【正文】 子產品向高頻化發(fā)展的趨勢十分明顯，如計算機的時鐘頻率提高到幾百兆赫乃至千兆赫；數(shù)字無線傳輸?shù)念l率也達到2GHz以上；無繩電話的頻率從45MHz提高到2400MHz等，因而由高次諧波引起的噪聲也相應出現(xiàn)在更高的頻率范圍，EMI對策元件也隨著向高頻化發(fā)展，例如，疊層型片式磁珠的抑制頻率提高到GHz范圍。 高頻化本文著重介紹其應用情況及市場前景。這類電子元件品種繁多[1][2][3]，雖然近兩年沒有出現(xiàn)什么特別令人注目的新發(fā)明、新品種，但是這類電子元件型號規(guī)格的增多、參數(shù)范圍的擴大以及抑制電磁干擾能力和保護電路能力的提升都非常顯著。隨著電子產品的發(fā)展，特別是在我國加入WTO后與世界經濟接軌的宏觀環(huán)境下，人們對各類電子產品的電磁兼容性與可靠性、安全性提出了更高的要求。關鍵詞：電磁干擾；對策；電路保護元件1 前言（1） 答：金屬構件之間的低阻抗（射頻）連接稱為搭接，搭接的方式有焊接、鉚接、螺釘連接、電磁密封襯墊連接等。（2） 答：盡量使用表面積大的導體，以減小高頻電流的電阻；盡量使導體短些，以減小電阻和電感；在導體表面鍍銀，減小表面電阻；多根導體并聯(lián)，減小電感。 37. 為什么在有些進口樣機中看到有些地線通過電容或電感接地？（1） 答：為了使地線系統(tǒng)對于不同頻率的信號呈現(xiàn)不同的地線結構。 35. 在進行電磁干擾問題分析時，往往用什么定義來描述地線？（1） 答：將地線定義為信號的回流線。如果屬于前一種情況，可以在電纜端口上使用旁路電容，減小共?；芈纷杩梗绻麑儆诘诙N原因，則需要檢查其它輻射源。如果一臺設備的電磁輻射超標，我們在設備的一根電纜上套上一個鐵氧體磁環(huán)后，發(fā)現(xiàn)并沒有什么改善，這說明什么問題，應當怎樣處理？（2） 答：有兩種可能，一種是原來的共?；芈纷杩馆^高，共模扼流圈加入后所增加的阻抗與原來的回路阻抗相比很小，因此扼流圈的作用實際很小。當電壓較低時，可以雙線并繞。共模扼流圈的繞法是使兩根導線上的差模電流在磁芯中產生的磁力線方向相反，從而能夠相互抵消。31. 用在外拖電纜上的信號線濾波器額定工作電壓為什么最好大于200V（盡管一般電纜中傳送的信號電壓僅幾V或十幾V）？（1） 答：因為外拖電纜上會受到幅度很高的浪涌、靜電放電等瞬間高壓干擾的沖擊，濾波電容的耐壓要能夠承受這些高壓的沖擊。 180。 109 180。這個電容的諧振頻率為 ( L C ) 1/2 ] = 1/ [pf = 1/ [ 2 1012 ] 1/2 ] = 116MHz180。如果將普通制作電感用的磁芯用在電磁干擾抑制的場合，則由于電感與電路中的寄生電容會發(fā)生諧振，可能使某個頻率上的干擾增強。當將兩者用錯時，均達不到預期的目的。 29. 電磁干擾抑制用的磁芯與傳統(tǒng)上用做電感的磁芯有什么不同，當將兩者用錯時，會發(fā)生什么現(xiàn)象？（2） 答：傳統(tǒng)上用做電感磁芯的材料具有很小的損耗，用這種磁芯作成的電感損耗很小。 27. 三端電容器為什么更適合于干擾濾波？（1） 答：電磁干擾的頻率往往很高，因此干擾濾波器的高頻特性至關重要，三端電容巧妙地利用一個電極上的兩根引線電感構成了T型低通濾波器，而消除了傳統(tǒng)電容器中引線電感的不良影響，提高了高頻濾波特性，因此三端電容器更適合于干擾濾波。由于N階濾波器的插入損耗增加速率為每倍頻程6N（dB），30MHz至120MHz為兩個倍頻程，因此，N階濾波器的截止頻率若在30MHz，則在120MHz時插入損耗為程12N（dB）。有線路板上安裝和面板上安裝兩種方式，需要濾波的頻率較低時使用線路板上安裝的結構，需要濾波的頻率較高時，使用面板上安裝的結構。即使不會發(fā)生這兩種情況，一般直流濾波器中的共模旁路電容的容量較大，用在交流的場合會發(fā)生過大的漏電流，違反安全標準的規(guī)定。:100（或反過來）的條件來測，這時可以得到最壞條件下的結果，也就是最保險的結果。另外，濾波器的體積較小，必須要求內部器件相互靠得很近，這樣會降低濾波器的高頻性能。 20. 為什么電源線濾波器的高頻濾波特性十分重要？（1） 答：如果高頻特性不好，會導致設備的輻射發(fā)射超標或對脈沖性干擾敏感21. 進行結構電磁兼容設計時，有一個原則是：經過濾波的電源線要盡量遠離各種信號電纜，這是為什么？（2） 答：如果電源線與信號電纜靠得很近，信號電纜上的高頻信號會耦合到電源線上（特別是已經濾波過的部分），造成電源線上的傳導發(fā)射超標。19. 電源線濾波器主要起什么作用，選型時主要考慮哪些參數(shù)，使用電源線濾波器時要注意什么問題？（3） 答：電源線濾波器的作用是抑制傳導發(fā)射電流沿著電源線傳播。設置限位結構，防止過量壓縮，選擇適當?shù)慕饘俨牧?，減小電化學腐蝕。常用電磁密封襯墊的種類有：指形簧片、金屬網襯墊、導電橡膠、導電布包裹發(fā)泡橡膠、螺旋管等，除了有切向滑動接觸的場合外，避免使用指形簧片，有環(huán)境密封要求時，使用導電橡膠，其它場合可使用導電布襯墊，需要屏蔽的頻率不高時，也可用絲網襯墊，能夠確保不會過量壓縮時，可使用螺旋管。 16. 電磁密封襯墊的兩個關鍵特性是什么？列出盡可能多的電磁密封襯墊種類，并說明各種產品的適用場合。在使用時，要注意金屬網或導電鍍膜一定要與屏蔽機箱的基體導電性緊密接觸。另外，原來機箱上的電纜（信號線、電源線）一般沒有良好的濾波措施，這些電纜造成機箱泄漏。 13. 有一臺塑料機殼的設備，電磁輻射超標，為了使其滿足電磁兼容標準的要求，開發(fā)人員在機殼內部用導電漆噴涂，結果沒有明顯改善，請分析可能會是什么原因。為了彌補這個不足，在坡莫合金屏蔽室的外層用鋁板焊接成第二層屏蔽，對高頻電磁場起到屏蔽作用。每塊板材的結合處要重疊起來，以便形成連續(xù)的磁通路。因此，屏蔽室要作成拼裝式的，由板材拼裝而成。（2） 答：首先考慮屏蔽材料的選擇問題，由于要屏蔽頻率很低的磁場，因此要使用高導磁率的材料，比如坡莫合金。 10. 在設計屏蔽結構時，有一個原則是：盡量使機箱內的電纜遠離縫隙和孔洞，為什么？（1） 答：由于電纜近旁總是存在磁場，而磁場很容易從孔洞泄漏（與磁場的頻率無關）。因此要選擇導磁率較高的屏蔽材料。 8. 機箱的屏蔽效能除了受屏蔽材料的影響以外，還受什么因素的影響？（2） 答：受兩個因素的影響，一是機箱上的導電不連續(xù)點，例如孔洞、縫隙等；另一個是穿過屏蔽箱的導線，如信號電纜、電源線等。 7. 設計屏蔽機箱時，根據(jù)哪些因素選擇屏蔽材料？（1） 答：從電磁屏蔽的角度考慮，主要要考慮所屏蔽的電場波的種類。 5. 在現(xiàn)場進行電磁干擾問題診斷時，往往需要使用近場探頭和頻譜分析儀，怎樣用同軸電纜制作一個簡易的近場探頭？（1） 答：將同軸電纜的外層（屏蔽層）剝開，使芯線暴露出來，將芯線繞成一個直徑1~2厘米小環(huán)（1~3匝），焊接在外層上。mV是20dBm，為什么總是用分貝（dB）的單位描述？10 答：因為要描述的幅度和頻率范圍都很寬，在圖形上用對數(shù)坐標更容易表示，而dB就是用對數(shù)表示時的單位，104. 為什么頻譜分析儀不能觀測靜電放電等瞬態(tài)干擾？（1） 答：因為頻譜分析儀是一種窄帶掃頻接收機，它在某一時刻僅接收某個頻率范圍內的能量。 2. 對產品做電磁兼容設計可以從哪幾個方面進行？（1） 答：電路設計（包括器件選擇）、軟件設計、線路板設計、屏蔽結構、信號線/電源線濾波、電路的接地方式設計。安規(guī)意義上的耐壓測試主要指工頻耐壓測試，有1500VAC或3000VAC兩種。測試波形與測試目的不一樣的 浪涌主要針對設備端口的雷擊殘壓或一些感應雷電壓進行測試，測試判據(jù)原來為B與R,現(xiàn)在有些標準改為R級了；(8/20)混合波為主，有時室外端口也測試10/700us。5屏蔽屏蔽就是用金屬網、箔、殼、管等導體把需要保護的對象包圍起來，阻隔閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道。采用分流這一防雷措施時，應特別注意避雷器性能參數(shù)的選擇，因為附加設施的安裝或多或少地會影響系統(tǒng)的性能。現(xiàn)在避雷器的研究與發(fā)展，也超出了分流的范圍。近年來頻繁出現(xiàn)的新形式雷害幾乎都需要采用這種方式來解決。當直接雷或感應雷在線路上產生的過電壓波沿著這些導線進入室內或設備時，避雷器的電阻突然降到低值，近于短路狀態(tài)，將閃電電流分流入地。防雷接地是地面通信臺站安裝驗收規(guī)范中最基本的安全要求。接地是防雷系統(tǒng)中最基礎的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)在，防雷工程領域不提倡單獨接地。過去有些規(guī)范要求電子設備單獨接地，目的是防止電網中雜散電流或暫態(tài)電流干擾設備的正常工作。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產生的反擊。臺站內的金屬設施、電氣裝置和電子設備，如果其與防雷系統(tǒng)的導體，特別是接閃裝置的距離達不到規(guī)定的安全要求時，則應該用較粗的導線把它們與防雷系統(tǒng)進行等電位連接。2均壓連接接閃裝置在捕獲雷電時，引下線立即升至高電位，會對防雷系統(tǒng)周圍的尚處于地電位的導體產生旁側閃絡，并使其電位升高，進而對人員和設備構成危害。避雷線和避雷帶是在避雷針基礎上發(fā)展起來的。地面通信臺站的安全在很大程度上取決于能不能利用有效的接閃裝置，把一定保護范圍的閃電放電捕獲到，納入預先設計的對地泄放的合理途徑之中。主要包括以下六方面：A 控制雷擊點（采用大保護范圍的避雷針）B 安全引導雷電流入地網C 完善的低阻地網D 消除地面回路E 電源的浪涌沖擊防護F 信號及數(shù)據(jù)線的瞬變保護在科學技術日益發(fā)展的今天，雖然人類不可能完全控制暴烈的雷電，但是經過長期的摸索與實踐，已積累起很多有關防雷的知識和經驗，形成一系列對防雷行之有效的方法和技術，這些方法和技術對各行各業(yè)進行行之有效地預防雷電災害具有普遍的指導意義。 雷災發(fā)生時應及時處理，采取措施，避免再次雷擊。 應采用技術和質量均符合國家標準的防雷設備、器件、器材、避免使用非標準防雷產品和器件。如雷雨過后,安裝在電話程控交換機、電腦等電器設備電源上和信號線上的過壓保護器應檢查有無損壞，發(fā)現(xiàn)損壞時應及時更換。單位怎樣進行雷電災害防護 單位應定期由專業(yè)防雷公司檢測防雷設施，評估防雷設施是否符合國家規(guī)范要求，比如：學校、公司、區(qū)級以上醫(yī)院、四星級以上賓館、城區(qū)內高度在45米以上的高層建筑需兩年檢測一次。提前放電避雷針的工作原理 提前放電避雷針的工作原理就是產生一個比普通避雷針更加快的上行先導。這不僅浪費資金,無助于防雷改進,而且由于其放射性物質，還造成人身的環(huán)境方面的隱患。盡管國際上已有定論,法國及一些法語國家還有一些地方，繼續(xù)使用帶有放射物的避雷針。80年代，水利電力部電力科學院在高壓試驗室內所做的試驗也證明，放射性避雷針在引雷效果上與同尺寸的普通避雷針沒有差別。人們曾企圖利用在針尖敷設上放射物質來提高引雷作用，擴大保護范圍，后來證明無效。我國電力部門發(fā)電廠廠房、機房、變電所及主控室，包括控制和信號電纜等不同用途不同電壓設備，并制訂1951956年以來各版過電壓和接地標準。同時也解決了等電位連接問題，極大地提高了建筑防雷的可靠性。而且它接閃后一般是由多根引下線泄散電流，室內設備上的反擊電壓相對較低。避雷網是在避雷帶的中間敷設接地導體，以保護建筑物的中間部位。避雷帶避雷帶是在建筑物的屋脊和屋頂四周敷設的接地導體，是由避雷針、避雷線發(fā)展而來的。至于用來保護發(fā)電廠和變電所，我國50年代因擔心避雷線斷線會波及全廠和全變電所而只采用避雷針。到60年代初（1963年Davis）、70年代初美、英等國對保護輸電線路的避雷線的保護范圍陸續(xù)提出擊距理論，即考慮雷電流輻值的大小來選定保護范圍。這與日本60年代末的防雷規(guī)范60176。這分別相當于保護角56176。如美國煤氣和電力公司(AGE)1934年開始用避雷針、避雷線保護變電所,避雷線的保護范圍是這樣確定的:當架構強度足夠時,。19301934年，各國開始廣泛利用避雷針保護發(fā)電廠和變電所。正是各國高壓輸電和電力系統(tǒng)的發(fā)展推動了這一科研工作的前進。避雷針的實際應用，必須解決的是它的保護范圍問題。這是人類首次主動設法改變雷閃途徑，也是直擊雷可以防護的證明。隨后俄國羅蒙諾索夫在重復了富蘭克林的著名風箏試驗（他的朋友利赫曼和他一起試驗，因被引下的直擊閃電擊中而犧牲）之后，于1753年發(fā)表的論文（關于因電力而產生的大氣現(xiàn)象的發(fā)言）中也對此作了重要論證。 簡介防雷技術常規(guī)避雷裝置及其發(fā)展 1750年，富蘭克林提出以針尖放出電荷緩慢中和雷云中的電荷的避雷針用來防雷。需要指出，上述測試方法比較煩瑣，每次都要拆裝EMI濾波器。噪聲頻率范圍可選10kHz～30MHz。 測量插入損耗的方法測量插入損耗的電路如圖6所示。舉例說明，當TA=50℃時，I=；而當TA=25℃時，I=。 I=I1[(85TA)/45的根據(jù)2次方]需要指出，額定電流還與環(huán)境溫度TA有關。對漏電流的要求是愈小愈好，這樣安全性高，一般應為幾百微安至幾毫安。C3和C4若選4700pF，則C=4700pF2=9400pF，ILD=。以圖1為例，f=50Hz，C=C3+C4=4400pF，Vc是CC4上的壓降，亦即輸出端的對地電壓，可取Vc≈220V/2=110V。計算EMI濾波器對地漏電流的公式為：ILD=2πfCVc圖5給出一條典型曲線。 (2)插入損耗用分貝（dB）表示，分貝值愈大， 說明抑制噪聲干擾的能力愈強。 (1)假定負載阻抗在插入前后始終保持不變，則P1=V12/Z，P2=V2 2/Z。插入損耗（AdB）是頻率的函數(shù)，用dB表示。3 EMI濾波器的技術參數(shù)及測試方法 主要技術參數(shù)EMI濾波器的主要技術參數(shù)有：額定電壓、額定電流、漏電流、測試電壓、絕緣電阻、直流電阻、使用溫度范圍、工作溫升Tr、插入損耗AdB、外形尺寸、重量等。曲線b是插入如圖3（d）所示EMI濾波器后的波形，能將電磁干擾衰減50dBμV～70dBμV。EMI濾波器能有效抑制單片開關電源的電磁干擾。R為泄放電阻，可將C3上積累的電荷泄放掉，避免因電荷積累而影響濾波特性；斷電后還能使電源的進線端L、N不帶電，保證使用的安全性。圖（c）、（d）所示電路較復雜，抑制干擾的效果更佳。2 EMI濾波器在開關電源中的應用