導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇電磁輻射選頻儀，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.149

1 引言

隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和用戶數(shù)量的增加，移動通信基站的數(shù)量不斷增加。公眾在充分享受現(xiàn)代通信設(shè)備為生活帶來的便捷的同時，遍布各地的移動通信基站所產(chǎn)生的電磁輻射是否威脅人體健康，也逐漸成為各個運(yùn)營商和公眾爭論的焦點。[1]公眾對移動通信基站周邊電磁環(huán)境安全性的關(guān)注、焦慮、沖突及相關(guān)投訴逐年上升。

但應(yīng)注意的是，由于中、短波廣播具有影響范圍廣、發(fā)射功率大、場強(qiáng)大的特征，且大中型城市普遍都有大型的中波廣播發(fā)射臺，中、短波廣播是城市電磁輻射環(huán)境的主要貢獻(xiàn)源之一。非選頻測量儀很可能在測量基站電磁信號的同時也測到了中短波廣播臺信號，導(dǎo)致最終測值比基站電磁信號場強(qiáng)值偏高[2]。若基站監(jiān)測時不區(qū)別、排除中短波信號的干擾，依照基站限值對包含中短波信號的基站電磁輻射監(jiān)測值進(jìn)行安全性評價，最終可能會得到基站電磁輻射水平不合格的錯誤結(jié)論。

2 監(jiān)測方法

2.1 信號監(jiān)測

實時監(jiān)測當(dāng)前測量環(huán)境中移動通信基站信號是否存在干擾信號，該干擾信號包括：中波信號或者短波信號；選取包括中短波頻段和基站頻段的綜合電場探頭，使該綜合電場探頭連接監(jiān)測儀主機(jī)，得到綜合電磁輻射監(jiān)測儀；將綜合電磁輻射監(jiān)測儀垂直架設(shè)，使綜合電磁輻射監(jiān)測儀中的綜合電場探頭和監(jiān)測儀主機(jī)的連線垂直于地面，記錄該綜合電磁輻射監(jiān)測儀的垂直場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值；將綜合電磁輻射監(jiān)測儀水平架設(shè)，使綜合電磁輻射監(jiān)測儀中的綜合電場探頭和監(jiān)測儀主機(jī)的連線平行于地面，記錄綜合電磁輻射監(jiān)測儀的水平場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值；根據(jù)垂直場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值與水平場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值的變化幅度，監(jiān)測當(dāng)前測量環(huán)境中是否存在中短波信號。

2.2 干擾信號的判斷

在監(jiān)測到當(dāng)前測量環(huán)境中存在移動通信基站信號的干擾信號時，分別測量當(dāng)前測量環(huán)境中包含移動通信基站信號和干擾信號的綜合場強(qiáng)以及干擾信號的干擾場強(qiáng)；計算垂直場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值與水平場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值的變化幅度；當(dāng)水平場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值大于垂直場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值以及水平場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值存在任意一方向的最大值，且變化幅度大于設(shè)定閾值時，判定當(dāng)前測量環(huán)境中存在短波信號；當(dāng)垂直場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值大于水平場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值，且變化幅度大于設(shè)定閾值時，判定當(dāng)前測量環(huán)境中存在中波信號；當(dāng)變化幅度小于設(shè)定閾值時，判定當(dāng)前測量環(huán)境中不存在中波信號和短波信號。其中，綜合電磁輻射監(jiān)測儀和專用電磁輻射監(jiān)測儀均為非選頻式寬帶輻射測量儀。測量時采用絕緣支撐架；該絕緣支撐架用于架設(shè)綜合電磁輻射監(jiān)測儀和專用電磁輻射監(jiān)測儀，以采集當(dāng)前測量環(huán)境中的場強(qiáng)值；其中，絕緣支撐架包括：三腳架或者絕緣延伸桿。

2.3 干擾信號的監(jiān)測

如果當(dāng)前環(huán)境中存在中短波信號，則選取包括中短波頻段的專用電場探頭，使專用電場探頭連接監(jiān)測儀主機(jī)，得到專用電磁輻射監(jiān)測儀；將專用電磁輻射監(jiān)測儀垂直架設(shè)，使專用電磁輻射監(jiān)測儀中的專用電場探頭和監(jiān)測儀主機(jī)的連線垂直于地面，記錄專用電磁輻射監(jiān)測儀的垂直短波場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值；將專用電磁輻射監(jiān)測儀水平架設(shè)，使專用電磁輻射監(jiān)測儀中的專用電場探頭和監(jiān)測儀主機(jī)的連線平行于地面，記錄專用電磁輻射監(jiān)測儀的水平中波場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值。

2.4 計算與評價

根據(jù)綜合場強(qiáng)和干擾場強(qiáng)，計算移動通信基站電磁輻射場強(qiáng)，在監(jiān)測到當(dāng)前測量環(huán)境中存在中波信號時，選取綜合電磁輻射監(jiān)測儀的水平場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值作為中波綜合場強(qiáng)測量值；在監(jiān)測到當(dāng)前測量環(huán)境中存在短波信號時，選取綜合電磁輻射監(jiān)測儀的垂直場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值作為短波綜合場強(qiáng)測量值。其中，根據(jù)綜合場強(qiáng)和干擾場強(qiáng)，計算移動通信基站電磁輻射場強(qiáng)，分別按照以下公式計算移動通信基站電磁輻射場強(qiáng)：

其中，Eb表示移動通信基站電磁輻射場；E1表示中波綜合場強(qiáng)測量值；Em表示水平中波場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值。

其中，Eb表示移動通信基站電磁輻射場強(qiáng)；E2表示短波綜合場強(qiáng)測量值；Es表示垂直短波場強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測值。

將計算得到的移動通信基站電磁輻射場強(qiáng)與標(biāo)準(zhǔn)場強(qiáng)限值進(jìn)行比較，得到比較結(jié)果。根據(jù)得到的比較結(jié)果，評價移動通信基站電磁輻射場強(qiáng)是否符合國家電磁環(huán)境控制限值要求。

3 小結(jié)

本文介紹的移動通信基站電磁輻射的監(jiān)測方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其能夠?qū)崿F(xiàn)簡單、快速、低成本地甄別基站監(jiān)測過程中中短波廣播的影響，減少檢測人員工作量；并且，利用現(xiàn)有儀器及頻段差異特性，通過間接計算得到基站準(zhǔn)確測值，降低了監(jiān)測成本；同時，排除了中短波信號的干擾以及中短波信號錯誤參與基站安全性評價，實現(xiàn)了準(zhǔn)確、客觀地評價通信基站單項照射劑量。

篇2

中圖分類號：TN931文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

前言

隨著信息時代的帶來，各種通信設(shè)備、電氣設(shè)備（如電視臺、衛(wèi)星站、電話等）廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致人們生活環(huán)境充滿了電磁波，對人們生活環(huán)境造成嚴(yán)重影響，并對人體健康造成嚴(yán)重威脅，成為目前環(huán)境污染的重要污染源之一。因此，必須引起環(huán)境監(jiān)測部門的高度重視，掌握電磁輻射來源，了解電磁輻射危害性，對電磁輻射污染進(jìn)行有效的監(jiān)測，以減少電磁輻射對環(huán)境和人體的危害。

環(huán)境電磁輻射的危害

各種通信設(shè)備和電氣設(shè)備在給人們帶來方便的同時，導(dǎo)致環(huán)境電磁波的增加，使得頻帶變寬，對各種電子設(shè)備運(yùn)行造成嚴(yán)重干擾，強(qiáng)化電磁輻射的化學(xué)反應(yīng)、物理反應(yīng)及生物反應(yīng)，對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，同時危害人體健康，其主要危害主要表現(xiàn)在以下三個方面：

（1）電磁干擾。由于功率較大的無線電設(shè)備在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量的電磁波，對周圍的電臺、通信及廣播等造成電磁干擾，導(dǎo)致這些通信設(shè)備無法正常運(yùn)行，提高電氣設(shè)備和通信設(shè)備故障發(fā)生率，對電力安全造成嚴(yán)重影響[1]。

（2）系統(tǒng)威脅。計算機(jī)系統(tǒng)本身具有一定的電磁輻射，但是如果電磁波不斷增加，就可能被不法人員利用電磁波來獲取計算機(jī)系統(tǒng)里的資料，或者對計算機(jī)系統(tǒng)造成破壞，給人們帶來很大的損失。

（3）人體危害。有關(guān)研究表明，電磁輻射對人的神經(jīng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害，低頻率的電磁場可導(dǎo)致人的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生紊亂，出現(xiàn)憂郁、煩悶及神經(jīng)衰弱等癥狀，而較高頻率的電磁輻射則導(dǎo)致人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)出現(xiàn)交感疲乏、機(jī)能障礙、頭昏腦脹、記憶力變差等癥狀，對人體健康造成嚴(yán)重威脅。因此，加強(qiáng)對環(huán)境電磁輻射的監(jiān)測很重要[2]。

環(huán)境電磁輻射的監(jiān)測

3.1一般環(huán)境監(jiān)測

主要是指對大面積范圍內(nèi)電磁輻射各種來源形成的電磁輻射值進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測人員可根據(jù)《環(huán)境電磁輻射管理與電磁輻射監(jiān)測》要求來進(jìn)行監(jiān)測，把相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在某個區(qū)域劃分網(wǎng)格，并把網(wǎng)格中心點當(dāng)做監(jiān)測點，并對樹木屏蔽和建筑物屏蔽等因素進(jìn)行充分考慮，對監(jiān)測點進(jìn)行合理的調(diào)整。以電場強(qiáng)度作為電磁輻射評價標(biāo)準(zhǔn)，對環(huán)境中的電磁輻射進(jìn)行合理的評價，評價內(nèi)容主要包括分布規(guī)律、環(huán)境特點及環(huán)境質(zhì)量等，通過對環(huán)境中的電磁輻射進(jìn)行評價，可以充分了解該區(qū)域環(huán)境電磁輻射情況，及時采取有效的防治措施[3]。

3.2特定環(huán)境監(jiān)測

主要是指對特定區(qū)域內(nèi)的固定電磁輻射來源形成的電磁輻射值進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測人員需對該區(qū)域內(nèi)電磁輻射來源類型、規(guī)模及數(shù)量等進(jìn)行深入的調(diào)查分析，以為環(huán)境電磁輻射監(jiān)測提供重要依據(jù)。以下是幾種常見電磁輻射來源及監(jiān)測方法：

3.2.1移動通信站監(jiān)測

（1）工作原理。移動通信主要是通過控制設(shè)備和射頻發(fā)射器經(jīng)過網(wǎng)內(nèi)通信用戶和收發(fā)站來進(jìn)入無線通信，而無線通信則由通信在發(fā)射和接收形成的電磁波形成的。所以移動通信站在運(yùn)行過程中，會使周圍環(huán)境的電磁輻射發(fā)生改變。（2）監(jiān)測方法。監(jiān)測人員應(yīng)根據(jù)《環(huán)境電磁輻射管理與電磁輻射監(jiān)測》要求，選擇適宜的監(jiān)測儀器、布置監(jiān)測點、掌握好監(jiān)測時間、規(guī)范監(jiān)測技術(shù)，并對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行有效的評估，監(jiān)測電磁強(qiáng)度應(yīng)小于5.4 V/m。若大于5.4 V/m，則應(yīng)采取相應(yīng)的防治措施，減少電磁輻射對環(huán)境的污染，對人體的危害。

3.2.2電臺發(fā)射設(shè)備監(jiān)測

（1）工作原理。主要是把傳輸信號經(jīng)由調(diào)制器來進(jìn)行控制，并通過高頻率的振蕩器來實現(xiàn)高頻率的電流，把調(diào)制完成的高頻電流防止相應(yīng)電頻，送至天線上方，最終以電磁波的方式進(jìn)行發(fā)射。（2）監(jiān)測方法。監(jiān)測人員要根據(jù)《環(huán)境電磁輻射管理與電磁輻射監(jiān)測》要求，在電臺發(fā)射設(shè)備周圍區(qū)域、發(fā)射塔及電磁輻射較為敏感位置設(shè)置監(jiān)測點，對這些區(qū)域電磁輻射情況進(jìn)行有效的監(jiān)測。電磁強(qiáng)度應(yīng)小于5.4 V/m。

3.2.3 電力設(shè)備監(jiān)測

（1）工作原理。主要是電力設(shè)備周圍環(huán)境電磁輻射情況進(jìn)行檢查，電力設(shè)備主要有變電站、架空電線等；電磁場特點主要表現(xiàn)為電暈、電場及磁場等；電磁輻射污染表現(xiàn)為：絕緣及電暈放電導(dǎo)致的干擾現(xiàn)象，并存在較強(qiáng)的生物效應(yīng)。（2)監(jiān)測方法。監(jiān)測人員要根據(jù)《環(huán)境電磁輻射管理與電磁輻射監(jiān)測》要求，按照不同等級電壓，選擇不同監(jiān)測儀器和監(jiān)測技術(shù)，并明確電力設(shè)備電磁強(qiáng)度和電場強(qiáng)度指標(biāo)，規(guī)范電磁輻射監(jiān)測技術(shù)[4]。

3.3較極低頻率電磁輻射監(jiān)測方法

（1）收集與環(huán)境電磁輻射有關(guān)資料，主要包括電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度、電流密度以及磁感應(yīng)強(qiáng)度等。（2）明確監(jiān)測時間和監(jiān)測范圍。一般情況下，每個監(jiān)測點需不間斷檢測五次，每次檢測時間在15s以上，以較為穩(wěn)定的讀值為準(zhǔn)。但是若果檢測讀值波動性較大，則應(yīng)延長檢測時間。監(jiān)測人員應(yīng)在離地面0.5米、1米及1.5米的位置設(shè)測量點。（3）監(jiān)測點布置。針對于輸電線路電磁輻射監(jiān)測點的布置:應(yīng)選擇具有代表性意義的檔距，并以檔距內(nèi)線路中心位置作為監(jiān)測點，監(jiān)測點間距應(yīng)為5米。針對于變電站電磁輻射監(jiān)測點布置：控制中心設(shè)一個監(jiān)測點；每個高壓設(shè)備區(qū)各設(shè)一個監(jiān)測點；每個低壓設(shè)備區(qū)各設(shè)一個監(jiān)測點；低壓和高壓區(qū)旁主變位置設(shè)一個監(jiān)測點；開關(guān)設(shè)備各設(shè)一個監(jiān)測點；監(jiān)測點間距應(yīng)為5米。針對于電廠電磁輻射監(jiān)測點布置:主要是在主控室、發(fā)電機(jī)、勵磁機(jī)等位置各設(shè)兩個監(jiān)測點，而電廠變電低壓側(cè)、變電高壓側(cè)、開關(guān)室、避雷器及電流互感器等，則各設(shè)一個監(jiān)測點[5]。（4）檢測要求。首先在應(yīng)有檢測儀器對周圍環(huán)境進(jìn)行有效的檢測，并做好檢測記錄；根據(jù)檢測對象，選擇適宜的檢測儀器，并旋轉(zhuǎn)具有代表性的檢測結(jié)果；盡可能的排除周圍輻射源產(chǎn)生的干擾；對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計和整理。（5）注意要點。選擇雙軸或者以上檢測儀器；檢測環(huán)境溫度應(yīng)為0至40℃，相對濕度應(yīng)為5至80%；防止人出現(xiàn)在檢測位置周圍，檢測人員應(yīng)離檢測儀器5m遠(yuǎn)；檢測時應(yīng)將手機(jī)登具有電磁輻射設(shè)備關(guān)閉；檢測點位置要平坦且無多余雜物；對檢測儀器進(jìn)行有效的防護(hù)，防止其內(nèi)部存在冷凝水；檢測儀器頻率要求：檢測ELF為50Hz、微波為3GHz至30GHz，三軸檢測要求：必須同時對Z、X、Y方向進(jìn)行檢測，檢測路程要求：磁場: 10μT至10 mT、電場0·1kV/m至100 kV/m。

結(jié)語

隨著信息時代的帶來，電力設(shè)備和通信設(shè)備的不斷發(fā)展和應(yīng)用，給人們生活帶來極大的便利，但是同時也導(dǎo)致環(huán)境電磁輻射量的增加，對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，干擾電力設(shè)備、通信設(shè)備的正常運(yùn)行，對人體健康造成嚴(yán)重的危害。因此，為了減少電磁輻射對設(shè)備的干擾、對環(huán)境的污染，對人體的危害，必須加強(qiáng)對環(huán)境電磁輻射的監(jiān)測，以為電磁輻射污染的防治提供重要依據(jù)，為人們提供一個良好的生活環(huán)境。

【參考文獻(xiàn)】

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篇3

1 項目概況

新疆區(qū)域管制中心（下文簡稱新疆中心）主要任務(wù)是提供航行情報，空中交通管制服務(wù)和航空器的告警服務(wù)及搜尋救援等服務(wù)，保證空中交通安全、有序、快捷。新疆中心由烏魯木齊、吐魯番、和田等16個民用機(jī)場以及20余個臺站?，F(xiàn)有發(fā)射設(shè)備包括VHF臺、VOR、DME導(dǎo)航臺及衛(wèi)星地面站四類（遙控臺）組成。

新疆中心空管設(shè)施大多數(shù)是在“八五”、“九五”時期配置的，設(shè)備先進(jìn)程度不高，自動化處理能力低，擴(kuò)容能力差。難以實現(xiàn)信息的全國性聯(lián)網(wǎng)。存在的主要問題是：⑴空域分布不合理，管制手段較落后。⑵現(xiàn)有空管設(shè)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，難以實現(xiàn)大區(qū)域信息聯(lián)網(wǎng)。⑶管制區(qū)內(nèi)VHF覆蓋存在盲區(qū)。

總之，現(xiàn)有空域的劃分方式、管理模式不合理及空管設(shè)施落后等問題直接影響了飛行流量的增加，不利于提高空域利用率和管制工作的效率，對保證飛行安全極為不利。為此，國家有關(guān)部門決定在“十一五”期間對該中心進(jìn)行大規(guī)模技術(shù)改造。

2 電磁污染源分析與電磁輻射環(huán)境質(zhì)量評價

2.1 電磁污染源分析

項目建成后，新疆中心范圍內(nèi)的電磁輻射源主要由雷達(dá)、微波通信、遙控臺和衛(wèi)星地面站等組成，各電磁輻射源的基本參數(shù)見表1.3-表1.9。

2.2 電磁輻射環(huán)境質(zhì)量評價

（1）監(jiān)測儀器

對新疆中心范圍內(nèi)的雷達(dá)站、遙控臺等電磁環(huán)境進(jìn)行了監(jiān)測，采用的儀器設(shè)備是EMR300高頻電磁輻射分析儀。

（2）新疆中心

新疆中心擬選廠址區(qū)域電磁輻射環(huán)境背景監(jiān)測布點見表1.4-表1.16。

3 監(jiān)測結(jié)果及分析

為了解不同條件下電磁輻射水平，選取有代表性的臺站開展監(jiān)測，其結(jié)果見表1.10～1表1.19。

3.1 烏魯木齊區(qū)域管制中心擬選場址

【1】注：“L”表示監(jiān)測結(jié)果低于儀器靈敏度，監(jiān)測結(jié)果低于0.6V/m，未檢出，用0.6L表示，根據(jù)電場強(qiáng)度計算功率密度的靈敏度為0.1μW/cm2（以下同）。

根據(jù)區(qū)管中心電磁環(huán)境監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計，各點位綜合場強(qiáng)值均低于儀器靈敏度，符合國家公眾限值40μW/cm2和影響限值20μW/cm2。該區(qū)域電磁環(huán)境良好。

3.2 庫爾勒VHF臺

庫爾勒VHF臺環(huán)境敏感點監(jiān)測結(jié)果和典型輻射體環(huán)境監(jiān)測結(jié)果分別見表1.11和表1.19。

根據(jù)庫爾勒VHF臺電磁環(huán)境監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計，各點位綜合場強(qiáng)值均低于儀器靈敏度，符合國家公眾限值40μW/cm2和影響限值20μW/cm2。

庫爾勒VHF臺位于城市遠(yuǎn)郊機(jī)場內(nèi)。場址東側(cè)為機(jī)場跑道，南、北兩側(cè)均有環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，西側(cè)為進(jìn)站道路，因此選擇以衛(wèi)星地面站為中心，沿西方位作等值線監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果的統(tǒng)計，其最大值出現(xiàn)在衛(wèi)星地面站的表面，為11.07μW/cm2，符合國家公眾限值40μW/cm2和影響限值20μW/cm2。

隨著監(jiān)測距離的增加，距衛(wèi)星地面站表面1m開始，功率密度的大小隨著距離的增大呈明顯衰減趨勢。但是總體看來，監(jiān)測結(jié)果很低，這因為衛(wèi)星地面站以仰角49.2°面向機(jī)場跑道向天空發(fā)射電磁波，功率較低，這類設(shè)備電磁波傳播方向上一般不會有居民區(qū)等敏感目標(biāo)。

3.3 庫車VHF臺

庫車VHF臺電磁環(huán)境監(jiān)測結(jié)果見表1.13。

3.4 塔中VHF臺

塔中VHF臺電磁環(huán)境監(jiān)測結(jié)果見表1.14

3.5 且末VHF臺

且末VHF臺電磁環(huán)境監(jiān)測結(jié)果見表1.15。

3.6 若羌VHF臺

若羌VHF臺電磁環(huán)境監(jiān)測結(jié)果見表1.16。

根據(jù)表上述庫車、塔中、且末和若羌等4個VHF臺電磁環(huán)境監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計，各點位綜合場強(qiáng)值均低于儀器靈敏度，符合國家公眾限值40μW/cm2和影響限值20μW/cm2。這些區(qū)域電磁環(huán)境良好。

4 電磁輻射防護(hù)措施

本著可合理達(dá)到盡量低的原則，做好新疆中心的電磁輻射防護(hù)措施，主要的措施是：

4.1 合理選址、優(yōu)化布局

本工程區(qū)管中心擬建場址選在空曠、偏遠(yuǎn)以及地廣人稀地段，電磁環(huán)境良好，利于管控，工作環(huán)境適宜，具備長遠(yuǎn)發(fā)展的潛力。各臺站選址符合機(jī)場、航路的發(fā)展規(guī)劃，大部分在交通方便，靠近水源、電源的地點，有人值守的臺站具備臺站值班人員所需的工作和生活條件，也有利于自身工作性能的充分發(fā)揮。

4.2 合理避讓、搬遷措施

本項目在設(shè)計和選址階段避開了鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)及密集村莊，對周圍地方規(guī)劃、設(shè)施的影響甚微，同時避開了風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、電臺、水源地、軍事設(shè)施、文物保護(hù)單位等，對居民生活影響較小。

4.3 管理措施

新疆中心在整個航空系統(tǒng)中的管理制度是比較完善的。投入運(yùn)行后，對通信維護(hù)人員、氣象情報等其他專業(yè)人員需求，將通過對空管局相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行調(diào)劑使用，并輔以少量接收相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生等手段，基本滿足中心運(yùn)行后的人員需求，在此基礎(chǔ)上，引進(jìn)中心管制員，進(jìn)一步加強(qiáng)管理。

參考文獻(xiàn)

[1]高水生，蔡意等，饒丹. 成都區(qū)域管制中心電磁輻射環(huán)境影響分析與防護(hù)措施. 環(huán)境科學(xué)與管理，2010，35（10），190～194

[2]環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評估中心編. 交通運(yùn)輸類環(huán)境影響評價（下）. 北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2010

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2、4G基站的監(jiān)測與評價

2．1、4G基站的選取本次研究選取溫州試驗網(wǎng)的3個典型4G基站，分別為溫州環(huán)保局、灰橋農(nóng)機(jī)公司、云中花園二基站。目前，4G基站試運(yùn)行的頻率為18801920MH，機(jī)頂功率為20W。3個基站均為多頻共址的宏蜂窩基站。選取的4G基站主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

2．2、測量儀器測量使用德國NardaSafetyTestSolutions公司生產(chǎn)的SRM3000電磁輻射選頻測量系統(tǒng)，頻率響應(yīng)范圍75—3000MHz，量程范圍2．5×10—420OV／m。

2．3、測試條件天氣：陰；相對濕度：55—70％；環(huán)境溫度：18．1—23．6。C；風(fēng)力小于3級。測量時間選擇在白天8：00—18：00，此段時間為用戶使用手機(jī)的高峰期。

2．4、監(jiān)測方法優(yōu)先考慮基站天線的主瓣方向，對于發(fā)射天線架設(shè)在樓頂?shù)幕?，在樓頂公眾可活動范圍?nèi)布設(shè)監(jiān)測點位，優(yōu)先布設(shè)在公眾可以到達(dá)的距離天線最近處，同時根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境情況對點位進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。測量高度：探測器離地1．7m(或離立足點1．7m)。測量時儀器探頭與操作人員之間距離不少于0．5m。每個測點讀數(shù)5次，每次讀數(shù)時間不應(yīng)小于15S，并讀取穩(wěn)定狀態(tài)的最大值，若測點讀數(shù)起伏較大時，應(yīng)適當(dāng)延長測量時間。以5次讀數(shù)的平均值為該點的測量值。

2．5、質(zhì)量保證其一，測量中使用的儀器每年均由上海市計量測試技術(shù)研究院進(jìn)行檢定。其二，操作程序嚴(yán)格按照HJ／T10．3—1996中的有關(guān)規(guī)定。

2．6、監(jiān)測結(jié)果本次研究測量時，3個基站均處于正常試運(yùn)行狀態(tài)，共選取了22個測試點位，88個測量值，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理和分析后，選擇測量點位在基站天線的主瓣方向，距離天線最近處，將其測量數(shù)值列于表2。從表2可以看出，在4G頻段(1880～1920MHz)內(nèi)，3個基站的電場強(qiáng)度測量值為分別為0．19Vim、0．22V／ITI、0．53V／m，均低于《電磁輻射環(huán)境影響評價方法和標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的單個項目的環(huán)境電場強(qiáng)度評價標(biāo)準(zhǔn)值。

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中圖分類號：TN92-34

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1004-373X(2011)09-0206-03

Disturbance Effect of Electromagnetic Wave Emitted by

Automobiles on 2.4 GHz Wireless Communication

HUANG Ru-quan，La En-li

(College of Engineering,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)

Abstract： In order to analyze the disturbance effect of electromagnetic wave emitted by autos on 2.4 GHz wireless communication,several radiated electromagnetic interference sources are discussed,and the spectrum analyzer is applied to mea-sure the relative disturbance intensity of radiated electromagnetic interference in 2.4 GHz on two different autos. The mea-surement results indicate that there is little disturbance effect on 2.4 GHz wireless communication,from which it concludes that autos can not disturb the 2.4 GHz wireless communication.

Keywords： automobile； electromagnetic interference; wireless communication; disturbance intensity

0 引 言

電子化和智能化已成為汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向。現(xiàn)代汽車裝載了大量電子設(shè)備，如高性能微處理器，電子變速器、自動巡行控制器、電子燃油噴射系統(tǒng)、車載通信娛樂及導(dǎo)航系統(tǒng)。這些電子設(shè)備工作時會向空間發(fā)射高頻電磁波，進(jìn)而對其他電路的正常工作造成干擾而形成所謂的電磁干擾。汽車產(chǎn)生的電磁干擾不但會影響其他電子設(shè)備正常工作,也會影響汽車電氣系統(tǒng)本身的正常工作［1］。

ISM是工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療頻段，國際電信聯(lián)盟無線通信委員會規(guī)定，只要設(shè)備的發(fā)射功率低于一定值且不對其他頻段造成干擾，即可免費使用此頻段。國際上最常用的ISM頻段是433 MHz,915 MHz和2.4 GHz。其中，2.4 GHz為各國共同的ISM頻段［2］。目前，無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙、ZigBee、WirelessUSB等無線設(shè)備均工作在2.4 GHz頻段上。

電磁干擾問題由來已久，從1906年開始，人們就提出對汽車產(chǎn)生的電磁干擾加以限制，點火系統(tǒng)作為主要的電磁干擾源，成為研究的重點［3］。本實驗主要目的是通過分析汽車上的電磁干擾源和實測汽車在2.4 GHz頻段產(chǎn)生的輻射性電磁干擾的相對強(qiáng)度，推斷其對部署在汽車上的2.4 GHz無線通信設(shè)備的干擾作用。

1 汽車的電磁干擾源

電磁干擾產(chǎn)生于干擾源，它是一種來自外部的、并有損于有用信號的電磁現(xiàn)象［4］。汽車對車載電氣設(shè)備的干擾分為兩種。第一種是輻射干擾，電磁波通過自由空間直接透入電子設(shè)備，并激勵設(shè)備內(nèi)部的電路，在電路上產(chǎn)生相應(yīng)的干擾能量，使與電路發(fā)生邏輯性錯誤，足夠強(qiáng)的電磁干擾甚至可以直接損壞敏感的電子器件；第二種是傳導(dǎo)干擾，干擾源通過電源線、信號線等線纜把干擾信號耦合到其他設(shè)備，對其他設(shè)備的正常工作造成危害。對于獨立供電的車載2.4 GHz通信設(shè)備而言，它主要受到汽車的輻射性電磁干擾，所以本文主要分析、測量汽車的輻射性電磁源。

按照電磁波產(chǎn)生與傳播理論，只要在直線形的電路上引起電磁振蕩，直線形電路的兩端就會出現(xiàn)交替的等量異號電荷，這樣的電路就會向空間發(fā)射電磁波。電磁波在單位時間內(nèi)輻射的能量與頻率的四次方成正比，即電路的振蕩頻率越高就越容易向外輻射電磁波。汽車上有許多符合此條件的電路，因此汽車可以發(fā)出各種頻率的電磁干擾。交通密度每增加一倍，干擾噪聲功率頻譜密度便增加［5］3~6 dB(A)。

汽車電氣系統(tǒng)內(nèi)最強(qiáng)的電磁干擾源是點火系［6］。汽車發(fā)動機(jī)正常運(yùn)行時，點火線圈次級的瞬變電壓很高，能在50 μs內(nèi)上升至35 kV?；鸹ㄈ姌O放電時，會形成強(qiáng)烈的電磁輻射向周圍的自由空間傳播。這種輻射電磁噪聲包含很高的頻率成分，是電視廣播的主要干擾源［7］。

汽車上有著許多的感性負(fù)載，比如各種電動機(jī)和電磁閥。電磁閥的線圈在開路瞬間，會產(chǎn)生幾十倍于其工作電壓的反向電壓。這個反向電壓在由電感與分布電容形成的一個LC串聯(lián)振蕩電路中繼續(xù)諧振，從而產(chǎn)生諧波非常豐富的電磁輻射。這也是一個非常重要的電磁干擾源。

汽車上還存在許多觸點開關(guān)，由于觸點存在接觸電阻的原因，開關(guān)在開合時往往會產(chǎn)生電火花。如果電路中的電流比較大，這種電火花引起的電磁輻射也能夠干擾其他電器設(shè)備。直流電機(jī)工作時，炭刷和整流子也會產(chǎn)生較強(qiáng)的火花，在很寬的頻率范圍內(nèi)引起輻射性電磁干擾。汽車的雨刮電機(jī)普遍用直流電機(jī)，對外產(chǎn)生的干擾也較強(qiáng)［8］。

2 汽車的輻射性電磁干擾的測定與分析

2.1 測量方法

在2.4 GHz頻段上，分別測量汽車所處環(huán)境的電磁波功率和汽車在同一環(huán)境工作時的電磁波功率。通過對比這兩個值，可得到汽車在2.4 GHz頻段產(chǎn)生電磁干擾的相對強(qiáng)度。

2.2 測量過程

測量過程如下：

(1) 安裝頻譜分析儀。頻譜分析儀有一個運(yùn)行在Windows操作系統(tǒng)的記錄軟件和驅(qū)動程序。首先啟動筆記本電腦，用USB線將頻譜分析儀FR24-SAU與筆記本電腦相連接，在操作系統(tǒng)提示找到新硬件后安裝頻譜分析儀的驅(qū)動程序，最后在筆記本電腦上安裝頻譜分析儀的記錄軟件FRMT。

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目前高樓大廈遍地矗立，十分現(xiàn)代化，建筑電氣增添了不少的新內(nèi)容，上海在浦東地區(qū)智能化建筑也很多，可是在內(nèi)部有些設(shè)備都運(yùn)轉(zhuǎn)不起來，就是運(yùn)轉(zhuǎn)起來也不如人意。今年我去了一次上海，住在一個三星級賓館，打電話雜音比較大，不順暢，電視有一個頻道有游戲機(jī)哼的聲音，聞?wù)f有的房間看電視對另一個房間有影響，卜卜的響，汽車在下面過路電視有擅動現(xiàn)象，計算機(jī)與電視在同一房間，計算機(jī)初始化時，電視機(jī)卜卜的響。據(jù)了解有一家小工廠用熱合機(jī)，熱合機(jī)工作時，附近居民的電視畫面像波浪式的翻滾，居民知道此事還去圍攻了這個工廠，后來工廠加了屏蔽室才解決之問題，人大會堂計算選票的計算機(jī)起初未很好屏蔽，相隔幾十米的長安街大馬路上，收聽了信息很快就傳到國外了，比誰都知道的早，有些在會議室安裝竊聽器等這些怪事都是電磁輻射及對電源污染產(chǎn)生的，移動通信、微波通信的發(fā)展帶來微波輻射對人們身體健康危害也很大，如白內(nèi)障病人增多，視網(wǎng)膜病變，頭痛、頭暈，對心臟血管均有影響。

一、對電源污染狀況及危害

1.電源污染情況

上海電信樞紐大樓，采用了中央空調(diào)、風(fēng)機(jī)、水泵30KW以上有100多臺，為了減小變壓器容量，降低各電動機(jī)的啟動電流，因此選用100多臺晶閘管軟啟動器，雖然起動電流小，變壓器容量減小了，可是對電源污染都很嚴(yán)重，圖1示出了軟啟動器晶閘管整流電路，這種整流電路結(jié)構(gòu)簡單，但是輸入電流中含有很高的諧波分量，輸入電流的5次諧波可達(dá)20％，7次諧波可達(dá)12％。圖2，由于晶閘管的快速換相，產(chǎn)生一定的高次諧波，可達(dá)35次以上，高次諧波對電話等通信線路產(chǎn)生一定的干擾。這種整流電路總的諧波電流以失真約為30％。

圖3示出了電網(wǎng)在此時的電壓電流波形均發(fā)生了畸變，對132KW電動機(jī)，200KVA軟起動器的高次諧波明顯表現(xiàn)出含有6N±1高次諧波分量，而且非理論上的三次諧波分量也很大，（移相角大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這一點這些值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了的我國GB的規(guī)定）各國對電壓畸變率的規(guī)定見表2。

2.電源污染的危害

1）功率因數(shù)大為下降

2）功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)碾娏﹄娙萜饔捎诟叽沃C波電流（因電容對高頻是低阻抗）而流入，導(dǎo)致電容器發(fā)熱，以致絕緣破壞，在發(fā)生共振時還有爆炸的可能。

3）對于變電站各種保護(hù)由于高次諧波導(dǎo)致過熱，過壓使得保護(hù)誤動作，及保護(hù)性變壞，甚至高頻引起振動使整個系統(tǒng)解列。

4）對于顯示平均值的儀表，由于高次諧波影響，誤差較大，顯示有效值的儀表影響不大，對電鐘影響較大。

5）對通訊、電話、計算機(jī)均有影響。

二、空間污染狀況及危害

1.空間污染狀況

空間電磁場輻射情況，以上海浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)為例，在上海信息樞紐大的1層、8層、 41層分別測得電磁場在空間場強(qiáng)值如表3所示，測量當(dāng)時信息樞紐大樓的高壓線，變電間及工業(yè)設(shè)備都未進(jìn)入安裝，房屋還是一個框架，這只能說明陸家嘴區(qū)存在的外界電磁環(huán)境，不能說明電信樞紐大樓本身的電磁場輻射情況，從這個表中可看出30MHz以上，特別是電視廣播、微波及移動通信在空中電磁場是很高的高出90～100dB以上，其它城市，我想也不會例外，現(xiàn)在就看這些電磁場帶來的危害。

2.空間電磁場的危害

1）對中短波導(dǎo)航及中波廣播的影響，在 150～700KHz內(nèi)允許防護(hù)率為9～15dB。

2）對短波在118～150MHz及225～400MHz內(nèi)防護(hù)為14～40dB。

3）對飛機(jī)著陸系統(tǒng)在108～112MHz，覆蓋區(qū)內(nèi)防護(hù)率為40dB。

4）對各種導(dǎo)航臺在960～1213MHz內(nèi)防護(hù)率為63dB。

5）對通信系統(tǒng)防衛(wèi)度74dB。

6）對計算機(jī)防護(hù)率60dB。

7）對人體危害見各國微波輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)表4。8）對各種導(dǎo)線、金屬管線上均有干擾電壓存在，而且傳導(dǎo)到相關(guān)設(shè)備進(jìn)行干擾。

三、對策

建筑電氣設(shè)計把防止電磁污染要列上議事日程，也就是要進(jìn)行電磁兼容設(shè)計，從選建筑物地址開始到施工圖設(shè)計、施工監(jiān)理到最后測試鑒定，主要進(jìn)行電磁兼容管理，貫穿到整個設(shè)計過程。要有下述對策：

1.建筑物地址，離機(jī)場、電視廣播電臺，移動微波通訊臺、軍用雷達(dá)、電子對抗、高壓變電站之間的距離。

2.廠房之間內(nèi)部的電磁間距，如距離工、科、醫(yī)設(shè)備廠房，計算機(jī)房、電話通訊等之間電磁防護(hù)間距。

3.架空引下線，防雷引下線，綜合布線，通訊線等線間防護(hù)間距。

4.對整流，軟啟動裝置，電力補(bǔ)償電容、變頻器等非線性裝置接入配電網(wǎng)時要采取防止高次諧波污染電源的濾波器，動態(tài)有源網(wǎng)絡(luò)等。

5.防止失密、竊密對會議室微機(jī)室要采取特別措施。

6.對一些干擾設(shè)備要采取防護(hù)措施。

四川大學(xué)有位教授中科院院士帶領(lǐng)一位博士生研究出一種低價格電磁防護(hù)涂料，對電磁場防護(hù)效果可達(dá)40dB以上，總之要求我們的電源要保持清潔，諧波電壓畸變率不要超過國家標(biāo)準(zhǔn)，最好把電源電壓畸變率控制在2％以下?？臻g電磁場分布不使人身受到傷害，電氣電子設(shè)備之間能互相電磁兼容，正常、安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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可編程控制器（Programmable Logic Controller）簡稱PLC，是一種將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)相融合，專為工業(yè)控制而設(shè)計的專用控制器。要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，一方面要求PLC生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面要求在工程設(shè)計、安裝施工和使用維護(hù)時高度重視，采取有效措施增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。

一、PLC控制系統(tǒng)電磁干擾的主要類型

（一）電源干擾

正常情況下，PLC系統(tǒng)的電源由電網(wǎng)供電。由于電網(wǎng)覆蓋面廣，它將受到空間電磁干擾而在線路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓和電流，而電網(wǎng)內(nèi)部電壓和電流的變化，可通過輸電線路傳到電源中。PLC電源通常采用的是隔離電源，但由于受機(jī)構(gòu)及制造工藝等因素影響，其隔離效果并不理想。實際上，由于分布參數(shù)特別是分布電容的存在，絕對隔離是不可能的。實踐證明，PLC控制系統(tǒng)的很多故障是由電源引入的干擾引起的。

（二）信號線干擾

與PLC控制系統(tǒng)連接的各類信號傳輸線，除傳輸有效信息外，還傳輸外部干擾信號。干擾主要有2種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網(wǎng)干擾；二是信號線受空間電磁輻射感應(yīng)的干擾。由信號線引入的干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度降低，嚴(yán)重時將引起元器件損傷；對隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動和死機(jī)。PLC控制系統(tǒng)因信號引入干擾易造成I/O模件損壞，從而引起系統(tǒng)故障。

（三）接地系統(tǒng)干擾

接地是提高PLC控制系統(tǒng)可靠工作的有效手段之一。正確接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設(shè)備向外發(fā)出干擾；錯誤接地，會引入嚴(yán)重的干擾信號，使PLC系統(tǒng)無法正常工作。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)接地、屏蔽接地、交流接地和保護(hù)接地等。接地系統(tǒng)混亂對PLC系統(tǒng)的干擾主要是各個接地點電位分布不均，不同接地點間存在接地電位差，引起接地環(huán)路電流，從而影響系統(tǒng)正常工作。

（四）空間輻射干擾

空間輻射主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的，其分布極為復(fù)雜。若PLC系統(tǒng)置于輻射場內(nèi)，就會受到輻射干擾，其影響主要有2條路徑：一是直接對PLC內(nèi)部的輻射，由電路感應(yīng)產(chǎn)生干擾；二是對PLC通信內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的輻射，由通信線路的感應(yīng)引入干擾。輻射干擾與現(xiàn)場設(shè)備布置及設(shè)備所產(chǎn)生的電磁場大小，特別是頻率有關(guān)，一般通過設(shè)置屏蔽電纜或PLC局部屏蔽及高壓泄放元件進(jìn)行保護(hù)。

二、提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性的主要措施

（一）抗電源干擾措施

電源是干擾進(jìn)入PLC的主要途徑之一，電源干擾主要是通過供電線路的阻抗耦合產(chǎn)生的，各種大功率用電設(shè)備是主要的干擾源。如果PLC使用交流電源，在干擾較強(qiáng)或?qū)煽啃砸蠛芨叩膱龊?，可以在PLC的交流電源輸入端加接帶屏蔽層的隔離變壓器和低通濾波器，隔離變壓器可以抑制從電源線竄入的外來干擾，提高高頻共模干擾能力，屏蔽層應(yīng)可靠地接地。高頻干擾信號不是通過變壓器的繞組耦合，而是通過初級、次級繞組之間的分布電容傳遞的。在初級、次級繞組之間加繞屏蔽層，并將它和鐵芯一起接地，可以減少繞組間的分布電容，提高抗高頻干擾的能力。

（二）防輸入信號干擾措施

1．防感性輸入信號干擾的措施。在輸入端有感性負(fù)載時，為了防止反沖感應(yīng)電勢損壞模塊，在負(fù)載兩端并接電容C和電阻R（交流輸入信號），或并接續(xù)流二極管VD（直流輸入信號）。交流輸入方式時，C、R的選擇要適當(dāng)才能起到較好的效果，一般參考數(shù)值為負(fù)荷容量如在10VA以下，一般分別選0.1μF、120歐；負(fù)荷容量在l0VA以上時，一般分別選0.47μF、47歐較適宜。直流輸入方式時，并接續(xù)流二極管。如果與輸入信號并接的電感性負(fù)荷大時，使用繼電器中轉(zhuǎn)效果最好。

2．防感應(yīng)電壓的措施。一可采用輸入電壓的直流化即如果可能的話，在感應(yīng)電壓大的場合，改交流輸入為直流輸入；二可在輸入端并接浪涌吸收器；三在長距離配線和大電流的場合，由于感應(yīng)電壓大，可用繼電器轉(zhuǎn)換。

（三）防輸出信號干擾措施

在交流感性負(fù)載的場合，在負(fù)載的兩端并接CR浪涌吸收器，而且CR愈靠近負(fù)載，其抗干擾效果愈好；在直流負(fù)載的場合，在負(fù)載的兩端接續(xù)流二極管VD，二極管也要靠近負(fù)載，二極管的反向耐壓最好是負(fù)載電壓的4倍，另外也可用上述連接CR浪涌吸收器的方法解決；在開關(guān)時產(chǎn)生干擾較大的場合，對于交流負(fù)載可使用雙向晶閘管輸出模塊；交流接觸器的觸點在開、閉時產(chǎn)生電弧干擾，可在觸點兩端連接CR浪涌吸收器，效果較好，要注意的是觸點開時，通過CR浪涌吸收器會有一定的漏電流產(chǎn)生；電動機(jī)或變壓器開關(guān)干擾時，可在線間采用CR浪涌吸收器；在控制盤內(nèi)可用中間繼電器進(jìn)行中間驅(qū)動負(fù)載的方法。

（四）防外部配線干擾措施

為了防止或減少外部配線的干擾，要注意做到以下幾點：交流輸入/輸出信號與直流輸入/輸出信號分別使用各自的電纜；在30m以上的長距離配線時，輸入信號線與輸出信號線分別使用各自的電纜；集成電路或晶體管設(shè)備的輸入/輸出信號線，必須使用屏蔽電纜，屏蔽層的處理應(yīng)注意輸入/輸出側(cè)懸空，而在控制器側(cè)接地；控制器的接地線與電源線或動力線分開；輸入/輸出信號線與高電壓、大電流的動力線分開配線；遠(yuǎn)距離配線有干擾或感應(yīng)電壓時，或敷設(shè)電纜有困難、費用較大時，可采用遠(yuǎn)程I/0的控制系統(tǒng)。

（五）正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)

良好的接地是PLC安全可靠運(yùn)行的重要條件，PLC一般最好單獨接地，與其它設(shè)備分別使用各自的接地裝置。另外，PLC的接地線應(yīng)盡量短，使接地點盡量靠近PLC。同時，接地線的截面應(yīng)>2mm2，總母線使用截面>60mm2的銅排；接地極的接地電阻應(yīng)

（六）利用軟件編程提高系統(tǒng)工作可靠性

篇8

在除顫器測試分析儀的研制過程中，針對出現(xiàn)的干擾現(xiàn)象，分析了干擾現(xiàn)象，分析了干擾產(chǎn)生的原因及干擾的特點，采取了一些抗干擾措施，通過應(yīng)用EMI（電磁干擾）濾波器，去除了放電脈沖在儀器內(nèi)部所產(chǎn)生的強(qiáng)烈干擾，使除顫器測試分析儀工作穩(wěn)定可靠，具有良好的電磁兼容性。

圖1 儀器電路原理框圖

1 系統(tǒng)的基本原理及干擾特點

本儀器以飛利浦單片機(jī)80C52為控制核心，完成對除顫器各項功能的測試分析，并通過接口電路對分析結(jié)果分析顯示和傳輸，原理框圖如圖1所示。除顫器測試分析儀主要完成兩部分功能：（1）完成對除顫器放電能量的準(zhǔn)確測量；（2）準(zhǔn)確、穩(wěn)定地輸出各種心電波形及測試波形。為檢驗除顫器的自動除顫功能及其特性參數(shù)要求分析儀能輸出多種波形，包括具有多種導(dǎo)聯(lián)輸出的ECG（心電圖）波且幅值可調(diào)，同時輸出高幅值ECG信號、直流脈沖、方波、三角波、復(fù)合波、多種頻率的正弦濾以及多種心律的標(biāo)準(zhǔn)R波。各種波形的輸出通過數(shù)字合成，由程序產(chǎn)生的波形經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器輸出，然后通過模擬電路變換成要求的輸出模式。放電能量的檢測是基于除顫器的高壓放電脈沖通過模擬人體阻抗的模擬電阻（典型阻值為50Ω）放電，經(jīng)衰減后送入可變增益放大器，變?yōu)锳/D轉(zhuǎn)換器的輸入信號，然后進(jìn)行處理和顯示。

根據(jù)對儀器的要求，除完成各項功能外，在對除顫器的放電進(jìn)行測試時，必須能夠承受由放電脈沖帶來的強(qiáng)烈干擾，不死機(jī)、不復(fù)位，在不采用干擾避開法、系統(tǒng)智能復(fù)位法等措施時，程序仍能正常執(zhí)行。同時，由于儀器必須具有恢復(fù)放電脈沖波形的功能，測量模擬通道不能對放電信號采用濾波、浪涌阻尼等措施。這就對儀器的抗干擾性能提出了更高的要求。

系統(tǒng)的干擾源一部分是儀器內(nèi)部數(shù)字電路、供電電源所產(chǎn)生的干擾以及儀器外部空間輻射電磁波干擾；另一部分干擾來自除顫器的放電脈沖。其干擾具如下特點：

（1）電壓峰值高、能量大，最高電壓可達(dá)5000V，最大放電能量可達(dá)360J；

（2）放電時間短，除顫器放電脈沖時間僅為10ms左右，脈沖前沿時間約為2ms；

（3）放電波形復(fù)雜，對不同型號的除顫器，放電脈沖的形狀不同，有單向指數(shù)衰減型、雙向指數(shù)衰減型、單向截止型及雙向截止型等；

（4）干擾直接進(jìn)入儀器內(nèi)部。由于本儀器是便攜式儀器，模擬人體的50Ω電阻置入儀器內(nèi)，因此干擾產(chǎn)生于儀器內(nèi)部；

（5）干擾復(fù)雜。由于模擬人體的50Ω電阻所需功率大（該電阻一般為繞線電阻），此電阻存在較大的分布電感及分布電容，放電脈沖經(jīng)該電阻必然產(chǎn)生較強(qiáng)的復(fù)雜干擾。

2 抗干擾設(shè)計及EMI濾波器的選用

干擾源產(chǎn)生的電磁干擾信號一般通過電容的靜電耦合、電感的磁耦合、公共阻擾的地電源耦合、電磁輻射感應(yīng)耦合等途徑傳播到擾的對象。由于強(qiáng)烈干擾源與測量控制電路置于同一機(jī)箱內(nèi)，彼此相距很近，故電磁干擾傳播要為近場感應(yīng)，即電容耦合、磁耦合。此外，公共阻抗耦合也是傳遞干擾的重要途徑，因此除了采用常用的軟件抗干擾措施（如空指令的使用、數(shù)字濾波等）外，還從以下幾方面進(jìn)行整機(jī)的電磁兼容設(shè)計，以解決干擾問題。

2.1 抑制干擾源

為有效降低干擾源的干擾，模擬人體的50Ω大功率電阻采用無感電阻，在布線時充分注意減少由引線帶來的寄生電抗參數(shù)、合理分配放電采樣電阻的空間位置等，特別注意大電流通路的焊接質(zhì)量，以防接觸不良引起火花放電造成更強(qiáng)干擾；選用低頻率電路芯片可有效地降低噪聲，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.2 關(guān)于屏蔽層的設(shè)計

采用屏蔽的目的是為了在干擾的環(huán)境條件下保證系統(tǒng)信號傳輸性能。這種抗干擾措施可屏屏外來干擾，也可減少本身向外輻射能量。衡量器件傳輸性能的指標(biāo)是ACR值（衰減/串?dāng)_比）。非屏蔽線在ACR值符合要求的條件下，其傳輸帶寬和傳輸速率可以大大高于標(biāo)準(zhǔn)帶寬和標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率。但是當(dāng)信號以很高的速率在線路中傳輸時，由于受到外界的電磁干擾以及自身內(nèi)部的串?dāng)_，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤，降低系統(tǒng)的性能。所以系統(tǒng)中采用較低的速率傳輸數(shù)據(jù)，以增加系統(tǒng)的可靠性和安全性。

    為了有效減少外界的電磁干擾，可以采用屏蔽措施。屏蔽分靜電屏蔽和磁場屏蔽，靜電屏蔽要求可靠地接地。實際的屏蔽系統(tǒng)存在著一些必須注意的問題，如接地方式、接地導(dǎo)線以及屏蔽的完整等。應(yīng)慎重選用屏蔽電纜，因為屏蔽不但會導(dǎo)致信號傳輸?shù)牟黄胶?，而且會改變電纜的電容耦合，從而衰減增加，降低信號輸出端的平衡性。同時考慮到干擾源與測量控制電路在同一儀器內(nèi)，距離很近，若內(nèi)部用屏蔽層，且屏蔽未良好地連接時，增加的電容效應(yīng)將非常明顯。在于以上考慮，在系統(tǒng)內(nèi)部放電電阻與線路板及連接電纜之間，不采用屏蔽措施。但是對于塑料機(jī)殼的屏蔽必須仔細(xì)考慮，為降低外界電磁干擾，采用噴涂金屬屏蔽層，同時要求涂層達(dá)到一定的厚度且對縫隙、孔洞進(jìn)行泄露處理，特別注意可靠地接地。

2.3 抑制干擾的耦合通道及提高敏感電路的抗干擾措施

為了便于儀器安裝及簡化結(jié)構(gòu)，結(jié)合上述關(guān)于屏蔽與非屏蔽的分析，儀器內(nèi)部不采用屏蔽措施。為了解決干擾問題，除了采取軟件及常用硬件抗干擾措施外，還采用多層線路板及EMI濾波器來增加儀器的抗干擾能力。

（1）基于電路原理，放電能量檢測電路采用差分有源衰減電路，使放電脈沖取樣電阻浮置，減少通過公共阻抗的電耦合傳遞的干擾。衰減電阻網(wǎng)絡(luò)采用多個精密金屬膜電阻，以提高衰減比例精度及減少電抗分布參數(shù)。

（2）線路板設(shè)計采用多層線路板，減小電磁干擾。合理安排器件分布，將信號采集及預(yù)處理部分、波形產(chǎn)生部分等與數(shù)字信號部分（如單片機(jī)控制單元、存儲器、擴(kuò)展I/O口等）從空間上隔離開。此外，將電源產(chǎn)生部分集中在一個區(qū)域，使線路板平面盡量靠近儀器底板（底板為儀器外殼屏蔽），起到多層板作用；合理布線，盡量減小回路面積，以減小射頻干擾；印制板上走線方向盡量避免突發(fā)，否則會導(dǎo)致阻抗的不連續(xù)和產(chǎn)生輻射，造成射頻干擾。由于儀器為便攜式儀器，必須采用低功耗CMOS電路。但由于CMOS電路輸入阻抗高，會引起很嚴(yán)重的信號反射畸變，從而增加系統(tǒng)的噪聲，因此布線盡可能短，盡量減少過孔數(shù)目。

2.4 EMI濾波器的應(yīng)用

EMI電子元件品種很多，如電感尖、電容類、壓敏電阻類、LC組合件類、常規(guī)EMI濾波器類等。各類又包含許多品種類型，如帶鐵氧體磁珠的三引線圓片電容器、疊層片式浪涌吸收器、鐵氧體扼流圖等。

由于干擾屬近場干擾，干擾強(qiáng)烈且復(fù)雜。為此，濾波器必須安裝在線路板上，不但要對信號線采用EMI濾波器，在電源通常也采用EMI濾波器。為節(jié)省空間，采用焊接式安裝，同時為保證濾波性能，特別注意焊接工作。

    選作濾波器時主要是確定濾波器的截止頻率。截止頻率的選擇必須保證濾波器的通帶能夠覆蓋有用信號的帶寬，保證設(shè)備的正常工作，同時最大限度地濾除不必要的干擾。為防止電磁輻射引起數(shù)字信號傳輸錯誤、造成死機(jī)和復(fù)位等，在數(shù)字信號通道上接入抗高頻干擾的EMI濾波器。采用日本村田公司生產(chǎn)的帶鐵氧體磁珠的三引線圓片電容器DSS310系列EMI濾波器，其等效電路如圖2示，插入損耗與頻率的關(guān)系曲線見圖3。

針對模擬信號的抗干擾，也采用同類EMI濾波器，只是在選擇截止頻率時保證大于信號的帶寬。考慮由近場對公共線路所帶來的沖擊浪涌干擾，選用帶鐵氧體磁珠的三引線圓片壓敏一電容器型EMI濾波器DSS710系列，圖4為其對電源干擾的抑制特片和壓縮特性。壓敏電壓22V，電容量可達(dá)22000pF，加上鐵氧體磁珠的作用，其對電磁干擾的抑制頻率可以降低到3MHz以上，衰減大于20dB，且抑制頻率范圍明顯展寬。此類濾波器用于系統(tǒng)各種電源通道中。

以惠普的CodeMaster除顫器為測試對象進(jìn)行多次測試，并同時與瑞典METRON公司生產(chǎn)的除顫器分析儀QA-45進(jìn)行比對，其測試數(shù)據(jù)如表1（QA-45在給定的測試范圍內(nèi)，精度為±2%）所示。僅以除顫器放電能量的性能指標(biāo)進(jìn)行分析，在低能量測試中（<50J），誤差遠(yuǎn)小于2%；高能量測試中，誤差也能控制在2%之內(nèi)。經(jīng)連續(xù)多次的高能量的放電測試，證明系統(tǒng)具有良好的重復(fù)性及穩(wěn)定性，完全滿足設(shè)計的性能要求。

表1 測試數(shù)據(jù)表

CodeMaster除顫器除顫器測試分析儀QA-45放電能量（J）能量測試平均值（J）最大電壓平均值（V）延遲時間（ms）能量測試平均值（J）最大電壓（V）延遲時間（ms）5

10

30

70

100

150

200

300

3605.07

10.08

30.25

70.25

100.7

151.0

202.0

304.5

365.4331.04

468.2

812.08

1337.8

1482.4

1810.4

2093.7

2570.5

2815.824

24

24

25

25

24

25

26

265.1

10.1

30.1

70.8

101.7

151.8

202.5

303.6

364.7331.5

468.5

808.5

1338.5

1485.0

1814.5

2096.0

2566.5

2813.524

24

25

24

25

24

篇9

[摘要] 目的 通過分析237對不孕不育夫婦男方常規(guī)形態(tài)及相關(guān)影響因素，探討影響男性質(zhì)量的危險因素。方法 對2012年間在惠州市中心人民醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心就診的237對不育不孕夫婦中，按照可能對男方質(zhì)量有影響的因素分為4組：暴露計算機(jī)電離輻射組、暴露高溫作業(yè)組、暴露揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)組和未暴露以上環(huán)境的對照組，分析4組各組間質(zhì)量差異。結(jié)果 計算機(jī)電離輻射組濃度19.97±12.28（M/mL）與對照組29.72±22.18相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義；前向運(yùn)動為15.94±11.73（%）與對照組29.37±23.48相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義；形態(tài)為1.85±1.05（%）與對照組3.93±2.58相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義。高溫組前向運(yùn)動為13.45±10.91（%）與對照組29.37±23.48相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義；形態(tài)為1.93±1.28（%）與對照組3.93±2.58相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論 計算機(jī)電離輻射及高溫是影響形態(tài)的主要因素。

關(guān)鍵詞 不孕不育；；相關(guān)因素

[中圖分類號] R711 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-0742（2014）08（b）－0018-03

據(jù)統(tǒng)計，目前大約有10%~15%的育齡夫婦不能自然受孕。其中由男性因素引起的占30%~50%。影響男性不育的因素很多，但最終都表現(xiàn)為的數(shù)目、形態(tài)及活力異常。有研究表明近些年人類質(zhì)量在下降[1]，但質(zhì)量存在一定的地區(qū)性和種族差異。該研究2011年1月—2012年12月間在惠州市中心人民醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心就診的237對不孕夫婦中男性進(jìn)行流行病學(xué)問卷調(diào)查及常規(guī)分析(SFA)；并對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理。分析影響不孕夫婦男性質(zhì)量的相關(guān)因素，為男性不育癥的防治提供參考，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇在該中心因不孕就診并自愿填寫《不育不孕調(diào)查表》夫婦237對男性作為研究對象，納入標(biāo)準(zhǔn)：同居滿1年，性生活正常，未避孕未孕夫婦；調(diào)查分析前夫妻雙方均進(jìn)行常規(guī)的醫(yī)學(xué)體格檢查及外生殖器檢查。排除因遺傳病、慢性病、生殖系統(tǒng)的嚴(yán)重疾病和無癥等因素引起的不育癥患者。將研究對象分為4組：暴露計算機(jī)電離輻射組（A組）：每天在電腦前工作8 h以上，持續(xù)3個月以上；暴露高溫作業(yè)組（B組）：每天暴露在超過人體正常體溫的環(huán)境下工作8 h以上，持續(xù)3個月以上,如廚師、需高溫下作業(yè)的工人。暴露揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)組（C組）：每天暴露有揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)的環(huán)境下工作8 h以上，持續(xù)3個月以上，如輪胎廠、鞋廠、裝修工人等；同期就診未暴露于以上環(huán)境下的人群為對照組（D組）。各組間一般資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表1。

1.2 研究方法

1.2.1 對入選的研究對象兩次檢查[2]（若1次正常，1次異常，取正常值；若兩次均正?；騼纱尉惓Ｈ∑骄担ｉg隔2~3周，每次禁欲3~7 d[3]，用法[4]留取標(biāo)本于清潔無毒性容器中，觀察樣本的外觀及粘稠度，并放入37 ℃水浴箱中液化并記錄時間，充分液化后用精密pH試紙檢測標(biāo)本的酸堿度，用刻度離心管測定全量，將標(biāo)本充分調(diào)均勻后用微量吸管取檢樣本置于定量為10 μL的特種樣品池中，使用西班牙SCA全自動分析儀對常規(guī)檢測分析。采用改良巴氏法進(jìn)行染色。

1.2.2 檢查 一般性狀檢查包括量（mL）、顏色、粘稠度、液化時間、白細(xì)胞數(shù)。密度、活動、前向活動力(a+b級)、正常形態(tài)。其中密度、活動、前向活動力(a+b級)用西班牙SCA全自動分析儀檢測。形態(tài)采用改良巴氏法進(jìn)行染色，在油鏡下計數(shù)200個，計算其正常形態(tài)率。依據(jù)第五版《WHO人類及-宮頸粘液相互作用實驗室檢驗手冊》[4]判斷。

1.2.3 參考標(biāo)準(zhǔn) 按第五版《WHO人類與-宮頸粘液相互作用實驗檢驗手冊》[4]為標(biāo)準(zhǔn)，正常量≥1.5 mL；pH值≥7.2；濃度≥15×106/mL；總數(shù)≥39×106/1次；液化時間<60 min；前向運(yùn)動百分率（A+B）級≥32%；正常形態(tài)≥4%；存活率≥58%；白細(xì)胞<1×106/mL。

1.2.4 調(diào)查內(nèi)容 調(diào)查表主要內(nèi)容包括基本人口學(xué)資料、職業(yè)暴露史、生活習(xí)慣、膳食結(jié)構(gòu)及患病史等。

1.3 統(tǒng)計方法

將《不育不孕調(diào)查表》的資料和檢查結(jié)果一起錄入，所有統(tǒng)計均在spss17.0中進(jìn)行，計量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，兩組數(shù)據(jù)比較采用t檢驗，率的比較采用χ2檢驗。

2 結(jié)果

2.1 暴露計算機(jī)電離輻射（A組）對質(zhì)量的影響

與非暴露計算機(jī)的電離輻射組相比，暴露計算機(jī)電離輻射組的濃度、前向運(yùn)動率及正常形態(tài)率均差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；量則差異無統(tǒng)計學(xué)意義，見表2。

2.2 暴露高溫作業(yè)（B組）對質(zhì)量的影響

與非暴露高溫作業(yè)組相比，暴露高溫作業(yè)組的量及濃度差異無統(tǒng)計學(xué)意義，前向運(yùn)動率及正常形態(tài)率差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表2。

2.3 暴露揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)（C組）對質(zhì)量的影響

與非暴露揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)組相比，暴露揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)組量、濃度、前向運(yùn)動率及正常形態(tài)率差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表2。

3 討論

目前，隨著環(huán)境的日益惡化，生存壓力逐漸增加，人類的生育力卻逐年下降，特別是過去的半個世紀(jì)里，西方男性的濃度下降了50%左右[5]。由于缺乏足夠的流行病學(xué)調(diào)查，目前很難準(zhǔn)確地斷定哪些因素影響男性質(zhì)量及嚴(yán)重程度。隨之也就難以引起公眾的重視及做相應(yīng)的預(yù)防措施。有文獻(xiàn)報道[6-7]，吸煙喝酒及隨著年齡的增加質(zhì)量會下降，但界定參數(shù)最低下限和不育無關(guān)[8]。

該研究對就診的237對不育不孕夫婦男性做常規(guī)及形態(tài)分析，暴露計算機(jī)電離輻射組的濃度、前向運(yùn)動率及正常形態(tài)率差異有統(tǒng)計學(xué)意義。特別是的形態(tài)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，對量無明顯影響。暴露計算機(jī)電離輻射組人群同時也久坐組人群，長期坐姿，使會、陰囊靜脈回流受阻，常引起精索靜脈曲張，使局部代謝緩慢，缺氧并溫度升高，不利于生精。這與包華瓊等[9]研究得出結(jié)論一致，長時間使用計算機(jī)可降低正常的數(shù)量。形態(tài)與功能密切相關(guān)，形態(tài)分析在預(yù)測體內(nèi)或體外受精結(jié)局上有重要價值。現(xiàn)已證實[10]，工作時計算機(jī)產(chǎn)生電磁輻射，人體長時間接觸可造成電磁輻射的損傷。有學(xué)者研究表明，電磁輻射將損傷的結(jié)構(gòu)和功能，從而降低生育能力[11]。關(guān)于計算機(jī)電離輻射損傷形態(tài)的機(jī)理還需進(jìn)一步研究。

暴露高溫作業(yè)組的前向運(yùn)動率及正常形態(tài)率均有明顯差異。與李玉山等[12]研究結(jié)論一致。人類在35.5~36.5 ℃才能正常發(fā)育，如果精囊長時間處于高出體溫1~2 ℃，質(zhì)量會明顯下降，可導(dǎo)致不育[13]。

與非暴露揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)組相比，暴露揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)組量、濃度、前向運(yùn)動率及正常形態(tài)率差異無統(tǒng)計學(xué)意義。常笑雪等[14]研究結(jié)果為從事室內(nèi)裝修作業(yè)的工人的畸形率較高，長時間從事室內(nèi)裝修工作還可造成活動能力下降。與該研究結(jié)論不一致，可能是由于裝修材料的改進(jìn)及工廠內(nèi)通風(fēng)系統(tǒng)的改善及環(huán)保材料的應(yīng)用或者是男性質(zhì)量的生理性波動及研究樣本選擇的偏移。所以關(guān)于揮發(fā)化學(xué)物質(zhì)對質(zhì)量的影響還需要進(jìn)一步研究證實。

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篇10

1.引言

當(dāng)前的工程應(yīng)用中，越來越重視動態(tài)測量及其數(shù)據(jù)處理。在測量壓力、位移、振動、速度、溫度等參量時，由于在動態(tài)測量過程中存在各方面的干擾，而且儀器輸入量和測試結(jié)果（數(shù)據(jù)或信號）是隨時間而變化的，它們對動態(tài)測量系統(tǒng)的穩(wěn)定度和精確度產(chǎn)生直接或間接的影響，嚴(yán)重時即可使動態(tài)測量系統(tǒng)不能正常工作。因此，動態(tài)測量系統(tǒng)的設(shè)計、制造、安裝和使用等各個方面都需要考慮抗干擾的問題。

2.動態(tài)測量過程中干擾的來源及其特點

由于各種測試系統(tǒng)和測試過程以及其所在的環(huán)境因素千變?nèi)f化、層出不窮，因此幾乎沒有兩個系統(tǒng)的干擾情況完全相同，即使是在同一系統(tǒng)中，干擾現(xiàn)象在不同時刻產(chǎn)生的影響也不盡相同。在動態(tài)測量系統(tǒng)測試過程中，經(jīng)常遇到的干擾主要有人為的或其他客觀存在的（如輻射、磁場等）等外部因素引起的，也有測量儀器內(nèi)部元器件等產(chǎn)生的。但是綜合起來考慮，則主要存在的干擾有：人為因素、空間輻射、磁場、電磁感應(yīng)、信號通道干擾、電源干擾和數(shù)字電路不穩(wěn)定性等。

人為因素主要是在手動操作的測量中不正確人為操作或人為誤差引起的，可消除性大，但對系統(tǒng)的影響也大，嚴(yán)重時可導(dǎo)致錯誤結(jié)果?？臻g輻射、磁場電磁感應(yīng)干擾主要由于測量系統(tǒng)在周圍環(huán)境中受到電磁輻射和磁場的影響，很難消除干擾源，只能從系統(tǒng)自身著手解決。信號通道干擾是由于傳感器和測試系統(tǒng)信號處理器之間距離長，傳輸信號很容易擾，同時也存在多對信號電纜相互干擾，干擾信號進(jìn)入系統(tǒng)重要途徑就是I/O通道。系統(tǒng)一般由工業(yè)用電網(wǎng)絡(luò)供電，當(dāng)系統(tǒng)與其它經(jīng)常變動的大負(fù)載（大功率電機(jī)的啟停）共用電源時，很可能引起測量系統(tǒng)電源欠壓、浪涌、下陷或產(chǎn)生尖峰干擾。另外當(dāng)電源引線較長時，產(chǎn)生電壓降、感應(yīng)電勢等也會對系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，這些干擾常給高精度系統(tǒng)帶來麻煩。

數(shù)字集成電路引出的直流電流雖然只有mA級，但當(dāng)電路處在快速開關(guān)時，就會形成較大的干擾。例如TTL門電路在導(dǎo)通狀態(tài)下從直流電源引出5mA左右，截至狀態(tài)下為1mA，在5ns的時間內(nèi)其電流變化為4mA，若配電線上有0.5μH電感，當(dāng)狀態(tài)改變時，配電線上將產(chǎn)生0.4V噪聲電壓，而這種門電路的供電電壓僅為5V，如果把這個值乘上典型系統(tǒng)的大量門電路數(shù)值，其所引起的干擾將是非常嚴(yán)重的。

3.干擾處理方法及處理效果

干擾處理方法概括有三項基本原則：防止干擾竄入、遠(yuǎn)離干擾源、消除干擾源。動態(tài)測量系統(tǒng)的抑制干擾方法主要有隔離與耦合、濾波和屏蔽、優(yōu)化布線、軟件消除、系統(tǒng)接地等。正確的接地和屏蔽結(jié)合起來能夠很好地抑制干擾，如限制和降低干擾噪聲電平、旁路雜散輻射能量和防止系統(tǒng)遭受干擾，還可以保護(hù)操作人員人身安全和設(shè)備安全。接地處理一般可以采取多種方法，如一點接地和多點接地、交流地和信號地、浮地與接地，各種接地應(yīng)按正確方法進(jìn)行，如埋設(shè)銅板法、接地棒法和網(wǎng)狀接地法等。

平行導(dǎo)線之間存在著互感和分布電容，進(jìn)行信息傳送時會產(chǎn)生串?dāng)_，影響系統(tǒng)工作可靠性，如功率線、載流線與小信號線平行走線，電位線與脈沖線平行走線，電力線與信號線平行走線等都會引起串?dāng)_，因此布線時應(yīng)按一定的走線原則進(jìn)行布線。對于元器件空余輸入端應(yīng)采取一定的處理方法，如并聯(lián)輸入端、接高電平或懸空后利用反相器接地；對于數(shù)字電路可采取設(shè)置高頻去耦合電容，并進(jìn)行良好接地。軟件抗干擾起著非常重要的作用，在硬件基礎(chǔ)完善后，必須采取更有效的軟件抗干擾措施。常用的軟件抗干擾方法主要有：采用數(shù)字濾波方法既能剔除干擾數(shù)據(jù)，又可消除系統(tǒng)誤差；設(shè)置睡眠模式可以降低功耗，減少干擾對CPU的影響；利用看門狗定時器可使得CPU不至于失去控制；在程序中加入冗余指令，防止程序跑飛。

3.1 人為操作因素干擾

對于此類干擾，動態(tài)測量過程的操作人員都應(yīng)經(jīng)過一定的培訓(xùn)來保證儀器操作以及測試數(shù)據(jù)結(jié)果的正確性，要堅持原則性，嚴(yán)格按照系統(tǒng)工作方式進(jìn)行操作運(yùn)行。

3.2 空間輻射干擾、強(qiáng)磁場電磁感應(yīng)干擾

對于空間輻射干擾和強(qiáng)磁場電磁感應(yīng)干擾，動態(tài)測量系統(tǒng)通常采取屏蔽和濾波技術(shù)抑制干擾。

屏蔽主要以金屬等其他材料構(gòu)成的可以防止干擾的屏蔽體，且能有效地抑制輻射、電磁波、磁場等干擾源產(chǎn)生的干擾。屏蔽體主要以反射或吸收的方式來削弱這些干擾，從而形成對干擾的屏蔽，良好地保證動態(tài)測量過程的正常進(jìn)行。其中對電磁波和磁場產(chǎn)生的干擾的最有效方法就是選用高導(dǎo)磁材料制作的屏蔽體，使電磁波經(jīng)屏蔽體壁的低磁阻磁路通過，而不影響屏蔽體內(nèi)的電路；對屏蔽電場或輻射場時，則選用銅、鋁等電阻率小的金屬材料作屏蔽體屏蔽低頻磁場時，選磁鋼、鐵氧體等磁導(dǎo)率高的材料；在屏蔽高頻磁場時，選擇銅、鋁等電阻率小的材料，如：在兩導(dǎo)線間插入一接地導(dǎo)體，進(jìn)行靜電蔽體。對靜電蔽體，加一塊金屬板就起能作用，而對電磁屏蔽，板壁過簿時就會無效，同時抗干擾性能與屏蔽體的外部形狀也有關(guān)，但是注意如板壁過厚，將產(chǎn)生一定的渦流電流，而渦流電流會形成反磁場，阻礙磁通進(jìn)入屏蔽板。

為了有效發(fā)揮屏蔽體的屏蔽作用，消除屏蔽體與內(nèi)部電路的寄生電容，屏蔽體應(yīng)按“一點接地”的原則接地。利用抗電磁干擾能力和抗靜電干擾強(qiáng)的光纖傳輸和傳感技術(shù)的抗干擾方法也能很有效的抑制干擾。

3.3 電源干擾

要正確處理電源干擾，就必須了解當(dāng)前所使用的動態(tài)測量系統(tǒng)電源干擾的特點及主要來源，從而對系統(tǒng)電源進(jìn)行持續(xù)不斷的監(jiān)控和測試，通常我們可以通過電源干擾測試儀來實現(xiàn)對電源干擾的監(jiān)控和測試。電源干擾測試儀能夠?qū)崟r地監(jiān)測電源上出現(xiàn)的各種干擾和波動，一旦出現(xiàn)干擾，它能及時地記錄各種干擾發(fā)生的時間及大小并進(jìn)行統(tǒng)計，給以后測試系統(tǒng)排除電源干擾提供重要依據(jù)，同時它還能提供相應(yīng)的電源干擾抑制相關(guān)途徑，保證動態(tài)測量過程的順利進(jìn)行。

3.4 信號通道干擾

干擾信號進(jìn)入微機(jī)測試系統(tǒng)的一個重要途徑就是I/O通道，尤其是當(dāng)變送器遠(yuǎn)離測試系統(tǒng)時，這些干擾包括共模干擾和電磁感應(yīng)干擾，在多對的信號電纜中還會相互干擾，通常采取的措施有如下幾點。

3.4.1 硬件濾波

在信號加入到輸入通道之前，可采用硬件低通濾波器來濾除交流干擾，常用的低通濾波器有：RC濾波器、LC濾波器和有源濾波器。

RC濾波器結(jié)構(gòu)簡單，成本也低，且不需要調(diào)整，但它的串模抑制比不夠高，一般需2～3級才能達(dá)到濾波要求。LC濾波器的串模抑制較高，但電感成本高、體積大。有源濾波器對低頻干擾具有很好的抑制作用，其原理是產(chǎn)生一個與干擾信號幅值相等、相位相反的反饋信號，在濾波器的輸入端進(jìn)行疊加，從而將干擾信號消除。

3.4.2 采用差動方式傳送信號

其原理是差動放大器只對差動信號起放大作用，而對共模電壓起不到放大作用，因此能夠有效地抑制共模噪聲的干擾，性能也比較好。

3.4.3 采用雙絞屏蔽線傳送信號

把兩根導(dǎo)線相互扭絞，電流流過兩根導(dǎo)線時產(chǎn)生的磁場以相互扭絞時最小，扭絞越大，節(jié)距就越小，對串模干擾的抑制比就越高，抗干擾性能就越好。在精度要求高、干擾嚴(yán)重的場所，應(yīng)當(dāng)采用雙絞屏蔽信號線，可使電場屏蔽和電磁屏蔽作用大大加強(qiáng)，抗干擾性能也會大大加強(qiáng)。

3.4.4 信號線的敷設(shè)

信號線若敷設(shè)不合理，不僅達(dá)不到抗干擾的效果，反而會引入新的干擾。因此信號線的鋪設(shè)要注意以下幾點：信號電纜與電源電纜必須分開，絕對避免信號線與電源線合用同一股電纜；屏蔽層要一端接地，避免多點接地；盡量遠(yuǎn)離干擾源，如避免把信號線敷設(shè)在大容量變壓器或大功率電動機(jī)等設(shè)備附近。

3.4.5 數(shù)字電路干擾

該方法主要是提高動態(tài)測量系統(tǒng)中敏感元器件的抗干擾性能，即盡量減少對干擾噪聲的拾取，并從不正常狀態(tài)盡快恢復(fù)。主要有效措施有：電路板布線時盡量減少回路環(huán)的面積，從而降低感應(yīng)噪聲，同時電源線和接地線要盡量粗，降低耦合噪聲和減小壓降；單片機(jī)電路盡量使用電源監(jiān)控和系統(tǒng)保護(hù)電路，空余單片機(jī)I/O接口要接地或接電源，不能懸空，其它IC閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯下也應(yīng)接地或接電源；IC器件應(yīng)直接焊接在電路板上，盡量的減少IC插座。

3.4.6 軟件抗干擾

該方法主要有利用數(shù)字濾波器等來濾除干擾，采用看門狗軟件、多次采樣技術(shù)、定時刷新輸出口等抑制干擾。

4.結(jié)論

由于動態(tài)測量系統(tǒng)使用環(huán)境不同，其干擾源也不同，處理方式更顯得多種多樣，綜合考慮應(yīng)用軟硬件技術(shù)和具體問題具體分析的方法來解決和排除干擾，消除誤差，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，保證測量系統(tǒng)的正常運(yùn)行。抗干擾設(shè)計中雖然需要很強(qiáng)的理論指導(dǎo)，但更主要還是靠在實踐中不斷地摸索和積累抗干擾經(jīng)驗，才能把對系統(tǒng)的干擾降低到最低限度內(nèi)，使系統(tǒng)能夠完善正常的工作。

參考文獻(xiàn)

[1]朱利香.動態(tài)測試中的抗干擾技術(shù)[D].中南大學(xué)，2006.