁兼容性測試方法并進行改進和完善,大大消除了電磁的干擾影響,提高了電子產(chǎn)品運行的安全性和穩(wěn)定性,促進了我國電子行業(yè)健康長遠地發(fā)展。