電氣設(shè)備內(nèi)部干擾的分析及抑制

1干擾的產(chǎn)生和傳遞

11干擾的產(chǎn)生

電氣設(shè)備在工作過程中，除了要受到來自外部的干擾之外，還要受到來自內(nèi)部的各種干擾。因此，對(duì)于電氣設(shè)備的抗干擾來說，既要抑制外部干擾，又要盡可能的減小內(nèi)部干擾對(duì)設(shè)備造成的不良影響。內(nèi)部干擾可分為兩大類，一種是內(nèi)部噪聲，另一種是內(nèi)部的電磁和靜電干擾。

12內(nèi)部噪聲

電氣設(shè)備的內(nèi)部噪聲是由于內(nèi)部的各種元器件所產(chǎn)生的“熱噪聲”、“散粒噪聲”和“接觸噪聲”。

（1）熱噪聲熱噪聲也稱為電子噪聲，它是設(shè)備內(nèi)部中的電子元器件工作時(shí)產(chǎn)生的熱量所造成的溫度波動(dòng)，以及環(huán)境溫度的變化而引起的元器件參數(shù)的變化造成的，因?yàn)檫@一噪聲是由于電子的熱運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的，因此被稱為熱噪聲，這種噪聲會(huì)隨著溫度的升高而增大。對(duì)這類噪聲的抑制主要從降低設(shè)備內(nèi)部的溫度著手。

（2）散粒噪聲散粒噪聲是由電子（或空穴）的隨機(jī)發(fā)射而引起的，主要存在于電子管、晶體管、場效應(yīng)管、晶閘管等半導(dǎo)體器件中。由于半導(dǎo)體中的載流子都是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的，所以在各個(gè)短暫的瞬間，它們都是不連續(xù)和不規(guī)則的。這種不規(guī)則性所產(chǎn)生的電性能的變化，就成為頻譜范圍很寬的噪聲。

（3）接觸噪聲接觸噪聲是由于兩種材料之間的不完全接觸而形成的電導(dǎo)率起伏變化所產(chǎn)生的。它們包括開關(guān)組件、接插件、繼電器、接觸器等觸點(diǎn)的接觸不良所產(chǎn)生的噪聲，晶體管內(nèi)部的動(dòng)態(tài)噪聲，元器件質(zhì)量或特性不良產(chǎn)生的噪聲，以及不同金屬接觸面所形成的電化噪聲、接點(diǎn)噪聲或松動(dòng)引起的噪聲等等。由于接觸噪聲多發(fā)生在低頻段，所以是低頻電路中最主要的噪聲源。

13內(nèi)部的電磁和靜電干擾

內(nèi)部的電磁和靜電干擾是由于內(nèi)部的各種元器件的相互排列而引起的電場感應(yīng)、磁場感應(yīng)所產(chǎn)生的干擾。

（1）電場感應(yīng)電場感應(yīng)是由電場耦合而產(chǎn)生的一種干擾，也稱為電容性耦合干擾，它是由于兩單元電路間存在的分布電容所引起的，是兩電路間電場相互作用的結(jié)果。由于實(shí)際電路中雜散電容的存在，這就勢必使一個(gè)電路中電荷的變化影響到另一個(gè)電路，形成兩電路間的相互影響。在頻率極高的射頻段，電場耦合干擾極為嚴(yán)重，在低頻段如果電路的工作電平不高，即使在音頻范圍內(nèi)，電場耦合的干擾也是不容忽視的。

（2）磁場感應(yīng)磁場感應(yīng)是由磁場耦合而產(chǎn)生的一種干擾，也稱為電感性耦合干擾，它是由于兩電路間（或回路間）存在的磁感應(yīng)耦合而引起的，是磁場相互作用的結(jié)果，亦稱為互感耦合，當(dāng)兩電路（回路）之間存在互感時(shí)，一個(gè)電路中電流的變化，必將通過磁場交鏈的形式耦合到另一電路。

圖1電場屏蔽

2內(nèi)部噪聲的抑制

21熱噪聲的抑制

電氣設(shè)備內(nèi)部的元器件在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量而使設(shè)備內(nèi)部溫度升高，反過來環(huán)境溫度的升高促使元器件產(chǎn)生更大的噪聲電壓。產(chǎn)生噪聲電壓的元器件有電阻器、所有的半導(dǎo)體器件、變壓器、電感線圈、發(fā)光器件等。針對(duì)熱噪聲的產(chǎn)生機(jī)理，我們可以采取如下幾種措施：

（1）熱屏蔽

熱屏蔽就是把發(fā)熱點(diǎn)用一種特殊的導(dǎo)熱性能良好的材料做成的屏蔽罩“包圍”（就像電磁屏蔽一樣）起來，使其所產(chǎn)生的熱量和散發(fā)的熱量達(dá)到平衡使溫度場恒定，從而達(dá)到減?。ɑ驔]有）溫度的變化，以抑制因溫度的變化所帶來的噪聲干擾。

（2）熱隔離

熱隔離就是把那些易產(chǎn)生熱量的元器件與那些對(duì)溫度變化比較敏感的元器件用絕熱性能好的材料隔離開。例如，若在同一控制箱內(nèi)具有較大發(fā)熱量的元器件和對(duì)溫度較敏感的元器件的情況下，可在這二者之間加裝隔熱板，降低熱輻射及熱傳導(dǎo)，以達(dá)到抑制因溫度升高而引起的噪聲干擾。

（3）強(qiáng)制散熱

強(qiáng)制散熱就是采用人工的方法，強(qiáng)制降低電氣設(shè)備內(nèi)部及其大功率器件的溫度。一般來說，對(duì)于功率半導(dǎo)體器件應(yīng)加裝散熱器，對(duì)于發(fā)熱較大的電氣設(shè)備應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)，以達(dá)到降低溫度從而起到抑制熱噪聲的作用。

22散粒噪聲的抑制

散粒噪聲是由元器件的固有性能所決定的，對(duì)于電氣設(shè)備的研制者來說，是一個(gè)客觀存在，設(shè)計(jì)人員只有更多地掌握元器件信息，不斷地反復(fù)試驗(yàn)，在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，選擇性價(jià)比最高的元器件，以取得最佳的抑制噪聲的效果。

23接觸噪聲的抑制

接觸噪聲的抑制仍然是一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的問題，只有不斷地實(shí)踐摸索，才能夠總結(jié)出抑制接觸噪聲的經(jīng)驗(yàn)，才能夠把接觸噪聲降到最低點(diǎn)。

3內(nèi)部的電場和磁場干擾的抑制