1.設(shè)備接地電阻過高：
醫(yī)療設(shè)備接地電阻過高被列為十大問題之一，這是因?yàn)楣收细怕首罡�，設(shè)備電磁發(fā)射問題、自兼容問題和抗干擾問題，其根源與設(shè)備接地阻抗過高有關(guān)，通常這不是指普通低頻接地問題，也不是指接地問題，而是由于局部（如電路板或電纜）接地阻抗過高。高阻抗接地路徑往往導(dǎo)致電纜屏蔽故障和共模電流。
在高頻下，導(dǎo)線和編織線大多具有高阻抗性，因此設(shè)計(jì)師應(yīng)避免應(yīng)用導(dǎo)線或編織接地。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每英寸長(zhǎng)導(dǎo)線的感應(yīng)抗為20nH。因此，在100mHz時(shí)，1英寸導(dǎo)線的感應(yīng)抗可以達(dá)到12ω。因此，在射頻條件下，采取接地片是處理任何長(zhǎng)度導(dǎo)線的良好方法，接地片的長(zhǎng)寬比至少應(yīng)達(dá)到5:1。也就是說，對(duì)于一個(gè)5英寸長(zhǎng)的接地片，它的寬度至少應(yīng)該是1英寸。
2.電纜屏蔽不足：
當(dāng)設(shè)備遇到電磁發(fā)射或射頻抗干擾時(shí)，通常會(huì)涉及到電纜問題，電纜的接地阻抗在這里起著很大的作用。
單點(diǎn)接地的原則適用于低頻，但對(duì)射頻效果不大。更棘手的是，由于電纜不能終止到患者的終端，屏蔽不能在兩端接地。此外，當(dāng)設(shè)備不能有效接地，甚至需要保持絕緣時(shí)，濾波有時(shí)比屏蔽更有效。
在低頻下，電纜的屏蔽層可以一端接地，但如果電纜的長(zhǎng)度超過波長(zhǎng)的l/20，則需要兩點(diǎn)或兩點(diǎn)以上的接地。這里需要指出的是，當(dāng)電纜的長(zhǎng)度是波長(zhǎng)的1/4時(shí)，情況將是最糟糕的。順便說一下，市場(chǎng)上很多電纜屏蔽層都是編織產(chǎn)品，不利于解決射頻的電磁兼容性。此外，電纜的屏蔽層也容易損壞。例如，有些電纜屏蔽是由聚酯薄膜制成的，不是很結(jié)實(shí)。有時(shí)，即使輕微接觸，也會(huì)導(dǎo)致屏蔽物破裂，降低屏蔽效果，肉眼很難發(fā)現(xiàn)。
3.開關(guān)電源發(fā)射問題:
開關(guān)電源或AC/DC轉(zhuǎn)換器的電磁發(fā)射問題由來已久。開關(guān)電源的電路組成、布局和結(jié)構(gòu)往往使開關(guān)電源的電磁發(fā)射成為其推廣應(yīng)用中的一大問題。雖然這個(gè)問題很常見，但在醫(yī)學(xué)電子學(xué)中尤為重要，所以在醫(yī)療設(shè)備的電源體積和質(zhì)量沒有問題的情況下，可以考慮采用傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源。對(duì)于電源部分來說，體積和質(zhì)量已經(jīng)成為質(zhì)量和性能的關(guān)鍵因素，因此如何選擇具有優(yōu)異電磁兼容性能的開關(guān)電源已經(jīng)成為醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)的重要組成部分。
4.電源線濾波器的使用:
由于醫(yī)療設(shè)備的電磁發(fā)射不局限于其內(nèi)部開關(guān)電源，因此電源進(jìn)線部分的線路濾波器也成為抑制高頻干擾的重要環(huán)節(jié)。一般電源線濾波器中有兩個(gè)共模干擾抑制電容器（Y電容器），可控制設(shè)備的共模電流，但這種小電容器不應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備的電源線濾波器，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致設(shè)備泄漏電流過大。醫(yī)療設(shè)備對(duì)電源線濾波器的選擇原則使設(shè)計(jì)人員失去了抑制共模電流的有效手段，其余唯一可用的手段是增加電源線濾波器中串聯(lián)電感的阻抗。
為了設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)秀的電源線濾波器，濾波器的線路設(shè)計(jì)只是一小部分。濾波器內(nèi)部元件的選擇、濾波器內(nèi)部布局和結(jié)構(gòu)以及濾波器內(nèi)部元件的分布參數(shù)是決定電源線濾波器性能的真正關(guān)鍵因素。
5.液晶顯示器的電磁發(fā)射問題:
隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備中使用單片機(jī)的情況越來越多，設(shè)備面板上使用液晶顯示器作為人機(jī)對(duì)話界面的情況也越來越多，液晶的應(yīng)用也帶來了液晶顯示器的電磁發(fā)射問題。
液晶顯示器通常由電路板上特殊的排線驅(qū)動(dòng)。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)電流不能完全返回到電纜中，其中一小部分將形成電磁輻射進(jìn)入周圍的電磁環(huán)境。
為了抑制液晶顯示器的電磁發(fā)射問題，首先需要使用盡可能短的電路將所有信號(hào)電流返回驅(qū)動(dòng)電路板。一個(gè)更好的方法是在排線下設(shè)置一個(gè)接地板，以降低信號(hào)電流返回路徑中的阻抗。此外，作為液晶顯示結(jié)構(gòu)的一部分，液晶顯示背面應(yīng)設(shè)置金屬外殼的四個(gè)角。
6.設(shè)備內(nèi)部線路的相互聯(lián)系:
在高頻狀態(tài)下，設(shè)備內(nèi)部線路之間存在聯(lián)系問題，線路布局不當(dāng)，特別是患者檢測(cè)信號(hào)輸入線路布局不當(dāng)，往往是醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)成敗的直接原因。
在處理設(shè)備的電磁兼容性問題時(shí)，電感器或鐵氧體磁芯經(jīng)常放置在線路的輸入和輸出之間，以抑制設(shè)備內(nèi)外的射頻干擾，使朝向噪聲源端的電感器具有相當(dāng)大的高頻電壓。這種高頻電壓可以通過電容耦合作用于附近的金屬物質(zhì)，如接地層、電路板、散熱器等。因此，在使用這種干擾抑制方案時(shí)要非常小心，以避免與一些敏感器件或敏感電路耦合。
此外，當(dāng)用鐵氧體磁芯吸收線路上的干擾時(shí)，將鐵芯體磁芯放在連接線外比將其放在電路板上更有效。因?yàn)檫@樣可以避免連接線與磁芯后面敏感線之間的耦合。
7.元器件的分布參數(shù):
在醫(yī)療設(shè)備中，所選元件本身的缺陷也會(huì)限制其性能。眾所周知，所有電容器都有寄生串聯(lián)電感，構(gòu)成串聯(lián)諧振電路：所有繞組匝間和層間分布電容，構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，遠(yuǎn)低于想象。例如，許多電容器的諧振頻率低于100MNz；許多繞組電感器的諧振頻率低于20MHz，變壓器的諧振頻率低于5MHz。因此，電路設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分了解這些元件的實(shí)際性能，無論是濾波器還是脫耦元件，它們都有在諧振狀態(tài)下工作的可能性，這將導(dǎo)線與線之間的串?dāng)_，這不僅會(huì)損壞線路，還會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸非常糟糕。
8.信號(hào)傳輸中的阻抗不連續(xù):
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性越來越重要，許多PCB問題可以概括為信號(hào)傳輸過程中的阻抗不連續(xù)性。
信號(hào)傳輸中的阻抗不連續(xù)問題總是圍繞著信號(hào)的循環(huán)回路。理想情況下，信號(hào)沿著一條線流出，然后沿著接地回線快速流回。然而，根據(jù)物理學(xué)中最小能量消耗定律，電流通常沿著最小能量路徑返回。此時(shí)，信號(hào)返回通道往往存在阻抗不連續(xù)的情況。一旦發(fā)生這種情況，就會(huì)引起信號(hào)反射和傳輸信號(hào)畸變。此外，在傳輸線路的不連續(xù)性上，還會(huì)導(dǎo)致輻射發(fā)射問題。
9.信號(hào)及其返回通道問題:
對(duì)于設(shè)備的布線，人們往往認(rèn)為即使使用更多的接地返回線路，也會(huì)是一種浪費(fèi)。由于大多數(shù)信號(hào)線與接地電路之間的距離太遠(yuǎn)，接地電路應(yīng)用作多跟信號(hào)線，甚至是所有信號(hào)線的接地電纜。此時(shí)，接地電纜至少有兩個(gè)問題。首先，由于接地電纜與大多數(shù)信號(hào)線之間的距離較遠(yuǎn)，信號(hào)線與接地電纜之間的環(huán)天線相對(duì)較大，外部輻射發(fā)射和外部電荷干擾的接收問題不容忽視；其次，信號(hào)線共用接地電纜的公共阻抗問題不容忽視，特別是信號(hào)線傳輸速度高，信號(hào)邊緣陡，公共阻抗相互干擾問題特別嚴(yán)重。
在實(shí)踐中，傳輸線路需要多少根接地返回線路是合適的，這取決于數(shù)據(jù)的傳輸速率和傳輸線路的長(zhǎng)度。對(duì)于信號(hào)超過100mHz的高速傳輸，建議使用信號(hào)對(duì)接地返回線，對(duì)于低于10mHz的低速傳輸，可折疊兩個(gè)（或多個(gè)）信號(hào)對(duì)接地返回線。
10.設(shè)備外殼的靜電放電問題：
靜電放電是一個(gè)常見且令人頭痛的問題。以塑料外殼醫(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)人員將在塑料外殼上進(jìn)行導(dǎo)電噴涂。為了使導(dǎo)電噴涂效果明顯，通常需要噴涂塑料外殼組合部分的所有間隙，以實(shí)現(xiàn)組合產(chǎn)生的傳導(dǎo)連續(xù)性，但這種做法導(dǎo)致了新的靜電放電接觸點(diǎn)。換句話說，設(shè)計(jì)師在解決問題的同時(shí)引入了一個(gè)新的、非常困難的問題。
為了解決上述問題，設(shè)計(jì)師可以有三種選擇：重新設(shè)計(jì)線路和內(nèi)部布局，盡量減少設(shè)備對(duì)導(dǎo)電噴涂的需求；重新噴涂設(shè)備外殼，盡量避免放電，特別小心使用屏蔽，以保護(hù)可能的放電間隙。
上述10個(gè)電磁兼容問題中有些已經(jīng)存在了幾十年，有些在不久的將來更為常見。所有這些問題對(duì)醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計(jì)都非常重要。如果設(shè)計(jì)師能在工作中避免這些問題，他們就會(huì)避免更多不必要的麻煩。
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