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产生电磁干扰的来源及其抑制方法

本文摘要:这几年来传播媒体经常提到「公害」一词,诸如水质污染、空气污染、噪音问题等等,曾几何时,环境污染已沦为我们最头痛的问题。 而电子技术的日新月异,各种电子器材也陆续经常出现在我们的四周,这些器材有的是分开动作的,有的是需和其它器材人组一起而包含整个系统动作的;而这些电子器材的电路工作方式有些是转换的,有些是数位的,或是转换与数位两者均有的。

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这几年来传播媒体经常提到「公害」一词,诸如水质污染、空气污染、噪音问题等等,曾几何时,环境污染已沦为我们最头痛的问题。  而电子技术的日新月异,各种电子器材也陆续经常出现在我们的四周,这些器材有的是分开动作的,有的是需和其它器材人组一起而包含整个系统动作的;而这些电子器材的电路工作方式有些是转换的,有些是数位的,或是转换与数位两者均有的。在这些日益激增的电子设备及大能量设施里,亦造成了十分相当严重的电磁信号污染,即电磁干扰(Electro-MagneticInterferenceEMI)。

例如一些汽机车的引擎点燃不会对电视机导致阻碍而以条纹方式经常出现在电视画面上;或对收音机导致阻碍而以炒豆子声或背景噪声方式经常出现于喇叭;而倾听音响时有可能被电梯或高周波设备所产生之噪声串入音响器材而导致不无聊的声音输入,亦或用于家用电脑时被冰箱的启动而导致电脑的错误动作等等。  电磁干扰无所不在  一些「古时候」未曾经常出现的电子产品现在也是电磁干扰的主要来源之一,如吹风机、洗衣机、冷气机、电冰箱、电梯、日光灯、电动缝纫机、录放影机、电焊机及高周波设备等等;另外电力线也不会产生很多的阻碍问题。

除了人为的噪声外,自然界也不会产生许多阻碍的问题,如静电、失火及来自外层空间的噪声等等,总而言之,我们的生活圈里充满着电磁干扰,而且或许生活水准愈多低,问题也就愈多相当严重。  也许对许多人而言他们指出受到噪声阻碍只不过是使得电视机的画面逆的不漂亮,或是音响器材收到一些杂音而已,并会导致什么危险性;但若有一心脏病人正在用于心电仪器又受到电磁噪声的阻碍,或当客机于暴风雨中作应急迫降,而其电子导航系统又遭电磁干扰而过热,那么该怎么办呢?只有自求多福罗!就让,大部份的人也都未曾转入这么危险性的环境,但这些危险性显然不存在,且不可不历。

  电磁干扰远在马可尼设计了第一部无线电发射机时之后已不存在。电磁干扰在早些时候也称作射频阻碍或高频阻碍(RadioFrequencyInterferenceRFI),再行早已是叫作噪声阻碍。当年马可尼设计无线电发射机仅次于的问是是在于两组火花式回声电路的发射器阻碍问题,但如果马可尼还在世的话,他将不会吃惊于现今电磁干扰问题的严重性以及其简单的程度。

  几十年来工程人员之后已告诉完全每个电子设备于工作时都会幅射出有一些电磁波,故电子设备在用于时是不有可能不去阻碍到其它的电子设备;但由于这些噪声的种类多样,其产生的原因及其传输的方法堪称包罗万象,既无法预见,亦无任何万金的解决办法,也往往为了解决问题噪声阻碍的问题所花费的时间与精力常比电路设计时所花费的还多。近年来有数许多机构在展开电磁兼容性(ElectroMagneticCompatibilityEMC)的研究,所谓的电磁兼容性乃是指器材于有可能的电磁干扰环境下仍能长时间工作之能力。  一些仪器便宜的军用器材、仪器、大型电脑、航空器材等,为了避免电磁干扰的问题也使用了许多电磁兼容性的提高方法,但一些归属于家电性质的消费性器材若非生产厂商的成本疑虑乃是其坚信他们的产品只有一小部份不会转入电磁干扰的环境用于,因此就算有设计外用电磁干扰的电路于这些产品内也往往无法超过预期的效果。

再行再加市场的竞争,要厂商研究改良并且再加一些对其销售无必要协助的电路真是是不有可能的事。当使用者遇上阻碍问题时,不得已自个想要办法啦!  电磁噪声解决问题方法  电磁噪声依其传播的方法可分成幅射性噪声(RadiatedNoise)与传导性噪声(ConductedNoise);包含噪声阻碍的三个主要因素为「噪声产生源」、「受到噪声病毒感染之感觉体」及「噪声传播路径」,若三者补一便无法包含噪声问题。

而阻碍有可能来自自己家中,或是由邻居家中收到者,或是导因于附近的电力输送线。噪声亦有可能经由天线而转入,在很多情况下,噪声都很有可能必要被屋内的配线、或器材的导线所掉落。

  要解决问题电磁干扰有三种方法:其一为「噪声产生源」产生的阻碍必需被跌落大于的情况,二为「感觉体」(如电视机、电脑、音响器材等等)必需受到维护,以期能排斥噪声的阻碍,三是「噪声的传播路径」几乎被切断或是尽可能减少噪声的传播机会。  一般而言,除必要由电磁幅射所导致的阻碍外,另经由电源线而引进之电磁干扰尤为少见;对一些低电子邮件度音响器材而言,由电源线引人之噪声不会在很多情况下精妙地对原音一动了手脚,并在电子邮件的可信度上有戏剧性的效果,而此时你用示波器显然没什么音频波形有何变化;某种程度的,幅射性电磁干扰亦不会对信号线、喇叭线等包含影响。  对很多人而言,他们坚信自电力设施输送到用户的电跟他们的信号产生器所产生的正弦波差不多,差异只是在于功率而已。

事实上,若用示波器去不作观测的话,将不会找到所看见的显然不是「甜美」的60Hz正弦波,而是所含着各种有所不同的杂讯、早就变形变形、有突波、凸起等等,此一现象还因时因地而变化;自此,若你感到此问题的严重性,那么最差的方法乃是去卖一堆电池回去用于,或是去卖一部发电机回去,只是发电机的功力来源切不可为汽油引擎,因汽油引擎的火星塞亦为电磁干扰的来源之一。说真的,这两个解决办法还感叹治本的唯一方法,而军方单位、电信单位及广播电台也确实曾用于过一屋子的铅酸电池和发电机去供给他们器材所需的电源。不过,我俩现在的变通办法乃是在电源入到器材以前,只想的把它「美容整形」一番之后得了。

  隔绝变压器  曾有人想起用于一个隔绝变压器,以切断噪声的传播路径,因为仅供电源用于的变压器一般来说只设计在一个相同的较低频率工作,其频率响应也非常的差,所以,在高频时的磁力线交连之后很差,结果之后容许了多种类型的噪声。此一设想不俗,但一般的变压器为了要降低成本及增加磁损,初级与次级之后做到得很附近,那么它们之间之后有充足的电容量来将噪声传过去。有一个方法可以减少初级圈与次级圈间的电容量,即便是将初级圈和次级圈分离出来,但分离出来得愈开则变压器的效率将愈多较低,较好的方法是在初级圈和次级圈之间用一层铜片分隔并短路,亦即法拉第屏蔽(FaradayShield);假设以Zs为0的状态下短路,则A,B间的静电容量C1与C2则仍然串联,而仅由Cs产生起到。

此时,所用于的静电隔绝材料,如铜片的材质,铜片的厚度等等都会影响到效果。实质上,即使隔绝材料的厚度很薄,也多少不会有Zs不存在,因此,C1、C2的影响仍无法几乎避免;若将隔绝片的片数减少,则效果不会大些,此时除了相等于将产于容量做到更加多的串联以增加其等效电容值外,对电磁波的隔绝也多少有点效果。

总之,为了超过较好的静电隔绝效果,不应尽可能减少Zs值,并增加Cs值。  若要确实做具备高度噪声累计效果的变压器之后必需做「箱隔屏蔽」,即是将初级圈与次级圈几乎分离并做到静电隔绝,并使其初级圈与次级圈的配备与配线融合为大于,如此,初级圈和次级圈间的电容将可多于0.005pF。

只是此种变压器的生产已非传统的EI型那么非常简单,售价也不较低,若你知道很珍惜你的器材的话它还是有一点的。不过若你能寻找和你器材内同规格的此种变压器时,你不妨必要更换,这样将不会比你用于隔绝变压器时的效果就让。

  近来市上有种含有射频滤波器的电源插座盒出售,它较用于隔绝变压器的方法要非常简单且经济许多,但依然与用于变压器不作噪声隔绝时一样,其滤波器(或变压器)本身到器材间的本屏蔽电源线常会构成一支天线,特别是在VHF的波段;而大多数的滤波器皆在1MHz到10MHz之间的频率具有较好的波动特性,而10MHz以上的频率则越来越劣,亦即它并不大能压迫100MHz以上的起高频噪声转入到你的器材里。  有些厂商在找到了其产品有了阻碍问题不存在时,大都会必要把滤波器装有在器材里以期能太低这些噪声的能量,使其不致阻碍到电路的长时间工作;不过大家所希望的结果是所有的电子产品皆能减免电磁干扰的后遗症,那么,之后只有在设计当时充份考虑到电磁兼容此一问题才讫,否则于产品问世后才找到有问题,那么之后有可能要花上较高的代价与精神才能解决问题部份问题,而有时甚至无法澈底的解决问题所不存在的阻碍问题。  后记:  本文仅有概略的讲解了一些产生电磁干扰的来源及其非常简单的诱导方法,事实上,这些是过于的,至于其详尽的解决问题方法是必需从产品设计时使开始,有与趣的读者可参看该方面的事实,您将不会对电子器材有更深一层的理解。


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