技術看點:電磁幹擾如何產生的?如何抑製?
發布時間:2015-03-10 責任編輯:echolady
【導讀】近(jin)年(nian)來(lai),電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)等(deng)問(wen)題(ti)被(bei)廣(guang)泛(fan)提(ti)及(ji)。如(ru)今(jin)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)日(ri)新(xin)月(yue)異(yi),電(dian)子(zi)器(qi)材(cai)與(yu)其(qi)他(ta)電(dian)子(zi)設(she)施(shi)組(zu)合(he)一(yi)起(qi)能(neng)夠(gou)構(gou)成(cheng)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)動(dong)作(zuo),日(ri)益(yi)增(zeng)多(duo)的(de)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)和(he)電(dian)子(zi)設(she)施(shi)造(zao)成(cheng)的(de)電(dian)磁(ci)汙(wu)染(ran)尤(you)為(wei)嚴(yan)重(zhong),電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)一(yi)觸(chu)即(ji)發(fa)。
電磁幹擾無所不在
一些「古時候」不曾出現的電子產品現在也是電磁幹擾的主要來源之一,如吹風機、洗衣機、冷氣機、電冰箱、電梯、日光燈、電動縫紉機、錄放影機、電焊機及高周波設備等等;另外電力線也會產生很多的幹擾問題。除了人為的噪聲外,自然界也會產生許多幹擾的問題,如靜電、雷擊及來自外太空的噪聲等等,總而言之,我們的生活圈裏充滿著電磁幹擾,而且似乎生活水準愈高,問題也就愈嚴重。
huoxuduixuduoreneryantamenrenweishoudaozaoshengganraozhibuguoshishidedianshijidehuamianbiandebuhaokan,huoshiyinxiangqicaifachuyixiezayineryi,bingbu會zaochengshen麼weixian;但dan若ruo有you一yi心xin髒zang病bing人ren正zheng在zai使shi用yong心xin電dian儀yi器qi又you受shou到dao電dian磁ci噪zao聲sheng的de幹gan擾rao,或huo當dang客ke機ji於yu暴bao風feng雨yu中zhong作zuo緊jin急ji降jiang落luo,而er其qi電dian子zi導dao航hang係xi統tong又you遭zao到dao電dian磁ci幹gan擾rao而er失shi效xiao,那na麼麼該gai怎zen麼麼辦ban呢ne?隻zhi有you自zi求qiu多duo福fu羅luo!還好,大部份的人也都不曾進入這麼危險的環境,但這些危險確實存在,且不可不曆。
電磁幹擾遠在馬可尼設計了第一部無線電發射機時便已存在。電磁幹擾在早些時候也稱為射頻幹擾或高頻幹擾(Radio Frequency Interference RFI),再zai早zao就jiu是shi叫jiao做zuo噪zao聲sheng幹gan擾rao。當dang年nian馬ma可ke尼ni設she計ji無wu線xian電dian發fa射she機ji最zui大da的de問wen是shi是shi在zai於yu兩liang組zu火huo花hua式shi調tiao諧xie電dian路lu的de發fa射she器qi幹gan擾rao問wen題ti,但dan如ru果guo馬ma可ke尼ni還hai在zai世shi的de話hua,他ta將jiang會會驚jing訝ya於yu現xian今jin電dian磁ci幹gan擾rao問wen題ti的de嚴yan重zhong性xing以yi及ji其qi複fu雜za的de程cheng度du。
幾(ji)十(shi)年(nian)來(lai)工(gong)程(cheng)人(ren)員(yuan)便(bian)已(yi)知(zhi)道(dao)幾(ji)乎(hu)每(mei)個(ge)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)於(yu)工(gong)作(zuo)時(shi)都(dou)會(會)幅(fu)射(she)出(chu)一(yi)些(xie)電(dian)磁(ci)波(bo),故(gu)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)在(zai)使(shi)用(yong)時(shi)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)不(bu)去(qu)幹(gan)擾(rao)到(dao)其(qi)它(ta)的(de)電(dian)子(zi)設(she)備(bei);但dan由you於yu這zhe些xie噪zao聲sheng的de種zhong類lei繁fan多duo,其qi產chan生sheng的de原yuan因yin及ji其qi傳chuan送song的de方fang法fa更geng是shi包bao羅luo萬wan象xiang,既ji無wu法fa預yu知zhi,亦yi無wu任ren何he萬wan金jin的de解jie決jue辦ban法fa,也ye往wang往wang為wei了le解jie決jue噪zao聲sheng幹gan擾rao的de問wen題ti所suo花hua費fei的de時shi間jian與yu精jing力li常chang比bi電dian路lu設she計ji時shi所suo花hua費fei的de還hai多duo。近jin年nian來lai已yi有you許xu多duo機ji構gou在zai進jin行xing電dian磁ci相xiang容rong性xing(Electro Magnetic Compatibility EMC)的研究,所謂的電磁相容性便是指器材於可能的電磁幹擾環境下仍能正常工作之能力。
一些精密昂貴的軍用器材、儀器、大型電腦、航(hang)空(kong)器(qi)材(cai)等(deng),為(wei)了(le)消(xiao)除(chu)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)問(wen)題(ti)也(ye)采(cai)用(yong)了(le)許(xu)多(duo)電(dian)磁(ci)相(xiang)容(rong)性(xing)的(de)改(gai)善(shan)方(fang)法(fa),但(dan)一(yi)些(xie)屬(shu)於(yu)家(jia)電(dian)性(xing)質(zhi)的(de)消(xiao)費(fei)性(xing)器(qi)材(cai)若(ruo)非(fei)生(sheng)產(chan)廠(chang)商(shang)的(de)成(cheng)本(ben)顧(gu)慮(lv)便(bian)是(shi)其(qi)相(xiang)信(xin)他(ta)們(men)的(de)產(chan)品(pin)隻(zhi)有(you)一(yi)小(xiao)部(bu)份(fen)會(會)進(jin)入(ru)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)環(huan)境(jing)使(shi)用(yong),因(yin)此(ci)就(jiu)算(suan)有(you)設(she)計(ji)抗(kang)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)的(de)電(dian)路(lu)於(yu)這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)內(nei)也(ye)往(wang)往(wang)無(wu)法(fa)達(da)到(dao)預(yu)期(qi)的(de)效(xiao)果(guo)。再(zai)加(jia)上(shang)市(shi)場(chang)的(de)競(jing)爭(zheng),要(yao)廠(chang)商(shang)研(yan)究(jiu)改(gai)進(jin)並(bing)且(qie)加(jia)上(shang)一(yi)些(xie)對(dui)其(qi)銷(xiao)售(shou)無(wu)直(zhi)接(jie)幫(bang)助(zhu)的(de)電(dian)路(lu)簡(jian)直(zhi)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de)事(shi)。當(dang)使(shi)用(yong)者(zhe)遇(yu)到(dao)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)時(shi),隻(zhi)好(hao)自(zi)個(ge)想(xiang)辦(ban)法(fa)啦(la)!
電磁噪聲解決方法
電磁噪聲依其傳播的方法可分為幅射性噪聲(Radiated Noise)與傳導性噪聲(Conducted Noise);構成噪聲幹擾的三個主要因素為「噪聲產生源」、「受到噪聲感染之感受體」及「噪聲傳播路徑」,若ruo三san者zhe缺que一yi便bian無wu法fa構gou成cheng噪zao聲sheng問wen題ti。而er幹gan擾rao可ke能neng來lai自zi自zi己ji家jia中zhong,或huo是shi由you鄰lin居ju家jia中zhong發fa出chu者zhe,或huo是shi導dao因yin於yu附fu近jin的de電dian力li輸shu送song線xian。噪zao聲sheng亦yi可ke能neng經jing由you天tian線xian而er進jin入ru,在zai很hen多duo情qing況kuang下xia,噪zao聲sheng都dou很hen可ke能neng直zhi接jie被bei屋wu內nei的de配pei線xian、或器材的導線所拾取。
要解決電磁幹擾有三種方法:其一為「噪聲產生源」產生的幹擾必須被壓到最小的情況,二為「感受體」 (如電視機、電腦、音響器材等等)必須受到保護,以期能抗拒噪聲的幹擾,三是「噪聲的傳播路徑」完全被阻斷或是盡可能減少噪聲的傳播機會。
一般而言,除直接由電磁幅射所引致的幹擾外,另經由電源線而引入之電磁幹擾最為常見;對(dui)一(yi)些(xie)高(gao)傳(chuan)真(zhen)度(du)音(yin)響(xiang)器(qi)材(cai)而(er)言(yan),由(you)電(dian)源(yuan)線(xian)引(yin)人(ren)之(zhi)噪(zao)聲(sheng)會(會)在(zai)很(hen)多(duo)情(qing)況(kuang)下(xia)巧(qiao)妙(miao)地(di)對(dui)原(yuan)音(yin)動(dong)了(le)手(shou)腳(jiao),並(bing)在(zai)傳(chuan)真(zhen)的(de)可(ke)信(xin)度(du)上(shang)有(you)戲(xi)劇(ju)性(xing)的(de)效(xiao)果(guo),而(er)此(ci)時(shi)你(ni)用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)根(gen)本(ben)看(kan)不(bu)出(chu)音(yin)頻(pin)波(bo)形(xing)有(you)何(he)變(bian)化(hua);同樣的,幅射性電磁幹擾亦會對信號線、喇叭線等構成影響。
對dui很hen多duo人ren而er言yan,他ta們men相xiang信xin自zi電dian力li設she施shi輸shu送song到dao用yong戶hu的de電dian跟gen他ta們men的de信xin號hao產chan生sheng器qi所suo產chan生sheng的de正zheng弦xian波bo差cha不bu多duo,差cha別bie隻zhi是shi在zai於yu功gong率lv而er已yi。事shi實shi上shang,若ruo用yong示shi波bo器qi去qu作zuo觀guan測ce的de話hua,將jiang會會發fa現xian所suo看kan到dao的de根gen本ben不bu是shi「清純」的60Hz正弦波,而是含有著各種不同的失真、早已扭曲變形、有突波、凹陷等等,此一現象還因時因地而變化;zhici,ruonishenganciwentideyanzhongxing,na麼zuihaodefangfabianshiqumaiyiduidianchihuilaishiyong,huoshiqumaiyibufadianjihuilai,zhishifadianjidegonglilaiyuanqiebukeweiqiyouyinqing,yinqiyouyinqingdehuoxingsaiyiweidianciganraodelaiyuanzhiyi。shuozhende,zhelianggejiejuebanfahaizhenshizhibendeweiyifangfa,erjunfangdanwei、電(dian)信(xin)單(dan)位(wei)及(ji)廣(guang)播(bo)電(dian)台(tai)也(ye)確(que)曾(zeng)使(shi)用(yong)過(guo)一(yi)屋(wu)子(zi)的(de)鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)和(he)發(fa)電(dian)機(ji)去(qu)供(gong)給(gei)他(ta)們(men)器(qi)材(cai)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)源(yuan)。不(bu)過(guo),我(wo)倆(liang)現(xian)在(zai)的(de)變(bian)通(tong)辦(ban)法(fa)便(bian)是(shi)在(zai)電(dian)源(yuan)進(jin)到(dao)器(qi)材(cai)以(yi)前(qian),好(hao)好(hao)的(de)把(ba)它(ta)「美容整形」一番便得了。
隔離變壓器
曾zeng有you人ren想xiang到dao使shi用yong一yi個ge隔ge離li變bian壓ya器qi,以yi阻zu斷duan噪zao聲sheng的de傳chuan播bo路lu徑jing,因yin為wei專zhuan供gong電dian源yuan使shi用yong的de變bian壓ya器qi通tong常chang隻zhi設she計ji在zai一yi個ge固gu定ding的de低di頻pin率lv工gong作zuo,其qi頻pin率lv響xiang應ying也ye相xiang當dang的de差cha,所suo以yi,在zai高gao頻pin時shi的de磁ci力li線xian交jiao連lian便bian很hen差cha,結jie果guo便bian限xian製zhi了le多duo種zhong類lei型xing的de噪zao聲sheng。此ci一yi構gou想xiang不bu錯cuo,但dan一yi般ban的de變bian壓ya器qi為wei了le要yao降jiang低di成cheng本ben及ji減jian少shao磁ci損sun,初chu級ji與yu次ci級ji便bian做zuo得de很hen靠kao近jin,那na麼麼它ta們men之zhi間jian便bian有you足zu夠gou的de電dian容rong量liang來lai將jiang噪zao聲sheng傳chuan過guo去qu。有you一yi個ge方fang法fa可ke以yi降jiang低di初chu級ji圈quan與yu次ci級ji圈quan間jian的de電dian容rong量liang,即ji便bian是shi將jiang初chu級ji圈quan和he次ci級ji圈quan分fen離li,但dan分fen離li得de愈yu開kai則ze變bian壓ya器qi的de效xiao率lv將jiang愈yu低di,較jiao好hao的de方fang法fa是shi在zai初chu級ji圈quan和he次ci級ji圈quan之zhi間jian用yong一yi層ceng銅tong片pian隔ge開kai並bing接jie地di,亦yi即ji法fa拉la第di屏ping蔽bi(Faraday Shield);假設以Zs為0的狀態下接地,則A,B間的靜電容量C1與C2則不再串聯,而僅由Cs 產chan生sheng作zuo用yong。此ci時shi,所suo使shi用yong的de靜jing電dian隔ge離li材cai料liao,如ru銅tong片pian的de材cai質zhi,銅tong片pian的de厚hou度du等deng等deng都dou會會影ying響xiang到dao效xiao果guo。實shi際ji上shang,即ji使shi隔ge離li材cai料liao的de厚hou度du很hen厚hou,也ye多duo少shao會會有youZs存在,因此,C1、C2的影響仍無法完全消除;若
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