刘宇
【摘要】随着电子技术的快速发展，电子设备在各行业中的应用更加广泛，其电磁干扰问题也越来越严重，使电子设备的正常运行受到了较大的影响，在这种情况下，电子设计人员更加重视对电子设备电磁兼容设计，增强电子设备的抗干扰能力。本文电子设备电磁干扰的形式和传递途径进行了分析，并进一步对电子设备的电磁兼容设计进行了具体阐述。
【关键词】电子设备;电磁干扰;电磁兼容设计
近年来，经济和社会的发展速度较快，而电子技术在社会快速发展下也得以不断的进步，电子设备在生产生活中得到广泛的应用，由于电子设备是由较多的电子器件组成的，所以在其周围不可避免的出现电磁场增加的情况，在电磁环境下工作的电子设备，不可避免的会受到电磁的干扰，所以需要加强对电子设备的兼容设计水平，从而提升其在電磁环境下工作效率的提高。通过电子设备电磁兼容的设计，可以有效的对电磁干扰进行控制和消除，使电子设备与其他设备联系在一起工作时，能够有效的保证工作性能，使其在运行过程尽可能的减少电磁干扰所带来的影响。
1.电磁干扰的形式
在电子设备设计是，其电磁兼容性设计主要内容就是避免由于各种形式的电磁干扰所给电子设备运行的带来的影响，电磁干扰作为有害的电磁变化现象，其对电子设备的工作性能不可避免的会带来一定的影响，导致电子设备中某些元件受到不同程度的损害，使电子设备无法正常工作。在电磁干扰的形式中有来自于内部的干扰和外部干扰两部分：
1.1 内部干扰
电子设备由若干个电子元器件组成，这些元器件之间在工作时会有电容和漏电干扰、信号干扰及某些元器件在运行时内部发热，使元器件的本身运行的稳定性受到干扰，而且对于一些大功率及高压部件，其在运行时会有磁场产生，从而使其他部件受到电磁的干扰。
1.2 外部干扰
电子设备在运行过程中，除了受到来自于自身元器件及系统的干扰外，还会受到外部的干扰。如高电压及电源、大功率设备、空间电磁波、工作环境、工业电网供电设备和电源变压器等都会对电子设备的内部元器件、系统及线路带来不同程度的干扰，从而使电子设备运行的稳定性受到影响。
2.电子设备的电磁兼容设计
由于电磁干扰的存在，所以需要电子设计人员需要进行电磁兼容设计，尽量降低电子设备在电磁环境下所受到的干扰，减少其外部和内部因素产生的干扰源给电子设备运行带来的影响，确保电子设备能够在特殊环境下稳定的运行。同时利用电磁兼容设计还可以有效的降低电子设备对其他设备的干扰，实现对干扰因素的有效控制，避免电磁干扰的传播，确保电子设备在电磁兼容设计下能够免受电磁干扰。
2.1 印制电路板（PCB）的设计
印制电路板的设计是电子设备电磁兼容设计中最为基础的一环，PCB几乎存在于每一种电子设备当中，PCB除了可固定电子设备上的各种小零件外，其主要功能是提供电子设备各项零件的相互电气连接。随着电子设备复杂度的增加，PCB上的零件与线路也越来越密集。PCB设计的好坏对电路的干扰及抗干扰能力影响很大。因此，要使电子电路获得最佳性能，除了元器件得选择和电路设计之外，良好的元件布局和导线布设在电磁兼容性也是一个非常重要的因素。
2.1.1 PCB的布局
（1）要考虑PCB的尺寸
若PCB的尺寸设置过大，印制线过长，则会增加阻抗，抗噪声性能下降，成本也会增加;但若PCB尺寸过小，散热困难，而且容易导致相邻传输线间的串扰。因此，在对尺寸进行设计时，应将PCB的抗噪声能力与抗串扰能力也纳入考虑范围，以保证尺寸设计的合理性。
（2）在元件布局时，应将数字电路、模拟电路以及噪声源分别放置，将高频电路与低频电路分开。围绕各功能电路的核心元件进行布局，保证各元件沿同一方向整齐、紧凑排列，易受干扰的元器件不能相邻布局，以防止信号间的耦合。
2.1.2 PCB的布线
PCB布线总原则为先布时钟、敏感信号线，再布高速信号线，最后布一般的不重要的信号线。
（1）电源线、地线及印制导线在印制板上排列要恰当，尽量做到短而直，以减小信号线与回线之间所形成的环路面积。
（2）电源线、地线及印制导线对高频信号应保持低阻抗。在频率很高的情况下，电源线、地线或印制板导线都会成为接受与发射干扰的小天线。降低这种干扰的方法除了加滤波电容外，更值得重视的是减小其高频阻抗。
2.2 电磁兼容中的屏蔽设计
电磁屏蔽是利用屏蔽体对电磁波的吸收、反射来达到减弱干扰能量的作用。它采用低电阻的导体材料，并利用电磁波在屏蔽导体表面产生反射以及在导体内部产生吸收和多次反射而达到屏蔽效果。为了优化电子设备屏蔽设计的效果，需要使屏蔽组合体各成分间的电接触，确保接触电阻降到最低。在进行设计时，屏蔽组合体的结构可采用分盖结构、双层门盖及屏蔽盒侧边安装梭形弹簧片等。另外，在屏蔽材料的选择上，为了增加反射损耗和吸收损耗，应挑选导磁率与导电率高的材料。此外，还应强化电子设备机箱缝隙的屏蔽力，因为屏蔽体上的接缝会影响到屏蔽效果，在设计中可在机箱缝隙的接合处粘贴带有背胶的铍青铜簧片，由于簧片具有弹性，装配以后会使簧片变形，接触面会产生压力，在机箱的缝隙接合处形成电气连续性，可缩减机箱缝隙的长度，增加屏蔽效果。
2.3 电磁兼容中的滤波设计
滤波设计的主要目的就是在导线传播的过程中，对于其中的电磁干扰进行抑制，从而保证电子设备的稳定运行。在进行设计的过程中，针对高频电路的干扰问题，可以采用组合式的滤波措施，然后选择有效的阻容与感容去耦网络将电源与电路分离，来有效的防止电路中的干扰信号。此外，还可以通过将滤波单元与差模单元组合的方式，共同抑制共模与差模电流。其中，共模滤波单元、差模滤波单元、双价lc低通滤波单元具有相同的效果。在电子设备运行的过程中，等效串联电阻、走线导都会对滤波电容有很大的影响，在高频段，滤波电容与寄生电阻会产生零点，可以有效的降低lc网络对高频段噪声的衰退力。
2.4 电磁兼容中的接地设计
利用接地设计可以有效的实现电子设备抗干扰的目标，这就需要在调剂地要利用多点和就近接地的方式进行，这样可以有效的减少接地点的电位差，减少干扰的产生，而且还要确保接地面与接地线之间的直流阻抗在规定的标准范围内，使接地线的电气连接更为科学和合理。同时为了更好的提高接地的效果，则需要对接地面进行抗氧化、抗腐蚀处理。
3.结束语
随着电子设备开始向大型化和规模化的方向发展，电子设备的应用已越来越普遍，在这种情况下，电子设备受到电磁干扰的问题不断突显出来，所以不断对电磁兼容设计进行优化，确保其有优化的方法不断完善，从而使电子设备能够正常稳定的运行。
参考文献
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