電磁兼容設(shè)計(jì)及其應(yīng)用

多點(diǎn)接地的優(yōu)點(diǎn)是簡單，凡需要接地的點(diǎn)都可以就近接地，由于接地電感的減小，使地線上的高頻噪聲大為減少。所以多點(diǎn)接地在高頻下使用效果更佳。
單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地的分界常以流通信號波長λ的0．05倍為界，凡單點(diǎn)接地線長度達(dá)到0．05λ以上時(shí)，就應(yīng)當(dāng)用多點(diǎn)接地。
2．1．3 設(shè)備的接大地
(1)設(shè)備的接大地
實(shí)際應(yīng)用中，除認(rèn)真考慮設(shè)備內(nèi)部的信號接地外，通常還要將設(shè)備的信號地、機(jī)殼與大地連在一起，并以大地作為設(shè)備的接地參考點(diǎn)。設(shè)備接大地的目的有三個(gè)：
①設(shè)備的安全接地，保證了操作人員的安全；
②釋放機(jī)箱上所積聚的電荷，避免因電荷積聚使機(jī)箱電位升高，造成電路工作的不穩(wěn)定；
③避免設(shè)備在外界電磁環(huán)境的干擾下造成設(shè)備對大地的電位發(fā)生變化，引起設(shè)備工作的不穩(wěn)定。
如能將接地與屏蔽、濾波等技術(shù)配合使用，對提高設(shè)備的電磁兼容性可起到事半功倍的作用。
(2)接大地的方法與接地電阻
判斷接大地有效性的重要指標(biāo)是接地電阻。接地電阻除與接地電極的制作方式有關(guān)外，也和大地自身的性質(zhì)有關(guān)。
正確的接大地方法是用直徑1～2 cm的銅棒(長2～4 m)打入地下，深度在2 m以上。一根銅棒的接地電阻在25 Ω左右，這對一些小功率電氣設(shè)備已經(jīng)夠用。若要達(dá)到更小的接地電阻，可增加銅棒附近地域的鹽分和水分，還可將幾根銅棒互連成網(wǎng)。一般接地電阻以10 Ω為設(shè)計(jì)目標(biāo)。
2．2 屏蔽
用金屬材料將設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生噪聲的區(qū)域封閉起來的方法稱為屏蔽。屏蔽能有效抑制通過空間傳播的電磁干擾。采用屏蔽的目的有兩個(gè)：一是限制設(shè)備內(nèi)部的輻射電磁能越出某一區(qū)域；二是防止外部的輻射電磁能進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。
按屏蔽所起的作用可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽三種。
2．2．1 電場屏蔽
電場屏蔽就是用導(dǎo)體將噪聲源(或被屏蔽物體)包圍起來，然后接地，以達(dá)到屏蔽的目的。由于導(dǎo)體表面的反射損耗很大，很薄的材料(鋁箔、銅箔)也有很好的屏蔽效果。另外，機(jī)箱上即使有縫隙，也不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。
2．2．2 磁場屏蔽
磁場屏蔽通常是指對直流或低頻磁場的屏蔽，其屏蔽效果比電場的屏蔽要困難得多。
磁場屏蔽的主要原理是利用屏蔽體的高導(dǎo)磁率、低磁阻特性對磁通所起的磁分路作用，使屏蔽體內(nèi)部的磁場大大削弱。當(dāng)要屏蔽外部強(qiáng)磁場時(shí)，要求外層屏蔽體選用不易磁飽和的材料，如硅鋼等；內(nèi)層則用容易達(dá)到飽和的高導(dǎo)磁材料。反之，屏蔽體的材料使用次序也需顛倒過來。兩層屏蔽體在安裝時(shí)要注意彼此間的磁路絕緣。若屏蔽體無接地要求，可用絕緣材料作支撐；如要求接地，可用非鐵磁材料的金屬作支撐。
2．2．3 電磁場屏蔽
電磁場屏蔽的目的是要阻止電磁場在空間傳播。
電磁場屏蔽可采用如下方法：
反射 金屬表面對電磁波的反射作用。
吸收 電磁波在進(jìn)入屏蔽體內(nèi)部時(shí)，會(huì)被屏蔽體金屬所吸收。
反射和吸收 電磁波透過金屬到達(dá)屏蔽體另一表層時(shí)，在金屬與空氣交界面上會(huì)再次形成反射，重返屏蔽體內(nèi)部，結(jié)果在屏蔽體內(nèi)部形成多次反射和吸收現(xiàn)象(當(dāng)然最終還會(huì)有少量電磁波透過屏蔽體而進(jìn)入被保護(hù)空間)。
因此，電磁屏蔽是基于金屬材料對電磁波的反射和吸收兩個(gè)作用來完成的。
2．3 濾波
針對不同的干擾，應(yīng)采取不同的抑制方法和器件，下面對不同的抑制器件分別作簡要敘述。
2．3．1 專用供電線路
只要通過對供電線路進(jìn)行簡單處理就可以獲得一定的干擾抑制效果。例如在三相供電系統(tǒng)中把一相作為干擾敏感設(shè)備的供電電源；把另一相作為外部設(shè)備的供電電源；再把第三相作為常用測試儀器或其他輔助設(shè)備的供電電源。這樣可減少設(shè)備之間的相互干擾，同時(shí)也有利于三相平衡。在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，由于配電線路中非線性負(fù)載的使用，造成線路中諧波電流的存在，而諧波分量在中線里不能相互抵消，而是疊加，因此盡量采用較粗的中線，以減小線路阻抗，降低干擾。
2．3．2 瞬變干擾抑制器件
瞬變干擾抑制器件包括氣體放電管、金屬氧化物壓敏電阻、硅瞬變吸收二極管和固體放電管等多種。其中金屬氧化物壓敏電阻和硅瞬變吸收二極管的工作原理與普通的穩(wěn)壓管類似，是箝位型的干擾吸收器件；而氣體放電管和固體放電管是能量轉(zhuǎn)移型干擾吸收器件。

3 結(jié)語
本文是在電磁兼容理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和實(shí)際工程應(yīng)用中積累的一些經(jīng)驗(yàn)，是工程實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，所提出的一些觀點(diǎn)，難免有一些不完善之處，懇請各位同行批評指正。