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汽車抑制干擾源的技術措施

發(fā)布時間:2011-04-20

中心議題:
  • 電磁噪聲抑制器簡介
  • 電磁噪聲抑制器使用方法
  • 抗電磁干擾設計的技術措施
  • 電路布局原則
一般來說電磁噪聲是難以消除的,但可采取各種措施,把電磁噪聲抑制到不致產生電磁干擾的程度。通常單用一種簡單的辦法來解決電磁噪聲問題往往難以奏效,所以最好采用幾種不同的組合方法。

一、一般要求
  
汽車電磁噪聲的抑制,可以在接受器方面進行,但由于接受頻率、干擾電波的傳播方式及其它種種實際情況,在接受器端采取措施是較為困難的。由于汽車電器設備的電磁噪聲能干擾其他通訊設備和各種電子設備,所以應考慮抑制汽車電器設備本身產生的電磁噪聲。汽車上各種電器產生的電磁干擾電波特性與電平是各不相同的,所以干擾的抑制辦法也應符合其特性和電平。抑制干擾電波設計可采用阻尼、屏蔽、濾波和連接等基本措施,且必須滿足4個條件:①有良好的抑制效果。②不妨礙汽車電器設備本身的性能。③可靠性高,使用方便。④價格合理。

二、電磁噪聲抑制器

  
目前國內外汽車使用的抑制器基本是由電阻體、電感、電容即所謂R、I、C單個或組裝而成,例如電阻體、屏蔽導線、電容器、抑制干擾電感線圈及抑制干擾濾波器等。

三、方法
 
屏蔽

  
屏蔽是在兩個區(qū)域之間建立電磁屏障保護系統(tǒng)中的電路不受電磁環(huán)境損壞的最直接方法。
  
屏蔽的形式多種多樣,可以是隔板、盒式封閉體,也可以是電纜或連接器式的屏蔽。屏蔽的效能用屏蔽有效度表示,它不僅與屏蔽材料有關,而且與材料的厚度、應用頻率、輻射源到屏蔽層的距離以及屏蔽層不連續(xù)的形狀和數(shù)量有關。
 
屏蔽有兩個主要目的:一是使輻射電磁能限制在特定區(qū)域之內(稱主動屏蔽)。主動屏蔽是指干擾源處于內部,并防止干擾波泄漏到外部空間的結構,必須進行接地,且接地電阻越小越好。二是防止輻射電磁能進入特定區(qū)域(稱被動屏蔽)。被動屏蔽是指干擾源處于外部,并防止干擾波進入屏蔽空間的結構。
  
屏蔽設計的步驟是:
①確定待屏蔽的干擾電平和能量密度;
②估算屏蔽層另一側的允許信號電平;
③結合產品的結構和外殼設計,選擇詳細的屏蔽設計方案。

屏蔽的設計原則是:
①高頻電場屏蔽應用銅、鋁和鎂等良導電材料,以得到最大的反射效率。
②低頻磁場屏蔽應用磁性材料,如鐵和鎳鐵高導磁合金,以得到最大的吸收效率。
③足夠厚度的屏蔽層可屏蔽任何頻率的電場,且有很高的屏蔽效能。
④多層屏蔽(包括機殼與電纜)能在寬頻帶上提供高屏蔽有效度,但需考慮成本和其他性能要求(如電纜可撓度)。
⑤用來密封縫隙的各種結合面必須清潔,不能有不導電的涂層。
⑥為了保持外殼的屏蔽效能,對必不可少的穿線孔應加導電襯層、彈簧墊圈、波導衰減器和柵網等。

連接
  
連接是在兩個金屬面之間建立低阻抗通路。這個通路可在接地基準與元件、電路、屏蔽物和結構件之間建立。連接的目的在于建立均勻的電氣結構,即在結構上設法使射頻電流的通路均勻,避免在金屬件間產生電位,從而造成干擾。
 
接地
  
接地就是在兩點之間建立導電通路,其中的一點通常是系統(tǒng)的電氣元件,而另一點則是參考點。
  
一個接地系統(tǒng)的有效性取決于在多大程度上減小接地系統(tǒng)的電位差和減小地電流。

濾波
  
屏蔽主要是為了解決輻射干擾,而濾波則主要是解決通過傳導途徑造成的干擾。兩者均涉及連接和接地技術、電磁干擾濾波器的有效性在很大程度上受源阻抗和負載阻抗的影響。

四、抗電磁干擾設計的技術措施
  
有許多技術措施可以用來減小電子系統(tǒng)對電磁干擾的敏感性,如屏蔽、連接、濾波、接地、線路設計和元器件選擇等。屏蔽、連接、濾波、接地在前面已敘述,下面重點論述元器件選擇和電路設計。
  
元器件選擇和電路設計是抗電磁干擾和電磁兼容性設計的重點之一,通過選擇元件及抗擾篩選,以得到高抗干擾門限值的元件。這項措施可使系統(tǒng)的抗干擾性增加10-3dB。
  
使設計的電路具有高信號電平和低阻抗特性,可大大降低對干擾的靈敏度。一般采取的辦法是縮短元件和電路的連線,采用屏蔽的雙絞線作連線。
  
對電路來說,數(shù)字電路比線性、模擬電路抗擾性強,低速數(shù)字電路比高速數(shù)字電路有更低的電磁靈敏度。
  
在確定元件和電路時,除要注意其電磁干擾靈敏度之外,還應注意一些會產生電磁干擾的元件和電路。它們也匯兌系統(tǒng)早晨股應有的影響,或使信號發(fā)生畸變,或產生干擾電壓、干擾電流,或使系統(tǒng)造成工作失誤。在設計與測試時都應給予注意。

五、電路布局原則
  
1.正確布置元件的位置和方向。最敏感元件應遠離于擾源。
  
2.布線要合理。不同用途不同電平的導線如輸入與輸出線、弱電與強電要遠離,且不能平行;接地線長度要盡量短,截面要盡量大。
  
3.關鍵元件、電路和走線都要加屏蔽,屏蔽要合理接地。

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