某探測系統(tǒng)的電磁兼容性探討

2.2.3 空間的電磁場輻射耦合檢測

在探測元件無輸入信號時，測量空間的電磁場輻射耦合到放大器的輸出信號。圖5為放大器的輸出信號示波圖。

圖5 空間電磁場輻射耦合到放大器的輸出信號示波圖

2.3 檢測結果

2.3.1 采用脈寬調制式開關逆變正弦交流電源驅動輔助部分工作

在探測元件無輸入信號時，放大器的輸出信號中干擾的特點為：

1）噪聲電壓具有隨機性質，其峰—峰值3.0mV；

2）干擾電壓峰—峰值為8.4mV；

3）干擾電壓出現(xiàn)間隔不等，為ms級；

4）每次干擾電壓為幾個振蕩波形，振蕩周期為40ns。

2.3.2 采用直流斬波式方波交流電源驅動輔助部分工作

在探測元件無輸入信號時，放大器的輸出信號中干擾的特點為：

1）噪聲電壓具有隨機性質，其峰—峰值3.0mV；

2）干擾電壓峰峰值為29.6mV；

3）干擾電壓具有一定規(guī)律，出現(xiàn)的間隔為10ms；

4）每次干擾電壓為幾個振蕩波形，振蕩周期為10μs。

2.3.3 空間的電磁場輻射

在探測元件無輸入信號時，空間的電磁場輻射耦合到放大器的輸出信號中干擾的特點為：

1）噪聲電壓具有隨機性質，其峰—峰值3.0mV；

2）干擾電壓峰—峰值為7.2mV。

3 結果分析及改進措施

從檢測結果可知，在探測元件無輸入信號時，三種情況下放大器的輸出信號中，干擾電壓峰—峰值都遠遠超過該探測系統(tǒng)在放大器輸出端要求的最小探測信號電壓，因此，導致整個系統(tǒng)無法正常工作。

3.1 結果分析

3.1.1 脈寬調制式開關逆變正弦交流電源產(chǎn)生的干擾分析

1）由于脈寬調制式開關逆變正弦交流電源的前級采用整流濾波，只有當輸入的交流電壓高于濾波電容的電壓時，整流器件才可能導通，由此造成工頻電流波形的畸變，而產(chǎn)生大量的諧波在電源線上傳導發(fā)射。

2）由于采用20kHz以上的脈寬調制式開關逆變正弦交流電源，其運行過程中產(chǎn)生大量的高次諧波在電源線和地線上傳導發(fā)射。

當開關器件關斷時，由于集電極的高電位通過集電極與地之間的分布電容，地，電源進線，整流管返回集電極而產(chǎn)生共模干擾電流傳導發(fā)射。

當開關器件開通時，通過等效負載形成的高頻脈沖串電流包含豐富的高次諧波在電源線上產(chǎn)生差模干擾電流傳導發(fā)射。

3.1.2 直流斬波式方波交流電源產(chǎn)生的干擾分析

1）由于直流斬波式方波交流電源的前級采用整流濾波，只有當輸入的交流電壓高于濾波電容的電壓時，整流器件才可能導通，由此造成工頻電流波形的畸變，而產(chǎn)生大量的諧波在電源線上傳導發(fā)射。

2）該探測系統(tǒng)的輔助部分由驅動電源和負載組成，驅動電源采用直流斬波式方波交流電源，驅動負載為感性的電磁線圈。

對感性的電磁線圈采用直流斬波式方波交流電源供電，在斬波時將產(chǎn)生嚴重的電磁干擾。因為，感性的電磁線圈中的電流變化必然產(chǎn)生感應電動勢，電流變化越快，產(chǎn)生的感應電動勢越大。這種感應電動勢將會通過各種路徑傳導耦合到放大器的輸出級，而成為嚴重的電磁干擾。

該探測系統(tǒng)輔助部分的驅動電源采用直流斬波式方波交流電源，其頻率為50Hz，即每隔10ms斬波一次。從圖3放大器的輸出信號示波圖中可以明顯看出：電磁干擾信號正是每隔10ms出現(xiàn)一次。

3.1.3 輻射耦合產(chǎn)生的干擾分析

3.1.3.1 電源的電磁場輻射發(fā)射

由于該探測系統(tǒng)的輔助部分驅動電源，采用了脈寬調制式開關逆變交流電源或直流斬波式方波交流電源。這兩種電源波形的前后沿均含有一定的高次諧波，形成電磁場輻射發(fā)射。