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1、電磁兼容性(EMQ是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。因此,EMC包括兩個(gè)方面的要求:一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過(guò)程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)一定的限值;另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性。編輯摘要目錄 1衛(wèi) 2內(nèi)容 3電磁兼容設(shè)計(jì). 4電磁干擾源 5電磁干擾傳播. 6電磁兼容的主. 7提高電磁兼容. 8EMC設(shè)計(jì) 1電源方面2信號(hào)線(xiàn)方面,3模擬信號(hào)方面,4數(shù)字信號(hào)* 5電路設(shè)計(jì)方面,9干擾類(lèi)型* 10.1防治申磁.* 10問(wèn)題* 11.1騷擾源* 11.2耦合途徑* 11.3敏感設(shè)備*
2、11術(shù)語(yǔ)* 12曲磁兼容* 13技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)* 13.1國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)* 13.2國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容-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。圖1電磁兼容概念圖圖冊(cè)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?chē)姶怒h(huán)境影響的能力。電磁兼容(electromagneticcompatibiHty)各種電氣或電子設(shè)備在電
3、磁環(huán)境復(fù)雜的共同空間中,以規(guī)定的安全系數(shù)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的正常工作能力。也稱(chēng)電磁兼容性。它的含義包括:電子系統(tǒng)或設(shè)備之間在電磁環(huán)境中的相互兼顧;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(chēng)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。電磁兼容-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
4、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
5、種:(1)工作電源通過(guò)線(xiàn)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(xiàn)、電源和傳輸導(dǎo)線(xiàn)的阻抗互相耦合,或?qū)Ь€(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)路、設(shè)備或系統(tǒng);(3)空間電磁波對(duì)電子線(xiàn)路或系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾;(4)工作環(huán)境溫度不穩(wěn)定
6、,引起電子線(xiàn)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(lèi)創(chuàng)造巨大財(cái)富的同時(shí),也帶來(lái)一定的危害,被稱(chēng)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(xiàn)電通訊裝置受到的干擾,稱(chēng)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
7、。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。電磁兼容-電磁兼容設(shè)計(jì)要求在進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)時(shí)要求: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)。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。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。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
8、次,直至達(dá)到原定指標(biāo)為止。電磁兼容-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(kāi)關(guān)、繼電器、須燈、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(mén)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。電磁兼容-電磁干擾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(chēng)為傳導(dǎo)干擾,
9、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(chēng)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)。止匕外,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。電磁兼容-電磁兼容的主要研究對(duì)象各種人為噪聲,如輸電線(xiàn)電暈噪聲、汽車(chē)噪聲、接觸器自身噪聲及導(dǎo)體開(kāi)臺(tái)時(shí)放電引起的噪聲、電氣機(jī)車(chē)噪聲、城市噪聲等。共用走廊內(nèi)各種公用事業(yè)設(shè)備(輸電線(xiàn)、通信、鐵路、公路、石油金屬管線(xiàn)等)相互間的影響。超高層建筑、輸電線(xiàn)、鐵塔等大型建筑物引起的反射問(wèn)題。電磁環(huán)境對(duì)人類(lèi)及各種生物的作用。其中包括強(qiáng)電線(xiàn)等工頻場(chǎng),中、短波及微波電磁輻射的影響。核電磁脈沖的影響。高空核爆炸產(chǎn)生的電磁脈沖能大
10、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)。探譜(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(kāi)展的一系列研究工作。電子設(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。頻譜分配與管理。無(wú)線(xiàn)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。電磁兼容與測(cè)量。自然界影響等。電磁兼容-提高電磁兼容性的措施使用完善的屏蔽體可防止外部輻射進(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(mén)、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。設(shè)計(jì)合理的接地系統(tǒng),小信號(hào)、大信號(hào)和產(chǎn)生
11、干擾的電路盡量分開(kāi)接地,接地電阻盡可能小。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。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。正確選用連接電纜和布線(xiàn)方式,必要時(shí)可用光纜代替長(zhǎng)電纜。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),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(kāi),甚至避開(kāi)對(duì)方的諧振頻率。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。電磁兼容-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
12、誤動(dòng)作產(chǎn)生當(dāng)機(jī)甚至破壞的情形,如無(wú)線(xiàn)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。1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(xiàn)愈短愈好。電源及大電流導(dǎo)線(xiàn)緊貼電氣箱之底部,并沿著邊角布線(xiàn)。開(kāi)關(guān)式電源供應(yīng)器加裝隔離罩以防輻射性發(fā)射干
13、擾,濾波器選用器選用冗型或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(xiàn)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(xiàn)。電源線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)盡量采用隔離或分開(kāi)配線(xiàn)。電源變壓器應(yīng)加隔離(Shielding),外殼須接地良好。單相AC控制線(xiàn)建議采用絞線(xiàn)。直流導(dǎo)線(xiàn)建議使用絞線(xiàn)來(lái)配線(xiàn)。避免將電源與信號(hào)線(xiàn)接至同一接頭。2信號(hào)線(xiàn)方面信號(hào)輸入線(xiàn)與輸出線(xiàn)應(yīng)避免排在一起造成干擾。應(yīng)將CABLES余不用之線(xiàn)單端接地,以避免形成感應(yīng)回路。接近電源線(xiàn)附近的信號(hào)線(xiàn)考慮采用捻合(Twist)。不同類(lèi)別的信號(hào)線(xiàn)
14、避免混雜接在一個(gè)連接頭上,宜按類(lèi)別分類(lèi)并加地線(xiàn)隔離。輸入信號(hào)線(xiàn)與輸出線(xiàn)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(kāi)。敏感性較高之低準(zhǔn)位信號(hào)線(xiàn),除采用絞線(xiàn)外可加隔離遮蔽。3模擬信號(hào)方面高頻的類(lèi)比信號(hào)及脈波信號(hào)線(xiàn)建議采用隔離線(xiàn)。高頻類(lèi)比信號(hào)線(xiàn)采用同軸式隔離線(xiàn),低頻之類(lèi)比信號(hào)線(xiàn)采用絞線(xiàn),必要時(shí)可外加隔離遮蔽,絕不可使用同軸隔離線(xiàn)。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(lèi)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(lèi)比信號(hào)線(xiàn)與數(shù)位排線(xiàn)必須相互垂直。4數(shù)字信號(hào)避免使用未隔離遮蔽的導(dǎo)線(xiàn)來(lái)傳送數(shù)位信號(hào),宜使用多股絞線(xiàn)外加隔離線(xiàn)
15、。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(xiàn)隔離,以能防止170MHz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(Spiked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(xiàn)。5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OFR振蕩器式控制信號(hào),應(yīng)加隔離遮敝。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(xiàn)圈負(fù)載功率損耗。穩(wěn)壓器須考慮抑制線(xiàn)路間共通阻抗耦合(CommonImpedanceCoupl
16、ingEMI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(xiàn)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(kāi)關(guān)的動(dòng)作、重負(fù)載的開(kāi)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?。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(xiàn)圈、電磁閥,皆須聯(lián)結(jié)火花消除器。電磁開(kāi)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(xiàn)圈聯(lián)結(jié)
17、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(kāi)關(guān)和噪聲濾波器之間,線(xiàn)與線(xiàn)間,線(xiàn)與接地之間,將能有效吸收突波。電磁兼容-干擾類(lèi)型電磁干擾(ElectromagneticInterference),簡(jiǎn)稱(chēng)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(xiàn)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
18、稱(chēng)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(kāi)發(fā)階段開(kāi)始,并貫穿于整個(gè)產(chǎn)品或系統(tǒng)的開(kāi)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??刂?/p>
19、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(xiàn)系統(tǒng)分隔開(kāi)來(lái),切斷通過(guò)阻抗進(jìn)行耦合的可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)
20、、地線(xiàn)的布置、接地線(xiàn)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)。電磁兼容-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。10.2 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(chēng)為電磁騷擾源。一般說(shuō)來(lái)電磁干擾源分為兩大類(lèi):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
21、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(xiàn)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(zhuān)門(mén)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(xiàn)電設(shè)備,稱(chēng)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(chē)輛、架空輸電線(xiàn)、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。10.3 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。
22、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(lèi)。(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(xiàn),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?chē)臻g發(fā)射。常見(jiàn)的輻射耦合由三種:1.甲天線(xiàn)發(fā)射的電磁波被乙天線(xiàn)意外接受,稱(chēng)為天線(xiàn)對(duì)天線(xiàn)耦合;2.
23、空間電磁場(chǎng)經(jīng)導(dǎo)線(xiàn)感應(yīng)而耦合,稱(chēng)為場(chǎng)對(duì)線(xiàn)的耦合;3.兩根平行導(dǎo)線(xiàn)之間的高頻信號(hào)感應(yīng),稱(chēng)為線(xiàn)對(duì)線(xiàn)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。10.4 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(chēng),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
24、統(tǒng)。電磁兼容-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(zhuān)職人員及可以執(zhí)行或保障工作任務(wù)的技術(shù)組合.一11.wtj,修.組/j苛.*Jxfjkxjl:;::?:一圖2系統(tǒng)、分系統(tǒng)與設(shè)備關(guān)系圖圖世(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:(Electromagneti
25、cinterference)電磁干擾EMS:(ElectromagneticSusceptibility)電磁敏感度RE(Radiatedemission)輻射騷擾(俗稱(chēng):電磁輻射、輻射發(fā)射)CE(Conductedemission)傳導(dǎo)騷擾(俗稱(chēng):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)B電放電EFT/Burst(Electricalfasttransientburst)電快速瞬變脈沖群RFI(RadioFrequencyInt
26、erfernce)無(wú)線(xiàn)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-電磁兼容電磁兼容(EMC汾為電磁干擾(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(lèi)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(mén)精確的科學(xué),且由于產(chǎn)品組合太過(guò)復(fù)雜,
27、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(xiàn)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)。CISP旺國(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(chēng)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
28、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(xiāo)往美國(guó),就必須符合FCC®訂的電磁干擾認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。在美國(guó)境內(nèi)銷(xiāo)售電子產(chǎn)品,F(xiàn)CCg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。FC巡供了兩種等級(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1FCC17
29、1A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)g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(zhuān)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
30、(PCB凱板;在頻率布線(xiàn)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(xiàn);使用塑料連接器;沒(méi)有在纜線(xiàn)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EST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論告的文件。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)。ETS所公告的文件中有關(guān)電磁兼容的一般規(guī)定為EN3014891,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正要為仿真無(wú)線(xiàn)電波、電臺(tái)信號(hào)對(duì)產(chǎn)品的影響;靜電測(cè)試(曰ect
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