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引 言 實(shí)際的電子電路設(shè)備和系統(tǒng)的應(yīng)用中，總歸是依靠模擬信號和數(shù)字信號的運(yùn)算、處理和傳輸?shù)仁侄�，�?shí)現(xiàn)各種目的和功能。設(shè)備和系統(tǒng)的工作總是處在一定的電磁環(huán)境中的，不管這種環(huán)境是可以預(yù)期或者不能預(yù)期，設(shè)備和系統(tǒng)總是或多或少的受到一定程度的干擾，導(dǎo)致電路會產(chǎn)生不同程度的電壓變化。電壓變化的程度取決于電磁環(huán)境中干擾條件的強(qiáng)弱，以及系統(tǒng)對干擾防護(hù)能力的強(qiáng)弱。系統(tǒng)的抗干擾能力差往往會出現(xiàn)延時(shí)、畸變、衰減等等，從而導(dǎo)致諸如測控系統(tǒng)精度降低、控制系統(tǒng)無法正常工作等等，一些不可預(yù)見的后果。以下對幾種電磁干擾情況中略提幾種，并針對電磁防護(hù)闡述個(gè)人觀點(diǎn)意見。

一、ESD和感應(yīng)雷擊防護(hù)

ESD可以解釋為靜電釋放，同時(shí)它指的是靜電產(chǎn)生和防護(hù)的一個(gè)學(xué)科。靜電的產(chǎn)生可能是摩擦、極化等等，我們不做具體闡述。靜電的特點(diǎn)是凝聚時(shí)間長、電壓高，除開自然界的帶電云體之類的情況外，一般靜電蘊(yùn)含的電量都比較低，但是靜電的釋放往往發(fā)生在很短的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的脈沖來干擾或者破壞系統(tǒng)。

在實(shí)際使用中，自然界形成的雷電是最嚴(yán)厲的放電情況，放電的過程是帶電云體中蘊(yùn)含的電量一次性釋放的過程。這種帶電云體體積一般都相當(dāng)大，而水的電容系數(shù)為僅次于硫酸的81，因此帶電云體存儲的能量是非常大的，一次雷擊所釋放的能量也是相當(dāng)大的。當(dāng)電子設(shè)備和系統(tǒng)直接遭到雷擊時(shí)，設(shè)備的損壞幾乎是不可避免的，哪怕僅僅是有一些傳遞到系統(tǒng)的感應(yīng)雷擊都很難避免設(shè)備損壞。

1、系統(tǒng)的靜電防護(hù)

紅線A、B、C表示高壓輸送線路，高壓輸送線路一般都用鐵塔空架支撐，用以對幾十萬伏的交流電進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，這種情況下其經(jīng)常受雷擊是不可避免的；為了避免雷擊，一般都在高壓線路的上方平行架設(shè)一條地線，這條地線一般稱為避雷地線。所謂地線就是與大地相連的導(dǎo)線，當(dāng)打雷的時(shí)候，雷電首先會打到避雷地線上，避雷地線可把雷電引入地球，避免高壓輸送線路被幾億伏，乃至十幾億伏的雷電把發(fā)電機(jī)或變壓器的線圈與外殼擊穿，以及把與線路連接的其它電器設(shè)備遭受瞬間高壓沖擊而損壞。

避雷地線之外，發(fā)電機(jī)和變壓器的外殼也要接地，這種接地叫防護(hù)接地。防護(hù)地線與避雷地線兩者是不同的，防護(hù)地線與避雷地線的最大區(qū)別是，防護(hù)地的地線一般沒有電流通過，而避雷地的地線在打雷時(shí)有非常大的電流通過，電流可大于數(shù)十萬安培。避雷地的主要作用是把雷電高壓引入地球，以降低雷電高壓對電子設(shè)備的沖擊；而防護(hù)接地則是讓設(shè)備外殼的電位與地球相同，避免設(shè)備內(nèi)部電路在強(qiáng)電場之下感應(yīng)帶電產(chǎn)生位移電流，以及人體觸摸電子設(shè)備外殼時(shí)不會觸電。因此，兩者要做完全分開的兩個(gè)不同的接地端。

雖然避雷地線和電子線路中的地線都要接地，但是兩者一定分開兩個(gè)完全不同的接地端。

（1）汽車衡的避雷地線架設(shè)

相對于高壓輸電線路，雖然一般汽車衡受到雷擊的可能性要小很多，但是汽車衡作為安裝在室外的金屬設(shè)備，還是有一定概率受到感應(yīng)雷擊或者雷擊的，特別是在一些雷電高發(fā)的地區(qū)的雷雨季節(jié)，避雷地線的架設(shè)還是能起到一定作用的。

要求現(xiàn)場電源已經(jīng)有良好接地樁，將秤臺良好接到此地線上。在離開原來接地樁一定距離再打一個(gè)接地樁作為避雷地，在需要防護(hù)的秤臺上空單獨(dú)架設(shè)避雷地線。

（2）感應(yīng)雷擊防護(hù)

與高壓輸電線路不同的是，汽車衡是安裝在地表的設(shè)備，高度十分有限，如果是地下衡，衡器的高度都不會超過地表，所以受到直接雷擊的可能性很小，但是受到周邊感應(yīng)雷擊的可能性就要大很多。這個(gè)時(shí)候，衡器上方的避雷地線并不能起到很好的防護(hù)作用，因?yàn)楦袘?yīng)雷擊可能來自各個(gè)方向。

假設(shè)，整個(gè)汽車衡安裝在一個(gè)金屬殼體內(nèi)部，這個(gè)金屬殼體具備通過一個(gè)無限大電流的能力且良好連接在避雷地上，汽車衡的防護(hù)地和避雷地通過有一定距離的大地連接在一起，那么整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的抗雷擊能力。

實(shí)際上我們做不到這樣的一個(gè)防護(hù)結(jié)構(gòu)，我們退而求其次，在可能受到感應(yīng)雷擊的幾個(gè)方向，

有針對性的架設(shè)幾條避雷地線。期望架設(shè)好的這幾條避雷地線就可以將這幾個(gè)方向的感應(yīng)雷擊直接導(dǎo)入大地，從而達(dá)到理想的效果。

2、稱重顯示器的接地

汽車衡作為一種測控系統(tǒng)，稱重顯示器是信號的處理和控制設(shè)備，對于信號線上竄入的靜電會有一定的反應(yīng)，強(qiáng)度比較低的會引起稱量不準(zhǔn)，達(dá)到一定強(qiáng)度是更會損壞整個(gè)儀表，因此信號的傳輸一般都選用屏蔽線。當(dāng)顯示器直接受到靜電干擾時(shí)，同樣的也會帶來不好的影響。某些情況下，我們也會選擇將顯示器內(nèi)部地線直接接到信號的屏蔽和地線上。對于靜電干擾來說，這種處理方法是很有效果的，因?yàn)殪o電都是在地線和屏蔽上流過，不會進(jìn)入模擬電路和數(shù)字電路。但是顯示器一般設(shè)計(jì)為弱電下工作，就算靜電僅僅在地線和屏蔽上流過，強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，比如達(dá)到雷擊的強(qiáng)度，能量會直接通過電弧的形式進(jìn)入模擬電路和數(shù)字電路，依然不可避免的會損壞顯示器。因此當(dāng)雷雨天氣的時(shí)候要斷開顯示器所有的信號線，不管安裝在室內(nèi)還是室外，雷擊的能量都會通過連接線損壞儀表。

3、避雷地線和防護(hù)地線直接連接帶來的問題

如果沒有避雷地線，雷擊和感應(yīng)雷擊一般通過金屬秤臺進(jìn)入防護(hù)地線，再竄入系統(tǒng)造成設(shè)備損壞。避雷地線的目的是在雷擊和感應(yīng)雷擊進(jìn)入防護(hù)地線之前將能量通過避雷地線直接導(dǎo)入大地。避雷地線在保護(hù)系統(tǒng)的同時(shí)，避雷地線受到雷擊的可能性也會大很多，這時(shí)候避雷地線和防護(hù)地線的連接就很關(guān)鍵，如果兩者直接連接，避雷地線引導(dǎo)的能量在導(dǎo)入大地之前會直接傳入系統(tǒng)，反而會大大增加系統(tǒng)損壞的可能性。

因此避雷地線的架設(shè)必須通過一個(gè)單獨(dú)的地樁，或者通過其他方式保證避雷地線引導(dǎo)的能量不會傳入系統(tǒng)。

二、傳導(dǎo)干擾

傳導(dǎo)干擾是指干擾信號通過信號線或公共電源線進(jìn)行傳輸，互相產(chǎn)生干擾。比如使用吸塵器時(shí)，收音機(jī)會出現(xiàn)啪啦啪啦的雜音，其原因是吸塵器的電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生微弱的低強(qiáng)度高頻率電壓、電流通過電源線傳遞入收音機(jī)，以雜音的方式放了出來。

1、共模干擾和差模干擾

類似RS485這種用兩根通信線的電壓差傳輸信號的方式，除了兩根通信線以外，還存在著第三導(dǎo)體作為參照，485的差分電壓傳輸就是以地作為參照。導(dǎo)線上的干擾通過兩根信號線作為往返傳輸?shù)穆窂�，這種就是差模干擾；導(dǎo)線上的干擾通過兩根信號線作為去路，而以作為參照的地線為返回路徑就是共模干擾。

2、來自于電源的傳導(dǎo)

電源線上的傳導(dǎo)同樣可以分為兩類：在火線和零線之間流動(dòng)的干擾電流就是差模干擾電流，在火線、零線與地之間流動(dòng)的干擾電流就是共模干擾電流。

每一個(gè)回路就相當(dāng)于一個(gè)感應(yīng)線圈，C1、C2、C3、C4是各主要部分的對地電容或?qū)?/SPAN>

機(jī)殼的電容，R1、R2、R3是地電阻或機(jī)殼的電阻（機(jī)殼接地）；i1、i2、i3、i4是開關(guān)電源電路中幾個(gè)主要部分的回路電流�？梢钥闯�，i1、i2、i3 之間具有代數(shù)和的關(guān)系，因此只要3個(gè)電流中有一個(gè)電流的高頻諧波對其它電路產(chǎn)生干擾，那么3個(gè)電流都會對其它電路產(chǎn)生干擾，這種不通過地線的干擾是差模信號干擾。

i4通過磁感應(yīng)產(chǎn)生，與i1、i2、i3沒有直接連接，因此i1、i2、i3的傳導(dǎo)不會傳到到i4，i4只有自身產(chǎn)生的差模信號干擾才會傳入U0。但它可能會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的共模信號干擾，i4產(chǎn)生共模信號干擾的主要回路一個(gè)是通過對地電容C4。

i5、i6、i7、i8，這四個(gè)回路電流通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，且經(jīng)過電容與大地相連，因此i5、i6、

i7、i8這四個(gè)回路電流全部都屬于共模信號干擾電流。

（1）電源的傳導(dǎo)的處理

在產(chǎn)品的線路設(shè)計(jì)階段，要注意的是盡量減少每個(gè)電流回路的有效面積，這是最有效的方法，

即便是工作在干擾嚴(yán)重的環(huán)境中，也可以讓大部分影響互相抵消。

當(dāng)最終產(chǎn)生在變壓器輸出端的干擾，需要通過濾波和屏蔽的方式來處理。相對來說，低頻干擾對設(shè)備產(chǎn)生的影響是比較有限的，但在高頻階段，所帶來的影響是不能忽視的。這個(gè)時(shí)候我們在變壓器的輸出端加上一個(gè)磁環(huán)作為低通濾波，僅通過低頻干擾，將高頻的傳導(dǎo)干擾去除。

在設(shè)備的電源輸入端我們會加上幾個(gè)對地電容，來消除不同頻率的傳導(dǎo)干擾，大電容消除低頻高能量的毛刺，小電容去除高頻低能量的毛刺，這里所說的高頻頻率比前面所說的低通濾波去除的高頻要低很多。

對于差模干擾來講，傳播的原理是通過兩根相鄰的導(dǎo)線傳導(dǎo)，并且電流大小相等，電流方向相反，這個(gè)時(shí)候它們產(chǎn)生的磁力線可以互相抵消，因此很多時(shí)候差模干擾的影響要小很多。