1、設(shè)備內(nèi)部接地電阻高的問(wèn)題

醫(yī)療設(shè)備接地內(nèi)阻低被列為十大問(wèn)題。 這是因?yàn)檫@些故障的概率是較高的。 一臺(tái)設(shè)備的電磁發(fā)射、自身兼容、抗干擾問(wèn)題關(guān)系到設(shè)備的癥結(jié)所在。 與接地阻抗低有關(guān)。 一般來(lái)說(shuō)，這不是指普通的低頻接地問(wèn)題，也不是指接地部位問(wèn)題，而是由局部接地阻抗較低（如電路板或電纜）引起的。 高阻抗接地路徑往往會(huì)導(dǎo)致電纜屏蔽故障和串?dāng)_電壓。

電線和編織帶在高頻下大多具有高阻抗，因此設(shè)計(jì)人員應(yīng)避免使用電線或編織帶接地。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每英寸長(zhǎng)導(dǎo)線的感抗為 20nH。 因此，在100MHz時(shí)，1英寸導(dǎo)線的感抗可達(dá)12Ω。 因此，在射頻情況下，應(yīng)謹(jǐn)慎使用任何寬度的電線。 這是使用接地片的好方法。 接地條的長(zhǎng)寬比必須至少為 5:1。 也就是說(shuō)，對(duì)于 5 英寸長(zhǎng)的接地片，其長(zhǎng)度應(yīng)至少為 1 英寸。

2、電纜屏蔽不夠

當(dāng)設(shè)備遇到電磁發(fā)射或射頻抗干擾問(wèn)題時(shí)，通常會(huì)涉及電纜問(wèn)題，而電纜的接地阻抗在這里起著很大的作用。

“單點(diǎn)接地”的原理對(duì)于低頻很有效，但對(duì)于無(wú)線電頻率卻沒(méi)有多大作用。 棘手的事情是：由于電纜不能終止于患者的終端，因此屏蔽層不能在兩端接地。 據(jù)悉，當(dāng)設(shè)備無(wú)法有效接地甚至需要保持絕緣時(shí)，混頻有時(shí)比屏蔽更有效。

在低頻時(shí)，電纜的屏蔽層可以一端接地，但如果電纜的寬度超過(guò)波長(zhǎng)的1/20，則電纜的屏蔽層需要兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地。 這里需要強(qiáng)調(diào)的是，當(dāng)電纜寬度為波長(zhǎng)的 1/4 時(shí)，情況將是較糟糕的。 順便說(shuō)一下，現(xiàn)在很多市售的電纜屏蔽層都是編織產(chǎn)品，這對(duì)于解決射頻的電磁兼容性不好。 據(jù)悉，電纜的屏蔽層也容易損壞。 例如，有些電纜屏蔽層是由聚酯薄膜制成的，其強(qiáng)度不是很高。 有時(shí)即使是輕微的觸摸也會(huì)導(dǎo)致屏蔽層破裂，增加屏蔽效果，而這些破裂很難用肉眼察覺(jué)。

3、開(kāi)關(guān)電源的傳輸問(wèn)題

開(kāi)關(guān)電源或AC/DC轉(zhuǎn)換器的電磁輻射問(wèn)題由來(lái)已久。 開(kāi)關(guān)電源的電路組成以及開(kāi)關(guān)電源本身的布局和結(jié)構(gòu)往往使開(kāi)關(guān)電源的電磁發(fā)射成為其推廣應(yīng)用中的一大問(wèn)題。 雖然這個(gè)問(wèn)題很常見(jiàn)，但在醫(yī)療電子領(lǐng)域變得尤為重要，因此在醫(yī)療設(shè)備電源的尺寸和質(zhì)量不是問(wèn)題的情況下，可以考慮傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源。 對(duì)于電源部分來(lái)說(shuō)，體積和質(zhì)量成為品質(zhì)性能的關(guān)鍵因素，因此如何選擇具有優(yōu)良電磁兼容性能的開(kāi)關(guān)電源成為醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。

4、電源線混頻器的使用問(wèn)題

由于醫(yī)療設(shè)備的電磁發(fā)射不僅僅局限于內(nèi)部選用的開(kāi)關(guān)電源，因此電源線路部分中的線路混頻器也成為抑制高頻干擾的重要環(huán)節(jié)。 通常的電源線混頻器中有兩個(gè)串?dāng)_干擾抑制電容（Y電容），可以控制設(shè)備的串?dāng)_電壓，但在醫(yī)療設(shè)備的電源線混頻器中不適合使用這種小電容，因?yàn)樗鼤?huì)影響設(shè)備的串?dāng)_電壓。造成設(shè)備漏電壓過(guò)高。 醫(yī)療設(shè)備中電源線混頻器的這種選擇原則使設(shè)計(jì)人員失去了抑制紋波電壓的有效手段，只剩下當(dāng)先可用的手段來(lái)增強(qiáng)電源線混頻器中串聯(lián)電感器的阻抗。

要設(shè)計(jì)一款先進(jìn)的電源線混頻器，混頻器的電路設(shè)計(jì)只是很小的一部分，混頻器內(nèi)部元件的選擇、濾波器的內(nèi)部布局和結(jié)構(gòu)、混頻器內(nèi)部元件的分布參數(shù)是真正決定電源線混頻器性能的關(guān)鍵因素。

5、液晶顯示器的電磁發(fā)射問(wèn)題

隨著評(píng)估技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備中采用單片機(jī)進(jìn)行控制，并在設(shè)備面板上采用液晶顯示器作為人機(jī)對(duì)話界面的情況越來(lái)越多。 液晶的應(yīng)用也帶來(lái)了液晶顯示器的電磁發(fā)射問(wèn)題。

液晶顯示器一般是通過(guò)專(zhuān)門(mén)從電路板上引出的電纜來(lái)驅(qū)動(dòng)的。 由于液晶顯示器的高阻抗特性，發(fā)送到液晶顯示器的信號(hào)電壓不可能完全返回到這條電纜，其中一小部分會(huì)產(chǎn)生電磁輻射到周?chē)碾姶怒h(huán)境中。

為了抑制液晶顯示器的電磁發(fā)射，首先需要用盡可能短的回路將所有信號(hào)電壓返回到驅(qū)動(dòng)電路板。 更好的辦法是在電纜下方設(shè)置接地板，以增加信號(hào)電壓返回路徑的阻抗。 另外，作為液晶顯示器結(jié)構(gòu)的一部分，液晶顯示器的背面必須設(shè)置金屬外殼，并且金屬外殼的四個(gè)角必須接地。

6、設(shè)備內(nèi)部電路互耦問(wèn)題

在高頻狀態(tài)下，設(shè)備內(nèi)部電路之間會(huì)出現(xiàn)相互耦合的問(wèn)題，因此電路布局不當(dāng)，特別是病人檢查信號(hào)輸入電路布局不當(dāng)，往往是設(shè)備之間的兩大區(qū)別。醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)的成功和失敗。 造成不同結(jié)果的直接原因。

在處理設(shè)備的電磁兼容問(wèn)題時(shí)，往往會(huì)在線路的輸入和輸出之間放置電感器或鐵氧體磁芯，以抑制設(shè)備內(nèi)外的射頻干擾，從而使電感器定位在噪聲源這一側(cè)承載相當(dāng)大的高頻電流。 這些高頻電流可以通過(guò)電容耦合作用于附近的金屬材料，例如接地層、電路板、散熱器等。 因此，在使用這些抑制方案來(lái)處理干擾時(shí)要非常小心，防止與一些敏感元件或敏感電路耦合。

另外，當(dāng)使用鐵氧體磁芯吸收線路上的干擾時(shí)，將鐵氧體磁芯放置在連接線之外比布置在電路板上更有效。 因?yàn)檫@些方法可以防止核心附近的干擾連接線與敏感線之間的耦合問(wèn)題。

7、單元組件的分布參數(shù)問(wèn)題

在醫(yī)療設(shè)備中，所選部件本身的缺陷也會(huì)限制其性能。 我們知道，所有電容器都具有寄生串聯(lián)電感，形成串聯(lián)諧振電路； 所有繞線電感器的定子匝間和層間都有分布電容，形成并聯(lián)諧振電路。 這些電路的諧振頻率遠(yuǎn)低于預(yù)期。 例如，許多電容器的諧振頻率高于100MNz； 許多繞線電感的諧振頻率高于20MHz，變壓器的諧振頻率高于5MHz。 因此，電路設(shè)計(jì)者必須充分了解此類(lèi)元件的實(shí)際性能。 無(wú)論是混頻器還是去耦器，它們都有工作在諧振狀態(tài)的可能性，這會(huì)減少線與線之間的噪聲問(wèn)題。 這些噪聲不僅會(huì)對(duì)線路造成損壞，還會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸情況很差。

8、信號(hào)傳輸中的阻抗不連續(xù)問(wèn)題

隨著高速數(shù)字電路的廣泛應(yīng)用，印刷電路板中的電磁兼容問(wèn)題變得越來(lái)越重要，許多PCB問(wèn)題可以概括為信號(hào)傳輸過(guò)程中的阻抗不連續(xù)性。

信號(hào)傳輸中的阻抗不連續(xù)問(wèn)題一直圍繞著信號(hào)的循環(huán)回路。 理想情況下，信號(hào)沿一條線路流出，然后沿接地回流線快速流回。 然而，根據(jù)化學(xué)中的較小能量消耗定理，電壓一般沿著較小能量路徑返回。 此時(shí)，信號(hào)的返回路徑往往會(huì)出現(xiàn)阻抗不連續(xù)。 一旦出現(xiàn)這些情況，信號(hào)就會(huì)被反射，造成傳輸信號(hào)。 失真。 此外，傳輸線的不連續(xù)性也會(huì)導(dǎo)致輻射發(fā)射問(wèn)題。

9. 信號(hào)和返回路徑問(wèn)題

當(dāng)談到設(shè)備布線時(shí)，人們常常覺(jué)得使用額外的地回線是一種浪費(fèi)。 由于大多數(shù)信號(hào)線與地環(huán)路的寬度相差太遠(yuǎn)，因此應(yīng)使用一根地回線作為多條信號(hào)線甚至所有信號(hào)線的地線。 此時(shí)，這條地回線至少存在兩個(gè)問(wèn)題。 首先，由于地回線與大部分信號(hào)線之間的距離比較長(zhǎng)，信號(hào)線與地回線之間形成的環(huán)形天線相對(duì)較大，環(huán)形天線與外界的輻射較大。環(huán)形天線的輻射比較大。 電荷干擾的接收問(wèn)題不容忽視； 其次，這條與地回線共用的信號(hào)線的共阻抗問(wèn)題也不容忽視，特別是當(dāng)信號(hào)線上傳輸?shù)男盘?hào)速率較高且信號(hào)邊緣比較陡時(shí)，共阻抗的互阻抗干擾為一個(gè)特別嚴(yán)重的問(wèn)題。

實(shí)際中一條傳輸線需要多少條接地回線是由數(shù)據(jù)傳輸速度和傳輸線的粗細(xì)決定的。 對(duì)于超過(guò)100MHz的信號(hào)高速傳輸，建議使用信號(hào)地回線，對(duì)于大于10MHz的低速傳輸，可以使用兩根（或更多）信號(hào)地回線作為妥協(xié)。

10、設(shè)備外殼靜電放電問(wèn)題

靜電放電是一個(gè)常見(jiàn)且麻煩的問(wèn)題。 以塑料外殼的醫(yī)療設(shè)備為例，為了減少塑料外殼設(shè)備的電磁發(fā)射，提高塑料外殼設(shè)備的抗射頻干擾能力，設(shè)計(jì)者會(huì)對(duì)塑料外殼進(jìn)行導(dǎo)電涂層。 為了使導(dǎo)電涂料的療效顯著，一般需要對(duì)塑料外殼連接處的所有縫隙進(jìn)行涂漆，以達(dá)到結(jié)合所產(chǎn)生的導(dǎo)電的連續(xù)性，這些做法導(dǎo)致了新的靜電放電接觸點(diǎn)。 換句話說(shuō)，設(shè)計(jì)師解決了一個(gè)問(wèn)題，但卻引入了一個(gè)新的、非常困難的問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)者有三種選擇：重新設(shè)計(jì)電路和內(nèi)部布局，盡量減少設(shè)備上導(dǎo)電涂層的需要； 重新涂裝設(shè)備外殼，盡可能避免形成放電，并非常小心地使用屏蔽罩來(lái)保護(hù)可能發(fā)生放電的間隙。

前面提到的10個(gè)電磁兼容問(wèn)題，有的已經(jīng)存在好幾年了，有的較近才出現(xiàn)，將來(lái)會(huì)變得更加普遍。 所有這些問(wèn)題對(duì)于醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)都非常重要，如果設(shè)計(jì)者能夠在工作中預(yù)防此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，就會(huì)避免更多不必要的麻煩。