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引 言 實際的電子電路設(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)仁侄危瑢崿F(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、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，同時它指的是靜電產(chǎn)生和防護(hù)的一個學(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)生在很短的時間內(nèi)，產(chǎn)生一個很強(qiáng)的脈沖來干擾或者破壞系統(tǒng)。

在實際使用中，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，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)備外殼時不會觸電。因此，兩者要做完全分開的兩個不同的接地端。

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。這個時候，衡器上方的避雷地線并不能起到很好的防護(hù)作用，因為感應(yīng)雷擊可能來自各個方向。

假設(shè)，整個汽車衡安裝在一個金屬殼體內(nèi)部，這個金屬殼體具備通過一個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，那么整個系統(tǒng)應(yīng)該具有良好的抗雷擊能力。

實際上我們做不到這樣的一個防護(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，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，因為靜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，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，避雷地線受到雷擊的可能性也會大很多，這時候避雷地線和防護(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，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)穆窂剑�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的干擾電流就是差模干擾電流，在火線、零線與地之間流動的干擾電流就是共模干擾電流。

每一個回路就相當(dāng)于一個感應(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)電源電路中幾個主要部分的回路電流。可以看出，i1、i2、i3 之間具有代數(shù)和的關(guān)系，因此只要3個電流中有一個電流的高頻諧波對其它電路產(chǎn)生干擾，那么3個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是通過對地電容C4。

i5、i6、i7、i8，這四個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)計階段，要注意的是盡量減少每個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。這個時候我們在變壓器的輸出端加上一個磁環(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，這個時候它們產(chǎn)生的磁力線可以互相抵消，因此很多時候差模干擾的影響要小很多。