第一篇：電磁兼容測(cè)試

一、前言

自從麥克斯韋建立電磁理論、赫芝發(fā)現(xiàn)電磁波百余年來，電磁能得到了充分的利用。尤其在科學(xué)發(fā)達(dá)的今天，廣播、電視、通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、遙測(cè)遙控及計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域得到了迅速的發(fā)展，給人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財(cái)富，特別是信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的爆炸性發(fā)展，使世界的對(duì)話距離和時(shí)間驟然縮短，世界的面貌煥然一新，地球村的夢(mèng)想將成為現(xiàn)實(shí)。然而，伴隨電磁能的利用，也帶來了電磁干擾的產(chǎn)生。元用的電磁場(chǎng)，通過輻射和傳導(dǎo)的途徑，以場(chǎng)和電流(電壓)的形式，侵人工作著的敏感的電子設(shè)備，使其無法正常工作。而且，如同生態(tài)環(huán)境污染一樣，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.電磁環(huán)境的污染也越來越嚴(yán)重。它不僅對(duì)電子產(chǎn)品的安全與可靠性產(chǎn)生危害，還會(huì)對(duì)人類及生態(tài)產(chǎn)生不良影響。當(dāng)然，這種污染不會(huì)滯留和積累電磁能量，一旦電磁騷擾源停止工作，干擾也即消失。

電磁環(huán)境的不斷惡化，引起了世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的重視，特別是二十世紀(jì)七十年代以來，進(jìn)行了大量的理論研究及實(shí)驗(yàn)工作。進(jìn)而提出了如何使電子設(shè)備或系統(tǒng)在其所處的電磁環(huán)境中，能夠正常的運(yùn)衍，而對(duì)在該環(huán)境中工作的其它設(shè)備或系統(tǒng)也不引人不能承受的電磁干擾的新課題。這就是所謂的電磁兼容。

電磁兼容學(xué)是一門新興的跨學(xué)科的綜合性應(yīng)用學(xué)科。作為邊緣技術(shù)，它以電氣和元線電技術(shù)的基本理論為基礎(chǔ)，并涉及許多新的技術(shù)領(lǐng)域，如微波技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、以及新材料等等。電磁兼容技術(shù)研究的范圍很廣，兒乎所有現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域，如電力、通信、交通、航天、軍工、計(jì)算機(jī)和醫(yī)療等都必須解決電磁兼容問題。研究的熱點(diǎn)內(nèi)容主要有：

電磁干擾源的特性及其傳輸特性；

電磁干擾的危害效應(yīng)；

電磁干擾的抑制技術(shù)；

電磁頻譜的利用和管理；

電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范；

電磁兼容性的測(cè)量與試驗(yàn)技術(shù)；

電磁泄漏與靜電放電等。

電磁兼容學(xué)又是技術(shù)與管理并重的實(shí)用工程學(xué)。開展這樣的工程，需要投入大量的人力和財(cái)力。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)和正在制定EMC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。我國(guó)在這方面的起步雖然較晚，但發(fā)展很快。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)要參與世界技術(shù)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)出口的電子產(chǎn)品都必須通過EMC檢驗(yàn)。因此，我國(guó)政府和相關(guān)部門越來越關(guān)注EMC問題，不斷制定了有關(guān)的強(qiáng)制性貫徹標(biāo)準(zhǔn)。各部門和軍兵種也都開始研究并建立了不同規(guī)模的EMC實(shí)驗(yàn)室和檢測(cè)中心。各種形式的技術(shù)研討和交流，促進(jìn)了EMC技術(shù)的普及、推廣和應(yīng)用。我國(guó)98年已立法強(qiáng)制對(duì)六類進(jìn)口電子產(chǎn)品(計(jì)算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、開關(guān)電源、電視機(jī)和音響)及通信終端產(chǎn)品施行EMC檢測(cè)。99年國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督局發(fā)布了《EMC認(rèn)證管理辦法》。我國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所EMC測(cè)試實(shí)驗(yàn)室被美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)通過了FCC認(rèn)可。從2000年2月16日起，出口美國(guó)的信息技術(shù)設(shè)備和發(fā)射及接收設(shè)備，由該實(shí)驗(yàn)室出具的數(shù)據(jù)將被美國(guó)直接接受。目前，國(guó)內(nèi)也正在審定和驗(yàn)收正式的EMC認(rèn)證機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)室。

產(chǎn)品的EMC檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)電磁兼容不可缺少的技術(shù)手段，強(qiáng)制貫徹電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，則是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的先決條件。

二、電磁兼容基本概念

關(guān)于EMC的有關(guān)概念、定義和術(shù)語，在1995年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4365“電磁兼容術(shù)語”中有詳細(xì)的闡述。這里僅就幾個(gè)主要概念作一些輔助說明。

1.電磁環(huán)境(Electromagnetic Environment)

指存在于給定場(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)象包括全部時(shí)間與全部頻譜。

2.電磁兼容性(Electmmagnetic Compatibiiity-EMC)

設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。

對(duì)于EMC這一概念，作為一門學(xué)科，可譯為“電磁兼容”，而作為一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容能力，可稱為“電磁兼容性”。

由定義可以看出，EMC包括兩個(gè)方面的含義，即設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁發(fā)射，不致影響其它設(shè)備或系統(tǒng)的功能；而本設(shè)備或系統(tǒng)的抗干擾能力，又足以使本設(shè)備或系統(tǒng)的功能不受其它干擾的影響。這就又引出了另外兩個(gè)概念——電磁干擾和電磁敏感度。

3.電磁干擾(Electromagnetic Interference-EMI)

電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。

所謂電磁騷擾(Electmmagnetic Disturbance)是指任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對(duì)有生命或元生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。它可能是電磁噪聲、無用信號(hào)或傳播媒介自身的變化，它可能引起設(shè)備或系統(tǒng)降級(jí)或損害，但不一定會(huì)形成后果。而電磁干擾則是由電磁騷擾引起的后果。電磁干擾是由干擾源、藕合通道和接收器三部分構(gòu)成的。通常稱作干擾的三要素。

根據(jù)干擾傳播的途徑，電磁干擾可分為輻射干擾和傳導(dǎo)干擾。

輻射干擾(Radiated Interference)是通過空間并以電磁波的特性和規(guī)律傳播的。但不是任何裝置都能輻射電磁波的。

傳導(dǎo)干擾(Conducted Interference)是沿著導(dǎo)體傳播的干擾。所以傳導(dǎo)干擾的傳播要求在干擾源和接收器之間有一完整的電路連接。

4.電磁敏感度(Electmmagnetic SuseeptibilkrEMS)

在存在電磁騷擾的情況下，裝置、設(shè)備或系統(tǒng)不能避免性能降低的能力。敏感度高，抗擾度低。其實(shí)二者是一個(gè)問題的兩個(gè)方面，即從不同角度反映裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的抗干擾能力。以電平來表示，敏感度電平(剛剛開始出現(xiàn)性能降低時(shí)的電平)越小，說明敏感度越高，抗擾度就越低；而抗擾度電平越高，說明抗擾度也越高，敏感度就越低。

電磁敏感度也分為輻射敏感度和傳導(dǎo)敏感度。

三、電磁干擾的危害

人們常說的射頻干擾(Radio Frequency Interference-RFI)是指元線電廣播范圍的干擾。1934年在巴黎舉行的國(guó)際無線電干擾特別委員會(huì)(CISPR)，就是第一次開始對(duì)電磁干擾及其控制技術(shù)的世界性有組織的研究。在人類進(jìn)入信息化社會(huì)的今天，電磁波作為一種資源已在OHz~400GHz寬頻范圍內(nèi)，廣泛地用于信息技術(shù)產(chǎn)品中，如汽車、通信、計(jì)算機(jī)、家電等產(chǎn)品，大量地?fù)砣松鐣?huì)和家庭。伴之而來的電磁干擾也就從甚低頻到微波波段，無孔不入地輻射或傳導(dǎo)至運(yùn)行中的子設(shè)備或系統(tǒng)以及周圍的環(huán)境。給設(shè)備或系統(tǒng)以及生態(tài)帶來各種各樣的危害?，F(xiàn)就幾個(gè)領(lǐng)域的電磁騷擾現(xiàn)象作簡(jiǎn)要介紹。

(一)信息技術(shù)設(shè)備的電磁干擾不容忽視

信息技術(shù)設(shè)備(Informatbn Technohgy Equipmem-ITE)是指用于以下目的的設(shè)備：

接收來自外部源的數(shù)據(jù)(如通過鍵盤、數(shù)據(jù)線輸入)；

對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行某些處理；

提供數(shù)據(jù)輸出。

過去，人們往往認(rèn)為，計(jì)算機(jī)是以邏輯為特征的數(shù)字系統(tǒng)，受自身和外來電磁干擾影響不會(huì)很大。盡管在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程實(shí)現(xiàn)中，也自覺或不自覺地進(jìn)行著防止和消除各種干擾的工作，然而，提到掌握和運(yùn)用EMC技術(shù)上來認(rèn)識(shí)和研究，其意識(shí)性還欠缺。然而，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)己朝高速度、高靈敏度、高集成和多功能方向發(fā)展，系統(tǒng)已是含有多種元器件和許多分系統(tǒng)的低壓傳輸信息的復(fù)雜設(shè)備。高速和高密，會(huì)使系統(tǒng)的輻射加重，低壓、高靈敏度會(huì)使系統(tǒng)的抗擾度降低。因此，由于電磁環(huán)境的干擾和系統(tǒng)內(nèi)部的相互竄擾，嚴(yán)重地威脅著計(jì)算機(jī)和數(shù)字系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。如兼容機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)的現(xiàn)象就是典型一例。

(二)信息技術(shù)設(shè)備的電磁泄揭威脅著信息安全

計(jì)算機(jī)的鍵盤、顯示屏等都會(huì)使信息輻射泄漏出去。如果泄漏的是有用信息，一旦被敵方截獲，將會(huì)造成巨大損失。美國(guó)是最早利用電磁輻射泄漏獲取情報(bào)和重視防信息泄漏的國(guó)家。美國(guó)曾有人在紐約做過試驗(yàn)，將輻射信號(hào)截獲設(shè)備“數(shù)據(jù)掃描器”裝在汽車上，從曼哈頓南端的貝特利公園，沿華爾街緩行，對(duì)沿途的海關(guān)大樓、聯(lián)邦儲(chǔ)備銀行、世界貿(mào)易中心、市政廳、警察總局、紐約電話局以及聯(lián)合國(guó)總部等單位正在工作的計(jì)算機(jī)進(jìn)行輻射信號(hào)監(jiān)測(cè)。驚奇地發(fā)現(xiàn)，紐約是一個(gè)巨大的信息庫。如果截獲者，對(duì)其有興趣，便可通過放大、特征提取、解密、解碼等技術(shù)或信息處理等，獲得有用的情報(bào)。據(jù)資料介紹，當(dāng)今的截獲技術(shù)相當(dāng)先進(jìn)，可在1公里之內(nèi)，獲取清晰的屏幕圖像。在通信方面，則往往是以傳導(dǎo)波的方式泄漏和截獲。因?yàn)椋ㄐ蓬I(lǐng)域的信號(hào)傳播方式主要是電纜、光纜和無線電波。所以，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，傳導(dǎo)形式的泄密更加嚴(yán)重。美國(guó)曾在20世紀(jì)70年代，一個(gè)潛水員在前蘇聯(lián)領(lǐng)?？v深內(nèi)部的鄂霍次克海120米深的海底軍事通信電纜上安裝了一個(gè)6米長(zhǎng)的竊聽設(shè)備，它大量記錄了所有經(jīng)過電纜的通信信號(hào)。由于沒有采取任何加密措施，而使大量軍事通信情報(bào)輕易地落在了美國(guó)人手中。美國(guó)在信息泄漏的制技術(shù)方面也很高明。美國(guó)國(guó)家安全局和美國(guó)國(guó)防部從二十世紀(jì)六十年代就開始研究制定和逐步完善的防電磁泄漏標(biāo)準(zhǔn)，就是用于計(jì)算機(jī)及信息設(shè)備防信息泄漏的研究被稱作Tempest技術(shù)。IBM開發(fā)的Tempest個(gè)人計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、顯示器等產(chǎn)品.就有明顯的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，信息泄漏被認(rèn)為是對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的最大威脅。所以，防信息泄漏已不再只是對(duì)軍事領(lǐng)域才有意義，而在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域及各行各業(yè)都應(yīng)引起足夠的重視了。

(三)機(jī)載系統(tǒng)的EMI現(xiàn)象

我們都知道，在飛機(jī)上不允許使用筆記本電腦、手機(jī)和聽CD片等。其原因就在于避免這些設(shè)備產(chǎn)生電磁騷擾。一旦電磁騷擾通過飛機(jī)上的電纜線藕合到機(jī)上的敏感設(shè)備，就可能形成干擾，使設(shè)備工作不穩(wěn)，甚至失控。如果這些騷擾通過機(jī)艙的窗戶向外輻射，使空間的電磁環(huán)境更加復(fù)雜，而機(jī)身上有大量的傳感器和數(shù)十付天線，就會(huì)因干擾而增加飛機(jī)偏離航線或造成其它事故的可能性。本來飛機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)電磁兼容性，尤其是抗擾性的要求就是非常高的。

現(xiàn)代交通工具越來越多的依賴于電子系統(tǒng)。對(duì)車載接收、監(jiān)控和定位等電子控制系統(tǒng)來說，如果電磁抗擾度不夠，就很容易受空間電磁環(huán)境干擾而不能正常工作，甚至失控造成事故。如氣囊的保護(hù)失靈、定位錯(cuò)誤等。鐵路道岔的信號(hào)自動(dòng)控制，如果因電磁干擾造成誤控，將會(huì)給列車的行駛帶來不堪設(shè)想的災(zāi)難。

(四)微波領(lǐng)域的電磁干擾

衛(wèi)星地面站和雷達(dá)裝置都會(huì)受到諸如：特高頻波段的電視信號(hào)、核電信號(hào)等干擾。如美國(guó)正在研制的新一代大功率徽波武器，其頻率在l~100GHz范圍，可想，強(qiáng)的微波輻射將會(huì)給電子設(shè)備或系統(tǒng)以及生物帶來多么嚴(yán)重的破壞和殺傷。

移動(dòng)電話正在我國(guó)蓬勃發(fā)展，可是它所產(chǎn)生的電磁干擾給持手機(jī)的人們帶來許多困擾和驚恐。目前，國(guó)家尚無關(guān)于移動(dòng)電話的電磁輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，也無手機(jī)電磁輻射測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn).但據(jù)有關(guān)部門的初步檢測(cè)和分析，認(rèn)為手機(jī)的電磁輻射為點(diǎn)頻微波輻波。手機(jī)在使用過程中，其電磁輻射以手機(jī)與基站(網(wǎng))取得聯(lián)系時(shí)最大，第一聲鈴響后，輻射逐漸減小。所以，在手機(jī)接通后的最初幾秒之內(nèi)，最好不要馬上將手機(jī)貼耳接聽。因?yàn)槿说拇竽X和眼睛對(duì)輻射是比較敏感的，以免造成傷害。當(dāng)然，在通話過程中，聲調(diào)的高低、聲音的大小和快慢也會(huì)使輻射有所不同。另外，手機(jī)的類型不同，天線的內(nèi)置或外置，其輻射都會(huì)有些差別。

(五)EMI對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)備或系統(tǒng)的危害

當(dāng)今，許多醫(yī)療設(shè)備都采用了先進(jìn)的電子和信息技術(shù)。這些設(shè)備的抗擾度如何，直接關(guān)系到人們的生命安危。如心臟起膊器，往往就會(huì)受到來自計(jì)算機(jī)、手機(jī)等的電磁干擾，使其功能發(fā)生變化。據(jù)說，一付由生物電控制的假肢，在高壓線下受到電磁干擾后人仰車翻。所以醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)尤為重要，醫(yī)療單位的電磁環(huán)境值得關(guān)注。

另外，雷電和靜電放電的危害，也屬電磁危害范疇，其危害的嚴(yán)重性是人們多有體會(huì)和認(rèn)識(shí)的。

四、堅(jiān)持電磁兼容設(shè)計(jì)，確保產(chǎn)品質(zhì)量

EMC學(xué)科的建立和一系列電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的制定，為我們從理論與實(shí)踐的結(jié)合上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或系統(tǒng)的電磁兼容提供了指導(dǎo)。

EMC設(shè)計(jì)的目標(biāo)是通過EMC測(cè)試和認(rèn)證。

EMC設(shè)計(jì)的最終目的是為了使我們的設(shè)備或系統(tǒng)能在預(yù)定的電磁環(huán)境中正常、穩(wěn)定的工作，并對(duì)該電磁環(huán)境中的任何事物不構(gòu)成電磁騷擾，即實(shí)現(xiàn)電磁兼容。

EMC設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容很多。從原理上講，要研究 干擾的三要素(干擾源、干擾的藕合通道和接收器)和 抑制干擾措施等。從技術(shù)來說，主要是如何運(yùn)用濾波、接地和屏蔽三大技術(shù)。

電磁兼容設(shè)計(jì)的基本原則和方法，首先是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)EMC提出的要求和相應(yīng)的指標(biāo)，然后，依據(jù)電磁兼容的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，將設(shè)計(jì)產(chǎn)品的電磁兼容性指標(biāo)要求分解成元器件級(jí)、電路級(jí)、模塊級(jí)和產(chǎn)品級(jí)的指標(biāo)要求，再按照各級(jí)要實(shí)現(xiàn)的功能要求，逐級(jí)分層次的進(jìn)行設(shè)計(jì)。

電磁兼容性設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題很多，但從根據(jù)上講，就是如何提高設(shè)備的抗擾度和防止電磁泄漏。通常采取的措施，一方面設(shè)備或系統(tǒng)本身應(yīng)選用互相干擾最小的設(shè)備、電路和部件，并進(jìn)行合理的布局。再就是通過接地、屏蔽及濾波技術(shù)，抑制與隔離電磁騷擾。對(duì)不同的設(shè)備或系統(tǒng)有不同的設(shè)計(jì)方法和措施。下面具體談點(diǎn)粗淺認(rèn)識(shí)。

(一)元器件的選擇和電路的分析是EMC設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

以計(jì)算機(jī)為例.它是以數(shù)字電路為主，以低電平傳輸信號(hào)的設(shè)備。所用的數(shù)字集成電路既是干擾源，又是干擾的敏感器件，以存儲(chǔ)器為代表的MOS器件就是一個(gè)典型例子。存儲(chǔ)器瞬間工作時(shí)能產(chǎn)生很大電流，加之工作頻率可達(dá)百兆以上，因而易產(chǎn)生竄擾，造成誤動(dòng)作或通過公共阻抗干擾其它電路。但另一方面，MOS器件本身的抗擾性又很差。數(shù)字電路傳送脈沖信號(hào)，產(chǎn)生的輻射頻率范圍很寬，如時(shí)鐘產(chǎn)生器、高速邏輯電路等都會(huì)產(chǎn)生高頻干擾和電磁泄漏，同時(shí)也會(huì)受通信、電視等頻段的電磁騷擾。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮選用抗干擾器件，合理確定指標(biāo)和運(yùn)用接地、屏蔽等技術(shù)。

(二)電珠系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計(jì)

無論是信息技術(shù)設(shè)備還是無線電電子、電氣產(chǎn)品都要有電源供電。電源有外電源和內(nèi)電源，電源是典型的也是危害嚴(yán)重的電磁干擾源。如電網(wǎng)的沖擊，尖峰電壓可高達(dá)千伏以上，會(huì)給設(shè)備或系統(tǒng)帶來毀滅性的破壞。另外，電源干線是多種干擾信號(hào)侵人設(shè)備的途徑。因此，電源系統(tǒng)，特別是開關(guān)電源的EMC設(shè)計(jì)是部件級(jí)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。其措施多種多樣，諸如供電電纜直接從電網(wǎng)總閘引出，電網(wǎng)引出的交流經(jīng)穩(wěn)壓、低通濾波、電源變壓器繞組間的隔離、屏蔽以及浪涌抑制和過壓過流保護(hù)等。

(三)接地系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

良好的接地可以保護(hù)設(shè)備或系統(tǒng)的正常操作以及人身安全?？梢韵鞣N電磁干擾和雷擊等。所以接地設(shè)計(jì)是非常重要的，但也是難度較大的課題。地線的種類很多，有邏輯地、信號(hào)地、屏蔽地、保護(hù)地等。接地的方式也可分單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、混合接地和懸浮地等。理想的接地面應(yīng)為零電位，各接地點(diǎn)之間無電位差。但實(shí)際上，任何“地”或接地線都有電阻。當(dāng)有電流通過時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生壓降，使地線上的電位不為零，兩個(gè)接地點(diǎn)之間就會(huì)存在地電壓。當(dāng)電路多點(diǎn)接地，井有信號(hào)聯(lián)系時(shí)，就將構(gòu)成地環(huán)路干擾電壓。因此，接地技術(shù)十分講究，如信號(hào)接地與電源接地要分開，復(fù)雜電路采用多點(diǎn)接地和公共地等。

(四)印制電路板的EMC設(shè)計(jì)

元器件、電路和地線引起的騷擾都會(huì)在印制電路板上反映出來。因此，印制電路板的EMC工程設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。印制電路板的布線要合理，如采用多層板，電源線與地線靠近，時(shí)鐘線、信號(hào)線與地線的臣離要近等，以減少電路工作時(shí)引起內(nèi)部噪聲。嚴(yán)格執(zhí)行印制電路板的工藝標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，模擬和數(shù)字電路分層布局，以達(dá)到板上各電路之間的相互兼容。

另外，值得注意的是在進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)時(shí)，一定不能忽略對(duì)靜電放電(ESD)的防護(hù)。ESD防護(hù)的關(guān)鍵，一是防止靜電核的產(chǎn)生和積累，再就是阻隔ESD效應(yīng)的發(fā)生。阻止披電的方法和措施很多，這里不做贅述。

五、掌握并運(yùn)用EMC測(cè)試技術(shù)

EMC設(shè)計(jì)與EMC測(cè)試是相輔相成的。EMC設(shè)計(jì)的好壞是要通過EMC測(cè)試來衡量的。只有在產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)和研制的全過程中，進(jìn)行EMC的相容性預(yù)測(cè)和評(píng)估，才能及早發(fā)現(xiàn)可能存在的電磁干擾，并采取必要的抑制和防護(hù)措施，從而確保系統(tǒng)的電磁兼容性。否則，當(dāng)產(chǎn)品定型或系統(tǒng)建成后再發(fā)現(xiàn)不兼容的題，則需在人力、物力上花很大的代價(jià)去修改設(shè)計(jì)或采用補(bǔ)救的措施。然而，往往難以徹底的解決問題，而給系統(tǒng)的使用帶來許多麻煩。

EMC測(cè)試包括測(cè)試方法、測(cè)量?jī)x器和試驗(yàn)場(chǎng)所，測(cè)試方法以各類標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，測(cè)量?jī)x器以頻域?yàn)榛A(chǔ)，試驗(yàn)場(chǎng)地是進(jìn)行EMC測(cè)試的先決條件，也是衡量EMC工作水平的重要因素。EMC檢測(cè)受場(chǎng)地的影響很大，尤其以電磁輻射發(fā)射、輻射接收與輻射敏感度的測(cè)試對(duì)場(chǎng)地的要求最為嚴(yán)格。目前，國(guó)內(nèi)外常用的試驗(yàn)場(chǎng)地有：開闊場(chǎng)、半電波暗室、屏蔽室和橫電磁波小室等。

作為EMC測(cè)試的實(shí)驗(yàn)室大體有兩種類型：一種是經(jīng)過EMC權(quán)威機(jī)構(gòu)審定和質(zhì)量體系認(rèn)證而且具有法定測(cè)試資格的綜合性設(shè)計(jì)與測(cè)試實(shí)驗(yàn)室?；蚍Q檢測(cè)中心。它包括有進(jìn)行傳導(dǎo)干擾、傳導(dǎo)敏感度及靜電放電敏感度測(cè)試的屏蔽室，有進(jìn)行輻射敏感度測(cè)試的消聲屏蔽室，有用來進(jìn)行輻射發(fā)射測(cè)試的開闊場(chǎng)地和配備齊全的測(cè)試與控制儀器設(shè)備。要建立這樣一套完善的實(shí)驗(yàn)室需投入幾百萬甚至數(shù)千萬元人民幣。目前，國(guó)內(nèi)已有數(shù)家已建成或正在投資興建。

另一種類型就是根據(jù)本單位的實(shí)際需要和經(jīng)費(fèi)情況而建立的具有一定測(cè)試功能的EMC實(shí)驗(yàn)室。比起大型的綜合實(shí)驗(yàn)室，這類測(cè)試實(shí)驗(yàn)室規(guī)模小，造價(jià)低。主要適用于預(yù)相容測(cè)試和EMC評(píng)估。也就是為了使產(chǎn)品在最后進(jìn)行EMC認(rèn)證之前，具有自測(cè)試和評(píng)估的手段。如有不足，還可充分利用社會(huì)成果，內(nèi)外合作，相互比對(duì)和交流，以達(dá)節(jié)約開支，改進(jìn)設(shè)計(jì)，不斷提高產(chǎn)品的電磁兼容性之目的。

在測(cè)試儀器方面，以頻譜分析儀為核心的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，可以快捷、準(zhǔn)確地提供EMC有關(guān)參數(shù)。新型的EMC掃描儀與頻譜儀相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了電磁輻射的可視化?？蓪?duì)系統(tǒng)的單個(gè)元器件，PCB板、整機(jī)與電纜等進(jìn)行全方位的三維測(cè)試，顯示真實(shí)的電磁輻射狀況。

EMC測(cè)試必須依據(jù)EMC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范給出的測(cè)試方法進(jìn)行，并以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限值作為判據(jù)。對(duì)于預(yù)相容測(cè)試，盡管不可能保證產(chǎn)品通過所有項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，但至少可以消除絕大部分的電磁干擾，從而提高產(chǎn)品的可信度。而且能夠指出你如何改進(jìn)設(shè)計(jì)、抑制EMI發(fā)射。

六、結(jié)束語

EMC作為一門多學(xué)科的高新技術(shù)，以其在質(zhì)量保證體系中的重要作用而逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。堅(jiān)持電磁兼容性設(shè)計(jì)，提高貫徹EMC標(biāo)準(zhǔn)的意識(shí)性。消除電磁干擾，實(shí)現(xiàn)電磁兼容，從根本上提高產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。

第二篇：電磁兼容作業(yè)

題目：電源電磁兼容原理及抑制方法電磁兼容原理作業(yè)

姓名：趙軍

學(xué)號(hào)：S20060151

電源電磁兼容原理及抑制方法

隨著電子設(shè)備的大量應(yīng)用，電源在這些設(shè)備中的地位越來越重要，而開關(guān)變換器由于體積小、重量輕、效率高等特點(diǎn)，在電源中占的比重越來越大。開關(guān)電源大多工作在高頻情況下，在開關(guān)器件的開關(guān)過程中，寄生元件（如寄生電容、寄生電感等）中能量的高頻變化產(chǎn)生了大量的電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）。

EMI信號(hào)占有很寬的頻率范圍，又有一定的幅度，經(jīng)過在電路、空間中的傳導(dǎo)和輻射，污染了周圍的電磁環(huán)境，影響了與其它電子設(shè)備的電磁兼容（Electromagnetic Compatibility）性。隨著近年來各國(guó)對(duì)電子設(shè)備的電磁干擾和電磁兼容性能要求的不斷提高，對(duì)電磁干擾以及新的抑制方法的研究已成為開關(guān)電源研究中的熱點(diǎn)。

本文對(duì)電磁干擾產(chǎn)生、傳播的機(jī)理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，重點(diǎn)總結(jié)了幾種近年來提出的抑制開關(guān)電源電磁干擾產(chǎn)生及傳播的新方法。1 電磁干擾的產(chǎn)生和傳播方式

開關(guān)電源中的電磁干擾分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。通常傳導(dǎo)干擾比較好分析，可以將電路理論和數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)合起來，對(duì)電磁干擾中各種元器件的特性進(jìn)行研究；但對(duì)輻射干擾而言，由于電路中存在不同干擾源的綜合作用，又涉及到電磁場(chǎng)理論，分析起來比較困難。下面將對(duì)這兩種干擾的機(jī)理作一簡(jiǎn)要的介紹。1.1 傳導(dǎo)干擾的產(chǎn)生和傳播

傳導(dǎo)干擾可分為共模（Common Mode-CM）干擾和差模（Differential Mode-DM）干擾。由于寄生參數(shù)的存在以及開關(guān)電源中開關(guān)器件的高頻開通與關(guān)斷，使得開關(guān)電源在其輸入端（即交流電網(wǎng)側(cè)）產(chǎn)生較大的共模干擾和差模干擾。1.1.1 共模（CM）干擾

變換器工作在高頻情況時(shí)，由于dv/dt很高，激發(fā)變壓器線圈間、以及開關(guān)管與散熱片間的寄生電容，從而產(chǎn)生了共模干擾。如圖1所示，共模干擾電流從具有高dv/dt的開關(guān)管出發(fā)流經(jīng)接地散熱片和地線，再由高頻LISN網(wǎng)絡(luò)（由兩個(gè)50Ω電阻等效）流回輸入線路。

圖1 典型開關(guān)變換器中共模、差模干擾的傳播路徑

根據(jù)共模干擾產(chǎn)生的原理，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常采用以下幾種抑制方法： 1）優(yōu)化電路器件布置，盡量減少寄生、耦合電容。

2）延緩開關(guān)的開通、關(guān)斷時(shí)間。但是這與開關(guān)電源高頻化的趨勢(shì)不符。3）應(yīng)用緩沖電路，減緩dv/dt的變化率。1.2.2 差模（DM）干擾

開關(guān)變換器中的電流在高頻情況下作開關(guān)變化，從而在輸入、輸出的濾波電容上產(chǎn)生很高的di/dt，即在濾波電容的等效電感或阻抗上感應(yīng)了干擾電壓。這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生差模干擾。故選用高質(zhì)量的濾波電容（等效電感或阻抗很低）可以降低差模干擾。

1.2 輻射干擾的產(chǎn)生和傳播

輻射干擾又可分為近場(chǎng)干擾〔測(cè)量點(diǎn)與場(chǎng)源距離<λ/6（λ為干擾電磁波波長(zhǎng)）〕和遠(yuǎn)場(chǎng)干擾（測(cè)量點(diǎn)與場(chǎng)源距離>λ/6）。由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，導(dǎo)體中變化的電流會(huì)在其周圍空間中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)又產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，兩者都遵循麥克斯韋方程式。而這一變化電流的幅值和頻率決定了產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的大小以及其作用范圍。在輻射研究中天線是電磁輻射源，在開關(guān)電源電路中，主電路中的元器件、連線等都可認(rèn)為是天線，可以應(yīng)用電偶極子和磁偶極子理論來分析。分析時(shí)，二極管、開關(guān)管、電容等可看成電偶極子；電感線圈可以認(rèn)為是磁偶極子，再以相關(guān)的電磁場(chǎng)理論進(jìn)行綜合分析就可以了。

圖2是一個(gè)Boost電路的空間分布圖，把元器件看成電偶極子或磁偶極子，應(yīng)用相關(guān)電磁場(chǎng)理論進(jìn)行分析，可以得出各元器件在空間的輻射電磁干擾，將這些干擾量迭加，就可以得到整個(gè)電路在空間產(chǎn)生的輻射干擾。關(guān)于電偶極子、磁偶極子，可參考相關(guān)的電磁場(chǎng)書籍，此處不再論述。

圖2 Bosst電路在三維空間的分布

需要注意的是，不同支路的電流相位不一定相同，在磁場(chǎng)計(jì)算時(shí)這一點(diǎn)尤其重要。相位不同一是因?yàn)楦蓴_從干擾源傳播到測(cè)量點(diǎn)存在時(shí)延作用（也稱遲滯效應(yīng)）；再一個(gè)原因是元器件本身的特性導(dǎo)致相位不同。如電感中電流相位比其它元器件要滯后。遲滯效應(yīng)引起的相位滯后是信號(hào)頻率作用的結(jié)果，僅在頻率很高時(shí)作用才較明顯（如GHz級(jí)或更高）；對(duì)于功率電子器件而言，頻率相對(duì)較低，故遲滯效應(yīng)作用不是很大。2 幾種新的電磁干擾抑制方法

在開關(guān)電源產(chǎn)生的兩類干擾中，傳導(dǎo)干擾由于經(jīng)電網(wǎng)傳播，會(huì)對(duì)其它電子設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，往往引起更嚴(yán)重的問題。常用的抑制方法有：緩沖器法，減少耦合路徑法，減少寄生元件法等。近年來，隨著對(duì)電子設(shè)備電磁干擾的限制越來越嚴(yán)格，又出現(xiàn)了一些新的抑制方法，主要集中在新的控制方法與新的無源緩沖電路的設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面。下面分別予以介紹。2.1 新的控制方法—調(diào)制頻率控制

干擾是根據(jù)開關(guān)頻率變化的，干擾的能量集中在這些離散的開關(guān)頻率點(diǎn)上，所以很難滿足抑制EMI的要求。通過將開關(guān)信號(hào)的能量調(diào)制分布在一個(gè)很寬的頻帶上，產(chǎn)生一系列的分立邊頻帶，則干擾頻譜可以展開，干擾能量被分成小份分布在這些分立頻段上，從而更容易達(dá)到EMI的標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)制頻率（Modulated Frequency）控制就是根據(jù)這種原理實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)電源電磁干擾的抑制。最初人們采用隨機(jī)頻率（Randomized Frequency）控制[1]，其主要思想是，在控制電路中加入一個(gè)隨機(jī)擾動(dòng)分量，使開關(guān)間隔進(jìn)行不規(guī)則變化，則開關(guān)噪聲頻譜由原來離散的尖峰脈沖噪聲變成連續(xù)分布噪聲，其峰值大大下降。具體辦法 是，由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生兩種不同占空比的脈沖，再與電壓誤差放大器產(chǎn)生的誤差 信號(hào)進(jìn)行采樣選擇產(chǎn)生最終的控制信號(hào)。其具體的控制波形如圖3(a)所示。

(a)隨機(jī)頻率控制原理波形圖

(b)調(diào)制頻率控制原理波形圖 圖3 兩種不同的頻率調(diào)制波形

但是，隨機(jī)頻率控制在開通時(shí)基本上采用PWM控制的方法，在關(guān)斷時(shí)才采用隨機(jī)頻率，因而其調(diào)制干擾能量的效果不是很好，抑制干擾的效果不是很理想。而最新出現(xiàn)的調(diào)制頻率控制則很好地解決了這些問題。其原理是，將主開關(guān)頻率進(jìn)行調(diào)制，在主頻帶周圍產(chǎn)生一系列的邊頻帶，從而將噪聲能量分布在很寬的頻帶上，降低了干擾。這種控制方法的關(guān)鍵是對(duì)頻率進(jìn)行調(diào)制，使開關(guān)能量分布在邊頻帶的范圍，且幅值受調(diào)制系數(shù)β的影響（調(diào)制系數(shù)β=Δf/fm，Δf為相鄰邊頻帶間隔，fm為調(diào)制頻率），一般β越大調(diào)制效果越好[2][3]，其控制波形如圖3(b)所示。

圖4即為一個(gè)根據(jù)調(diào)制頻率原理設(shè)計(jì)的控制電路。各種控制方法可以在不影響變換器工作特性的情況下，很好地抑制開通、關(guān)斷時(shí)的干擾。

圖4 一個(gè)典型的調(diào)制頻率控制電路

2.2 新的無源緩沖電路設(shè)計(jì)

開關(guān)變換器中電磁干擾是在開關(guān)管開關(guān)時(shí)刻產(chǎn)生的。以整流二極管為例，在開通時(shí)，其導(dǎo)通電流不僅引起大量的開通損耗，還產(chǎn)生很大的di/dt，導(dǎo)致電磁干擾；而在關(guān)斷時(shí)，其兩端的電壓快速升高，有很大的dv/dt，從而產(chǎn)生電磁干擾。緩沖電路不僅可以抑制開通時(shí)的di/dt、限制關(guān)斷時(shí)的dv/dt，還具有電路簡(jiǎn)單、成本較低的特點(diǎn)，因而得到了廣泛應(yīng)用。但是傳統(tǒng)的緩沖電路中往往采用有源輔助開關(guān)，電路復(fù)雜不易控制，并有可能導(dǎo)致更高的電壓或電流應(yīng)力，降低了可靠性。因此許多新的無源緩沖器應(yīng)運(yùn)而生，以下分別予以總結(jié)介紹。2.2.1 二極管反向恢復(fù)電流抑制電路

對(duì)于圖5(a)的Boost電路，Q1開通后，D1將關(guān)斷。但由于此前D1上的電流為工作電流，要降為零，其dv/dt將很高。D1的關(guān)斷只能靠反向恢復(fù)電流尖峰，而現(xiàn)有的抑制二極管反向恢復(fù)電流的方法大多只適用于特定的變換器電路，而且只對(duì)應(yīng)某一種的輸入輸出模式，適用性很差。國(guó)外有人提出了圖5(b)的電路[6]，可以較好地解決這一缺陷。

圖5(b)的關(guān)鍵在于把一個(gè)輔助二極管（D2）、一個(gè)小的輔助電感（L2）與主功率電感（L1）的部分線圈串聯(lián)，然后與主二極管（D1）并聯(lián)。其工作原理是，在Q1開通時(shí)，利用輔助電感及輔助二極管構(gòu)成的輔助電路進(jìn)行分流，使主二極管D1上的電流降為零，并維持到Q1關(guān)斷。由于電感L2的作用，輔助二極管D2上的反向恢復(fù)電流是很小的，可以忽略。

(a)Boost電路

(b)二極管反向恢復(fù)電路

圖5 Boost電路及其二極管反向恢復(fù)電路

這種方法除了可用于一般的變換器電路，以限制主二極管的反向恢復(fù)電流，還可以用在輸入輸出整流二極管的恢復(fù)電流抑制上。圖6是這種應(yīng)用的舉例。這種技術(shù)應(yīng)用在一般的電源電路里，都可以獲得有效抑制反向恢復(fù)尖峰電流、降低EMI、減少損耗提高效率的效果。

(a)輸入整流電路

(b)輸出整流電路 圖6 輸入輸出整流二極管反向恢復(fù)電流抑制電路

2.2.2 無損緩沖電路

在變換器電路中，主二極管反向恢復(fù)時(shí)，會(huì)對(duì)開關(guān)管造成很大的電流、電壓應(yīng)力，引起很大的功耗，極易造成器件的損壞。為了抑制這種反向恢復(fù)電流，減少損耗，而提出了一種無損緩沖電路[5]，如圖7所示。

圖7 無損緩沖電路

其主要工作原理是，主開關(guān)Q開通時(shí)的di/dt應(yīng)力、關(guān)斷時(shí)的dv/dt應(yīng)力分別受L1、C1所限制，利用L1、C1、C2之間相互的諧振及能量轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)主二極管D反向恢復(fù)電流的抑制，使開關(guān)損耗、EMI大大減少。不僅如此，由于開通時(shí)C1上的能量轉(zhuǎn)移到C2，關(guān)斷時(shí)C2和L1上的能量轉(zhuǎn)移到負(fù)載，這種緩沖電路的損耗很低，效率很高。2.2.3 無源補(bǔ)償技術(shù)

傳統(tǒng)的共模干擾抑制電路如圖8所示。為了使通過濾波電容Cy流入地的漏電流維持在安全范圍，Cy的值都較小，相應(yīng)的扼流線圈LCM就變大，特別是由于LCM要傳輸全部的功率，其損耗、體積和重量都會(huì)變大。應(yīng)用無源補(bǔ)償技術(shù)，則可以在不影響主電路工作的情況下，較好地抑制電路的共模干擾，并可減少LCM、節(jié)省成本。

圖8 共模干擾濾波器 由于共模干擾是由開關(guān)器件的寄生電容在高頻時(shí)的dv/dt產(chǎn)生的，因此，用一個(gè)額外的變壓器繞組在補(bǔ)償電容上產(chǎn)生一個(gè)180°的反向電壓，產(chǎn)生的補(bǔ)償電流再與寄生電容上的干擾電流迭加，從而消除干擾。這就是無源補(bǔ)償?shù)脑怼?/p>

圖9(a)為加入補(bǔ)償電路的隔離式半橋電路。由于半橋、全橋電路常用于大功率場(chǎng)合，濾波電感LCM較大，所以補(bǔ)償?shù)男Ч麜?huì)更明顯。該電路在變壓器上加了一個(gè)補(bǔ)償線圈Nc，匝數(shù)與原邊繞組一樣；補(bǔ)償電容CCOMP的大小則與寄生電容CPARA一樣。這樣一來，工作時(shí)的Nc使CCOMP產(chǎn)生一個(gè)與CPARA上干擾電流大小相同、方向相反的補(bǔ)償電流，迭加后消除了干擾電流。補(bǔ)償線圈不流過全部的功率，僅傳輸干擾電流，補(bǔ)償電路十分簡(jiǎn)單。

同樣，對(duì)于圖9(b)中的正激式電路，利用其自身的磁復(fù)位線圈，可以更加方便地實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。無源補(bǔ)償技術(shù)還可以應(yīng)用于非隔離式的變換器電路中，如圖10所示，原理是一樣的。

(b)帶補(bǔ)償電路的正激電路

(a)帶補(bǔ)償電路的隔離式半橋電路

圖9 兩種無源補(bǔ)償電路

(a)Boost電路

(b)Buck電路

圖10 帶補(bǔ)償電路的非隔離式Boost、Buck電路

需要注意的是，無源補(bǔ)償技術(shù)有一定的應(yīng)用條件，它受開關(guān)電流、電壓的上升、下降時(shí)間，以及變壓器結(jié)構(gòu)等因素的影響，特別當(dāng)變壓器的線間耦合電容遠(yuǎn)大于寄生電容時(shí)，干擾電流不經(jīng)補(bǔ)償線圈而直接進(jìn)入大地，此時(shí)抑制效果就不很理想。3 結(jié)語

產(chǎn)生噪聲的來源很多，如外來干擾、機(jī)械振動(dòng)、電路設(shè)計(jì)不當(dāng)、元器件選擇不當(dāng)以及結(jié)構(gòu)布局或布線不合理等。在開關(guān)變換器中，功率三極管和二極管在開－關(guān)過程中所產(chǎn)生的射頻能量是干擾的主要來源之一。由于頻率較高，或以電磁能的形式直接向空間輻射（輻射干擾），或以干擾電流的形式沿著輸入、輸出導(dǎo)線傳送（傳導(dǎo)干擾），其中后者的危害更為嚴(yán)重。

開關(guān)電源技術(shù)是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，可以利用先進(jìn)的半導(dǎo)體電路設(shè)計(jì)技術(shù)、磁性材料、電感元件技術(shù)以及開關(guān)器件技術(shù)等來有效地減少和抑制EMI。目前，開關(guān)電源已日益廣泛地應(yīng)用到各種控制設(shè)備、通信設(shè)備以及家用電器中，其電磁干擾問題、及與其它電子設(shè)備的電磁兼容問題已日益成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，未來電磁干擾及其相關(guān)問題必將得到更多的研究。

第三篇：電磁兼容作業(yè)

電磁兼容學(xué)習(xí)報(bào)告

姓名：時(shí)新淦 學(xué)號(hào) ： 201230210800 專業(yè)：電工理論及技術(shù)

1.前言

這學(xué)期開設(shè)了電磁場(chǎng)理論這門課程，這門課程是一個(gè)基礎(chǔ)，當(dāng)上完這么課后感覺學(xué)得還不夠，因此當(dāng)老師在上第一堂電磁兼容課時(shí)，心情是非常喜悅的，一方面是電磁理論知識(shí)的又一次溫習(xí)和深化，而且電磁兼容是具體的電磁場(chǎng)理論知識(shí)的一個(gè)實(shí)際運(yùn)用。課程結(jié)束之前，最后一堂課給我留下了深刻的印象，一方面是電磁兼容重要性，另一方面是對(duì)自己以后學(xué)習(xí)的一個(gè)啟迪。

下面就從電磁兼容的概述，電磁兼容與課題聯(lián)系兩方面展開討論。

2.電磁兼容概述

在課程的最后一節(jié)課中，老師給我們?cè)敿?xì)的介紹了電磁兼容。一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該滿足三個(gè)EMC原則：

（一）不對(duì)其他系統(tǒng)產(chǎn)生干擾；

（二）對(duì)其他系統(tǒng)的輻射不敏感；

（三）不對(duì)自身產(chǎn)生干擾。老師還給我們舉了一些例子如：美國(guó)的航母曾因電磁兼容問題引發(fā)爆炸，手機(jī)輻射影響音響設(shè)備等，讓我們更好地理解了電磁干擾的危害性和電磁兼容技術(shù)的重要性。

后面查了一些相關(guān)的資料更加了解電磁兼容，如一些基本術(shù)語，電磁干擾三要素（電磁干擾源、干擾傳播途徑和敏感設(shè)備），電磁兼容的組織認(rèn)證等等（如老師上課講的中國(guó)的強(qiáng)制性認(rèn)證“CCC”，還有如美國(guó)的強(qiáng)制性“FCC”等等）。

下面將就電磁兼容作下整體的概述。2.1.電磁騷擾

電磁干擾是指電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。這里，電磁騷擾是指任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低，或者隊(duì)友生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象；而電磁干擾是指由電磁騷擾產(chǎn)生的具有危害性的電磁能量或者引起的后果。

依據(jù)騷擾的來源分類，電磁騷擾源分為兩大類：自然騷擾源和人為騷擾源。其中，人為騷擾源包括功能性騷擾源和非功能性騷擾源。功能性騷擾源指設(shè)備、系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)自身功能的過程中所產(chǎn)生的有用電磁能量對(duì)其他設(shè)備、系統(tǒng)造成干擾的用電裝置。非功能性騷擾源指設(shè)備、系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)自身功能的過程中所產(chǎn)生的無用電磁能量對(duì)其他設(shè)備、系統(tǒng)造成干擾的用電裝置。描述電磁騷擾源產(chǎn)生的干擾效應(yīng)，通常電磁騷擾的性質(zhì)可以由以下參數(shù)描述：1.頻譜寬度 2.幅度或電平3.波形 4.出現(xiàn)率 5.輻射騷擾的極化特性 6.輻射騷擾的方向特性 7.天線有效面積。

關(guān)于電磁騷擾的耦合與傳輸理論是電磁兼容理論的另一個(gè)重要知識(shí)，一般而言，從各種電磁騷擾源傳輸電磁騷擾至敏感設(shè)備的通路或媒介，即耦合途徑，有兩種方式：一種是傳導(dǎo)耦合方式；另一種是輻射耦合方式。其中輻射耦合可以劃分為三種：1.天線與天線的耦合 2.場(chǎng)與線的耦合 3.線與線的感應(yīng)耦合。傳導(dǎo)耦合按其耦合方式可以劃分為電路性耦合、電容性耦合、電感性耦合三種基本方式。2.2.電磁屏蔽

屏蔽理論及其應(yīng)用這一部分是這門課程的另一個(gè)一個(gè)重點(diǎn)。

屏蔽就是由導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻慕饘倨帘误w將電磁騷擾源限制在一定 的范圍內(nèi)，使騷擾源從屏蔽體的一面耦合或輻射到另一面時(shí)受到抑制或衰減。電磁屏蔽按其屏蔽原理可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽。電場(chǎng)屏蔽包含靜電屏蔽和交變電場(chǎng)屏蔽，磁場(chǎng)屏蔽包含靜磁屏蔽（恒定磁場(chǎng)屏蔽）和交變磁場(chǎng)屏蔽。

靜電屏蔽必須具有講個(gè)基本要點(diǎn)：完整的屏蔽導(dǎo)體和良好的接地。交變電場(chǎng)屏蔽的基本原理是采用接地良好的金屬屏蔽體將騷擾源產(chǎn)生的交變電場(chǎng)限制在一定的空間內(nèi)，從而阻斷了騷擾源至接收器的傳輸途徑。

低頻磁場(chǎng)的屏蔽原理是利用鐵磁材料的高磁導(dǎo)率對(duì)騷擾磁場(chǎng)進(jìn)行分路。高頻磁場(chǎng)的屏蔽采用的是低電阻率的良導(dǎo)體材料。其屏蔽原理是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象在導(dǎo)體表面所產(chǎn)生的渦流的反磁場(chǎng)來達(dá)到屏蔽目的。金屬屏蔽體對(duì)電磁波的屏蔽效果包括反射損耗、吸收損耗和多次反射損耗。如何描述屏蔽體的屏蔽效果及如何定量分析和表示屏蔽效果，這里我們主要是引入了屏蔽效能的概念。屏蔽效能是指不存在屏蔽體時(shí)某處的電場(chǎng)強(qiáng)度E0與存在屏蔽體時(shí)同一處的電場(chǎng)強(qiáng)度Es之比，常用分貝（dB）表示?？偠灾姶偶嫒輪栴}是一個(gè)不可回避的問題，好的電磁兼容工作可以使得系統(tǒng)性能有著完全不一樣的效果。2.3.接地技術(shù)

接地技術(shù)是任何電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)正常工作時(shí)必須采用的重要技術(shù)，它不僅是保護(hù)設(shè)施和人身安全的必要手段，也是抑制電磁干擾、保障設(shè)備或系統(tǒng)電磁兼容性、提高設(shè)備或系統(tǒng)可靠性的重要技術(shù)措施。接地的分類，按作用可分為安全接地和信號(hào)接地，其中安全接地又有設(shè)備安全接地、接零保護(hù)接地和防雷接地，信號(hào)接地又分為單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、混合接地和懸浮接地。還有一個(gè)是搭接技術(shù)，搭接是指兩個(gè)金屬物體之間通過機(jī)械、化學(xué)或物理方法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)連接，以建立一條穩(wěn)定的低阻抗電氣通路的工藝過程。搭接的目的在于為電流的流動(dòng)提供一個(gè)均勻的結(jié)構(gòu)面和低阻抗通路，以避免在相互連接的兩金屬件間形成電位差，因?yàn)檫@種電位差對(duì)所有頻率都可能引起電磁干擾。搭接方法可分為永久性搭接和半永久性搭接。搭接類型為兩種基本類型：直接搭接和間接搭接。

3.電磁兼容與課題的聯(lián)系

在實(shí)際的課題研究中電磁兼容的問題是不可忽略的，在本人所研究的基于FPGA的探傷系統(tǒng)研究中，傳感器如何降低外界干擾源的問題是一個(gè)關(guān)鍵，這涉及到所采集數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)確性。通常情況下在傳感器的外層都有一層屏蔽層，如圖一所示，圖一（1）沒有屏蔽層，圖一（2）有屏蔽層。

圖一（1）圖一（2）屏蔽層的主要作用是將磁場(chǎng)約束在傳感器內(nèi)部，從而減小外部電磁場(chǎng)的干擾，同時(shí)它也可以使得各線圈之間的電位接近，從而減小線圈之間的容性耦合。屏蔽層的的引入使得激勵(lì)和接收線圈的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而改變了傳感器的靈敏度場(chǎng)。因此，屏蔽層的設(shè)計(jì)參數(shù)（厚度，電導(dǎo)率和線圈之間的距離）對(duì)于傳 感器的特性有很大的影響[1]。

實(shí)際中傳感器光有屏蔽裝置還不夠，例如當(dāng)用金屬導(dǎo)體靠近傳感器或者外界有較強(qiáng)的噪聲干擾時(shí)都會(huì)干擾到傳感器的測(cè)量結(jié)果，這也說明了當(dāng)傳感器的靈敏度非常高的時(shí)候除了在硬件方面提高抗干擾性，還需要在傳感器的激勵(lì)方式，軟件方面還需要下些功夫。

由于選取的被測(cè)對(duì)象一般是高電導(dǎo)率的金屬，因此具有很強(qiáng)的渦流效應(yīng)，一般低中頻的激勵(lì)信號(hào)（<1MHz）就足夠了,然而在檢測(cè)低電導(dǎo)率物體時(shí)，需要施加高頻率的激勵(lì)信號(hào)，高頻信號(hào)很容易受來至接收線圈小的感應(yīng)信號(hào)的噪聲的干擾，與此同時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)電路和激勵(lì)線圈的連接只有幾米遠(yuǎn)，因此激勵(lì)信號(hào)會(huì)衰減。為了更好的解決這個(gè)問題，設(shè)計(jì)了前端電路并且將其放置在每個(gè)線圈前面[2][3]。圖二是前端電路的示意圖。

圖二

如圖所示：電路有兩個(gè)通道，一個(gè)通道作為能量和激勵(lì)信號(hào)的放大，另一個(gè)作為接收線圈中所產(chǎn)生的小的感應(yīng)信號(hào)的放大。當(dāng)FPGA選擇相應(yīng)的線圈作為接收線圈時(shí)，帶有門控功能的合理集成電路使得該線圈的激勵(lì)信號(hào)能夠很好的關(guān)斷。反之當(dāng)線圈作為激勵(lì)時(shí)可以在合適的時(shí)間施加激勵(lì)信號(hào)。

由于感應(yīng)信號(hào)非常的小，所以信號(hào)必須經(jīng)過放大達(dá)到一個(gè)可以檢測(cè)的水平，因此前段電路必須離線圈的距離要足夠的近，在一些信號(hào)衰減的非常嚴(yán)重的運(yùn)用中，在信號(hào)的放大模塊中我們選擇了高增益（大于50倍）的運(yùn)放。

此外，為了更好的保護(hù)FPGA芯片，需要將FPGA的主板放在絕緣帶上，在人體每次接觸主板之前需要接觸一些金屬物，將人體的靜電給放掉達(dá)到保護(hù)芯片的作用。

通常在各種實(shí)驗(yàn)中談及到的濾波技術(shù)是一個(gè)重要的課題，EMI濾波的工作原理和普通濾波器一樣，它允許有用信號(hào)的頻率分量通過，同時(shí)又阻止其他干擾分量的通過

在課題中在電路中由FPGA內(nèi)部的DDS產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)源經(jīng)過AD9754的數(shù)模轉(zhuǎn)換后，輸出信號(hào)中耦合系統(tǒng)時(shí)鐘干擾與大量的諧波分量。在系統(tǒng)中采用低通濾波器能較好的去除輸出信號(hào)中的雜波影響，平滑輸出信號(hào)。

我們采用的是二階Butterworth有源濾波器如圖二:

圖三

它由兩節(jié)RC濾波電路和同相比例放大電路組成，在集成運(yùn)放輸出到集成運(yùn)放同相輸入之間引入一個(gè)負(fù)反饋，在不同的頻段，反饋的極性不相同，當(dāng)信號(hào)頻率f＞＞f0時(shí)（f0 為截止頻率），電路的每級(jí)RC 電路的相移趨于-90o，兩級(jí)RC 電路的移相到-180o，電路的輸出電壓與輸入電壓的相位相反，故此時(shí)通過電容c 引到集成運(yùn)放同相端的反饋是負(fù)反饋，反饋信號(hào)將起著削弱輸入信號(hào)的作用，使電壓放大倍數(shù)減小，所以該反饋將使二階有源低通濾波器的幅頻特性高頻端迅速衰減，只允許低頻端信號(hào)通過。

除了硬件上的濾波，我們?cè)谲浖弦矊?shí)現(xiàn)數(shù)字濾波。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是具有一定數(shù)據(jù)處理位寬的數(shù)字信號(hào)處理器FPGA，故在完成濾波器的設(shè)計(jì)之后，還要對(duì)濾波器的系數(shù)進(jìn)行量化，并將量化的系數(shù)文件導(dǎo)入設(shè)計(jì)的濾波器模塊中，濾波模塊和濾波效果圖四所示。

圖四

（一）濾波器模塊

圖四

（二）simulink仿真濾波效果圖 濾波技術(shù)是抑制電氣、電子設(shè)備傳導(dǎo)電磁干擾，提高電氣、電子設(shè)備傳導(dǎo)抗擾度水平的主要手段，也是保證設(shè)備整體或局部屏蔽效能的重要輔助措施。描述濾波器特性的技術(shù)指標(biāo)包括插入損耗、頻率特性、阻抗特性、額定電壓、U1表示信號(hào)源額定電流等。其中插入損耗Il?20log(U1*U2)，（或者干擾源）與負(fù)載阻抗（或者干擾對(duì)象）之間沒有接入濾波器時(shí)，信號(hào)源在負(fù)載阻抗上產(chǎn)生的電壓；U2表示信號(hào)源與負(fù)載阻抗之間接入濾波器時(shí)，信號(hào)源通過濾波器在同一負(fù)載阻抗上產(chǎn)生的電壓。反射式濾波器的工作原理是把不需要的頻率成分的能量反射回信號(hào)源或者騷擾源，而讓需要的頻率成分的能量通過濾波器施加于負(fù)載，以達(dá)到選擇和抑制信號(hào)的目的。吸收式濾波器將信號(hào)中不需要的頻率分量的能量消耗在濾波器中（或稱被濾波器吸收），而允許需要的頻率分量通過，以達(dá)到抑制干擾的目的。

4.小結(jié)

雖然這個(gè)學(xué)期的電磁兼容課程學(xué)習(xí)時(shí)間有限，但我收獲頗豐。一是國(guó)外的一些經(jīng)典的英文教材是非常好參考書，在學(xué)習(xí)的過程中發(fā)現(xiàn)國(guó)外的英文教材淺顯易懂但卻不乏深度。

二是就電磁干擾本身而言，電磁干擾往往會(huì)給你意想不到的結(jié)果，正如老師說的一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)你無意間多根接線就可能是整個(gè)系統(tǒng)無法工作，這也說明了電磁兼容這門課的重要性。很顯然當(dāng)我們做實(shí)驗(yàn)時(shí)，有些時(shí)候達(dá)不到預(yù)期的結(jié)果我們排除一些因素的后應(yīng)該要往這方面思考，如果在大型的工程中沒有考慮電磁兼容問題，往往會(huì)造成不可挽回的損失。

三是作為電磁兼容的基礎(chǔ)知識(shí)電磁場(chǎng)理論的掌握是一個(gè)逐步的過程，在以前的學(xué)習(xí)中很少用所學(xué)的知識(shí)去解釋和解決一些實(shí)際遇到的問題，借此機(jī)會(huì)給自己提個(gè)醒，希望以后騰出時(shí)間去更深的了解電磁方面的知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹武良.低頻電磁傳感檢測(cè)技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社:2010:17－154.[2] W.L.Yin，A.J.Peyton.A Planar EMT System for the Detection of Faults on Thin Metallic Plates.Measurement Science and Technology,2006,17(8),2130-2135.[3] Yin W, Peyton A J.Thickness measurement of non-magnetic plates using multi-frequency eddy current sensors[J].NTD&E International, 2007, 40: 43-48.

第四篇：電磁兼容論文

本學(xué)期，我選修了電磁兼容這門課程。通過電磁兼容課程的學(xué)習(xí)，老師教會(huì)了我許多，一方面是有關(guān)電磁兼容方面的知識(shí)，另一方面是有關(guān)生活和人生方面的體會(huì)和感悟。由于與電機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容有關(guān)的問題大都涉及一些高年級(jí)的知識(shí)，作為大二的我還沒有學(xué)習(xí)，所以對(duì)于電機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容問題沒有過于深刻的理解和探究。我想通過以下幾個(gè)方面來闡述我所理解的電磁兼容問題。

一．電磁兼容的概念

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)有功能的過程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力。

電磁兼容（electromagnetic compatibility）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，使電磁兼容問題更加突出。

二．系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

電磁兼容技術(shù)是在研究電磁干擾機(jī)理和電磁干擾防護(hù)技術(shù)的過程中發(fā)展起來的。電磁干擾是人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象, 它幾乎和電磁效應(yīng)現(xiàn)象同時(shí)被發(fā)現(xiàn), 1881年英國(guó)科學(xué)家發(fā)表“ 論無線電干擾”的文章, 標(biāo)志著研究干擾問題的開始。1888年德國(guó)物理學(xué)家赫茲首創(chuàng)了天線, 第一次把電磁波輻射到自由空間, 同時(shí)成功地接收到電磁波,用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在, 從此開始了對(duì)電磁干擾問題的實(shí)驗(yàn)研究。1889年英國(guó)郵電部門研究了通信中的干擾問題, 使干擾問題的研究開始走向工程化和產(chǎn)業(yè)化。

按照研究對(duì)象的不同,可將電磁兼容問題自上向下劃分為如下6 個(gè)層次:環(huán)境級(jí)電磁兼容問題、系統(tǒng)級(jí)電磁兼容問題、分系統(tǒng)級(jí)電磁兼容問題、設(shè)備級(jí)電磁兼容問題、電路級(jí)電磁兼容問題和器件級(jí)電磁兼容問題等。

系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)在軍事裝備領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,它不僅是武器裝備的一種性能,更是武器裝備的一種能力。系統(tǒng)電磁兼容問題是大型復(fù)雜系統(tǒng)全壽命周期中必須面對(duì)的客觀問題。如果解決不當(dāng),其不僅帶來大量研制經(jīng)費(fèi)的浪費(fèi),同時(shí)還將導(dǎo)致系統(tǒng)從根本上喪失使用能力。

系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)主要包括:系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計(jì)技術(shù)和系統(tǒng)電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)。設(shè)計(jì)技術(shù)包括:電磁兼容仿真、分析、預(yù)測(cè)、評(píng)估、優(yōu)化、設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)方法、工程控制等技術(shù)和過程;試驗(yàn)技術(shù)包括:試驗(yàn)規(guī)范制定、標(biāo)準(zhǔn)制定、項(xiàng)目選擇、實(shí)施方法、場(chǎng)地建設(shè)、誤差處理等技術(shù)和過程。

三．電磁干擾的危害

強(qiáng)的電磁場(chǎng)會(huì)對(duì)人們的健康帶來一定的危害。多年來各國(guó)學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了長(zhǎng)期、深入、艱苦的研究工作。研究的結(jié)論是，無論工頻還是射頻電磁場(chǎng)，當(dāng)超過一定強(qiáng)度時(shí)，對(duì)人體健康都是有害的。關(guān)鍵是危害的性質(zhì)、程度與后果對(duì)電磁場(chǎng)強(qiáng)之間的關(guān)系。

相對(duì)較弱的電磁干擾對(duì)設(shè)備或系統(tǒng)造成的惡性電磁干擾事故是觸目驚心的?？膳e出20 世紀(jì)70 年代的兩個(gè)例子：美國(guó)一煉鋼廠曾經(jīng)因?yàn)榭刂铺燔嚨碾娐繁桓蓴_而造成整個(gè)鋼水包的鋼水完全傾倒在車間地面上的事故；一個(gè)配載假肢的騎摩托車人，當(dāng)行車至高壓電力線下時(shí)，由于假肢的控制電路受到干擾而造成車毀人亡的事故。

圖 1 示出了殘疾人用的電動(dòng)輪椅在未采取抗干擾措施之前暴露于20V/m 電場(chǎng)強(qiáng)度下，其工作出現(xiàn)的反常現(xiàn)象。測(cè)試時(shí)輪椅工作在常用狀態(tài)（30r/min）。由圖可見，當(dāng)加以不同頻率的電磁輻射時(shí)，其工作失控，轉(zhuǎn)速在 0～100r/min 之間變化，干擾頻率從100MHz～700MHz。我們知道，這些頻率被電視廣播、調(diào)頻廣播以及移動(dòng)通信所占用。

還有許多情況，電磁干擾造成的事故也可能是惡性的。例如：電磁輻射可能干擾電爆裝置，使其誤引爆。美國(guó)土星火箭上大約使用了150個(gè)電爆裝置；一架飛機(jī)使用的電爆裝置也在百個(gè)以上；航天飛機(jī)上大約有500個(gè)電爆裝置?？梢娺@一問題的嚴(yán)重性。

我們都知道，在民用飛機(jī)座艙內(nèi)不允許使用移動(dòng)通信手機(jī)或游戲機(jī)之類的數(shù)字型電器。這是由于這些設(shè)備產(chǎn)生的電磁騷擾不僅可以通過機(jī)內(nèi)電纜耦合到機(jī)的敏感設(shè)備上，更嚴(yán)重的是，電磁輻射騷擾可能通過機(jī)艙窗戶向機(jī)外輻射。而在機(jī)身上存在有大量的天線與傳感器，可能直接接收電磁騷擾輻射。

四．生活中的電磁兼容

電磁兼容是指器件在工作的過程中即不干擾其它電器，同時(shí)也不被其它電器所干擾。有電磁兼容問題意味著有電磁之間的相互干擾問題。機(jī)電一體化的大時(shí)代背景下，每一個(gè)電器元件的核心都是電路板，也就是PCB板。電路板的板間是存在干擾的。在設(shè)計(jì)板子的過程中應(yīng)該考慮到這個(gè)問題，一般板子不能太大，其頻率也不能太高，頻率如果過高就不能將電氣元件當(dāng)成理想的集總電氣元件使用，要考慮它在高頻條件下的性質(zhì)。比如是電腦一般都是有兩個(gè)頻率的。這些都是與電磁干擾相關(guān)聯(lián)的考慮。

另一個(gè)與生活息息相關(guān)的東西就是手機(jī)。手機(jī)實(shí)際上是“蜂窩”電話。接收手機(jī)信號(hào)的是分布在各處的手機(jī)機(jī)站，手機(jī)發(fā)出的信號(hào)會(huì)通過附近的機(jī)站被發(fā)送出去。當(dāng)我們?cè)陂L(zhǎng)途行駛的車上打電話時(shí)，偶爾會(huì)出現(xiàn)掉線的情況。這實(shí)際是我們?cè)谲囕v行駛的過程中離一個(gè)正在通信著的機(jī)站越來越遠(yuǎn)，而距離另外一個(gè)機(jī)站越來越近，這時(shí)我們的手機(jī)就會(huì)選擇切換機(jī)站。如果我們手機(jī)從一個(gè)機(jī)站脫離，而另一個(gè)機(jī)站滿負(fù)荷而無法接入，就會(huì)出現(xiàn)掉線的情況。在我們的生活中，我們還會(huì)遇到許多相類似的問題。我們通常都習(xí)以為常。但其實(shí)只要我們仔細(xì)的思考，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)電磁干擾和電磁兼容在我們的生活中處處存在。

五．解決電磁兼容的實(shí)施辦法

電磁兼容的實(shí)施性方法包含了組織措施與技術(shù)措施兩個(gè)方面。

技術(shù)上有合適的接地，合理的布線，屏蔽。濾波，電氣隔離，限幅，續(xù)流，計(jì)算機(jī)軟硬件措施等。組織上有具有一定電磁兼容能力的元器件，標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，頻譜管理，空間分離，時(shí)間分隔等。

接地

接地是電子設(shè)備的一個(gè)很重要問題。接地目的有三個(gè)：

（1）接地使整個(gè)電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有一個(gè)公共的參考零電位，保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定地干作。

（2）防止外界電磁場(chǎng)的干擾。機(jī)殼接地可以使得由于靜電感應(yīng)而積累在機(jī)殼上的大量電荷通過大地泄放，否則這些電荷形成的高壓可能引起設(shè)備內(nèi)部的火花放電而造成干擾。另外，對(duì)于電路的屏蔽體，若選擇合適的接地，也可獲得良好的屏蔽效果。

（3）保證安全工作。當(dāng)發(fā)生直接雷電的電磁感應(yīng)時(shí)，可避免電子設(shè)備的毀壞；當(dāng)工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其它原因直接與機(jī)殼相通時(shí)，可避免操作人員的觸電事故發(fā)生。此外，很多醫(yī)療設(shè)備都與病人的人體直接相連，當(dāng)機(jī)殼帶有110V或220V電壓時(shí)，將發(fā)生致命危險(xiǎn)。

因此，接地是抑制噪聲防止干擾的主要方法。接地可以理解為一個(gè)等電位點(diǎn)或等電位面，是電路或系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位，但不一定為大地電位。為了防止雷擊可能造成的損壞和工作人員的人身安全，電子設(shè)備的機(jī)殼和機(jī)房的金屬構(gòu)件等，必須與大地相連接，而且接地電阻一般要很小，不能超過規(guī)定值。

電路的接地方式基本上有三類，即單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地。單點(diǎn)接地是指在一個(gè)線路中，只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn)。其它各個(gè)需要接地的點(diǎn)都直接接到這一點(diǎn)上。多點(diǎn)接地是指某一個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)接地點(diǎn)都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引線的長(zhǎng)度最短。接地平面，可以是設(shè)備的底板，也可以是貫通整個(gè)系統(tǒng)的地導(dǎo)線，在比較大的系統(tǒng)中，還可以是設(shè)備的結(jié)構(gòu)框架等等。混合接地是將那些只需高頻接地點(diǎn)，利用旁路電容和接地平面連接起來。但應(yīng)盡量防止出現(xiàn)旁路電容和引線電感構(gòu)成的諧振現(xiàn)象。

屏蔽

屏蔽就是對(duì)兩個(gè)空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離，以控制電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電磁波由一個(gè)區(qū)域?qū)α硪粋€(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個(gè)系統(tǒng)的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場(chǎng)向外擴(kuò)散；用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來，防止它們受到外界電磁場(chǎng)的影響。

因?yàn)槠帘误w對(duì)來自導(dǎo)線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場(chǎng)，可抵消部分干擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。

屏蔽體材料選擇的原則是：

（1）當(dāng)干擾電磁場(chǎng)的頻率較高時(shí)，利用低電阻率的金屬材料中產(chǎn)生的渦流，形成對(duì)外來電磁波的抵消作用，從而達(dá)到屏蔽的效果。

（2）當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時(shí)，要采用高導(dǎo)磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部，防止擴(kuò)散到屏蔽的空間去。

（3）在某些場(chǎng)合下，如果要求對(duì)高頻和低頻電磁場(chǎng)都具有良好的屏蔽效果時(shí)，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

濾波

濾波是抑制和防止干擾的一項(xiàng)重要措施。濾波器可以顯著地減小傳導(dǎo)干擾的電平，因?yàn)楦蓴_頻譜成份不網(wǎng)于有用信號(hào)的頻率，濾波器對(duì)于這些與有用信號(hào)頻率不同的成份有良好的抑制能力，從而起到其它干擾抑制難以起到的作用。所以，采用濾波網(wǎng)絡(luò)無論是抑制干擾源和消除干擾耦合，或是增強(qiáng)接收設(shè)備的抗干擾能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦網(wǎng)絡(luò)能把電路與電源隔離開，消除電路之間的耦合，并避免干擾信號(hào)進(jìn)入電路。對(duì)高頻電路可采用兩個(gè)電容器和一個(gè)電感器（高頻扼流圈）組成的CLCMπ型濾波器。濾波器的種類很多，選擇適當(dāng)?shù)臑V波器能消除不希望的耦合。

正確選用無源元件

實(shí)用的無源元件并不是“理想”的，其特性與理想的特性是有差異的。實(shí)用的元件本身可能就是一個(gè)干擾源，因此正確選用無源元件非常重要。有時(shí)也可以利用元件具有的特性進(jìn)行抑制和防止干擾。

電路技術(shù)

有時(shí)候采用屏蔽后仍不能滿足抑制和防止干擾的要求，可以結(jié)合屏蔽，采取平衡措施等電路技術(shù)。平衡電路是指雙線電路中的兩根導(dǎo)線與連接到這兩根導(dǎo)線的所有電路，對(duì)地或?qū)ζ渌鼘?dǎo)線都具有相同的阻抗。其目的在于使兩根導(dǎo)線所檢拾到的干擾信號(hào)相等。這時(shí)的干擾噪聲是一個(gè)共態(tài)信號(hào)，可在負(fù)載上自行消失。另外，還可采用其它一些電路技術(shù)，例如接點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，整形電路，積分電路和選通電路等等?？傊?，采用電路技術(shù)也是抑制和防止干擾的重要措施。

六．結(jié)語

從電磁兼容領(lǐng)域來看，無論從理論研究、實(shí)驗(yàn)室水平、標(biāo)準(zhǔn)化工作等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)當(dāng)前還處在一個(gè)較低的水平。但是無論從國(guó)家安全還是保護(hù)人身安全與健康，保護(hù)環(huán)境來看，電磁兼容都起著相當(dāng)重要的作用；而且它又是一個(gè)創(chuàng)新力度較強(qiáng)的學(xué)科，所以還需要我們這一代人的努力學(xué)習(xí)與創(chuàng)造，發(fā)展我國(guó)乃至世界的電磁兼容水平。

第五篇：電磁兼容心得體會(huì)

電磁兼容大作業(yè)三

電磁兼容課學(xué)習(xí)心得

在本學(xué)期的學(xué)習(xí)中，我對(duì)電磁兼容在理論方面的理解程度大大加深，電磁兼容設(shè)計(jì)實(shí)際上就是針對(duì)電子產(chǎn)品中產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使之能成為符合各國(guó)或地區(qū)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。EMC的定義是：在同一電磁環(huán)境中，設(shè)備能夠不因?yàn)槠渌O(shè)備的干擾影響正常工作，同時(shí)也不對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生影響工作的干擾。

1，主要學(xué)習(xí)內(nèi)容

1、電磁干擾的危害主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是電氣、電子設(shè)備之間的相互影響；二是電磁污染對(duì)人體的影響。

2、電磁兼容研究的目的是為了消除或降低自然的和人為的電磁干擾，減少其危害，提高設(shè)備或系統(tǒng)的抗電磁干擾能力，保證設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容性。

3、電磁兼容學(xué)科的主要研究?jī)?nèi)容：

1、電磁干擾特性及其傳播原理

研究電磁干擾特性及其傳播耦合理論是電磁兼容學(xué)最基本的的任務(wù)之一。

2、電磁危害及電磁頻譜管理

有效地管理、合理地利用電磁頻譜是電磁兼容的一項(xiàng)必要內(nèi)容。

3、電磁干擾的工程分析方法及控制技術(shù)

電磁兼容控制技術(shù)始終是電磁兼容學(xué)科中最活躍的課題。

4、電磁兼容的設(shè)計(jì)方法 費(fèi)效比的綜合考慮是電磁兼容性設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

5、電磁兼容性測(cè)量和試驗(yàn)技術(shù)

電磁兼容性測(cè)量和試驗(yàn)是一項(xiàng)非常重要的工作，它是產(chǎn)品電磁兼容性的最終考核手段并且應(yīng)當(dāng)貫穿于產(chǎn)品開發(fā)、試制的整個(gè)過程。

6、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和工程管理

電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)時(shí)電磁兼容件設(shè)計(jì)和試驗(yàn)的依據(jù)。

7、電磁兼容分析和預(yù)測(cè)

電磁兼容分析和預(yù)測(cè)是合理的電磁兼容性設(shè)計(jì)的的基礎(chǔ)。

8、電磁脈沖及其防護(hù)

電磁脈沖的干擾及其防護(hù)已成為近年來電磁兼容學(xué)科的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。

4、電磁兼容設(shè)計(jì)方法：

1、問題解決法

問題解決法是先研制設(shè)備，然后針對(duì)調(diào)試中出現(xiàn)的電磁干擾問題，采用各種電磁干擾抑制技術(shù)加以解決。

2、規(guī)范法

規(guī)范法是按頒布的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)備或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造。

3、系統(tǒng)法

系統(tǒng)法是利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)某一特定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行電磁兼容性分析和預(yù)測(cè)。

3，對(duì)典型問題的體會(huì)

1、對(duì)振鈴電壓的抑制 由于變壓器的初級(jí)有漏感，當(dāng)電源開關(guān)管V1由飽和導(dǎo)通到截止關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，反電動(dòng)勢(shì)又會(huì)對(duì)變壓器初級(jí)線圈的分布電容進(jìn)行充放電，從而產(chǎn)生阻尼振蕩，即產(chǎn)生振鈴，如圖4所示。變壓器初級(jí)漏感產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)的電壓幅度一般都很高，其能量也很大，如不采取保護(hù)措施，反電動(dòng)勢(shì)一般都會(huì)把電源開關(guān)管擊穿，同時(shí)反電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的阻尼振蕩還會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射，不但對(duì)機(jī)器本身造成嚴(yán)重干擾，對(duì)機(jī)器周邊環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。

2、對(duì)輻射干擾信號(hào)的抑制

電磁輻射干擾也是通過電磁感應(yīng)的方式，由帶電體或電流回路及磁感應(yīng)回路對(duì)外產(chǎn)生電磁輻射的。任何一根導(dǎo)體都可以看成是一根電磁感應(yīng)天線，任何一個(gè)電流回路都可以看成是一個(gè)環(huán)形天線，電感線圈和變壓器漏感也是電磁感應(yīng)輻射的重要器件。要想完全抑制電磁輻射是不可能的，但通過對(duì)電路進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，或者采取部分屏蔽措施，可以大大減輕電磁干擾的輻射。

例如，盡量縮短電路引線的長(zhǎng)度和減小電流回路的面積，是減小電磁輻射的有效方法；正確使用儲(chǔ)能濾波電容，把儲(chǔ)能濾波電容盡量近地安裝在有源器件電源引線的兩端，每個(gè)有源器件獨(dú)立供電，或單獨(dú)用一個(gè)儲(chǔ)能濾波電容供電(充滿電的電容可以看成是一個(gè)獨(dú)立電源)，防止各電路中的有源器件(放大器)通過電源線和地線產(chǎn)生串?dāng)_；把電源引線的地和信號(hào)源的地嚴(yán)格分開，或?qū)π盘?hào)引線采取雙線并行對(duì)中交叉的方法，讓干擾信號(hào)互相抵消，也是一種減小電磁輻射的有效方法；利用散熱片也可以對(duì)電磁干擾進(jìn)行局部屏蔽，對(duì)信號(hào)引線還可以采取雙地線并行屏蔽的方法，讓信號(hào)線夾在兩條平行地線的中間，這相當(dāng)于雙回路，干擾信號(hào)也會(huì)互相抵消，屏蔽效果非常顯著；機(jī)器或敏感器件采用金屬外殼是最好的屏蔽電磁干擾方法，但非金屬外殼也可以噴涂導(dǎo)電材料(如石墨)進(jìn)行電磁干擾屏蔽。