通常而言, 在大功率广播电视发射台的周边区域都存在着较强的电磁干扰。这些强大的电磁辐射干扰对电磁环境造成了极为恶劣的影响, 尤其是对发射台内部设备的正常运行以及周围电子设备的影响尤为严重。甚至在同一个发射台中同时发射的不同频率之间都存在着不同程度的干扰。这些问题对技术人员造成了较为严重的干扰。本文在分析中波发射台电磁干扰源主要类型的基础上, 根据导致干扰的原因进行了较为详细的分析, 提出了针对性的抗干扰措施。
空间电磁波感应属于电磁场累感应, 其产生的原因较多, 主要包括:电源和电气设备产生的低频电磁场、发射机等高频设备产生的高频电磁场, 其他的电磁波干涉源, 诸如:闪电、大型风机马达、继电设备等负载开关的瞬间。电流触点抖动拉弧过程中产生的强脉冲干扰等。这些干扰信号具有频谱高且宽的特点, 通常在几十k Hz到200 MHz之间。尤其是在中波发射台的大功率发射机附近, 由于存在着的强电磁场对设备的外壳、甚至是一段导线都可能产生明显的感应电动势, 进而产生电磁干扰。而这些电磁干扰会对计算机, 尤其是一些精密电子设备的运算产生干扰, 影响其逻辑计算, 导致设备的正常工作受到影响。
通电导线之间的电磁互耦合是电磁干扰的另外一个重要来源, 导线之间的相互干扰主要包括下面这样三个基本形式。
(1) 电容性耦合, 这种耦合行为是由于电场之间的相互作用而导致的。通常在文献中将这种形式的耦合类比于静电耦。很显然, 这种类比是错误的, 因为这些电场并非是静止的。 (2) 电感性耦合, 这种形式的耦合主要是因为两个回路形成的电磁场相互作用产生的后果。我们通常将这种形式的耦合称作是电磁耦合, 但是其中并不包含电场。 (3) 有电场与磁场共同耦合而成的, 属于典型的电磁耦合场。在电磁耦合当中, 同时解决电场耦合与磁场耦合的方法尤为适宜。在进行近场分析的过程中, 通常是将磁场与电磁进行相互分离之后再进行处理。但是在分析远场的过程中, 则应该按照电磁场组合的方式来考虑。
微型计算机系统与其被控制独享之间, 或者是与外部设备之间存在着模拟量以及开关量的取样输入以及模拟量信号的输出等。额作为信息交换的主要通道, I/O接口同时也是其他干扰信号进入的重要渠道。尤其是在取样电路工作的过程中, 部分干扰信号乘机而入;部分是由于驱动继电器、电磁开关通断以及可控硅的使用过程中产生了较大的冲击, 在接口电路之中形成了较强的脉冲信号, 对设备都会产生对应的干扰。
在与设备同一个地方或者是同一处电源之处运行的电源线都会引起对应的干扰, 这同时也是中波发射台工作现场最为严重的一种干扰源。经常给计算机的正常运行以及报警电路的正常工作带来干扰。
供电电源线由于感应二次传导带来了对应的电磁干扰。由于给发射台供电的系统通常比较庞大, 且输电线缆很多, 工频接地复杂:有点线缆有套、有的无套;有的接地、有的不接地;有点是采用单端接地, 有的则是采用双端接地的方式。在较大的电力设备作用的强电磁场之下, 所产生的感应电压通常很大, 其感应成分很多, 包括各个频段的电磁干扰。这些电磁干扰在电力线缆之中传输, 有时候会形成较高的驻波电压, 直接对整个控制线缆及系统的安全造成影响, 干扰整个系统的正常工作。
中波发射台的计算机控制系统在输入及输出通道之上包含有成百上千条反馈线路, 其中就包含有各种强、弱信号线。而其中的这些强信号线则通常会对若信号线产生干扰, 成为了弱信号线的干扰源。另外, 若在铺设信号线时, 将之与电力线于一起架设, 则电力线将会对信号线造成干扰。为了消除信号线与电力线之间的耦合作用, 通常采用对干扰源进行抑制的方式。例如, 可以采用使用双绞线以及同轴电缆来防止耦合干扰现象的产生。主要的实现手段为。
(1) 利用必要的手段将其中的干扰源直接“屏蔽”掉, 确保其不能对信号线产生干扰。 (2) 采用必要的方式将容易受到影响的弱信号线或者是回路保护起来, 使之免受干扰源的干扰。从当前电磁抗干扰的形式来看, 在计算机控制系统当中采用同轴电缆、双绞线以及双绞屏蔽线缆成为了当前抵抗外来耦合干扰的唯一方式。 (3) 采用上、下位机通信信号的差分传输。
隔离是进行抗干扰设计的一个最常用也是最为有效的一个方式, 简单的说就是敬爱那个干扰源与被干扰部分采用物理的方式相互隔离开来。其中, 光电隔离就是一个重要的方式。在隔离的过程中, 通过光传信号来切断其与各个部件之间的联系。由于发光二极管只是在通过的电流达到一定的强度之后才发光, 一次能达到光耦输入端的干扰信号变得尤其小, 且没有晶体管那样对干扰光信号敏感。即使在干扰电压幅值较高时, 依然没有足够的能量来使得发光二极管发光, 从而达到了有效抑制干扰的目的。
在采用抗干扰软件进行处理的过程中, 需要对模拟量进行采集。而且需要实时的进程存档, 且需要持续进行越限检查, 尤其是在遭遇错误、报警等问题时, 因为模拟量受干扰的程度尤其大, 因此需要进行实时存档。然后通过软件, 利用16次取样之后获得平均值, 每次相隔对应的时间之后进行随机取样。这样可以有效的消除信号当中的高频干扰。而且被测信号频率不会很高, 通过均值法就能够消除与正态分布相吻合的噪声信号。而且这种计算方式所运行所占用的内存较小, 运算时间短, 运算效率高。
由于雷电、电气设备开关、大型电力设备的开启关闭以及电火花等在电网当中造成的供电信号噪声可以高达数千伏, 即使其持续时间只能以微秒来计, 造成的电磁信号干扰却是巨大的, 例如, 它会直接对电网在半个周期内, 或者是几个周期之内产生欠压作用, 尤其是在电源的输入端, 产生对应的共模以及常模噪声。对于这种类型的噪声, 通常可以采用线路可以采用电源线路滤波器来达到抗干扰以及滤波的作用。
摘要：在分析中波发射台电磁干扰源主要类型的基础上, 根据导致干扰的原因进行了较为详细的分析, 提出了针对性的抗干扰措施, 对中波发射台的正常工作起到了一定的促进作用。
关键词：中波发射台,电磁干扰,电磁干扰源
[1] 杨红杰.中波广播发射机计算机监控系统的研制[D].天津大学, 2002, 10.
[2] 刘胜利.中波发射台近场区电磁干扰分析和抗干扰措施[J].科技信息, 2011 (23) :106-108.
[3] 奇龙男, 全应国, 金庆龙.发射机机房地井工程[J].硅谷, 2011 (2) :126.
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