電磁兼容――不可忽視的電子測量問題

測量儀器電磁兼容的中心議題：

電磁兼容測試時自身的電磁兼容問題

測量儀器電磁兼容的解決方案：

將設(shè)備接地

正確布置連接線

對干擾源或接收器進(jìn)行屏蔽

浮置測量系統(tǒng)

采用濾波技術(shù)

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

1 概述

目前人們已逐步認(rèn)識到電子產(chǎn)品電磁兼容的關(guān)系與生活越來越密切，彩電、計算機(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，國家對此頒發(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 電子測量中的電磁兼容問題

當(dāng)我們開展對電子產(chǎn)品進(jìn)行電磁兼容測試時，一個很容易忽視的問題，就是電子測量儀器本身也存在著電磁兼容的問題。

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

事實上，任何的檢驗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使檢驗裝置的技術(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，這些干擾會影響測試系統(tǒng)和儀器設(shè)備的可靠性和使用性，為了控制電磁干擾，就要識別各類干擾，并采取相應(yīng)的防護(hù)方法。學(xué)會區(qū)分電磁干擾的本質(zhì)部分。

3 透過現(xiàn)象看本質(zhì)

我們在開展測量時，有的電子測量裝置在工作中，有時會出現(xiàn)某些不正常的現(xiàn)象，如指針式儀表會出現(xiàn)抖動，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題，這種現(xiàn)象在國產(chǎn)測量儀器中常常出現(xiàn)，也不排除泊外品也存在這方面的問題;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、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)被檢信號很微弱時，這種影響就顯得更加嚴(yán)重和突出，這種對電子測量裝置的測量結(jié)果起影響作用的各種外部的和內(nèi)部的無用信號而干擾，通過現(xiàn)象分析本質(zhì)，為了消除或削弱各種干擾對電子測量裝置工作的影響，必須采取各種必要的措施。因此，從事電子測量的技術(shù)人員，在遇到上述類似現(xiàn)象，出現(xiàn)測量異?；虿豢尚欧臏y量結(jié)果時，不能簡單地認(rèn)為儀器或被測樣品出現(xiàn)問題，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，使測量更加準(zhǔn)確。

對存在的問題應(yīng)進(jìn)行分析，在電子測量裝置中，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、輸出信號、電源以及外部環(huán)境條件(包括溫度、濕度、壓力、各種場強(qiáng))，這些外部因素，當(dāng)處于正常狀況時，對電子測量裝置和儀器表并沒有什么壞影響，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，將對電子測量裝置發(fā)生影響，便變成為有害的聯(lián)系，成為外界干擾的來源。儀器儀表和電子測量裝置的內(nèi)部各部分之間也是相互聯(lián)系的，如信號的正向傳輸，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，同時又不對那些為了正常進(jìn)行測量和工作所需要的聯(lián)系產(chǎn)生影響或損害。

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

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

4 電磁干擾的產(chǎn)生和分析

在檢測中我們遇到電磁干擾，最常見的有電噪聲，即疊加在有用信號上的擾亂信號傳輸、使原來的有用信號發(fā)生畸變的電物理量，簡稱噪聲。檢測儀表在工作時，噪聲總是疊加在有用信號上，影響測量結(jié)果，有時甚至?xí)耆珜⒂杏眯盘栄蜎]掉，使測量工作無法進(jìn)行，在測量過程中應(yīng)盡量提高信噪比，使有用信號抑制噪聲的干擾。

4.1噪聲的產(chǎn)生

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

內(nèi)部噪聲是指檢測儀表和裝置內(nèi)部或器件本身產(chǎn)生的噪聲，常見的有：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。