产生电磁干扰的来源及其抑制方法
跟他们的信号产生器所产生的正弦波差不多,差别只是在于功率而已。事实 上,若用示波器去作观测的话,将會发现所看到的根本不是「清纯」的60Hz正弦波,而是含有著各种不同的失真、早已扭曲变形、有突波、凹陷等等,此一现象 还因时因地而变化;至此,若你深感此问题的严重性,那麼最好的方法便是去买一堆电池回来使用,或是去买一部发电机回来,只是发电机的功力来源切不可为汽油 引擎,因汽油引擎的火星塞亦为电磁干扰的来源之一。说真的,这两个解决办法还真是治本的唯一方法,而军方单位、电信单位及广播电台也确曾使用过一屋子的铅酸电池和发电机去供给他们器材所需的电源。不过,我俩现在的变通办法便是在电源进到器材以前,好好的把它「美容整形」一番便得了。
隔离变压器
曾有人想到使用一个隔离变压器,以阻断噪声的传播路径,因为专供电源使用的变压器通常只设计在一个固定的低频率工作,其频率响应也相当的差,所以,在高频时 的磁力线交连便很差,结果便限制了多种类型的噪声。此一构想不错,但一般的变压器为了要降低成本及减少磁损,初级与次级便做得很靠近,那麼它们之间便有足 够的电容量来将噪声传过去。有一个方法可以降低初级圈与次级圈间的电容量,即便是将初级圈和次级圈分离,但分离得愈开则变压器的效率将愈低,较好的方法是 在初级圈和次级圈之间用一层铜片隔开并接地,亦即法拉第屏蔽(Faraday Shield);假设以Zs为0的状态下接地,则A,B间的静电容量C1与C2则不再串联,而仅由Cs 产生作用。此时,所使用的静电隔离材料,如铜片的材质,铜片的厚度等等都會影响到效果。实际上,即使隔离材料的厚度很厚,也多少會有Zs存在,因 此,C1、C2的影响仍无法完全消除;若将隔离片的片数增加,则效果會大些,此时除了相当于将分布容量做更多的串联以减少其等效电容值外,对电磁波的隔离 也多少有点效果。总之,为了达到良好的静电隔离效果,应尽量降低Zs值,并减少Cs值。
若要真正做到具有高度噪声截止效果的 变压器便必须做到「箱隔屏蔽」,即是将初级圈与次级圈完全分开并做静电隔离,并使其初级圈与次级圈的配置与配线结合为最小,如此,初级圈和次级圈间的电容 将可少于0.005pF。只是此种变压器的制造已非传统的EI型那麼简单,售价也不低,若你真的很爱惜你的器材的话它还是值得的。不过若你能找到和你器材 内同规格的此种变压器时,你不妨直接替换,这样将會比你使用隔离变压器时的效果还好。
近来市上有种内含射频滤波器的电源插座盒出售,它较使用隔离变压器的方法要简单且经济许多,但仍然与使用变压器作噪声隔离时一样,其滤波器(或变压器)本身到器材间的本屏蔽电源线常會形成一支天线,特别是在VHF的波段;而大多数的滤波器均在1MHz到10MHz之间的频率有著良好的衰减特性,而10MHz以上的频率则愈来愈差,亦即它不大能压抑100MHz以上的起高频噪声进入到你的器材里。
有 些厂商在发现了其产品有了干扰问题存在时,大都會直接把滤波器装在器材里以期能压低这些噪声的能量,使其不致干扰到电路的正常工作;不过大家所期望的结果 是所有的电子产品均能免除电磁干扰的困扰,那麼,便只有在设计当时充份考虑到电磁相容此一问题才行,否则于产品问世後才发现有问题,那麼便有可能要花较高 的代价与精神才能解决部份问题,而有时甚至无法澈底的解决所存在的干扰问题。
后记:
本文仅概略的介绍了一些产生电磁干扰的来源及其简单的抑制方法,事实上,这些是不够的,至于其详细的解决方法是必须从产品设计时使开始,有与趣的读者可参阅该方面的事实,您将会对电子器材有更深一层的了解。
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