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关于电气调试中电子电路的干扰问题

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摘 要:电气设备从设计到安装以及调试阶段,最为棘手的就是电子电路的抗干扰问题,受外因和内因的共同影响,会暴露出许多缺陷,如数据不准、操作失控等问题,不仅会影响设备性能,严重时甚至会产生误动作,造成严重的后果。文章以电气设备的调试出发,简要分析调试过程中对电子电路的干扰因素,并结合实际经验和专业技巧,阐述了电子电路的抗干扰措施,以期为相关人员提供技术参考。

关键词:电气调试;电子电路;干扰问题;措施分析

引言

对于电气设备调试工作,在理想条件下,电子电路既要不受外界影响,又不辐射其他设备,但在实际操作中,干扰是客观必然存在的现象,受自然因素或人为因素势必会产生各种电磁和噪音等干扰问题。干扰的存在通过一定途径会影响到电路系统工作的稳定性和相关电子设备的正常工作情况,严重时电子电路丧失工作能力,无法工作和提供服务。因此,为保证电气设备调试中电电路正常运行,我们需从技术的角度有效抑制其干扰问题的存在。

1 电子电路的干扰类型及其危害

电气设备调试工作中不可避免地存在电子电路的干扰问题,其因因素不同而种类不同,造成的危害程度也不相同,一旦出现干扰,不仅对人身与设备带来威胁,而且对企业的经济效益也会带来不同程度的损失,严重影响着企业的社会信誉与市场竞争力。

1.1 干扰类型

电子电路的干扰是设备工作时内因和外因共同影响的一种综合因素,其既可能来自于电子系统内部,也可能来自于电子系统外部,按传播途径一般可分为信息通道的传导干扰和空间辐射干扰两种类型。其中,信息通道的传导是利用电子电路中导线或电路单元将干扰源作用在导线上,并利用导线间的互相连接使干扰源沿着导线进行传播,从而对整个电子电路系统造成干扰;空间辐射的干扰则是以空间为干扰传播的主要途径,通过空间产生的辐射来对电子电路形成干扰,有部份干扰源是藉由设备的线路或无线电天线发射出来,在某些情况下,可能因为干扰(振幅)过大,而造成无线电传输中断或是电子电路操作设备故障等问题。

1.2 干扰危害

信息通道的传导干扰其本质是一种电磁干扰,在电子电路系统中沿着各导线进行传播,其包括电源、导线、电子设备和相关的辅助设备等,将各单元电子设备连接进行工作,便组成了一个电子电路系统。在此系统中,电源是供电基础设备,其他的如导线、电源线以及电子设备和相关的辅助设备为系统运营的必备零件,在整个电子电路系统中,干扰会沿着各条网路和电路之间的导线传输到各个电子设备中,然后再以导线为干扰源的运输载体,使干扰一级一级的传递,从而形成信息通道的传导干扰。信息通道传导干扰的产生,会对电子电路系统形成一定的危害,轻则造成电子电路设备产生低频率的自激振荡,重则导致整个电子电路系统瘫痪,无法进行正常工作。

空间辐射干扰作为干扰形式中最为常见的一种干扰形式,对于电子电路来说,是利用空间来传播干扰源,最终对整个电子电路系统形成干扰,并对其运行状态造成影响。进一步细化性的来说,空间辐射干扰可分为近耦合干扰和远辐射干扰,前者主要是处于电子电路系统中的某一设备内部各个电路之间所进行的相互干扰,后者则是各个电子设备之间或系统之间形成的干扰。

空间辐射干扰相比于信息通道的传导干扰,其干扰途径较广,主要以电磁能量为干扰源,比如控制电路、信号电路及电源电路等,都是潜在的辐射天线,给空间辐射干扰形成传播途径,使干扰源利用空间向其流动和辐射,进而对电子电路系统中其他的设备形成电容和电感造成干扰。空间辐射干扰作为电磁干扰分类中的一种,当干扰源进入电子电路系统后,同信息通道的传导干扰一样,会对整个电子电路系统造成一定的影响,轻则造成电子电路设备工作出现不稳定现象,重则导致整个电子电路系统瘫痪,无法进行正常工作。

2 电子电路抗干扰措施

如上文所述,电子电路的干扰会对整个电气系统的调试带来不同程度的危害,为避免人员伤亡和设备损害以及经济损失,实际施工中有必要采取适当的措施对其进行抑制,保证电子电路系统正常运营。文章主要从以下几个方面对电子电路抗干扰措施进行论述。

2.1 提高特殊器件的抗干扰性能

特殊器件主要以设备中敏感器件为主,该种器件由于对外部环境或运营时内在因素有较高的敏感度,容易产生或传导干扰,从而对整个系统带来不利的影响。对于敏感器件,其常用措施有使用光电耦合传输和双绞线传输的方法,均能够很好的避免信号地线造成的干扰和空间电磁干扰。具体措施为对于单片机闲置的I/O口拒绝悬空放置,需利用接电电源或接地,其他的闲置端要在不改变系统逻辑的条件下进行接电源或接地,布线过程中尽量选用较粗的地线和电源线,防止线路超负荷运载产生干扰。

干扰器的确定应根据工程实际情况择优选择,利用二极管和压敏电阻吸收浪涌电压;用线路滤波器过滤一定频段的干扰信号,用电容器的阻容作用对干扰电压和电流进行旁路吸收和隔离等处理,尤其是低频段系统,抗干扰效果更好。对于电容器的选用和安装来说,低频段优先选用钽电解电容器,并应安装在电源入口处,高频段应优先选用陶瓷电容器。电容器安装应尽量缩短引线,但也不能为求引线短而不注重安装位置,否则,电容器就会失去旁路的意义。

2.2 进行干扰源抑制

干扰源是电子电路系统中首要的干扰要素,也是对干扰进行抑制的必要条件,一般来说,电子电路系统中的干扰源大多为电源,其包括整流电源产生的纹波干扰和电源寄生耦合的干扰两个方面,因此,抑制电源干扰是抗干扰因素中最直接最有效的方式。电子电路系统中的整流电源一般采用的整流方式是全波整流,为了降低整流电源纹波干扰,不仅要控制好电压的稳定性,还应对放大电路的输入端连接整流电源的输出端接线长度进行有效的控制,必要时安装滤波电路;当多级信号使用同一个整流电源时,由于电源存在内阻,所以各信号电流在通过电源时在内阻的作用下产生电压降,对于一些放大级,会形成寄生性的正反馈,从而产生低频率的自激振荡,因此,我们应该使用去耦滤波电路来抑制多级信号公用一个整流电源产生的干扰。

2.3 进行干扰通道抑制

干扰通道的抑制包括信号通道抑制和传播通道抑制。在较远距离的通信控制中,应尽量使用较短的电子系统输出线和输入线,避免信号在传输过程中受到干扰,导致信号失常或畸变,对电子电路的正常运行造成影响;现实生活中,大部分电子电路的直流电源都是利用变压器对其进行调压和稳压,以此来获得满足需要的直流电压,此过程由于高频电路的流动而对部分变压器的分部电容处形成严重的干扰,其主要防治措施有“浮地”接线法、双T滤波器法和无极性电容法。

3 结束语

电气设备调试中电子电路的干扰问题是一项很常见,也很复杂,且实践性很强的问题,我们不仅要采取充分的抗干扰措施,还应仔细观察并分析干扰出现的原因,从根本上解决干扰源,并综合考虑电子电路的具体布线和工作原理,不断改进电子电路抗干扰技术,以提高电气设备调试中电子电路的可靠性和稳定性。

参考文献

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