电气设备内部干扰的抑制

中心议题：

• 电气设备干扰的产生和传递
• 电气设备内部噪声的抑制措施
• 电气设备内部的电场和磁场干扰的抑制

解决方案：

• 抑制热噪声、散粒噪声、接触噪声
• 电场屏蔽和布线布局方法抑制电场感应
• 屏蔽磁场干扰源抑制磁场感应

本文介绍电气设备内部的干扰抑制措施，主要内容包括：电气设备内部干扰的产生和传递；电气设备内部噪声的抑制措施和电气设备内部的电场、磁场干扰的抑制措施。

1 干扰的产生和传递

1.1 干扰的产生
电气设备在工作过程中，除了要受到来自外部的干扰之外，还要受到来自内部的各种干扰。因此，对于电气设备的抗干扰来说，既要抑制外部干扰，又要尽可能的减小内部干扰对设备造成的不良影响。内部干扰可分为两大类，一种是内部噪声，另一种是内部的电磁和静电干扰。

1.2 内部噪声
电气设备的内部噪声是由于内部的各种元器件所产生的“热噪声”、“散粒噪声”和“接触噪声”。

（1）热噪声热噪声也称为电子噪声，它是设备内部中的电子元器件工作时产生的热量所造成的温度波动，以及环境温度的变化而引起的元器件参数的变化造成的，因为这一噪声是由于电子的热运动所产生的，因此被称为热噪声，这种噪声会随着温度的升高而增大。对这类噪声的抑制主要从降低设备内部的温度着手。

（2）散粒噪声散粒噪声是由电子（或空穴）的随机发射而引起的，主要存在于电子管、晶体管、场效应管、晶闸管等半导体器件中。由于半导体中的载流子都是一个个独立的，所以在各个短暂的瞬间，它们都是不连续和不规则的。这种不规则性所产生的电性能的变化，就成为频谱范围很宽的噪声。

（3）接触噪声接触噪声是由于两种材料之间的不完全接触而形成的电导率起伏变化所产生的。它们包括开关组件、接插件、继电器、接触器等触点的接触不良所产生的噪声，晶体管内部的动态噪声，元器件质量或特性不良产生的噪声，以及不同金属接触面所形成的电化噪声、接点噪声或松动引起的噪声等等。由于接触噪声多发生在低频段，所以是低频电路中最主要的噪声源。

1.3 内部的电磁和静电干扰
内部的电磁和静电干扰是由于内部的各种元器件的相互排列而引起的电场感应、磁场感应所产生的干扰。

（1）电场感应电场感应是由电场耦合而产生的一种干扰，也称为电容性耦合干扰，它是由于两单元电路间存在的分布电容所引起的，是两电路间电场相互作用的结果。由于实际电路中杂散电容的存在，这就势必使一个电路中电荷的变化影响到另一个电路，形成两电路间的相互影响。在频率极高的射频段，电场耦合干扰极为严重，在低频段如果电路的工作电平不高，即使在音频范围内，电场耦合的干扰也是不容忽视的。

（2）磁场感应磁场感应是由磁场耦合而产生的一种干扰，也称为电感性耦合干扰，它是由于两电路间（或回路间）存在的磁感应耦合而引起的，是磁场相互作用的结果，亦称为互感耦合，当两电路（回路）之间存在互感时，一个电路中电流的变化，必将通过磁场交链的形式耦合到另一电路。

2 内部噪声的抑制

2.1 热噪声的抑制
电气设备内部的元器件在工作时会产生热量而使设备内部温度升高，反过来环境温度的升高促使元器件产生更大的噪声电压。产生噪声电压的元器件有电阻器、所有的半导体器件、变压器、电感线圈、发光器件等。针对热噪声的产生机理，我们可以采取如下几种措施：

（1）热屏蔽
热屏蔽就是把发热点用一种特殊的导热性能良好的材料做成的屏蔽罩“包围”（就像电磁屏蔽一样）起来，使其所产生的热量和散发的热量达到平衡使温度场恒定，从而达到减小（或没有）温度的变化，以抑制因温度的变化所带来的噪声干扰。