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论干扰电波对电器

归档日期:06-24       文本归类:工业电器干扰      文章编辑:爱尚语录

  论干扰电波对电器_能源/化工_工程科技_专业资料。本人从事广电及其它电器设备检修和调试工作多年,从实际的电器设备维修中总结出一些经验性知识,供同行参考。安庆市宜秀区广电局:汪安庆(工程师)。

  论干扰电波对电器(设备)干扰的现象 分析及釆取的措施 安庆市宜秀区广电局汪安庆 摘要:空间干扰电波对电器(主指电视机、收音机)设备的干扰是人所公知的现象。电 器受到干扰是用户十分头痛的问题, 本文针对电器设备受干扰现象作些理论分析及釆取得措 施。 关键词:干扰电波、电器设备、抑制措 1 干扰电波的种类及性质 1.1 概述 无线电广播、电视、通信系统的基本任务是传递节目和信息。观众希望接收到的节目 和信息与发送端一致。 但是这种理想的情实际上是不存在的。 接收到的节目和信息总是或多 或少的与发送端的节目和信息有差别, 造成这种差别的原因是信号失真和信号中混入一些干 扰波,即在信号(信息)的传输过程中,包括接收端和发送端总是伴随着一定程度的失真并 混入一些干扰波。 造成信号失真的最典型的例子是发射机或接收机中的放大电路的频响应特性不佳,这 会导致对信号中各频率分量的放大倍数不一致, 使信号产生失真。 又如高频电路通带太窄或 电路参数选择不合理,都会使信号产生失真。但若将设备的有关部分调正好、维护好,信号 失真可以减少到可忽略的低程,能够满足人的,听觉、视觉的要求。 无线电干扰波或简称干扰波指对一些有用的无线电波的接收起妨碍作用的电磁波(杂波) 。 无线台的干扰,是指“同频干扰”随着广播、电视、通信业的迅速发展,当前在无线电各个 波段中工作的无线电设备日益增多,空间的电磁波非常拥挤。这样,在电视机、收音机的接 收天线上除了能接收到所要求的有用信号外, 还会接收到各种各样的其它无线台和无线设备 发出得电波信号。这时,如接收机(电视机、收音机)的选择性较差,或者某些其临近频道 上工作的 “电台” 的信号不符合规定的要求—占频带太宽, 超过规定的参数, 频率偏移太大, 谐波辐射过强,就会有杂波进入接收机(电视、收音机) ,构成有害的干扰。这种干扰是有 规律的简谐波。 工业、科研、医疗设备的干扰,简称为 ISM(射频)设备干扰对外界辐射性干扰,是 一切为工业、科研、医疗之目的而产生射频能量的设备对无线接收电器(包括电视机、收音 机、通信等设备)所构成的有害干扰.。例如当附近有电焊机在工作时,其附近的收音机出 现“喀??”的杂音;电视机则会出现画面杂乱的现象。又如汽车开过来时,电视图象会变 得一片混乱;突然打开日光灯,电视屏幕会产生闪烁和斑点,有时还会出现水平黑带干扰、 条纹和画面滚动。其它如吹风机,各种医疗电器设备(如超高频理疗设备)等产生的辐射干 扰对电视画面、收音机都有不同程度,不同形式的干扰。ISM 射频设备所产生的干扰频谱很 宽。频率从几十赫开始到几百兆赫。在大城市中,特别是医疗区、工业区、交通要道、高压 输电线路等附近的广大电器(收音机、电视机)用户,都是 ISM 设备干扰的“重灾区” ,深 受其害。 宇宙干扰是指宇宙各种天体的电磁辐射。 其中太阳所辐射的电磁波非常强, 频率也非常 宽,从米波、分米波直延伸到可见光以外的波段,包括紫外线。银河系中的一些恒星以及许 多多远离地球的星球,也都辐射各种频率的电磁波。它们对无线接收电器(设备)而言也成 为干扰源。 天电干扰是指大气层中的各种天电干扰,大器中的变化、高空中的云层放电、磁潮所引 起的干扰。 最常见的是雷电所产生的强大的电磁波辐射。 天电干扰主要分布在波长较长的波 段。 另外,无线电设备内部嘲声,也会对无线接收设备产生干扰。 广播、电视节目收听收看效果的好坏,取决接收点的信号/噪声比,以 S/N 表示,单位 是分贝,常以“DB”表示,表 1 和表 2 分别列出了信噪比与收听、收看(接收机)效果的关 系。 表(1)S/N 与收听效果的关系 S/N(DB) 实际收看效果 40 20 10 0 几乎无噪声、效果好 有少量干扰噪声、效果一般 有较大干扰噪声、效果差 不能收听 有此可见,信噪比越高、收听效果越好。若想提高信噪比,就须将干扰噪生的电平压缩 得尽可能低,而要作到这一点,就应当努力改造会产生干扰的设备,使其输出得干扰波强度 尽可能弱, 同时努力提高接收机对干扰波的抑制能力。 这两种作法对用户的电器接收机设备 是同样重要的。 表(2_)S/N 与收看效果的关系 等级 5 4 3 2 1 S/N(DB) 45 40 35 30 30 图像质量 效果很好 较好、少量杂波 尚可,有杂吧波 差,杂波强 不能看 接收场强(DB) VHF 60-75 54 47 40 34 UHF 75 73 50 43 - 综上所述,各种干扰波对电器(主指接收机)设备的正常工作影响很大,干扰问题已成为现 代无线电系统中的一个十分重要的课题。要想解决这类问题,就要进行调查研究,在次基础 上制定干扰电波的措施。根据有关资料介绍国内外都在研究解决方案,制定标准。 1.2 干扰源的分类及其性质 随着电子工业的发展,电器(主指接收方面的) 设备质量正在不断提高。 但同时科研、工业、 医疗、广播、通信等事业也在不断发展,使得干扰在数量上、种类上、强度上都有所增加。 广大电器用户对子都深感烦恼,希望能掌握一些间单宜行较为有效的办法来改善收看(听) 效果。要达到这目的,首先要对常见的干扰源及他们产生干扰的性质,干扰波传输的路徑, 频率范围,干扰在电器(指接收机)设备上的表现形式等问题,有一定认识。 1 常见干扰源的分类 常见干扰源是指接收机如电视机、收音机构成的那些构成的那些干扰源。它们大致可分为 ISM 射频干扰设备、混频干扰、传播干扰。详见表(3) 、表(4) 2 表(3)常见干扰源的分类 ISM 射频设备干扰 同频干扰 干扰波,混频干扰 邻频干扰 镜像干扰 火花放电 气体游离,辉光放电 电晕放电 表(4)ISM 射频干扰的分类及来源 干扰种类 火花放电 辉光放电 电晕放电 高频设备辐射 干扰源 电器机车、汽车、摩托车、飞机、船舶内然机、开关(电器) ,继电器、手 电转钻、电吹风。 日光灯、氖灯 高压线、电力铁路设备 高频理疗设备等 ISM 射频设备干扰波还可就干扰电压的特性分为连续性干扰波、 脉冲性干扰波和周期干 扰波几种。连续干扰波有许多无规律波迭加在一起的连续波构成。 脉冲干扰波由持续时间比较短, 幅度比较大的脉冲信号构成。 周期性干扰波的频谱具有 比大的线状结构,包括许多谐波成分。 工业设备干扰波形请见图(1) 工业设备干扰波的传播距离 0~10000M;传播频率 0.1~1000MZ;干扰强均为 10 微伏/ 米 (A) 汽车点火干 扰波 (B) 绝缘子型闭 开器干扰波 3 (C) 火花或焊机 干扰波。 ( D) 电鈴火 花放电干扰波 (e) 整流子电动 机干扰波 (F)电气机 车干扰波 (g)弧光放电干扰波 图(1)工业设备干扰波 1.3 干扰波进入电器(主指接收机)的途经及现象 4 干扰波干扰接收机或发射机,一般通过辐射、传导两种方式。辐射干扰波通过接收机 (或发射机)的天线感应成电信号进入接收机(或发射机)形成干扰。如汽车、摩托车、飞 机等的干扰波即辐射干扰波,其作用一般范围是 100 到几千米。传导波是通过电话线、电源 线、自来水管、钢筋等导体干扰接收机(或发射) ,其作用范围非常大。 干扰在接收机,如电视机上形成的干扰图形,除了我们常看到的重影外,还有许多种,它们 因干扰的种类和接收点的不同而不同。 我将其中常见的, 较典型的归纳如下①屏幕上有许多 迅速移动的亮暗相间的粗横条,如图(2)所示。②屏幕上有许多黑白相间的直条、斜条、 曲线叫作波状干扰,图略。③屏幕上有许多斑点,图略。④屏幕上干扰图形呈网状,它通常 是由通讯设备或高频设备的辐射造成的, 图略。 ⑤伴音干扰图象可形成细横条或细斜条干图 形,图略。 图(2)电视机画面上形成的粗横条 另外,有的干扰波还会造成图像闪动,甚至使图想失去同步,发生滚动,彩色电视机失 色或色不同步。其剌叭发出杂音。 2 干扰波的抑制方法 工业、 科研、 医疗射频设备在工作中产生的电振荡或火花放电, 会对接收机, 如电视机、 收音机产生干扰。为了针对这些干扰进行抑制,就要对高设备、高压传输设备、照明设备、 电气机车、汽车、整流设备等干扰设备有个粗略的了解。 2.1 高频设备干扰及其抑制办法 工业中使用的高频淬火机, 高频焊接机; 医疗中使用的各种超短波理疗机、 微波理疗机, 都属高频设备,高设备对接收机,如电视机、收音机等造成的干扰频率范围是很宽的,干扰 强度的变化也是很大。 这些干扰设备在一定的工作状下大多数产生持续不断地电振荡波。 但 焊接机和淬火机等高频设备在工作中产生的振荡波频率、 幅度随负载的变化而变化。 有的高 频设备产生的功率是很高的。 如高频焊接输出得功率大约为 20~50 千瓦, 其振荡基波频率为 13.27 兆赫、40 兆赫,还有 200 千赫, 而且谐波分量相当丰富。 比如 13.27HZ 和 40HZ 的六次谐波的幅度仍与基波的幅度相近。 因此,高频设备必然要对接收机如收音机、电视机造成干扰。请见表(5) 表(5) 电视频道 频道 一 二 三 64.5~72.5 五次谐波 66.35MHZ 由表(5)可以看到,高频焊接设备的振荡频率 13.27MHZ 视时,其四次谐波要对电视 频道的一频道产生干扰,其 5 次谐波要对电视的三频道产生干扰,余类推。 高频焊接设备工作时, 在焊接板外辐射电磁波的现象称之高频泄漏。 高频泄漏产生的场 强很强,其变化的范围也很大。短波理疗设备的工作频率一般在 20~50MHZ,输·出功率在 100~500 瓦,辐射范围在几公里。短波热疗机和超短波理疗机的辐射范围视 200 米。 5 高频焊接设备振荡平频率 基波 13.27MHZ 四次谐波 53.08Μ Η Ζ 频率范围(HZ) 48.5~56.5 高频焊接机有多种工作频率,其输出功率也很高,它的干扰波中除基波和各次谐波外, 还有火花放电产生的各种频率成分,且频率越高占频带越宽。 高频设备的干扰波通过接收机(电视机、收音机)与接收机收到的有用信号产生差波, 经放大、 检波后对电视机而言在其屏幕上形成干扰图形。 有时干扰波不经天线直接进入接收 机内某一系统,形成一定程度的干扰。 抑制高频设备干扰的具体办法: 首先查出干扰波的来源,干扰强度及其进入接收机(电视机、收音机)的途径。 若干扰波是通过电视机的电源线进入的需要加装电源虑波器, 虑波器是抑制干扰最有效 的手段之一。 虑波器的用法大致有三种:①是将虑波器装在干扰源内部(如汽车里、吹风机里) ,这 样作无疑是最有效的而经济的。 ②是将虑波器安装在干扰源导线引出端, 这样作不仅可能衰 减引线上的干扰波,还可以衰减导线上感应的干扰波。③在被干扰的设备(如电视机、收音 机)内安装虑波器,提高设备本身的抗干扰能力。 “虑波器”装在接地良好的屏蔽盒内。 釆用方向性强的天线,蔽开辐射干扰波。如水平设置的天线(对电视机而言) 。 除了对高频设备本身加以瓶蔽外, 还要对其现场加以屏蔽, 以此将干扰波限制规定的指标内 2.2 高压传输设备的电晕干扰及其抑制办法 高压传输设备,包括高压传输线、铁塔、变电站(所)绝缘子等。与高大建筑一样,它 会对电视波造成反射,电视屏幕出现重影等现象。 这里主要讲高压传输设备的电晕干扰。 由于高压传输线的相间相线与地间的电位差分布 不均匀,在相线表面形成行很大的电位梯度,当电位梯度达到某一临界值时,就会引起导线 周围的空气电离,造成电晕放电。电晕放电会造成随机性脉冲干扰波。 电晕干扰波和火花放电干扰波的频率变化范围很宽, 从中频到甚高频广为分布, 因此能 对收音机、电视机均造成干扰。这种干扰波的传播方式有两种:一种是沿高压线以行波方式 传播,由于衰减常数较小,可传播的距离相当远。另种是空间传播。此类干扰波使得在高压 线沿线的电视机用户受到不程度的干扰。 这种干扰在电视屏幕上表现为雪花点、斑点。 抑制这类干扰的办法: ①在电视机的天线信号入口处加装虑波器,使电视信号通过,而将干扰波衰减掉。 ②在电源线上加装电源虑波器。 这种虑波器只允许工频电流通过, 而对电源线上传导和 感应的干扰波加抑制。 ③架设方性强的室内或室外天线,选择合适的天线位置和调整天线主向方位、高度,以 获得良好的收视效果。 ④在居民密集区,釆用电视天线共用效果较好。电视共用天线对电视信号有增益作用, 而对电晕有一定的抑制作用。若在共用天线上加装一只天线放大器,信噪比会有很大提高, 收视效果会有很大提高。 2.3 照明设备干扰及其抑制办法 目前,各种新型灯具到普遍用,辉光放电的照明灯在数量上、种类上日益增多,使得有 它们产生的干扰波亦不断增加,对电视机、收音机等设备产生的干扰越来越严重。例如,日 光灯、氖灯、霓虹扥灯、高压水银灯等是依靠辉光放电而发光的灯具。它们在放电的过程中 产生杂乱的电磁波。 以下分别介绍这类干扰源 日光在起弧、消弧过程中的辉光放电会产生脉冲干扰波。另外,日光两端的线路可等效 成微分电路,它对端子电压·的微分作用才产生脉冲干扰波,日光灯产生脉冲波的频率是从 6 底频到超高频。日光产生的干扰,在在电视屏幕上表现为水平黑带,有时黑带还在屏幕上慢 慢移动。氖灯放电产干扰波,根据放电管和变压器组成的形式不同而所区别。通常氖灯放电 放产生的干扰吧波的频率特性,如图(3)从图中可以看出这种干扰波的频率极宽。 图(3) 霓虹灯的起弧、消弧的反复动作,除了产生脉冲性的干扰波外,在其放电中还会对电视波造 成反射。这些干扰在电视屏幕上表现为斑闪烁现象。对收音机则产 1 咔、咔之类的声音。 高压水银灯在点燃时的辉光放电是不稳定的,时连续发生,时而断续发生,行成脉冲性干扰 波。 其频率范围很宽, 干扰波的谐波量亦很丰富, 除了干扰电视机外还干扰调频、 调幅广播。 以上四种辉光放电照明设备所产生的干扰波,其传播途经主要是沿电源线传至电视机电源 内。然后通过耦合方式进入机内形成干扰。其次是通过辐射有电视机、收音机天线接收形成 干扰。 对照明设备干扰的抑制措施。 对电视机的电源加装虑波器图(4) 。 图(4)C=O.047μ f∕400V 日光灯上的装置抑制干扰波的电路如图(5)虚线部分所示。图中电容取值不同抑制的 效果不同。 7 图(5)在日光灯上加装抑制干扰的电路 用漆包线做成屏蔽罩将日光灯屏蔽,以此抑制干扰波的辐射。具体做法,用若干根平行 导线,焊在灯管的两端处图略。 将室内的电视机远离日光灯的位置,并移动电视机,调整天线 结束语 有关电器设备(主指:电视机、收音机)受干扰的原因和抑制的办法还有多种,本文所 述的内容皆为笔者多年从事专业技术工作的经历和了解到的理论知识, 以书面的形式表现出 来, 不可能面面俱到, 会有不拖之处实际的专业工作使我认识到: 电磁波干扰 (或电磁污染) 已成为当今社会一个很严重的问题,它不仅会干扰正常的有序的无线 电波传播(输) ,也会 影响到人类的身体健康。 为了解决此类问题我认为有关部门 (行业) 在制造电子产品标准时, 一定要考虑除了电子产品本身的性能、 质量外还要考虑产品的电磁辐射波在电源网络上的传 播造成的干扰问题。一此维护空间电波的正常传播和净化人(类)的生存环境。 广电技术发展迅速,三网融合的时代已经来临,它是一场技术革命,这样的信息传输方 式,使广大的用户享受到高质量的画面和大容量的信息,那种在开路电波传播、接收系统存 在的干扰问题, 在先进的网络传输中将不复存在。 这是科技的进步的成果, 也是人类的期待。 汪安庆 2011 年 7 月 22 日 地址:安徽安庆市宜秀区广电局 联系电线

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