仪表系统抗干扰技术

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1、仪表系统抗干扰技术仪表系统抗干扰技术一、概述电磁兼容是一门新兴的综合性学科，主要研究电磁干扰和抗干扰的问题。即怎样使在同一电磁环境下工作的各种电子电气设备、器件或系统，都能正常工作，互不干扰，达到兼容状态。（一）电磁兼容性的定义仪表或系统的电磁兼容性电磁兼容性（EMC）EMC(E1ectromagneticCompatibility)主要是指仪表或系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即：该仪表或系统不会由于受到处于同一电磁环境中其他仪表或系统的电磁发射导致或遭受不允许的降级；也不会

2、使同一电磁环境中其他仪表或系统，因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。（二）电磁兼容性对系统效能的影响近年来随着科学技术的迅速发展，新型电子元器件不断出现，从电子管、半导体、集成电路到大规模集成电路，从模拟信号到数字信号，从简单的电子玩具到复杂的仪表控制装置、大型计算机和控制装置，使用的电磁环境愈来愈复杂。尤其是飞机、舰艇、导弹、通信系统和卫星等武器装备及电站控制系统等所面临的电磁环境更加严峻，这些使用场合中的电磁兼容性问题，已经成为完成某种功能的突出障碍。实际情况表明，电磁骚扰现象已造成导弹早

3、爆和哑弹、通信电台通信距离缩短和噪声增大、导航误差，雷达虚警、计算机误码、电站控制系统失控等等。因此，EMC技术在工程和使用中占有极其重要的地位。它的影响范围主要有：1)对精确度的影响2)对安全性的影响3)对设计准则的影响4)对可靠性的影响5)对质量保证的影响（三）仪表及系统电磁兼容性主要研究内容仪表或系统的电磁兼容性包括的范围非常广泛，主要有以下几个方面内容：1)电磁骚扰源特性和敏感性；2)各类仪表或系统电磁兼容性的指标；3)电磁兼容的测量与试验技术；4)电磁骚扰的传输特性；5)电磁危害效应；

4、6)电磁骚扰抑制技术、降低敏感技术；7)系统电磁兼容性；8)电磁骚扰和敏感性的分析和预测；9)电磁频谱的利用与管理。（四）电磁骚扰性质电磁骚扰的概念：电磁骚扰(EMI：E1ectromagneticInterfere)是指任何能中断、阻碍、降低或限制通信电子设备有效性能的电磁能量。电磁骚扰本质上是不需要传导电流和电压，或者是不需要电场或磁场。在时域，电磁骚扰有瞬态的、冲击态的或稳态的三种状态。在频域，电磁骚扰频谱占有从电源频率(50Hz、60Hz)至微波频段很宽的频率范围。电磁骚扰信号按其频谱宽窄

5、分为窄带和宽带两种，宽带信号又可分为相干和不相干信号。电磁骚扰源还可按起因分为自然骚扰源和人为骚扰源。对电磁骚扰和骚扰源分类便于认识骚扰源，确定接收器敏感性，标识骚扰源和接收器之间的耦合路径和有助于控制方法的决策。（五）系统内部和系统间的电磁骚扰电磁骚扰有可能发生在系统内部各部分之间，也可能存在与系统与外部环境之间，其中系统内电磁骚扰比系统间电磁骚扰容易预测和控制。1、系统间电磁骚扰系统间电磁骚扰存在于系统与外部电磁环境之间，产生系统间电磁环境的因素主要有：自然无线电躁声环境、信号环境和人为躁声环

6、境。2、系统内电磁骚扰系统内电磁环境主要由系统各部分产生的信号环境和人为噪声环境所组成。在很多仪表和系统中，系统的一部分对另一部分来说，很可能是“敌对’’环境。系统内骚扰耦合通道主要有：①天线一天线②天线一线缆③机壳一机壳④线一线(属于辐射耦合)⑤和共阻抗(为传导耦合)。二、抗干扰技术（一）干扰现象（二）干扰传播途径（三）抗干扰措施（一）干扰现象1、定义和种类①干扰的定义：由外部躁声和无用电磁波在接收中所造成的骚扰。在仪表或控制系统中所称的“躁声”是对有用信号以外的所有电子信号的一个总称。②干扰（

7、即躁声）种类：躁声种类有很多种，分类方法也不同，一般按起因分为自然骚扰源和人为骚扰源。人为躁声：火花放电躁声、脉冲式躁声、开关式躁声和电波躁声等等。（如生产装置电气设备启停和大功率设备使用时所产生的躁声。）自然躁声：大气躁声、太阳系躁声和宇宙躁声。2、干扰现象在仪表或系统中，除了有用信号外，其他信号均可以认为是干扰信号。譬如：①绝缘泄露电流，导致绝缘性能下降；②分布电容电流，影响有用信号；③受磁力线感应产生感应电流，耦合在有效信号中；④强电器件之间的放电电流，损坏仪表器件。（二）干扰传播途径干扰可

8、能来自于空间（如电磁辐射），也可能是其他信号的耦合（如静电耦合、电磁耦合、公共阻抗耦合等），或是设备之间产生了互感。1、干扰形成的三要素：骚扰源、耦合通道和接收器。①骚扰源的发射可以是传导电压或电流，也可以是通过空间传播的电场或磁场。②接收器响应一般有线性响应与非线性响应两种情况。③源和接收器之间的耦合方式分成两大类：ⓐ辐射耦合ⓑ传导耦合对于上述构成骚扰的三要素，三者只要消除其一，干扰现象就不会发生，所以电磁兼容性设计就是从分析骚扰源，骚扰传递途径以及被骚扰对象出发。根据工程上要求