中頻發電機對檢測裝置的干擾剖析及EMI濾波器的實現

0 引言
隨著電子信息技術的飛速發展及各類電氣、電子、信息設備的日益廣泛應用，電磁干擾(EMI)的交互作用使得電子設備中存在著越來越復雜的電磁環境，對各種儀器設備產生越來越大的危害。電子設備受電磁噪聲干擾的作用會產生多種危害，在模擬電路中可以引起信號波形的畸變，信噪比降低，甚至信號會完全被EMI所淹沒。噪聲干擾也會使得數字電路系統中的誤碼率上升，邏輯電平紊亂，降低系統信息的可靠性，極端情況下導致失控或誤操作的嚴重后果。尤其在一些特殊領域，與一般的電子信息系統相比，電子設備具有密集度高、電磁兼容環境惡劣和可靠性要求高等特點，使得電磁兼容(EMC)技術在該領域的應用具有特殊重要的意義。目前中頻發發電機已廣泛應用于艦船、飛機、電站等獨立的供電系統中，對其EMC的研究逐漸受到關注。由于漏抗的存在，使得中頻發電機產生共模干擾，本文針對中頻發電機的噪聲對某檢測裝置的影響，提出降低其干擾的技術措施，設計了EMI濾波電路，并對濾波效果進行了實際裝載試驗，其結果大大提高了該檢測裝置的性能。

1 發電機噪聲對檢測裝置的危害
在實際裝載工作時，檢測裝置處于惡劣環境下，具有嚴重的干擾背景，其自噪聲是非平穩的和非高斯分布的，接收的信號背景中存在時間彌散、頻率彌散、角度彌散以及嚴重的起伏。檢測裝置過高的噪聲，嚴重制約了檢測性能。然而在眾多的動態干擾因素中查找影響檢測裝置的主要干擾源是一件困難的事情。可以說，確認噪聲干擾源是提高檢測性能的一個重要環節。
由于中頻發電機的工作頻率與檢測裝置的不同，并且其供電又經過檢測裝置接收機內部的二次電源轉換，所以一般認為發電機不會對檢測裝置造成干擾，在設計時通常只對發電機輸出的電壓紋波電平提出要求，而對其輸出的噪聲并未關注。那么，中頻發電機是如何影響檢測裝置的呢?
1．1 發電機對檢測裝置的干擾原理
圖1是檢測裝置的原理框圖。檢測裝置的發射通道與收／發天線連接，發射大功率探測信號；另一方面收／發天線與接收通道連接，接收微弱信號進行濾波放大及信號處理。中頻發電機產生高壓供檢測裝置大功率發射用，產生低壓供檢測裝置的其它電子器件以及系統的其它設備用。發電機對檢測裝置的干擾正是通過高壓供電由發射通道耦合到接收通道的。

檢測裝置發射與接收分時工作，在接收期間，發射機不工作，但中頻發電機始終給發射機供電。在發射通道中設計有隔離電路，在收發轉換過程中起著至關重要的作用，必須保證在發射脈沖結束后可靠阻斷發射通道的干擾。然而在實際電路中，這種阻斷能力總是有限的，于是發電機的噪聲按照中頻發電機-發射通道-收發天線-接收通道的途徑，泄漏到接收通道，形成干擾。接收機是一個敏感設備，所接收處理的信號是mV級的小信號，一點點微弱的噪聲干擾都可能影響其工作。因此，中頻發電機的干擾增加了檢測裝置接收機的噪聲，相關試驗證明，可使其自噪聲級增加約10～20dB，成為檢測裝置的主要干擾源，嚴重影響了系統的檢測性能。