電磁兼容――不可忽視的電子測(cè)量問(wèn)題

測(cè)量?jī)x器電磁兼容的中心議題：

電磁兼容測(cè)試時(shí)自身的電磁兼容問(wèn)題

測(cè)量?jī)x器電磁兼容的解決方案：

將設(shè)備接地

正確布置連接線

對(duì)干擾源或接收器進(jìn)行屏蔽

浮置測(cè)量系統(tǒng)

采用濾波技術(shù)

摘要：本文提出電子產(chǎn)品的電磁兼容測(cè)量中不可忽視的電子測(cè)量儀器相互之間也存在著干擾現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須引起檢測(cè)人員的關(guān)注。

1 概述

目前人們已逐步認(rèn)識(shí)到電子產(chǎn)品電磁兼容的關(guān)系與生活越來(lái)越密切，彩電、計(jì)算機(jī)和通訊產(chǎn)品是否有電磁干擾，這些產(chǎn)品的電磁兼容狀況如何，國(guó)家對(duì)此頒發(fā)了許多有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，電磁兼容性已成為考核電子產(chǎn)品性能質(zhì)量的一個(gè)重要的參數(shù)。電磁兼容性是任何電子工程、系統(tǒng)設(shè)備的主要性能指標(biāo)之一。所謂電磁兼容是指裝置、設(shè)備不會(huì)由于受到同一電磁環(huán)境中其它裝置，設(shè)備的電磁發(fā)射而導(dǎo)致或遭受不允許的性能降低。例如，在同一房間所容納計(jì)算機(jī)和彩電、VCD和手機(jī)所在電磁環(huán)境中都有能正常工作，即在共同的電磁環(huán)境中能完成各自功能的共存狀態(tài)。

2 電子測(cè)量中的電磁兼容問(wèn)題

當(dāng)我們開(kāi)展對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行電磁兼容測(cè)試時(shí)，一個(gè)很容易忽視的問(wèn)題，就是電子測(cè)量儀器本身也存在著電磁兼容的問(wèn)題。

因?yàn)?，在電子測(cè)量中，測(cè)試系統(tǒng)和儀器設(shè)備的功能、精度等性能指標(biāo)是衡量系統(tǒng)和儀器測(cè)試準(zhǔn)確度的最重要的因素，而較少考慮測(cè)試系統(tǒng)與儀器設(shè)備自身的電磁兼容性能對(duì)由于電磁兼容性不良好而導(dǎo)致的不正確的測(cè)量結(jié)果往往被忽視，結(jié)論往往下給被測(cè)電子產(chǎn)品。許多測(cè)試系統(tǒng)是由很多不同的儀器組合起來(lái)的，相互間存在著不同程度的干擾，尤其是被測(cè)對(duì)象電磁兼容性不良時(shí)，與測(cè)試系統(tǒng)間的影響是非常嚴(yán)重的，甚至可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。本人在參與設(shè)計(jì)的581雷達(dá)晶液電磁兼容測(cè)量時(shí)，采用一臺(tái)德國(guó)進(jìn)口發(fā)射(信號(hào)發(fā)生器)源儀表進(jìn)行測(cè)試，因該儀器有輕微的泄漏，而引起被測(cè)產(chǎn)品中的中頻電路自激和干擾，關(guān)掉測(cè)試儀表，自激消除。又例如本人開(kāi)展用RS-2、TS-3信號(hào)源對(duì)XB-35彩電訊號(hào)發(fā)生器進(jìn)行檢定時(shí)，特別是在小信號(hào)測(cè)量(如靈敏度)的情況下，干擾尤為嚴(yán)重，影響測(cè)試。因此，從事質(zhì)量檢驗(yàn)工作的技術(shù)人員都應(yīng)了解和掌握電磁兼容原理，并在實(shí)際工作中運(yùn)用有關(guān)技術(shù)，解決測(cè)量過(guò)程中遇到的電磁兼容問(wèn)題。分清是產(chǎn)品問(wèn)題、還是測(cè)試本身的問(wèn)題。

事實(shí)上，任何的檢驗(yàn)裝置均要在一定的電磁環(huán)境下工作，電磁環(huán)境中的意外的電磁能量會(huì)使檢驗(yàn)裝置的技術(shù)性能降低，或造成永久性的破壞，這種電磁效應(yīng)主要取決于檢驗(yàn)裝置的敏感特性。電磁環(huán)境特性，為了避免這種電磁損害，必須對(duì)電磁環(huán)境進(jìn)行分析。電磁環(huán)境往往是由大量的不同特性的干擾源主生，決定的因素很多，而且是隨機(jī)變化的，這些干擾會(huì)影響測(cè)試系統(tǒng)和儀器設(shè)備的可靠性和使用性，為了控制電磁干擾，就要識(shí)別各類(lèi)干擾，并采取相應(yīng)的防護(hù)方法。學(xué)會(huì)區(qū)分電磁干擾的本質(zhì)部分。

3 透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)

我們?cè)陂_(kāi)展測(cè)量時(shí)，有的電子測(cè)量裝置在工作中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)某些不正常的現(xiàn)象，如指針式儀表會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，突跳現(xiàn)象;數(shù)字式儀表的數(shù)碼出現(xiàn)不規(guī)則的跳動(dòng)現(xiàn)象等，產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因，一方面可能是由于儀表本身電路結(jié)構(gòu)不合理，工作原理不完善，元器件質(zhì)量差，制造工藝存在缺陷等問(wèn)題，這種現(xiàn)象在國(guó)產(chǎn)測(cè)量?jī)x器中常常出現(xiàn)，也不排除泊外品也存在這方面的問(wèn)題;另一方面可能是由于儀表的工作環(huán)境(條件)發(fā)生變化，如電源電壓、頻率波動(dòng)、環(huán)境溫度變化以及受其它電氣設(shè)備的影響，特別是當(dāng)被檢信號(hào)很微弱時(shí)，這種影響就顯得更加嚴(yán)重和突出，這種對(duì)電子測(cè)量裝置的測(cè)量結(jié)果起影響作用的各種外部的和內(nèi)部的無(wú)用信號(hào)而干擾，通過(guò)現(xiàn)象分析本質(zhì)，為了消除或削弱各種干擾對(duì)電子測(cè)量裝置工作的影響，必須采取各種必要的措施。因此，從事電子測(cè)量的技術(shù)人員，在遇到上述類(lèi)似現(xiàn)象，出現(xiàn)測(cè)量異常或不可信服的測(cè)量結(jié)果時(shí)，不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為儀器或被測(cè)樣品出現(xiàn)問(wèn)題，而應(yīng)該首先檢查是否存在干擾，查找干擾源，并應(yīng)盡量排除各種干擾，使測(cè)量更加準(zhǔn)確。

對(duì)存在的問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行分析，在電子測(cè)量裝置中，存在著各種聯(lián)系，可分為內(nèi)部和外部聯(lián)系。外部聯(lián)系如：輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、電源以及外部環(huán)境條件(包括溫度、濕度、壓力、各種場(chǎng)強(qiáng))，這些外部因素，當(dāng)處于正常狀況時(shí)，對(duì)電子測(cè)量裝置和儀器表并沒(méi)有什么壞影響，有些還是必需和有用的，但是當(dāng)這些外部因素發(fā)生變化時(shí)，將對(duì)電子測(cè)量裝置發(fā)生影響，便變成為有害的聯(lián)系，成為外界干擾的來(lái)源。儀器儀表和電子測(cè)量裝置的內(nèi)部各部分之間也是相互聯(lián)系的，如信號(hào)的正向傳輸，屬有用的聯(lián)系，而各部分之間存在的寄生耦合，便函屬于有害的聯(lián)系了，因此，必須想方設(shè)法割斷或削弱那些有害的聯(lián)系，同時(shí)又不對(duì)那些為了正常進(jìn)行測(cè)量和工作所需要的聯(lián)系產(chǎn)生影響或損害。

對(duì)于來(lái)自外部的干擾，可通過(guò)適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施加以解決。對(duì)于來(lái)自電子測(cè)量裝置和儀器儀表的內(nèi)部干擾，可通過(guò)裝置的正確設(shè)計(jì)及合理布局加以消除削弱。實(shí)踐證明，不同的測(cè)量原理和測(cè)量方法受干擾的影響不同，同時(shí)，干擾對(duì)電子測(cè)量裝置和儀器儀表工作的影響是通過(guò)其內(nèi)在原因作用的。

針對(duì)以上所述，透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)是研究電子測(cè)量裝置和儀器儀表的抗干擾問(wèn)題，不能完全歸結(jié)為防護(hù)措施問(wèn)題，而應(yīng)當(dāng)與工作原理、測(cè)試方法結(jié)合一起研究，做到具體問(wèn)題區(qū)別對(duì)待。

4 電磁干擾的產(chǎn)生和分析

在檢測(cè)中我們遇到電磁干擾，最常見(jiàn)的有電噪聲，即疊加在有用信號(hào)上的擾亂信號(hào)傳輸、使原來(lái)的有用信號(hào)發(fā)生畸變的電物理量，簡(jiǎn)稱(chēng)噪聲。檢測(cè)儀表在工作時(shí)，噪聲總是疊加在有用信號(hào)上，影響測(cè)量結(jié)果，有時(shí)甚至?xí)耆珜⒂杏眯盘?hào)淹沒(méi)掉，使測(cè)量工作無(wú)法進(jìn)行，在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)盡量提高信噪比，使有用信號(hào)抑制噪聲的干擾。

4.1噪聲的產(chǎn)生

噪聲的種類(lèi)繁多，其產(chǎn)生、傳遞及抑制的方法也各不相同，以產(chǎn)生的原因來(lái)分類(lèi)，有內(nèi)部噪聲和外部噪聲。

內(nèi)部噪聲是指檢測(cè)儀表和裝置內(nèi)部或器件本身產(chǎn)生的噪聲，常見(jiàn)的有：熱噪聲、散粒噪聲、接觸噪聲、感應(yīng)噪聲、交流噪聲、振蕩噪聲、反射噪聲及其它。