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電磁干擾與抗干擾

2021-12-14  來自: 南陽市華志電磁屏蔽設備有限公司 瀏覽次數:441

干擾事件不斷

近日,世界汽車品牌——日本豐田公司在全球范圍內的汽車“召回門”一事,可謂風起云涌,萬般變化。且不論該事件的結果怎樣,單說該公司產品出現故障的一個原因是汽車的剎車突然失靈,油門被卡。美國運輸部門稱,電磁干擾可能是汽車電子油門系統運轉失靈的原因之一。

實際上,這已經不是電磁干擾第一次作祟了,大家是否記得第一次登月成功的阿波羅11號飛船,在它之后的阿波羅12號飛船(見圖1)就曾遭遇過電磁干擾。

在當時與蘇聯在航空領域競賽的背景鼓舞下,美國決定在登月成功近4個月之后,繼續發射阿波羅12號。盡管當時天氣狀況不是很好,空中還有著較厚的云層,但發射行動如期進行。然而在火箭升空僅36.5秒時,就突然遭到了雷擊,信號全部中斷,接著到52秒時,又一次遭到雷擊。所幸的是,兩次危機均被宇航員化解,加上所使用的土星5號運載火箭機身較為過硬,終還是完成了登月任務。這過程之中的雷擊就是電磁互相干擾所致:火箭在升空的過程中,自身和尾部噴出的發動機火焰形成了一根長達數百米并且不斷運動的導體,從而在云層中引發了典型的“人造閃電”,閃電是種高強度電磁脈沖,其形成的電磁干擾很可能導致控制系統計算機的故障。

電磁干擾何以“興風作浪”

生活中,電磁干擾也與我們如影隨行。電視圖像出現“雪花”、收音機有雜音以及手機信號的突然中斷等等這些讓你煩惱的問題都有電磁干擾這位“駭客”的“功勞”。

電磁干擾,從理論的角度來講,是指由電磁干擾引起的設備、傳輸通道或者系統性能的下降。這里,電磁干擾是一種客觀存在的物理現象,泛指能產生損害作用的電磁現象。實際上,電磁干擾是不可避免要存在的,生活中凡是用電的設備,無論是電網供電,還是電池供電,都會向外發射有害的電磁波,對我們影響比較大的只是其中一部分而已,我們需要應對的也就是那些造成不良后果的情形。

和聲音的傳播需要發生源、介質及接收點一樣,電磁干擾也要具備三個要素:干擾源,傳播途徑和擾的對象。在理論中,擾對象統稱為敏感設備。

干擾源即造成這種電磁干擾的來源,可大致分為自然干擾和人為干擾。自然干擾的內涵比較豐富,從小小的元器件自身的熱噪聲到宇宙中的各個星系產生的輻射都可歸為這一類,這些東西大部分都沒什么利用價值,反而不時地制造些麻煩,是要盡量避免和消除掉的主要對象。

人為干擾包括兩大類,一類專門司職發出“噪聲”,比如廣播、電視、雷達等,不過這種干擾可以為我們帶來聲音、視頻和信號的傳遞,益處要遠大于害處,是人們日常生活不能離開的一類:另一大類則相反,它們屬于設備在完成自身功能之后無奈產生的副產品,諸如架空輸電線、電動器械、家用電器等等產生的電磁輻射。這些屬于無益的干擾,在日常生活里,得采取各種措施,將其危害降低到小程度。

電磁的傳播途徑有兩種:傳導耦合和輻射耦合。傳導,顧名思義,就是利用導電介質,將一個網絡中的信號耦合到另一個電網絡中去;輻射耦合是指通過空間,以電場的形式把信號從干擾源傳輸到另一個網絡中。

實際工程應用中,電磁耦合是很難理清楚的,往往是多種形式的干擾源以多種方式耦合在一起,比之一團亂麻,有過之而無不及。

敏感設備就是易被電磁干擾“挑撥離間”的對象。而且,對于敏感設備來說,在擾的同時,它本身就成了一個新的干擾源。

電磁兼容——對抗干擾

,通過以上介紹,你可能大致明白了電磁干擾的理論知識,我們再看看人類在這場與電磁干擾曠日的對抗戰中做出了怎樣的應對。這里,還要介紹一個非常重要的概念:電磁兼容性。電磁兼容性,指的是設備或系統在其電磁環境下能正常工作且不對該環境中任何事物構成電磁干擾的能力。也就是說,具有這種特性的物體,在某種環境下,自己可以正常工作,同時也不會影響其他物體。

這是如何達到的呢?可以采取技術和組織的手段。技術手段的處理,自然離不開對癥下藥。前文提到的三要素中,干擾源是要設法抑制的,傳播途徑應盡量消除或降低干擾之間的耦合,剩下的敏感對象,我們的處理辦法就是不要讓它那么“興奮”,或者讓它提升自己抵抗這種“誘惑力”的能力,即抗擾性。

組織的手段說來簡單,就是制定和遵循一套完整的標準和規范,使得各個設備“有法可依”,這樣,有利于資源的合理分配和統一管理。不過,其涉及面卻十分廣泛,既需要研究復雜的電磁環境、頻譜分配與利用乃至電路的布局、材料的選擇、參數的確定等等,還需解決用戶和設計方的關系,這顯然非一朝一夕之功。

幸好目前上,針對這一問題專門研究的機構很多,作為普通用戶其實沒必要了解這些條條框框,我們需要的只是在日常生活里,避免受到更多的電磁“騷擾”。然而,不可忽視的是,目前我們生活中的很多電器設備卻在這一層面上嚴重缺失。

要知道,電磁干擾輕則是對設備的損傷,重則是對人體健康的威脅,因為它本身就是一種輻射,長期暴露在這種環境下,會造成人的神經性功能紊亂和其他病狀。這并非危言聳聽,在制定相關標準時,加以慎重考慮。

作為消費者的我們,在購買物品時,也應盡可能選擇有專門認證的產品。國內目前使用的是“中國強制認證”(China CompulsoryCertification),簡稱“CCC”,也就是我們平常說的3C認證。

如產品要進入歐洲市有具備歐盟制定的“CE認證”,表示該產品符合歐洲有關指令規定的主要要求;“FCC認證”則為產品在美國市場上流通的通行證,由直接對國會負責的一個獨立機構FCC(美國聯邦通信委員會)來進行獨立測評,在行業內性。


關鍵詞: 電磁干擾與抗干擾           


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