電氣設(shè)備內(nèi)部干擾的分析及抑制

1干擾的產(chǎn)生和傳遞

11干擾的產(chǎn)生

電氣設(shè)備在工作過程中，除了要受到來自外部的干擾之外，還要受到來自內(nèi)部的各種干擾。因此，對于電氣設(shè)備的抗干擾來說，既要抑制外部干擾，又要盡可能的減小內(nèi)部干擾對設(shè)備造成的不良影響。內(nèi)部干擾可分為兩大類，一種是內(nèi)部噪聲，另一種是內(nèi)部的電磁和靜電干擾。

12內(nèi)部噪聲

電氣設(shè)備的內(nèi)部噪聲是由于內(nèi)部的各種元器件所產(chǎn)生的“熱噪聲”、“散粒噪聲”和“接觸噪聲”。

（1）熱噪聲熱噪聲也稱為電子噪聲，它是設(shè)備內(nèi)部中的電子元器件工作時產(chǎn)生的熱量所造成的溫度波動，以及環(huán)境溫度的變化而引起的元器件參數(shù)的變化造成的，因為這一噪聲是由于電子的熱運動所產(chǎn)生的，因此被稱為熱噪聲，這種噪聲會隨著溫度的升高而增大。對這類噪聲的抑制主要從降低設(shè)備內(nèi)部的溫度著手。

（2）散粒噪聲散粒噪聲是由電子（或空穴）的隨機發(fā)射而引起的，主要存在于電子管、晶體管、場效應(yīng)管、晶閘管等半導體器件中。由于半導體中的載流子都是一個個獨立的，所以在各個短暫的瞬間，它們都是不連續(xù)和不規(guī)則的。這種不規(guī)則性所產(chǎn)生的電性能的變化，就成為頻譜范圍很寬的噪聲。

（3）接觸噪聲接觸噪聲是由于兩種材料之間的不完全接觸而形成的電導率起伏變化所產(chǎn)生的。它們包括開關(guān)組件、接插件、繼電器、接觸器等觸點的接觸不良所產(chǎn)生的噪聲，晶體管內(nèi)部的動態(tài)噪聲，元器件質(zhì)量或特性不良產(chǎn)生的噪聲，以及不同金屬接觸面所形成的電化噪聲、接點噪聲或松動引起的噪聲等等。由于接觸噪聲多發(fā)生在低頻段，所以是低頻電路中最主要的噪聲源。

13內(nèi)部的電磁和靜電干擾

內(nèi)部的電磁和靜電干擾是由于內(nèi)部的各種元器件的相互排列而引起的電場感應(yīng)、磁場感應(yīng)所產(chǎn)生的干擾。

（1）電場感應(yīng)電場感應(yīng)是由電場耦合而產(chǎn)生的一種干擾，也稱為電容性耦合干擾，它是由于兩單元電路間存在的分布電容所引起的，是兩電路間電場相互作用的結(jié)果。由于實際電路中雜散電容的存在，這就勢必使一個電路中電荷的變化影響到另一個電路，形成兩電路間的相互影響。在頻率極高的射頻段，電場耦合干擾極為嚴重，在低頻段如果電路的工作電平不高，即使在音頻范圍內(nèi)，電場耦合的干擾也是不容忽視的。

（2）磁場感應(yīng)磁場感應(yīng)是由磁場耦合而產(chǎn)生的一種干擾，也稱為電感性耦合干擾，它是由于兩電路間（或回路間）存在的磁感應(yīng)耦合而引起的，是磁場相互作用的結(jié)果，亦稱為互感耦合，當兩電路（回路）之間存在互感時，一個電路中電流的變化，必將通過磁場交鏈的形式耦合到另一電路。

圖1電場屏蔽

2內(nèi)部噪聲的抑制

21熱噪聲的抑制

電氣設(shè)備內(nèi)部的元器件在工作時會產(chǎn)生熱量而使設(shè)備內(nèi)部溫度升高，反過來環(huán)境溫度的升高促使元器件產(chǎn)生更大的噪聲電壓。產(chǎn)生噪聲電壓的元器件有電阻器、所有的半導體器件、變壓器、電感線圈、發(fā)光器件等。針對熱噪聲的產(chǎn)生機理，我們可以采取如下幾種措施：

（1）熱屏蔽

熱屏蔽就是把發(fā)熱點用一種特殊的導熱性能良好的材料做成的屏蔽罩“包圍”（就像電磁屏蔽一樣）起來，使其所產(chǎn)生的熱量和散發(fā)的熱量達到平衡使溫度場恒定，從而達到減?。ɑ驔]有）溫度的變化，以抑制因溫度的變化所帶來的噪聲干擾。

（2）熱隔離

熱隔離就是把那些易產(chǎn)生熱量的元器件與那些對溫度變化比較敏感的元器件用絕熱性能好的材料隔離開。例如，若在同一控制箱內(nèi)具有較大發(fā)熱量的元器件和對溫度較敏感的元器件的情況下，可在這二者之間加裝隔熱板，降低熱輻射及熱傳導，以達到抑制因溫度升高而引起的噪聲干擾。

（3）強制散熱

強制散熱就是采用人工的方法，強制降低電氣設(shè)備內(nèi)部及其大功率器件的溫度。一般來說，對于功率半導體器件應(yīng)加裝散熱器，對于發(fā)熱較大的電氣設(shè)備應(yīng)進行強制通風，以達到降低溫度從而起到抑制熱噪聲的作用。

22散粒噪聲的抑制

散粒噪聲是由元器件的固有性能所決定的，對于電氣設(shè)備的研制者來說，是一個客觀存在，設(shè)計人員只有更多地掌握元器件信息，不斷地反復試驗，在實踐中總結(jié)經(jīng)驗，選擇性價比最高的元器件，以取得最佳的抑制噪聲的效果。

23接觸噪聲的抑制

接觸噪聲的抑制仍然是一個實踐性很強的問題，只有不斷地實踐摸索，才能夠總結(jié)出抑制接觸噪聲的經(jīng)驗，才能夠把接觸噪聲降到最低點。

3內(nèi)部的電場和磁場干擾的抑制