电子工程系统中电磁干扰的诊断和控制方法初探

摘要： 电子工程系统中电磁干扰分信息传导干扰和电磁噪声传导干扰．传导干扰的电磁传输通道有电容传输耦合、电阻传输耦合、电感传输耦合，和以电磁波形式传播的辐射干扰． 电磁干扰源可通过频谱分析仪，根据干扰信号的频率和带宽来测试． 辐射源可通过近场测试方法，用电流卡钳检测共模电流和用近场探头检测机箱泄漏来诊断。其测试诊断步骤依序为：传导发射测试、辐射发射测试、共模电流测量和机箱泄漏检查．解决电磁干扰的途径包括机箱屏蔽、电路滤波和电缆保护3项措施．
　　
　　关键词： 电磁干扰,  辐射, 诊断
　　
　　1.引言

电子工程系统中电磁干扰现象普遍存在，这是因为系统中有形成电磁干扰的3 个基本条件： 电磁干扰源、对干扰能量敏感的接收器件、将电磁干扰源传输到接收器件的媒介(即传输通道)。电子工程系统中电磁干扰的预测和分析， 可以在系统设计阶段及早地进行， 并在此基础上采取适当的抑制和防护措施， 实现系统的电磁兼容性， 以保证其稳定性、可靠性和安全性。因此， 防止和控制电子工程系统中的电磁干扰问题， 应该从形成电磁干扰3 种基本因素的各自特点出发进行分析和研究， 并建立相应的解决办法。

2 电磁干扰的诊断

2．1 干扰种类电子工程系统中形成传导干扰源的种类和产生原因。

2．2 传导干扰的电磁通道传导干扰的电磁传输通道可以分成为：电容传导耦合、电阻传导耦合和电感传导耦合。电容传导耦合或称为电场耦合，是干扰源和接收器件之间，通过导线以及部件的电容相互交联而构成的电磁传导耦合。电阻传导耦合或称为公共阻抗耦合， 是干扰源和接收器件之间， 通过公共阻抗上的电流或电压交链而构成的电磁传导耦合。电感传导耦合或称互感耦合，实际上是磁场耦合，即干扰源和接收器件之间， 通过干扰源电流产生磁场相交链而构成电磁传导耦合。

2．3辐射干扰
辐射干扰是以电磁波形式传播的干扰。这类干扰的能量是由干扰源辐射出来， 通过介质(包括自由空间)以电磁波的特性和规律传播的。是否构成辐射干扰， 应由构成辐射干扰的3要素来考虑：辐射干扰源向外辐射能量的特性(如方向性、极化、调制特性、带宽等)，辐射干扰传输通道(即介质， 包括自由空间)对电磁波能量的损耗程度，辐射干扰接收器的敏感度、方向性、极化、选择性、带宽等。

　　2．4用频谱分析仪分析干扰的来源
　　(1)根据干扰信号的频率确定干扰源在解决电磁干扰问题时，最重要的一个问题是判断干扰的来源， 只有准确将干扰源定位后，才能够提出解决干扰的措施。根据信号的频率来确定干扰源是最简单的方法，只要知道干扰信号的频率， 就能够推测出干扰是哪个部位产生的。
　　由于频谱分析仪的中频带宽较窄， 因此能够将与干扰信号频率不同的信号滤除掉， 精确地测量出干扰信号频率，从而判断产生干扰信号的电路。
　　(2)根据干扰信号的带宽确定干扰源判断干扰信号的带宽也是判断干扰源的有效方法。当在仪器的通频带中只有一根谱线时， 就可以断定这个信号是窄带信号。根据傅立叶变换，单根的谱线所对应的信号是周期信号。因此，当遇到单根谱线时， 就要将注意力集中到电路中的周期信号电路上。

　　2．5 用近场测试方法确定辐射源在近场区查找辐射源可以直接发现干扰源。查找的工具有近场探头和电流卡钳。检查电缆上的发射源使用电流卡钳，检查机箱缝隙的泄漏使用近场探头。
　　(1)用电流卡钳检测共模电流设备产生辐射的主要原因之一是电缆上有共模电流。当设备或系统有超标发射时， 首先应怀疑设备的外拖电缆。将电流探头卡在电缆上， 由于探头同时卡住了信号线和回流线， 故差模电流不会感应出电压，读出的电流仅代表共模电流。
　　测量共模电流时， 最好在屏蔽室中进行。以避免周围环境中的电磁场在电缆上感应出电流，造成误判断。因此应首先将设备的电源断开， 测量并记录电缆上的背景电流， 以便与设备加电后测量的结果进行比较， 排除背景影响。用天线进行测量时，将频谱分析仪的扫描频率局限于关心的很小范围内，则可以排除环境中的干扰。
　　(2)用近场探头检测机箱的泄漏如果设备外拖电缆上没有较强的共模电流，就要检查设备机箱上是否有电磁泄漏。检查机箱泄漏的工具是近场探头。将近场探头靠近机箱上的接缝和开口处， 观察频谱分析仪上是否有感兴趣的信号出现。根据前面的讨论， 减小频谱分析仪的分辨带宽能够提高仪器的灵敏度。一般在用近场探头检测机箱泄漏时，都是首先用天线测出泄漏信号的精确频率， 然后使仪器用尽量小的扫描频率范围覆盖住这个干扰频率。这样做的另一个好处是不会将背景干扰误判为泄漏信号。
　　机箱上，靠近滤波器安装位置的缝隙最容易产生电磁泄漏。因为滤波器将信号线上的干扰信号旁路到机箱上， 将形成较强的干扰电流，这些电流流过缝隙时， 就会在缝隙处产生电磁泄漏。

　　2．6 产品电磁兼容测试诊断步骤产品电磁干扰发射与故障分析步骤， 按照这个步骤进行可以提高测试诊断的效率。电磁兼容测试诊断的具体步骤如下：
　　· 测量干扰时应在标准规定频率和更高频率先测量传导发射。当电源线上有较强的干扰电流时，应先解决。因为这些干扰电流会借助导线的天线作用产生辐射， 导致辐射发射不合格。
　　· 当传导发射完全合格后，再进行辐射发射测试。对于辐射发射不合格的频率， 要记录下精确频率，便于在用近场探头查找问题时，将频谱分析仪的扫描范围设置在干扰频率附近。