中頻發(fā)電機(jī)對檢測裝置的干擾剖析及EMI濾波器的實現(xiàn)

0 引言
隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展及各類電氣、電子、信息設(shè)備的日益廣泛應(yīng)用，電磁干擾(EMI)的交互作用使得電子設(shè)備中存在著越來越復(fù)雜的電磁環(huán)境，對各種儀器設(shè)備產(chǎn)生越來越大的危害。電子設(shè)備受電磁噪聲干擾的作用會產(chǎn)生多種危害，在模擬電路中可以引起信號波形的畸變，信噪比降低，甚至信號會完全被EMI所淹沒。噪聲干擾也會使得數(shù)字電路系統(tǒng)中的誤碼率上升，邏輯電平紊亂，降低系統(tǒng)信息的可靠性，極端情況下導(dǎo)致失控或誤操作的嚴(yán)重后果。尤其在一些特殊領(lǐng)域，與一般的電子信息系統(tǒng)相比，電子設(shè)備具有密集度高、電磁兼容環(huán)境惡劣和可靠性要求高等特點，使得電磁兼容(EMC)技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用具有特殊重要的意義。目前中頻發(fā)發(fā)電機(jī)已廣泛應(yīng)用于艦船、飛機(jī)、電站等獨立的供電系統(tǒng)中，對其EMC的研究逐漸受到關(guān)注。由于漏抗的存在，使得中頻發(fā)電機(jī)產(chǎn)生共模干擾，本文針對中頻發(fā)電機(jī)的噪聲對某檢測裝置的影響，提出降低其干擾的技術(shù)措施，設(shè)計了EMI濾波電路，并對濾波效果進(jìn)行了實際裝載試驗，其結(jié)果大大提高了該檢測裝置的性能。

1 發(fā)電機(jī)噪聲對檢測裝置的危害
在實際裝載工作時，檢測裝置處于惡劣環(huán)境下，具有嚴(yán)重的干擾背景，其自噪聲是非平穩(wěn)的和非高斯分布的，接收的信號背景中存在時間彌散、頻率彌散、角度彌散以及嚴(yán)重的起伏。檢測裝置過高的噪聲，嚴(yán)重制約了檢測性能。然而在眾多的動態(tài)干擾因素中查找影響檢測裝置的主要干擾源是一件困難的事情?？梢哉f，確認(rèn)噪聲干擾源是提高檢測性能的一個重要環(huán)節(jié)。
由于中頻發(fā)電機(jī)的工作頻率與檢測裝置的不同，并且其供電又經(jīng)過檢測裝置接收機(jī)內(nèi)部的二次電源轉(zhuǎn)換，所以一般認(rèn)為發(fā)電機(jī)不會對檢測裝置造成干擾，在設(shè)計時通常只對發(fā)電機(jī)輸出的電壓紋波電平提出要求，而對其輸出的噪聲并未關(guān)注。那么，中頻發(fā)電機(jī)是如何影響檢測裝置的呢?
1．1 發(fā)電機(jī)對檢測裝置的干擾原理
圖1是檢測裝置的原理框圖。檢測裝置的發(fā)射通道與收／發(fā)天線連接，發(fā)射大功率探測信號；另一方面收／發(fā)天線與接收通道連接，接收微弱信號進(jìn)行濾波放大及信號處理。中頻發(fā)電機(jī)產(chǎn)生高壓供檢測裝置大功率發(fā)射用，產(chǎn)生低壓供檢測裝置的其它電子器件以及系統(tǒng)的其它設(shè)備用。發(fā)電機(jī)對檢測裝置的干擾正是通過高壓供電由發(fā)射通道耦合到接收通道的。

檢測裝置發(fā)射與接收分時工作，在接收期間，發(fā)射機(jī)不工作，但中頻發(fā)電機(jī)始終給發(fā)射機(jī)供電。在發(fā)射通道中設(shè)計有隔離電路，在收發(fā)轉(zhuǎn)換過程中起著至關(guān)重要的作用，必須保證在發(fā)射脈沖結(jié)束后可靠阻斷發(fā)射通道的干擾。然而在實際電路中，這種阻斷能力總是有限的，于是發(fā)電機(jī)的噪聲按照中頻發(fā)電機(jī)-發(fā)射通道-收發(fā)天線-接收通道的途徑，泄漏到接收通道，形成干擾。接收機(jī)是一個敏感設(shè)備，所接收處理的信號是mV級的小信號，一點點微弱的噪聲干擾都可能影響其工作。因此，中頻發(fā)電機(jī)的干擾增加了檢測裝置接收機(jī)的噪聲，相關(guān)試驗證明，可使其自噪聲級增加約10～20dB，成為檢測裝置的主要干擾源，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的檢測性能。