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定義
EMC(ElectromagneticCompatibility)
在國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC對(duì)電磁兼容的定義為:系統(tǒng)或設(shè)備在所處的電磁環(huán)境中能正常工作，同時(shí)不會(huì)對(duì)其他系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾。
EMC包括EMI(電磁干擾)及EMS(電磁耐受性)兩部分，所謂EMI電磁干擾，乃為機(jī)器本身在執(zhí)行應(yīng)有功能的過(guò)程中所產(chǎn)生不利于其它系統(tǒng)的電磁噪聲;而EMS乃指機(jī)器在執(zhí)行應(yīng)有功能的過(guò)程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力。
電磁兼容(electromagneticcompatibility)各種電氣或電子設(shè)備在電磁環(huán)境復(fù)雜的共同空間中，以規(guī)定的安全系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求的正常工作能力。也稱電磁兼容性。它的含義包括:①電子系統(tǒng)或設(shè)備之間在電磁環(huán)境中的相互兼顧;②電子系統(tǒng)或設(shè)備在自然界電磁環(huán)境中能按照設(shè)計(jì)要求正常工作。若再擴(kuò)展到電磁場(chǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，則又可把電磁兼容學(xué)科內(nèi)容稱作環(huán)境電磁學(xué)。
電磁兼容的研究是隨著電子技術(shù)逐步向高頻、高速、高精度、高可靠性、高靈敏度、高密度(小型化、大規(guī)模集成化)，大功率、小信號(hào)運(yùn)用、復(fù)雜化等方面的需要而逐步發(fā)展的。特別是在人造地球衛(wèi)星、導(dǎo)彈、計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備和潛艇中大量采用現(xiàn)代電子技術(shù)后，使電磁兼容問(wèn)題更加突出。
內(nèi)容
各種運(yùn)行的電力設(shè)備之間以電磁傳導(dǎo)、電磁感應(yīng)和電磁輻射三種方式彼此關(guān)聯(lián)并相互影響，在一定的條件下會(huì)對(duì)運(yùn)行的設(shè)備和人員造成干擾、影響和危害。
20世紀(jì)80年代興起的電磁兼容EMC學(xué)科以研究和解決這一問(wèn)題為宗旨，主要是研究和解決干擾的產(chǎn)生、傳播、接收、抑制機(jī)理及其相應(yīng)的測(cè)量和計(jì)量技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)最合理的原則，對(duì)產(chǎn)生的干擾水平、抗干擾水平和抑制措施做出明確的規(guī)定，使處于同一電磁環(huán)境的設(shè)備都是兼容的，同時(shí)又不向該環(huán)境中的任何實(shí)體引入不能允許的電磁擾動(dòng)。
進(jìn)行電磁兼容(包括電磁干擾和電磁耐受性)的檢測(cè)與試驗(yàn)的機(jī)構(gòu)有蘇州電器科學(xué)研究院、航天環(huán)境可靠性試驗(yàn)中心、環(huán)境可靠性與電磁兼容試驗(yàn)中心等實(shí)驗(yàn)室。
內(nèi)部干擾是指電子設(shè)備內(nèi)部各元部件之間的相互干擾，包括以下幾種:
(1)工作電源通過(guò)線路的分布電容和絕緣電阻產(chǎn)生漏電造成的干擾;(與工作頻率有關(guān))
(2)信號(hào)通過(guò)地線、電源和傳輸導(dǎo)線的阻抗互相耦合，或?qū)Ь€之間的互感造成的干擾;
(3)設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部某些元件發(fā)熱，影響元件本身或其它元件的穩(wěn)定性造成的干擾;
(4)大功率和高電壓部件產(chǎn)生的磁場(chǎng)、電場(chǎng)通過(guò)耦合影響其它部件造成的干擾。
外部干擾是指電子設(shè)備或系統(tǒng)以外的因素對(duì)線路、設(shè)備或系統(tǒng)的干擾，包括以下幾種:
(1)外部的高電壓、電源通過(guò)絕緣漏電而干擾電子線路、設(shè)備或系統(tǒng);
(2)外部大功率的設(shè)備在空間產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，通過(guò)互感耦合干擾電子線路、設(shè)備或系統(tǒng);
(3)空間電磁波對(duì)電子線路或系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾;
(4)工作環(huán)境溫度不穩(wěn)定，引起電子線路、設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部元器件參數(shù)改變?cè)斐傻母蓴_;
(5)由工業(yè)電網(wǎng)供電的設(shè)備和由電網(wǎng)電壓通過(guò)電源變壓器所產(chǎn)生的干擾。
電磁兼容技術(shù)的迅速發(fā)展
從地球表面到人造衛(wèi)星活動(dòng)的近千千米空間內(nèi)處處存在著電磁波，電和磁無(wú)時(shí)無(wú)刻不在影響著人們的生活及生產(chǎn)，電磁能的廣泛應(yīng)用，使工業(yè)技術(shù)的發(fā)展日新月異。電磁能在為人類創(chuàng)造巨大財(cái)富的同時(shí)，也帶來(lái)一定的危害，被稱為電磁污染，研究電磁污染是環(huán)境保護(hù)中的重要分支。以往人們把無(wú)線電通訊裝置受到的干擾，稱為電磁干擾，表明裝置受到外部干擾侵入的危害，其實(shí)它本身也對(duì)外部其他裝置造成危害，即成為干擾源。因此必須同時(shí)研究裝置的干擾和被干擾，對(duì)裝置內(nèi)部的組織和裝置之間要注意其相容性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，日益廣泛采用的微電子技術(shù)和電氣化的逐步實(shí)現(xiàn)，形成了復(fù)雜的電磁環(huán)境。不斷研究和解決電磁環(huán)境中設(shè)備之間以及系統(tǒng)間相互關(guān)系的問(wèn)題，促進(jìn)了電磁兼容技術(shù)的迅速發(fā)展。
設(shè)計(jì)要求
在進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)時(shí)要求:①明確系統(tǒng)的電磁兼容指標(biāo)。電磁兼容設(shè)計(jì)包括本系統(tǒng)能保持正常工作的電磁干擾環(huán)境和本系統(tǒng)干擾其它系統(tǒng)的允許指標(biāo)。②在了解本系統(tǒng)干擾源、被干擾對(duì)象、干擾途徑的基礎(chǔ)上，通過(guò)理論分析將這些指標(biāo)逐級(jí)分配到各分系統(tǒng)、子系統(tǒng)、電路和元件、器件上。③根據(jù)實(shí)際情況，采取相應(yīng)措施抑制干擾源，消除干擾途徑，提高電路的抗干擾能力。④通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證是否達(dá)到了原定的指標(biāo)要求，如未達(dá)到則進(jìn)一步采取措施，循環(huán)多次，直至達(dá)到原定指標(biāo)為止。
電磁干擾源
分為自然的和人為的兩種。自然干擾源主要包括大氣中發(fā)生的各種現(xiàn)象，如雷電、風(fēng)雪、暴雨、冰雹、沙暴等產(chǎn)生的噪聲。自然干擾源還包括來(lái)自太陽(yáng)和外層空間的宇宙噪聲，如太陽(yáng)噪聲、星際噪聲、銀河噪聲等。人為干擾源是多種多樣的，如各種信號(hào)發(fā)射機(jī)、振蕩器、電動(dòng)機(jī)、開關(guān)、繼電器、氖燈、熒光燈、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)、電鈴、電熱器、電弧焊接機(jī)、高速邏輯電路、門電路、可控硅逆變器、氣體整流器、電暈放電、各種工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用高頻設(shè)備、城市噪聲、電氣鐵道引起的噪聲以及由核爆炸產(chǎn)生的核電磁脈沖等。
傳播途徑
可分為兩種:傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。沿著導(dǎo)體傳播的干擾稱為傳導(dǎo)干擾，其傳播方式有電耦合、磁耦合和電磁耦合。通過(guò)空間以電磁波形式傳播的電磁干擾稱為輻射干擾，其傳播方式有近區(qū)場(chǎng)感應(yīng)耦合和遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)輻射耦臺(tái)。此外，傳導(dǎo)干擾與輻射干擾還可能同時(shí)存在，從而形成復(fù)合干擾。
主要研究對(duì)象
?、俑鞣N人為噪聲，如輸電線電暈噪聲、汽車噪聲、接觸器自身噪聲及導(dǎo)體開臺(tái)時(shí)放電引起的噪聲、電氣機(jī)車噪聲、城市噪聲等。
?、诠灿米呃葍?nèi)各種公用事業(yè)設(shè)備(輸電線、通信、鐵路、公路、石油金屬管線等)相互間的影響。③
超高層建筑、輸電線、鐵塔等大型建筑物引起的反射問(wèn)題。
?、茈姶怒h(huán)境對(duì)人類及各種生物的作用。其中包括強(qiáng)電線等工頻場(chǎng)，中、短波及微波電磁輻射的影響。
?、莺穗姶琶}沖的影響。高空核爆炸產(chǎn)生的電磁脈沖能大面積破壞地面上的指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)及報(bào)系統(tǒng)。
?、尢阶V(TEMPEST)技術(shù)。其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是針對(duì)信息設(shè)備的電磁輻射與信息泄漏問(wèn)題，從信息接收和防護(hù)兩方面所開展的一系列研究工作。
?、唠娮釉O(shè)備的誤動(dòng)作。為了防止誤動(dòng)作，必須采取措施以提高設(shè)備的抗干擾能力。
?、囝l譜分配與管理。無(wú)線電頻譜是一種有限的資源，但不是消耗性的，既要科學(xué)地管理，又要充分地利用。
⑨電磁兼容與測(cè)量。
?、庾匀唤缬绊懙?。
兼容性的措施
?、偈褂猛晟频钠帘误w可防止外部輻射進(jìn)入本系統(tǒng)，也可防止本系統(tǒng)的干擾能量向外輻射。屏蔽體應(yīng)保持完整性，對(duì)必不可少的門、縫、通風(fēng)孔和電纜孔等須妥善處理，屏蔽體要有可靠的接地。②設(shè)計(jì)合理的接地系統(tǒng)，小信號(hào)、大信號(hào)和產(chǎn)生干擾的電路盡量分開接地，接地電阻盡可能小。③使用合適的濾波技術(shù)，濾波器的通帶經(jīng)過(guò)合理選擇，盡量減小漏電損耗。④使用限幅技術(shù)，限幅電平應(yīng)高于工作電平，并且應(yīng)雙向限幅。⑤正確選用連接電纜和布線方式，必要時(shí)可用光纜代替長(zhǎng)電纜。⑥采用平衡差動(dòng)電路、整形電路、積分電路和選通電路等技術(shù)，⑦系統(tǒng)頻率分配要恰當(dāng)。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)中有多個(gè)主頻信號(hào)工作時(shí)，盡量使各信號(hào)頻率避開，甚至避開對(duì)方的諧振頻率。⑧共用走廊的各種設(shè)備，在條件許可時(shí)，應(yīng)保持較大的隔距，以減輕相互之間的影響。
EMC設(shè)計(jì)
由于微電腦的依存度正不斷提高，設(shè)備的大量使用，復(fù)雜了我們的電磁環(huán)境，因此外來(lái)的干擾如脈沖噪聲、放射電磁場(chǎng)、靜電、雷擊、電壓變動(dòng)等，所引發(fā)的誤動(dòng)作產(chǎn)生當(dāng)機(jī)甚至破壞的情形，如無(wú)線電的通訊、雷達(dá)、大哥大、電視游樂(lè)器??等，往往干擾到電視，甚至于造成醫(yī)療器材使用中的誤動(dòng)作，影響到飛航的安全。
國(guó)際上對(duì)于電子、電器、工業(yè)設(shè)備產(chǎn)品的抗擾性測(cè)試日漸重視，且趨向整合以IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)國(guó)際規(guī)格為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，歐洲共同體率先制定EMC防治法規(guī)，于1996年起全面實(shí)施抗擾測(cè)試。
折疊電源方面
三相入力電源在NFB(無(wú)熔絲斷路器)與變壓器間裝噪聲濾波器(NoiseFilter)，此濾波器的輸入線愈短愈好。
電源及大電流導(dǎo)線緊貼電氣箱之底部，并沿著邊角布線。
開關(guān)式電源供應(yīng)器加裝隔離罩以防輻射性發(fā)射干擾，濾波器選用器選用π型或T型可抑制寬波段噪聲，陶鐵磁體(Ferrite)材質(zhì)可抑制射頻噪聲。
電源線兩端考慮采隔離接地，以免接地回路(GroundLoop)形成共同阻抗耦合(CommonImpedanceCoupling)將噪聲耦合至信號(hào)線。
電源線與信號(hào)線盡量采用隔離或分開配線。
電源變壓器應(yīng)加隔離(Shielding)，外殼須接地良好。
單相AC控制線建議采用絞線。
直流導(dǎo)線建議使用絞線來(lái)配線。
避免將電源與信號(hào)線接至同一接頭。
折疊信號(hào)線方面
信號(hào)輸入線與輸出線應(yīng)避免排在一起造成干擾。
應(yīng)將CABLE剩余不用之線單端接地，以避免形成感應(yīng)回路。
接近電源線附近的信號(hào)線考慮采用捻合(Twist)。
不同類別的信號(hào)線避免混雜接在一個(gè)連接頭上，宜按類別分類并加地線隔離。
輸入信號(hào)線與輸出線盡量避免同在一個(gè)接頭上，如不能避免時(shí)應(yīng)將輸入與輸出信號(hào)錯(cuò)開。
敏感性較高之低準(zhǔn)位信號(hào)線，除采用絞線外可加隔離遮蔽。
折疊模擬信號(hào)方面
高頻的類比信號(hào)及脈波信號(hào)線建議采用隔離線。
高頻類比信號(hào)線采用同軸式隔離線，低頻之類比信號(hào)線采用絞線，必要時(shí)可外加隔離遮蔽，絕不可使用同軸隔離線。
連接頭安裝位置須清潔處理，接頭及金屬面的接觸電阻須小于2.5m歐姆。
類比電路干擾以波形失真為主，抑制方法主要在濾波器選用的特性，例如;帶寬、頻率響應(yīng)值。
類比信號(hào)線與數(shù)位排線必須相互垂直。
避免使用未隔離遮蔽的導(dǎo)線來(lái)傳送數(shù)位信號(hào)，宜使用多股絞線外加隔離線。
數(shù)位電路干擾以外在磁場(chǎng)干擾為主，應(yīng)加隔離措施。
數(shù)位電路易受高能電場(chǎng)干擾，須使用隔離線隔離，以能防止1～10MHz頻段之高能電場(chǎng)200V/m干擾為最佳隔離選擇。
數(shù)位電路以抑制鄰近電路脈波與尖波(Spikes)干擾為主。
數(shù)位電路傳送避免使用過(guò)長(zhǎng)且未加隔離之導(dǎo)線。
折疊電路設(shè)計(jì)方面
具干擾性的回路，如時(shí)脈、驅(qū)動(dòng)器、交換式電源的ON和OFF、振蕩器式控制信號(hào)，應(yīng)加隔離遮蔽。
各型PCB電路設(shè)計(jì)盡可能選用低噪聲零組件，且須考慮噪聲變化與環(huán)境溫度變化之關(guān)系。
陶鐵磁體鐵芯(Ferritecore)適用于高頻濾波，但須注意經(jīng)由此線圈負(fù)載功率損耗。
穩(wěn)壓器須考慮抑制線路間共通阻抗耦合(CommonImpedanceCoupling)EMI問(wèn)題。
振蕩器本身輸出越小越好，如須要較大輸出，宜由放大器放大。
功率放大應(yīng)予隔離以防止輻射性發(fā)射。
電解質(zhì)電容器適于清除高漣波(HighRipple)及暫態(tài)電壓(TransientVoltage)變化。
動(dòng)力線的干擾有低壓(或瞬間斷電)超壓及突波，這些干擾通常來(lái)自于電力開關(guān)的動(dòng)作、重負(fù)載的開與關(guān)之瞬間、功率半導(dǎo)體動(dòng)作、保險(xiǎn)絲燒斷時(shí)、雷電感應(yīng)…等。
須考慮下述項(xiàng)目來(lái)抑制:
使用電源濾波器。
適當(dāng)?shù)碾娏Ψ峙洹?/p>
受干擾的裝置改用另一電路。
將電子零件及濾波器適當(dāng)?shù)陌b。
使用隔離變壓器。
裝置壓敏電阻。
交流電磁接觸器線圈、電磁閥，皆須聯(lián)結(jié)火花消除器。
電磁開關(guān)之熱電驛輸出側(cè)須聯(lián)結(jié)三相火花消除器。
直流繼電器線圈聯(lián)結(jié)二極管，以供反相電壓保護(hù)。
火花消除器距離負(fù)載側(cè)愈近愈好。
把突波吸收器裝于電路開關(guān)和噪聲濾波器之間，線與線間，線與接地之間，將能有效吸收突波。
電磁干擾
所謂電磁干擾是指任何能使設(shè)備或系統(tǒng)性能降級(jí)的電磁現(xiàn)象。而所謂電磁敏感性是指因電磁干擾而引起的設(shè)備或系統(tǒng)的性能下降。
干擾類型
電磁干擾(ElectromagneticInterference)，簡(jiǎn)稱EMI，有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾主要是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過(guò)導(dǎo)電介質(zhì)或公共電源線互相產(chǎn)生干擾;輻射干擾是指電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過(guò)空間耦合把干擾信號(hào)傳給另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)或電子設(shè)備。
為了防止一些電子產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁干擾影響或破壞其它電子設(shè)備的正常工作，各國(guó)政府或一些國(guó)際組織都相繼提出或制定了一些對(duì)電子產(chǎn)品產(chǎn)生電磁干擾有關(guān)規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)，符合這些規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品就可稱為具有電磁兼容性EMC(ElectromagneticCompatibility)。電磁兼容性EMC標(biāo)準(zhǔn)不是恒定不變的，而是天天都在改變，這也是各國(guó)政府或經(jīng)濟(jì)組織，保護(hù)自己利益經(jīng)常采取的手段。
10.1防治電磁兼容措施
抑制電磁污染的首要措施是找出污染源;其次是判斷污染侵入的路途，主要有傳導(dǎo)和輻射兩種方式，工作重點(diǎn)是確定干擾量。解決電磁兼容問(wèn)題應(yīng)從產(chǎn)品的開發(fā)階段開始，并貫穿于整個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)的開發(fā)，生產(chǎn)全過(guò)程。國(guó)內(nèi)外大量的經(jīng)驗(yàn)表明，在產(chǎn)品或系統(tǒng)的研制生產(chǎn)過(guò)程中越早注意解決電磁兼容問(wèn)題，越可以節(jié)約人力與物力。
電磁兼容設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)是對(duì)電磁干擾源的研究，從電磁干擾源處控制其電磁發(fā)射是治本的方法。控制干擾源的發(fā)射，除了從電磁干擾源產(chǎn)生的機(jī)理著手降低其產(chǎn)生電磁噪聲的電平外，還需廣泛地應(yīng)用屏蔽(包括隔離)、濾波和接地技術(shù)。
屏蔽主要運(yùn)用各種導(dǎo)電材料，制造成各種殼體并與大地連接，以切斷通過(guò)空間的靜電耦合、感應(yīng)耦合或交變電磁場(chǎng)耦合形成的電磁噪聲傳播途徑，隔離主要運(yùn)用繼電器、隔離變壓器或光電隔離器等器件來(lái)切斷電磁噪聲以傳導(dǎo)形式的傳播途徑，其特點(diǎn)是將兩部分電路的地線系統(tǒng)分隔開來(lái)，切斷通過(guò)阻抗進(jìn)行耦合的可能。
濾波是在頻域上處理電磁噪聲的技術(shù)，為電磁噪聲提供一低阻抗的通路，以達(dá)到抑制電磁干擾的目的。例如，電源濾波器對(duì)50Hz的電源頻率呈現(xiàn)高阻抗，而對(duì)電磁噪聲頻譜呈現(xiàn)低阻抗。
接地包括接地、信號(hào)接地等。接地體的設(shè)計(jì)、地線的布置、接地線在各種不同頻率下的阻抗等不僅涉及產(chǎn)品或系統(tǒng)的電氣安全，而且關(guān)聯(lián)著電磁兼容和其測(cè)量技術(shù)。
問(wèn)題
系統(tǒng)要發(fā)生電磁兼容性問(wèn)題，必須存在三個(gè)因素，即電磁騷擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備。所以，在遇到電磁兼容問(wèn)題時(shí)，要從這三個(gè)因素入手，對(duì)癥下藥，消除其中某一個(gè)因素，就能解決電磁兼容問(wèn)題。
11.1騷擾源
任何形式的自然或電能裝置所發(fā)射的電磁能量，能使共享同一環(huán)境的人或其它生物受到傷害，或使其它設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)發(fā)生電磁危害，導(dǎo)致性能降級(jí)或失效，即稱為電磁騷擾源。一般說(shuō)來(lái)電磁干擾源分為兩大類:自然干擾源與和人為干擾源。
(一)自然干擾源
主要來(lái)源于大氣層的天電噪聲、地球外層空間的宇宙噪聲。他們既是地球電磁環(huán)境的基本要素組成部分，同時(shí)又是對(duì)無(wú)線電通訊和空間技術(shù)造成干擾的干擾源。自然噪聲會(huì)對(duì)人造衛(wèi)星和宇宙飛船的運(yùn)行產(chǎn)生干擾，也會(huì)對(duì)彈道導(dǎo)彈運(yùn)載火箭的發(fā)射產(chǎn)生干擾。
(二)人為干擾源
是有機(jī)電或其他人工裝置產(chǎn)生電磁能量干擾，其中一部分是專門用來(lái)發(fā)射電磁能量的裝置，如廣播、電視、通信、雷達(dá)和導(dǎo)航等無(wú)線電設(shè)備，稱為有意發(fā)射干擾源。另一部分是在完成自身功能的同時(shí)附帶產(chǎn)生電磁能量的發(fā)射，如交通車輛、架空輸電線、照明器具、電動(dòng)機(jī)械、家用電器以及工業(yè)、醫(yī)用射頻設(shè)備等等。因此這部分又成為無(wú)意發(fā)射干擾源。
11.2耦合途徑
即傳輸騷擾的通路或媒介。電磁干擾傳播途徑一般也分為兩種:即傳導(dǎo)耦合方式和輻射耦合方式。
任何電磁干擾的發(fā)生都必然存在干擾能量的傳輸和傳輸途徑(或傳輸通道)。通常認(rèn)為電磁干擾傳輸有兩種方式:一種是傳導(dǎo)傳輸方式;另一種是輻射傳輸方式。因此從被干擾的敏感器來(lái)看，干擾耦合可分為傳導(dǎo)耦合和輻射耦合兩大類。
(一)傳導(dǎo)耦合
傳導(dǎo)傳輸必須在干擾源和敏感器之間有完整的電路連接，干擾信號(hào)沿著這個(gè)連接電路傳遞到敏感器，發(fā)生干擾現(xiàn)象。這個(gè)傳輸電路可包括導(dǎo)線，設(shè)備的導(dǎo)電構(gòu)件、供電電源、公共阻抗、接地平板、電阻、電感、電容和互感元件等。
(二)輻射耦合
輻射傳輸是通過(guò)介質(zhì)以電磁波的形式傳播，干擾能量按電磁場(chǎng)的規(guī)律向周圍空間發(fā)射。常見的輻射耦合由三種:1.甲天線發(fā)射的電磁波被乙天線意外接受，稱為天線對(duì)天線耦合;2.空間電磁場(chǎng)經(jīng)導(dǎo)線感應(yīng)而耦合，稱為場(chǎng)對(duì)線的耦合;3.兩根平行導(dǎo)線之間的高頻信號(hào)感應(yīng)，稱為線對(duì)線的感應(yīng)耦合。
在實(shí)際工程中，兩個(gè)設(shè)備之間發(fā)生干擾通常包含著許多種途徑的耦合。正因?yàn)槎喾N途徑的耦合同時(shí)存在，反復(fù)交叉耦合，共同產(chǎn)生干擾，才使電磁干擾變得難以控制。
11.3敏感設(shè)備
敏感設(shè)備(Victim)，是指當(dāng)受到電磁騷擾源所發(fā)出的電磁能量的作用時(shí)，會(huì)受到傷害的人或其它生物，以及會(huì)發(fā)生電磁危害，導(dǎo)致性能降級(jí)或失效的器件、設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)。許多器件、設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)既是電磁騷擾源又是敏感設(shè)備。敏感設(shè)備是對(duì)干擾對(duì)象總稱，它可以是一個(gè)很小的元件或一個(gè)電路板組件，也可以是一個(gè)單獨(dú)的用電設(shè)備甚至可以是一個(gè)大型系統(tǒng)。
術(shù)語(yǔ)
(1)設(shè)備(equipment)指作為一個(gè)獨(dú)立單元進(jìn)行工作，并完成單一功能的任何電氣、電子或機(jī)電裝置。
(2)系統(tǒng)(system)指"若干設(shè)備、分系統(tǒng)、專職人員及可以執(zhí)行或保障工作任務(wù)的技術(shù)組合"。
(3)電磁環(huán)境(electromagneticenvironment)存在于給定場(chǎng)所的所有電磁現(xiàn)象的總和。
"給定場(chǎng)所"即"空間"，"所有電磁現(xiàn)象"包括了全部"時(shí)間"與全部"頻譜"。
EMC:(Electromagneticcompatibility)電磁兼容性
EMI:(Electromagneticinterference)電磁干擾
EMS:(ElectromagneticSusceptibility)電磁敏感度
RE:(Radiatedemission)輻射騷擾(俗稱:電磁輻射、輻射發(fā)射)
CE:(Conductedemission)傳導(dǎo)騷擾(俗稱:傳導(dǎo)發(fā)射)
CS:(ConductedSusceptibility)傳導(dǎo)騷擾抗擾度
RS:(RadiatedSusceptibility)射頻電磁場(chǎng)輻射抗擾度
ESD:(Electrostaticdischarge)靜電放電
EFT/Burst:(Electricalfasttransientburst)電快速瞬變脈沖群
RFI:(RadioFrequencyInterfernce)無(wú)線電頻率干擾
ISM:(IndustrialScientificMedical)工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療用射頻設(shè)備
電磁兼容
電磁兼容(EMC)分為電磁干擾(EMI)與電磁耐受(EMS)，所有電子產(chǎn)品均須符合電磁兼容的一般規(guī)定。
電磁兼容問(wèn)題在電子、電機(jī)、信息、通信等各類產(chǎn)品不斷運(yùn)用高新科技推陳出新之下，除了使用者要求通信質(zhì)量外，同時(shí)也在各國(guó)政府積極制定相關(guān)規(guī)范進(jìn)行管制之下，更突顯出電磁兼容相關(guān)問(wèn)題的重要性與緊迫性。例如，歐洲已加強(qiáng)對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品執(zhí)行后市場(chǎng)檢測(cè)，造成了許多卡關(guān)現(xiàn)象發(fā)生。
直到目前為止，確定一個(gè)產(chǎn)品會(huì)不會(huì)影響另一個(gè)產(chǎn)品功能的技術(shù)仍不是一門精確的科學(xué)，且由于產(chǎn)品組合太過(guò)復(fù)雜，認(rèn)證機(jī)構(gòu)不可能針對(duì)每一種產(chǎn)品組合都進(jìn)行檢測(cè)，因而相關(guān)主管機(jī)關(guān)莫不采取從嚴(yán)把關(guān)的態(tài)度。圖1是國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)(CISPR)針對(duì)每個(gè)國(guó)家所發(fā)射的電磁干擾所制定的標(biāo)準(zhǔn)。CISPR是國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)的特別委員會(huì)。
作為全球兩大電子產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)，美國(guó)和歐洲的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)不太一樣，簡(jiǎn)略而言，美國(guó)僅要求電磁干擾，而歐洲則還要求符合電磁耐受的規(guī)定。
美國(guó)FCC標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證嚴(yán)苛
當(dāng)電流通過(guò)電路時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)。這個(gè)電磁場(chǎng)從設(shè)備電路向外發(fā)射，其強(qiáng)度取決于電流的頻率與大小。任何電子電路所需功能以外的多余副產(chǎn)品都被稱為電磁干擾。
目前市面上各種先進(jìn)電子產(chǎn)品的電磁干擾大多來(lái)自高頻率的數(shù)字信號(hào)，信號(hào)頻率越高，產(chǎn)生的電磁干擾就越多。由于美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)與其它監(jiān)管機(jī)關(guān)嚴(yán)格規(guī)定每個(gè)電子產(chǎn)品的電磁干擾上限，以確保電子產(chǎn)品不會(huì)互相干擾，因此上述情況將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重問(wèn)題，只要產(chǎn)品想銷往美國(guó)，就必須符合FCC制訂的電磁干擾認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。
在美國(guó)境內(nèi)銷售電子產(chǎn)品，F(xiàn)CC要求必須經(jīng)過(guò)在電磁干擾范圍的特定環(huán)境下測(cè)量其電磁干擾。這些產(chǎn)品在特定的頻率波段中，必須讓其電磁輻射遠(yuǎn)低于特定值。
FCC提供了兩種等級(jí)的輻射層級(jí):A等級(jí)與B等級(jí)(表2)。A等級(jí)的產(chǎn)品是適用于商業(yè)、工業(yè)與工作環(huán)境的數(shù)碼產(chǎn)品，而非消費(fèi)者日常或在家使用的產(chǎn)品;B等級(jí)的數(shù)碼產(chǎn)品則不僅適合家用，也可在其它環(huán)境下使用。大致來(lái)說(shuō)，B等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)較A等級(jí)更為嚴(yán)苛。
表1FCC針對(duì)A等級(jí)與B等級(jí)的規(guī)定
表1列出內(nèi)容，規(guī)定A等級(jí)產(chǎn)品的電壓層級(jí)為10米，B等級(jí)電壓層級(jí)為3米。假設(shè)待測(cè)物(DUT)超過(guò)這些限度，則多余能量必須降至表2所列出的限度以下。如果電磁干擾能量只是剛好低于規(guī)定限度是非常危險(xiǎn)的，因?yàn)檫@些能量會(huì)由于制造過(guò)程與環(huán)境的改變稍微提高。特別指出的是，在第五諧波上降低過(guò)量的特定干擾頻率是件十分困難的事情，如果企業(yè)強(qiáng)行將安全限度提升至4dB，則將使問(wèn)題更加嚴(yán)重。
通過(guò)FCC認(rèn)證需要注意的十個(gè)問(wèn)題
專家總結(jié)，通過(guò)FCC認(rèn)證失敗通常是以下十個(gè)方面的因素造成的:
在初期設(shè)計(jì)階段就忽略或低估了FCC的要求;
選擇速度最快零組件與最高頻率速率;
使用單一或雙層機(jī)板，而不是選用多層印刷電路板(PCB)機(jī)板;
在頻率布線上，沒(méi)有考慮到輻射問(wèn)題;
沒(méi)有使用足夠的旁路電容;
使用無(wú)屏蔽的纜線;
使用塑料連接器;
沒(méi)有在纜線設(shè)計(jì)上使用陶鐵磁體;
沒(méi)有整合電路濾波器;
沒(méi)有適當(dāng)?shù)仄帘螜C(jī)架。
歐洲ESTI標(biāo)準(zhǔn)要求同時(shí)符合電磁干擾與電磁耐受
歐洲方面，有關(guān)電信產(chǎn)品的電磁兼容規(guī)定可參考?xì)W洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)公告的文件。ETSI是一個(gè)負(fù)責(zé)制定歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)的非營(yíng)利組織，其所制定的標(biāo)準(zhǔn)被很多國(guó)家所參考采用，例如中國(guó)。
ETSI所公告的文件中有關(guān)電磁兼容的一般規(guī)定為EN301489一1，內(nèi)容除電磁干擾的規(guī)定外,還有電磁耐受的規(guī)定，主要是檢測(cè)產(chǎn)品在各種電磁干擾環(huán)境下能否正常工作。測(cè)試內(nèi)容包括:
輻射耐受性測(cè)試(RadioFrequencyElectromagneTIeField):主要為仿真無(wú)線電波、電臺(tái)信號(hào)對(duì)產(chǎn)品的影響;
靜電測(cè)試(ElectrostatieDiseharge):主要為模擬人體所帶靜電或手持工具對(duì)產(chǎn)品的影響;
電性快速瞬時(shí)干擾耐受測(cè)試任(FastTransients,commONMode):本試驗(yàn)?zāi)康臑轵?yàn)證產(chǎn)品的電源線，信號(hào)線(控制線)遭受重復(fù)出現(xiàn)的快速瞬時(shí)脈沖時(shí)的耐受程度;
電磁傳導(dǎo)耐受測(cè)試(RadioFrequency,commonMode):本試驗(yàn)為驗(yàn)證產(chǎn)品對(duì)射頻產(chǎn)生器通過(guò)電源線傳導(dǎo)的噪聲耐受程度;
電壓瞬斷變異耐受測(cè)試(VoltageDIPsandInteruptions):本試驗(yàn)為驗(yàn)證產(chǎn)品通過(guò)電源線仿真電壓變化的耐受程度;
雷擊耐受性測(cè)試(Surges):本試驗(yàn)為針對(duì)產(chǎn)品在操作狀態(tài)下，電源線或通信端口承受開關(guān)或雷擊瞬時(shí)過(guò)電壓/電流突波的耐受程度。
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
13.1國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)
EN55014-1電磁干擾
EN55014-2電磁抗擾度
EN60555-2/EN61000-3-2電源諧波檢測(cè)
EN60555-3/EN61000-3-3電壓閃爍檢測(cè)
EN61000-4-2(ESD)靜電放電抗干擾性檢測(cè)
EN61000-4-3靜電放電抗干擾性檢測(cè)
EN61000-4-4(EFT/B)電性快速脈沖群抗干擾檢測(cè)
EN61000-4-5(Surge)雷擊抗干擾檢測(cè)
EN61000-4-6(CS)傳導(dǎo)抗干擾檢測(cè)
EN61000-4-8電源頻率磁場(chǎng)抗干擾檢測(cè)
EN61000-4-11(V.Dips)電壓瞬降抗干擾檢測(cè)
EN61000-4-12振蕩波浪涌
EN61000-4-13(Harmonic&interharmonics)諧波、諧間波抗干擾
13.2國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)
CISPR15:2005電氣照明和類似設(shè)備的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法
GB/T19287電信設(shè)備的抗擾度通用要求
YD/T1536.1電信設(shè)備的電磁信息安全性要求和測(cè)量方法
YD/T1312無(wú)線通信設(shè)備電磁兼容性要求和測(cè)量方法
GB1565城市無(wú)線電噪聲測(cè)量方法
GB6833電子測(cè)量儀器電磁兼容試驗(yàn)規(guī)范
GB/T17626電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)
GB/T12572-2008無(wú)線電發(fā)射設(shè)備參數(shù)通用要求和測(cè)量方法
GB/T26256-20102.4GHz頻段無(wú)線電通信設(shè)備的相互干擾限制與共存要求及測(cè)試方法
GB/T21646-2008400MHz頻段模擬公眾無(wú)線對(duì)講機(jī)技術(shù)規(guī)范和測(cè)量方法
GB8702-1988電磁輻射防護(hù)規(guī)定
GB9175-88環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
GB12638-90微波和超短波通信設(shè)備輻射安全要求
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