儀器設(shè)備設(shè)計者們經(jīng)常會遇到許多有關(guān)發(fā)射與抗干擾等問題，其中電磁干擾 (ElectroMagneticInterference，EMI) 問題在很多行業(yè)中是個常見的小毛病，但在某些特殊的行業(yè)，如醫(yī)療電子中，由于患者的**需要及生理信號電平的敏感性，電磁干擾就成為需要專門解決的重要問題。

國家標準GB9706.1《醫(yī)用電氣設(shè)備**部分：**通用要求》以及國際標準IEC60601很好地推動了醫(yī)療器械的發(fā)展。其重點在于抗干擾，但同時亦注意了干擾源問題。但國內(nèi)的一些生產(chǎn)商對電磁干擾問題的注意仍不夠充分。因此本文想通過介紹專注于電磁兼容問題咨詢服務的Kimmel-GerkeAssociates公司幾位創(chuàng)辦人總結(jié)的醫(yī)療電子常見的電磁干擾問題，給大家提供一些更多的相關(guān)信息，共同關(guān)注與解決醫(yī)療電子中的電磁干擾。

醫(yī)療電子常見的電磁干擾問題之一：接地阻抗高

接地阻抗之所以排在十大問題的**位，是因為這一問題的發(fā)生頻率*高。絕大多數(shù)的高頻問題，無論是同發(fā)射、自兼容性還是抗干擾性相關(guān)，歸根結(jié)蒂還是與接地阻抗高有關(guān)。這些問題既非低頻接地回路也非接地場所問題所導致，而是由于局部接地阻抗(如線路板或電纜)產(chǎn)生問題而引起。高阻抗的接地路徑通常會導致電纜屏蔽失效并產(chǎn)生共模電流。

由于通常的導線和編織線大都是高阻抗性的，因此高頻時要采用接地板以維持接地阻抗盡可能的低。多高才算高頻還需要由實際應用情況決定。對于導線和編織線，其感抗比線路的音頻阻抗大時，設(shè)計者就應當避免應用導線或者編織線接地。

根據(jù)經(jīng)驗，每英寸長導線的感抗約20nH。在100MHz時，1英寸導線的感抗為2nfL或12W。在射頻情況下，應對任何長度的導線都持懷疑態(tài)度，接地導線的寬度至少是其長度的1/5，就是說對于一個5英寸長的接地片而言，其寬度至少應為1英寸。

醫(yī)療電子常見的電磁干擾問題之二：電纜屏蔽不足

當碰到發(fā)射或抗射頻干擾問題時，通常也會涉及到電纜問題，其接地阻抗在電纜終端性能中起到很大作用。

妥善解決高頻射頻干擾(Radio-FrequencyImmunity，RFI)和發(fā)射傳播問題的辦法就是在電纜的兩端設(shè)置環(huán)形電纜終端。如果連接器同屏蔽體不匹配，屏蔽就將失效。 

 “一點接地”的原則適用于音頻但對射頻沒有多大效果。比較棘手的事情是，與患者連接的電纜不能有地的屏蔽，由于電纜不能終止于患者終端，因此屏蔽就不能兩端接地，此外，在設(shè)備終端不能有效接地，甚至需要維持絕緣。當患者不被連接或需維持絕緣時，可以有效地實行電纜屏蔽，外觀檢查可以判定電纜屏蔽是否有效，但在現(xiàn)場或是測試時仍會遇到問題，因此對于患者而言，濾波效應比屏蔽更重要。

電纜屏蔽可以一點接地，但如果電纜的長度超過波長的1/20時，電纜屏蔽就需要兩點接地，電纜長度是波長的1/4時的情況*糟糕。從普通的家電城里買來的電纜大都是一端接地，很少有兩端全部接地的。如果有兩端接地的情況，也會在包裝上有所說明。另外許多可購買的電纜用的都是編織線制品，這對電磁兼容性(Electro-MagneticCompatibility，EMC)很不利。

此外，電纜屏蔽也很容易遭到破壞。許多電纜屏蔽物都是由Mylar箔制成的，不是很結(jié)實，有時即使是輕微的觸碰，也會造成屏蔽物的破裂，降低屏蔽效果，而這種破裂又很難用肉眼發(fā)現(xiàn)，即使用數(shù)字伏特計也很難測量出來。

*后，電纜屏蔽要通過地線接地，因此如果地線碰到了連接器里的一個針或者外面的一個螺絲就會導致屏蔽效果降低甚至完全失效。

醫(yī)療電子常見的電磁干擾問題之三：開關(guān)電源發(fā)射

開關(guān)電源或交—直流轉(zhuǎn)換器發(fā)射問題由來已久，開關(guān)節(jié)點(收集板或排放板)的電流使得散熱器出現(xiàn)耦合噪音，產(chǎn)生傳導發(fā)射問題。 

這個問題雖然很普遍，但在醫(yī)療電子中卻尤其嚴重。但由于鍵路火花消除器技術(shù)難以發(fā)現(xiàn)此問題，所以，要盡量避免共模電流的產(chǎn)生，關(guān)鍵要做到盡可能的使差模濾波靠近故障元件，在可能的情況下*大限度地維持噪音節(jié)點的物理絕緣性，還要選好合適的位置安放散熱器。

醫(yī)療電子常見的電磁干擾問題之四：LCD發(fā)射

醫(yī)用電子儀器中，持續(xù)增加的液晶顯示器(Liquid-CrystalDisplay，LCD)的應用也帶來了LCD發(fā)射問題。LCD面板通常由電路板上發(fā)出的一根彎曲電纜所驅(qū)動，而到達LCD的電流卻不是完全返回到這根電纜中，其中的一小部分會形成共模電流，用以驅(qū)動LCD，這樣就又出現(xiàn)了**節(jié)討論的接地阻抗問題。

這種情況下，首先需要利用盡可能短的回路將電流全部返回到驅(qū)動電路板中，通過彎曲電纜下的一個接地片降低返回路徑的阻抗；*好是能夠直接將電流從LCD面板回流入電路板中，如果可能，*好使面板的四角都接地。作為其結(jié)構(gòu)的一部分，許多LCD在背面都有一金屬外殼，如果某種特殊的顯示器沒有，那么設(shè)計者就要為之特別安裝一個。如果醫(yī)療設(shè)備具有金屬外殼，設(shè)計者應當將LCD的四角完全接地。 

醫(yī)療電子常見的電磁干擾問題之五：內(nèi)置耦合通道偏移

在高頻狀態(tài)下，內(nèi)置耦合通道在電磁干擾方面起了很大作用。這些通道可以設(shè)置于設(shè)備的任何地方，但更多的會設(shè)置于敏感性強的患者信號的輸入電纜中。設(shè)置地方的不同會導致成功或失敗兩種結(jié)果。

出現(xiàn)這樣的問題有幾種解決方式。一個就是采用從電感器或是鐵氧體至臨近的金屬性物質(zhì)的電容耦合，這些元件通常置于輸入與輸出端以抑制內(nèi)部和外部的射頻干擾，這樣做就是使朝向噪音源的電感器端帶有相當大的高頻電壓，這種電感器可電容耦合于任何臨近的金屬性物質(zhì)，如接地層、電路板、散熱器等。采用這樣的方式要十分小心，避免同一些敏感器件相耦合。

采用從電路板元件至連接器插針的電容耦合也是可選擇的一種方式，但這種通道可能旁路了放置于電路板上的濾波元件。將鐵氧體放在電纜外部比將之放在電路板內(nèi)部好一些，這種方式可終止存在于連接器旁法拉第屏蔽的耦合通道。

醫(yī)療電子常見的電磁干擾問題之六：金屬外殼靜電放電

靜電放電(ElectroStaticDischarge，ESD)問題是一個經(jīng)常發(fā)生且讓人追悔莫及的事。為了降低發(fā)射和抗射頻干擾問題，設(shè)計者有時不得不在塑料外殼上鍍金，為了使之有效，鍍金要將縫隙全部鍍上以保證結(jié)合面的傳導連續(xù)性。 

這就構(gòu)成了一套新的靜電放電接觸點，設(shè)計者為了解決一個問題卻又帶來了新的問題。這的確是非常棘手的事情，通常設(shè)計者只有三種選擇：重新設(shè)計以降低設(shè)備對鍍金的需要；重新對設(shè)備進行鍍金，避免產(chǎn)生放電；特別仔細地使屏蔽物的縫隙閉合。

醫(yī)療設(shè)備電子通常會碰到與其它電子設(shè)備相同的一些電磁干擾問題，但有些問題相對于醫(yī)療行業(yè)而言是很特殊的。

文中提到的一些電磁干擾問題有些已經(jīng)存在了幾十年，有些是近期才出現(xiàn)而且日后會更加常見。這些問題對于設(shè)計醫(yī)療設(shè)備是非常重要的，設(shè)計者們?nèi)绻茉诠ぷ髦斜苊獬霈F(xiàn)這些問題就將會避免更多的令人**的事情。