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計(jì)算機(jī)EMC電磁兼容性問(wèn)題
作者:  日期:2016-10-17  瀏覽次數(shù):1450次  來(lái)源:
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      當(dāng)然計(jì)算機(jī)已經(jīng)普遍的應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)、國(guó)防、科技、教育、管理等各個(gè)領(lǐng)域,家庭和個(gè)人使用計(jì)算機(jī)的情況也逐步普及。計(jì)算機(jī)作為一種數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)系統(tǒng),外界電磁場(chǎng)干擾可能對(duì)其正常運(yùn)行和信息安全造成危害;而作為電子設(shè)備,它的寄生輻射和電磁泄露也可能污染外界電磁環(huán)境或造成自身信息失密。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容性已成為一個(gè)迫切需要研究的問(wèn)題。
      計(jì)算機(jī)的電磁兼容性問(wèn)題具有一般電子設(shè)備的共性,又有其突出的特點(diǎn)。它即是一個(gè)敏感設(shè)備又是一個(gè)干擾源。它是低電平電子系統(tǒng),就電磁兼容的角度而言,主要是一個(gè)敏感設(shè)備,它的主要電路是數(shù)字電路,數(shù)字電路的邏輯元件都有一定的闕值電平和與之相應(yīng)的干擾容限,因而它不會(huì)影響低于容限的干擾,但對(duì)其所受到的高于容限的干擾破壞卻沒(méi)有恢復(fù)功能。計(jì)算機(jī)主要由脈沖數(shù)字電路和工作于開(kāi)關(guān)狀態(tài)的電路組成,所處理的是脈沖信號(hào),因而易受外界脈沖干擾的影響,也向外界產(chǎn)生干擾脈沖。脈沖信號(hào)具有很寬的頻譜,計(jì)算機(jī)的主頻也有很寬的范圍,包括長(zhǎng)波、中波、短波、米波及分米波等很寬的波段與電力電子設(shè)備、廣播、電視、通信、雷達(dá)等的基本工作波段相同,因而計(jì)算機(jī)工作再一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的電磁環(huán)境之中,同時(shí),計(jì)算機(jī)也在很寬的波段內(nèi)向外界輻射和泄露電磁干擾,有人對(duì)未采取防泄漏措施的微機(jī)進(jìn)行過(guò)測(cè)量,結(jié)果標(biāo)明在很寬的波段內(nèi)泄露均顯著的超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的極限值,而在低頻段和主振頻率及其倍頻附件尤為嚴(yán)重。目前,計(jì)算機(jī)向高速、寬帶、高密集度、小型化發(fā)展,可能會(huì)導(dǎo)致干擾問(wèn)題更加嚴(yán)重,給計(jì)算機(jī)電磁兼容性問(wèn)題帶來(lái)更多亟待解決的問(wèn)題。但是利用數(shù)字化系統(tǒng)的高速運(yùn)算功能、儲(chǔ)存功能和判斷功能,也有可能進(jìn)一步開(kāi)辟新的干擾途徑。
      計(jì)算機(jī)的外界干擾的主要來(lái)源是射頻干擾、工頻電源干擾、靜電干擾及雷電脈沖干擾等四類(lèi)。(可利用靜電放電發(fā)生器、雷擊浪涌測(cè)試儀、工頻磁場(chǎng)干擾模擬器、脈沖群模擬器等EMC測(cè)試儀器來(lái)模擬測(cè)試)。若計(jì)算機(jī)房處于大功率無(wú)線(xiàn)電發(fā)射設(shè)備、高頻大電流設(shè)備或射頻理療設(shè)備等附近,當(dāng)這些設(shè)備工作時(shí),其空間電磁場(chǎng)強(qiáng)若超過(guò)120dBμV,則計(jì)算機(jī)的工作將受到嚴(yán)重的干擾。在電磁干擾環(huán)境中,計(jì)算機(jī)所受到的危害取決于干擾場(chǎng)強(qiáng)、頻率和計(jì)算機(jī)自身的電磁敏感度。
      此外,某些電器設(shè)備產(chǎn)生的尖峰干擾脈沖、工業(yè)火花等也可通過(guò)供電線(xiàn)路進(jìn)入計(jì)算機(jī)。研究標(biāo)明,工頻電源干擾和通過(guò)電源線(xiàn)的設(shè)備干擾十分嚴(yán)重。靜電干擾是造成計(jì)算機(jī)中MOS電路損壞的主要原因。美國(guó)有統(tǒng)計(jì)標(biāo)明,由靜電【靜電放電發(fā)生器測(cè)試防靜電功能】導(dǎo)致計(jì)算機(jī)及其元器件的損壞造成的經(jīng)濟(jì)損失每年高達(dá)數(shù)億美元。雷電脈沖通常通過(guò)電網(wǎng)供電電源進(jìn)入計(jì)算機(jī)造成干擾,甚至使計(jì)算機(jī)或部件損害,在我國(guó),由于雷電而致使計(jì)算機(jī)損壞的事例屢見(jiàn)不鮮。
      提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抗干擾能力的措施概括起來(lái)有幾個(gè)方面。首先,從硬件、軟件設(shè)計(jì)著手提高系統(tǒng)的抗干擾能力。在硬件設(shè)計(jì)中要進(jìn)行EMC設(shè)計(jì),綜合采取各種抗干擾措施,在軟件設(shè)計(jì)中,冗余技術(shù)、容錯(cuò)技術(shù)、數(shù)字濾波技術(shù)等都是有效方法;邏輯電路技術(shù)與軟件技術(shù)的巧妙結(jié)合,可以用來(lái)作為抑制噪聲的有力工具。其次,屏蔽接地是提高計(jì)算機(jī)抗干擾能力的又一有力措施,屏蔽包括機(jī)房屏蔽、整機(jī)屏蔽、元部件之間的屏蔽和隔離,電源的金線(xiàn)及傳輸線(xiàn)輸入及輸出線(xiàn)也應(yīng)屏蔽接地。系統(tǒng)與機(jī)房不僅要有良好的接地,而且應(yīng)有針對(duì)性的對(duì)交直流接地、高頻接地、防雷接地和安全接地進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。此外,濾波也是抑制傳導(dǎo)耦合干擾的重要方法,電源線(xiàn)濾波器可以顯著降低來(lái)自供電網(wǎng)的干擾,在屏蔽體的出入口或?qū)Ь€(xiàn)的適當(dāng)位置安裝濾波電路也是非常必要的,采用光技術(shù)能傳輸高密度信息,不易受電磁感應(yīng)噪聲影響,是提高計(jì)算機(jī)抗干擾能力的又一途徑。
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