如何預(yù)測和抑制電磁干擾
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電子設(shè)備通常具有一定的電磁干擾 （EMI） 抗擾度。但是，有意或無意的電磁力也可能導(dǎo)致信息失真，尤其是在計算設(shè)備 （CE） 附近。為了降低 EMI 并確?？乖胄?，必須在 CE 開發(fā)的早期階段采取行動。
本文引用地址：http://www.bjwjmy.cn/article/202505/470859.htm很多時候，在靠近具有大幾何尺寸的 CE 對象的電磁環(huán)境中，可能存在電源線、飛機機身、車身、建筑物中的金屬結(jié)構(gòu)、雷電放電等。為了預(yù)測 CE 元件的抗噪性，可以使用 EMI 的物理仿真。
在 CE 的抗擾度和信息保護框架內(nèi)，一項很少被研究的任務(wù)是通過建筑物金屬結(jié)構(gòu)元件的有意電磁效應(yīng)。同樣可能受到有意電磁效應(yīng)影響的還有電力線、接觸網(wǎng)絡(luò)、飛機機身等。
EMI 的物理仿真
在實際物理規(guī)模上創(chuàng)建 EMI 模擬器將存在困難。由于研究對象配置的模糊性，也很難獲得可重復(fù)的結(jié)果。
我們可以通過使用基于物理仿真的技術(shù)來解決這個問題。這些是步驟：
1. 設(shè)計師將能夠確定研究對象的所有重要初始數(shù)據(jù)。這些參數(shù)會影響電磁環(huán)境的形成以及 EMI。以尺寸為 10.8 × 10.8 × 14.4 m 的建筑結(jié)構(gòu)為例。墻壁有一個鋼筋混凝土的鋼筋網(wǎng)（圖 1）。
脈沖電流源已并聯(lián)在熱水系統(tǒng)的供回管道之間。建筑物內(nèi)部 EMI 的“接收器”是 CE 通信線，其形式為直徑為 100 mm 的環(huán)形天線，負載為 R = 50 Ω（圖 2）。
2. 圖 3 顯示了短持續(xù)時間的有意脈沖電流源的潛在參數(shù)。對于樓層較小的民用建筑，提供了短時脈沖電流的影響測試：
電流幅度 1.25 kA
電流持續(xù)時間 200 μs
因此，我們將為物理仿真選擇主要比例因子。
3. 然后我們選擇一個數(shù)學(xué)模型來計算 EMI。我們計算物理仿真的次要比例因子。為了計算距離 r 處的磁場強度 H（t），使用了以下表達式：
H''（t'） = I'（t'）/4πr' = （1/6I（t））/4πr（1/12）） ，
H（t） = H''（t'） / 2， kH = 2
為了模擬 CE 通信線路中的 EMI，使用了以下表達式：1
U'（t） = μ0πkl2ra2（kH/kt）（dH（t）/dt ） = 6U' （12t'）
4. 計算有意源電流的刻度參數(shù)值（圖 4）。
5. 設(shè)計人員正在開發(fā)一個研究臺，用于 EMI 的物理模擬，在 CE 通信線路中，在來自有意電流源的磁場的影響下。IGM 4.1 發(fā)生器用作短脈沖電流的模擬器。使用 LeCroy WR104MXi 數(shù)字示波器作為測量儀器。
6. 圖 5 顯示了在比例模型建筑的通信線路中測得的 EMI（在最靠近有意電流發(fā)生器連接點的測量點處）。
7. 圖 6 顯示了建筑物內(nèi)真實 CE 通信線路中 EMI 的物理建模結(jié)果。
單級 EMI 濾波器
這種類型的濾波器由共模扼流圈 （CMC）、Cy 和 Cx 電容器組成（圖 7）。
首選設(shè)計是使用更精確的電路，它分別考慮了 CMC 在共模和差模下的行為不同，這在單獨的共模和差分模塊中進行了描述（圖 8）。
用戶可以通過基于散射參數(shù)（S 參數(shù)）測量的遞歸分析表征過程來獲取參數(shù)值，其中 CMC 是在自樣式的開路 （OC） 配置中測量的。
無線醫(yī)療設(shè)備和環(huán)境中的 EMI 效應(yīng)
標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容性 （EMC） 測試將為評估電氣/電子設(shè)備的電磁抗擾度提供指導(dǎo)。但是，這可能還不足以確保高度可靠和安全關(guān)鍵型設(shè)備能夠在整個預(yù)期生命周期內(nèi)按預(yù)期運行。6 例如，根據(jù)當(dāng)前國際電工委員會 （IEC） 60601 標(biāo)準(zhǔn)認證的醫(yī)療保健設(shè)備 （HCE） 必須能夠承受 10 V/m 的磁場。
然而，在醫(yī)療保健環(huán)境中觀察到更強大的磁場。這表明，在這些標(biāo)準(zhǔn)中，為了有效防止 EMI，可能仍需要解決某些方面的問題以進行改進。
通常，在相當(dāng)多的醫(yī)療場景中，避免靠近敏感設(shè)備的干擾源是一項挑戰(zhàn)。目前的標(biāo)準(zhǔn)并沒有令人滿意地解決這種情況。
盡管如此，最好的 EMI 標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)只會同時出現(xiàn)一個干擾。然而，在實際環(huán)境中，電子設(shè)備在其直接作環(huán)境中可能同時面臨多種電磁干擾。
為了評估電子設(shè)備在這種情況下的抗擾度，必須解決關(guān)鍵的可靠性和安全性問題。醫(yī)療保健環(huán)境中的電子設(shè)備必須能夠抵御日益增加的 EMI 干擾。
射頻識別 （RFID） 很可能會干擾附近的關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備。設(shè)計人員在部署此類系統(tǒng)之前，必須強調(diào)識別 RF 干擾源的重要性。此外，EMI 效應(yīng)可能會受到靠近關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備的無線發(fā)射器和反射材料的影響。這需要仔細考慮屏蔽材料。
總結(jié)
預(yù)測和抑制 EMI 并非易事。設(shè)計師，尤其是在治療性醫(yī)療和醫(yī)院場景中，對包含醫(yī)療設(shè)備、患者以及有意和無意來源的三維環(huán)境進行了建模。這些方法將有助于管理和預(yù)測醫(yī)療保健中的電磁兼容性，確保醫(yī)療設(shè)備的可靠性和安全性。
引用
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