某探測系統的電磁兼容性探討

2.2.3 空間的電磁場(chǎng)輻射耦合檢測

在探測元件無(wú)輸入信號時(shí)，測量空間的電磁場(chǎng)輻射耦合到放大器的輸出信號。圖5為放大器的輸出信號示波圖。

圖5 空間電磁場(chǎng)輻射耦合到放大器的輸出信號示波圖

2.3 檢測結果

2.3.1 采用脈寬調制式開(kāi)關(guān)逆變正弦交流電源驅動(dòng)輔助部分工作

在探測元件無(wú)輸入信號時(shí)，放大器的輸出信號中干擾的特點(diǎn)為：

1）噪聲電壓具有隨機性質(zhì)，其峰—峰值3.0mV；

2）干擾電壓峰—峰值為8.4mV；

3）干擾電壓出現間隔不等，為ms級；

4）每次干擾電壓為幾個(gè)振蕩波形，振蕩周期為40ns。

2.3.2 采用直流斬波式方波交流電源驅動(dòng)輔助部分工作

在探測元件無(wú)輸入信號時(shí)，放大器的輸出信號中干擾的特點(diǎn)為：

1）噪聲電壓具有隨機性質(zhì)，其峰—峰值3.0mV；

2）干擾電壓峰峰值為29.6mV；

3）干擾電壓具有一定規律，出現的間隔為10ms；

4）每次干擾電壓為幾個(gè)振蕩波形，振蕩周期為10μs。

2.3.3 空間的電磁場(chǎng)輻射

在探測元件無(wú)輸入信號時(shí)，空間的電磁場(chǎng)輻射耦合到放大器的輸出信號中干擾的特點(diǎn)為：

1）噪聲電壓具有隨機性質(zhì)，其峰—峰值3.0mV；

2）干擾電壓峰—峰值為7.2mV。

3 結果分析及改進(jìn)措施

從檢測結果可知，在探測元件無(wú)輸入信號時(shí)，三種情況下放大器的輸出信號中，干擾電壓峰—峰值都遠遠超過(guò)該探測系統在放大器輸出端要求的最小探測信號電壓，因此，導致整個(gè)系統無(wú)法正常工作。

3.1 結果分析

3.1.1 脈寬調制式開(kāi)關(guān)逆變正弦交流電源產(chǎn)生的干擾分析

1）由于脈寬調制式開(kāi)關(guān)逆變正弦交流電源的前級采用整流濾波，只有當輸入的交流電壓高于濾波電容的電壓時(shí)，整流器件才可能導通，由此造成工頻電流波形的畸變，而產(chǎn)生大量的諧波在電源線(xiàn)上傳導發(fā)射。

2）由于采用20kHz以上的脈寬調制式開(kāi)關(guān)逆變正弦交流電源，其運行過(guò)程中產(chǎn)生大量的高次諧波在電源線(xiàn)和地線(xiàn)上傳導發(fā)射。

當開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，由于集電極的高電位通過(guò)集電極與地之間的分布電容，地，電源進(jìn)線(xiàn)，整流管返回集電極而產(chǎn)生共模干擾電流傳導發(fā)射。

當開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通時(shí)，通過(guò)等效負載形成的高頻脈沖串電流包含豐富的高次諧波在電源線(xiàn)上產(chǎn)生差模干擾電流傳導發(fā)射。

3.1.2 直流斬波式方波交流電源產(chǎn)生的干擾分析

1）由于直流斬波式方波交流電源的前級采用整流濾波，只有當輸入的交流電壓高于濾波電容的電壓時(shí)，整流器件才可能導通，由此造成工頻電流波形的畸變，而產(chǎn)生大量的諧波在電源線(xiàn)上傳導發(fā)射。

2）該探測系統的輔助部分由驅動(dòng)電源和負載組成，驅動(dòng)電源采用直流斬波式方波交流電源，驅動(dòng)負載為感性的電磁線(xiàn)圈。

對感性的電磁線(xiàn)圈采用直流斬波式方波交流電源供電，在斬波時(shí)將產(chǎn)生嚴重的電磁干擾。因為，感性的電磁線(xiàn)圈中的電流變化必然產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，電流變化越快，產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢越大。這種感應電動(dòng)勢將會(huì )通過(guò)各種路徑傳導耦合到放大器的輸出級，而成為嚴重的電磁干擾。

該探測系統輔助部分的驅動(dòng)電源采用直流斬波式方波交流電源，其頻率為50Hz，即每隔10ms斬波一次。從圖3放大器的輸出信號示波圖中可以明顯看出：電磁干擾信號正是每隔10ms出現一次。

3.1.3 輻射耦合產(chǎn)生的干擾分析

3.1.3.1 電源的電磁場(chǎng)輻射發(fā)射

由于該探測系統的輔助部分驅動(dòng)電源，采用了脈寬調制式開(kāi)關(guān)逆變交流電源或直流斬波式方波交流電源。這兩種電源波形的前后沿均含有一定的高次諧波，形成電磁場(chǎng)輻射發(fā)射。