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文檔簡介

1、電磁兼容性 (EMC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)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過 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定義2 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干擾類型 10.1防治電磁10問題11.1騷擾源11.2耦合途徑 11.3敏感設(shè)備11術(shù)語12電磁兼容 13技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)13.

2、1國外標(biāo)準(zhǔn)13.2國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容定義EMC (ElectromagneticCompatibility)在國際電工委員會(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。-二 *JI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(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

3、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: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。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)和電磁輻射三種方式彼此關(guān)聯(lián)并 相互影響,

4、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

5、)工作電源通過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、 電場通過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,通過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

6、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)?成的干擾;5)由工業(yè)電網(wǎng)供電的設(shè)備和由電網(wǎng)電壓通過電源變壓器所產(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,電和磁無時(shí) 無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)

7、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。 通過實(shí)驗(yàn)

8、 來驗(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。電磁兼容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自太陽和 外層空 間的宇宙噪聲, 如太陽噪聲、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

9、。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)場感應(yīng)耦合和遠(yuǎn)區(qū)場輻射耦臺(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。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。 共用走廊內(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。 超高層建筑、輸電線、鐵塔等大型建筑物引起的反射問題。 電磁環(huán)境對(duì)人類

10、及各種生物的作用。其中包括強(qiáng)電線等工頻場,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 問題,從信息接收和防護(hù)兩方面所開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。 電磁兼容與測量。 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

11、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。 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。 使用合適的濾波技術(shù), 濾波 器的通帶經(jīng)過合理選擇,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方式,必要時(shí) 可用光纜代替 長電纜。 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,甚 至避開對(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

12、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 此外來的干擾如脈沖噪聲、放射電磁場、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,如無線電的通訊、雷達(dá)、大哥大、電視游樂器 ?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。國際上對(duì)于電子、 電器、工業(yè)設(shè)備產(chǎn)品的抗擾性測試日漸重視, 且趨向整合以 IEC (InternationalElectrotechnicalCommission)國際規(guī)格為測試標(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)

13、施抗擾測試。1 電源方面三相入力電源在NFB(無熔絲斷路器)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n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

14、。直流導(dǎo)線建議使用絞線來配線。避免將電源與信號(hào)線接至同一接頭。2 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。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

15、,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。4 數(shù)字信號(hào)避免使用未隔離遮蔽的導(dǎo)線來傳送數(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干擾為主,應(yīng)加隔離措施。數(shù)位電路易受高能電場干擾,須使用隔離線隔離,以能防止170MHz頻段之高能電場 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長且未加隔離之導(dǎo)線。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OFF振蕩器式控制信 號(hào),應(yīng)

16、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

17、、保險(xiǎn)絲燒斷時(shí)、雷電感應(yīng) 等。須考慮下述項(xiàng)目來抑制: 使用電源濾波器。適當(dāng)?shù)碾娏Ψ峙洹J芨蓴_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)?;鸹ㄏ骶嚯x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。電磁兼容擾類型電磁干擾(Electromag netici ntefere nee),簡稱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)通過導(dǎo)

18、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, 各國政府或一些國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

19、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)全過程。國內(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)過程中越早注意解決電磁兼容問題, 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,以切斷通過空間 的靜電耦合、 感應(yīng)耦合或交變電磁場耦合形成的電磁噪聲傳播途徑, 隔離主要

20、運(yùn) 用繼電 器、隔離變壓器或光電隔離器等器件來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, 切斷通過阻抗進(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)著電磁兼容和其測量技 術(shù)。電磁兼容問題系統(tǒng)要發(fā)生電磁兼容性問題,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,在遇到電磁兼容問題時(shí),

21、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。 一般說來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

22、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

23、器來看,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 射傳輸是通過介質(zhì)以電磁波的形式傳播,干擾能量按電磁場的規(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.空間電磁場經(jīng)導(dǎo)線感應(yīng)而耦合,稱為場對(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)

24、生干擾通常包含著許多種途徑的耦合。 正因?yàn)槎?種途徑的耦合同時(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)。電磁兼容 - 術(shù)語(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

25、 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 ”。I 收* F I'IJ.j¥ j IJ I j|y 2 I圖2系統(tǒng)、分系統(tǒng)與設(shè)備關(guān)系圖 圖冊(cè)(3)電磁環(huán)境(electromagneticenvironment)存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象 的總和。給定場所”即空間” 所有電磁現(xiàn)象”包括了全部 時(shí)間”與全部 頻譜”EMC:( Electromag neticco mp atibility)電磁兼容性EMI:( Electromagneticinteferenee)電磁干擾EMS:( Electromag n

26、eticSusce ptibility)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)射頻電磁場輻射抗擾度ESD(Electrostaticdischarge)靜電放電EFT/Burst ( Electricalfasttransientburst)電快速瞬變脈沖群RFt ( RadioFrequencylntefernce無線電頻率干擾ISM:( Industrial

27、ScientificMedical)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)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)行后市場檢測,造成了許多卡關(guān)現(xiàn)象發(fā)生。圖3電磁兼容圖冊(cè)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)品組合太過復(fù)雜,認(rèn)證機(jī)構(gòu)不可能針對(duì)每一種產(chǎn)品組合

28、都進(jìn) 行檢測,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是國際無線電干擾CIS PR是國特別委員會(huì)(CIS PR針對(duì)每個(gè)國家所發(fā)射的電磁干擾所制定的標(biāo)準(zhǔn)。 際電工委員會(huì)(lEC的特別委員會(huì)。作為全球兩大電子產(chǎn)品消費(fèi)市場,美國和歐洲的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)不太一樣,簡略而言, 美國僅要求電磁干擾,而歐洲則還要求符合電磁耐受的規(guī)定。美國FCC標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證嚴(yán)苛 當(dāng)電流通過電路時(shí),會(huì)產(chǎn)生電磁場。這個(gè)電磁場從設(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

29、國聯(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)重問題,只要產(chǎn)品想銷往美國,就必須符合FCC制訂的 電磁干擾認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。在美國境內(nèi)銷售電子產(chǎn)品,F(xiàn)CC要求必須經(jīng)過在電磁干擾范圍的特定環(huán)境下測量 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。大致來說,B等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)較A等級(jí)更為嚴(yán)苛。表 仆CC針對(duì)A等級(jí)與

30、B等級(jí)的規(guī)定電磁兼容圖冊(cè) 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)待測物(DUT)超過這些限度,貝U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,則將使問題更加嚴(yán)重。通過FCC認(rèn)證需要注意的十個(gè)問題 專家總結(jié),通過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

31、; 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,沒有考慮到輻射問題;沒有使用足夠的旁路電容;使用無屏蔽的纜線;使用塑料連接器;沒有在纜線設(shè)計(jì)上使用陶鐵磁體;沒有整合電路濾波器;沒有適當(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)的非營利組織, 其所制定的標(biāo)準(zhǔn)被很多 國家所參考采用,例如中國。ETS所公告的文件中有關(guān)電磁兼容的一般規(guī)定為 EN301489 1,內(nèi)容除電磁干 擾的規(guī)定外 ,還有電磁耐受的規(guī)定,主要是檢測產(chǎn)品在各種電磁干擾環(huán)境下能否 正常工作。測試內(nèi)容包括: 輻射耐受性測試(RadioFrequencyElectromagneTleField主要為仿真無線電波、電 臺(tái)信號(hào)對(duì)產(chǎn)品的影響;靜電

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