前言

電磁兼容EMC（Electro Magnetic Compatibility）興起于20世紀(jì)80年代，是一門(mén)以電磁場(chǎng)理論為核心，與多學(xué)科互相滲透、結(jié)合的新興學(xué)科。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，人們?cè)谏a(chǎn)、生活中使用的電氣、電子設(shè)備越來(lái)越廣泛，電磁兼容也成為企業(yè)設(shè)計(jì)研發(fā)和消費(fèi)者越來(lái)越重視的問(wèn)題。

電磁兼容概念

電磁兼容示意圖

EMC（電磁兼容）

=EMI（電磁干擾）+EMS（電磁抗擾度）

如果這么說(shuō)還是覺(jué)得抽象的話，下面我們舉幾個(gè)例子感受一下日常生活中的電磁兼容問(wèn)題：

當(dāng)打開(kāi)電視時(shí)，室內(nèi)的日光燈會(huì)出現(xiàn)瞬間變暗的現(xiàn)象，這是因?yàn)殡娨暣蜷_(kāi)的瞬間大量電流流向電視機(jī)，電壓驟然下降導(dǎo)致使用同一電源的日光燈受到影響。

在手機(jī)來(lái)電時(shí)，話筒會(huì)出現(xiàn)失真伴有刺耳的“吱吱”聲或者電視/電腦屏幕出現(xiàn)閃爍，這些是因?yàn)槟闶謾C(jī)通訊的電波從空間耦合到話筒、電視/電腦接收天線上使其受到干擾。

電磁兼容三要素

任何產(chǎn)生電磁兼容問(wèn)題都必須具備以下三個(gè)條件： 干擾源（騷擾源）、耦合途徑、敏感設(shè)備，我們稱(chēng)之為電磁兼容三要素，它們分別說(shuō)明干擾從哪里來(lái)、干擾如何傳輸以及干擾到哪里去。

電磁干擾源通常分為自然干擾源和人為干擾源。自然干擾源包括：大氣噪聲干擾，如雷電產(chǎn)生的火花放電；太陽(yáng)噪聲干擾，如太陽(yáng)黑子；靜電放電，如人體、設(shè)備上所積累的靜電。

夏日城市天空閃電

常見(jiàn)的人為干擾源有：無(wú)線電發(fā)射設(shè)備，包括移動(dòng)通信系統(tǒng)、廣播、電視、雷達(dá)；工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療(ISM)設(shè)備，如高頻手術(shù)刀、X光機(jī)、核磁CT等；電力設(shè)備，包括電機(jī)、繼電器、電梯等設(shè)備；高速數(shù)字電子設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)和相關(guān)設(shè)備。

廣播通信設(shè)備

舉個(gè)例子，近兩年新冠疫情打亂了人們的日常生活。傳染病流行需要具備傳染源、傳播途徑、易感人群三個(gè)要素，而干擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備三者一起有可能會(huì)導(dǎo)致EMC問(wèn)題的發(fā)生。

電磁兼容三要素示意圖

電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目

通過(guò)以上介紹，我們知道EMC是一項(xiàng)非常重要的質(zhì)量指標(biāo)。歐盟規(guī)定，所有電氣電子產(chǎn)品必須通過(guò)EMC認(rèn)證，加貼CE標(biāo)志后才能在市場(chǎng)上銷(xiāo)售。我國(guó)CCC強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證管理均規(guī)定，凡有電磁兼容要求的電子電器產(chǎn)品，在進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)前，均應(yīng)滿(mǎn)足于相應(yīng)EMC國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。這意味著產(chǎn)品在進(jìn)入市場(chǎng)前均應(yīng)通過(guò)嚴(yán)格的EMC測(cè)試。不同產(chǎn)品特性不同，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)試項(xiàng)目也會(huì)有所差異。電磁兼容測(cè)試的典型項(xiàng)目有：

電磁兼容典型試驗(yàn)項(xiàng)目

電磁兼容試驗(yàn)場(chǎng)地及設(shè)備

開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)是電磁兼容輻射發(fā)射測(cè)試的重要場(chǎng)地，它是眾多測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中都建議使用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試場(chǎng)地。但是開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)造價(jià)較高并遠(yuǎn)離城區(qū)，使用不方便，即使是建在城區(qū)，也經(jīng)常會(huì)因?yàn)楸尘霸肼暣蠖绊懙诫姶偶嫒轀y(cè)試。于是代替開(kāi)闊試驗(yàn)場(chǎng)的 電波暗室成了應(yīng)用最為普遍的電磁兼容測(cè)試場(chǎng)地。除此以外， 電磁屏蔽室也是電磁兼容（EMC）重要的試驗(yàn)場(chǎng)地之一。

電磁干擾的危害

?????干 ????擾電視的收看、廣播收音機(jī)的收聽(tīng)。

數(shù)字系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的丟失。

在設(shè)備分系統(tǒng)或系統(tǒng)級(jí)正常工作的破環(huán)。

醫(yī)療電子設(shè)備的工作失常。

自動(dòng)化微處理器控制系統(tǒng)的工作失控。

導(dǎo)航系統(tǒng)的工作失常。

起爆裝置的無(wú)意爆炸。

工業(yè)過(guò)程控制功能的失效。

此外強(qiáng)電場(chǎng)還會(huì)對(duì)生物體造成影響，一般可以分為熱效應(yīng)與非熱效應(yīng)。對(duì)于熱效應(yīng)，隨著射頻入射功率密度的逐漸增加，可以出現(xiàn)血流加快、血液分布較少部位的局部體溫升高、酶活性降低、蛋百質(zhì)變性、心率改變甚至體溫調(diào)節(jié)能力受抑制、局部組織受損直至死亡等。而對(duì)于非熱效應(yīng)，其影響就廣泛的多。包括對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)、血液免疫系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)與胚胎發(fā)育的影響等。這些影響不僅反應(yīng)在個(gè)體級(jí)、器官級(jí)而且影響到細(xì)胞級(jí)。 ????

電磁兼容的主要研究對(duì)象及設(shè)計(jì)要求

電磁兼容主要研究對(duì)象：

①各種人為噪聲，如輸電線電暈噪聲、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。

②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。

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。

④電磁環(huán)境對(duì)人類(lèi)及各種生物的作用。其中包括強(qiáng)電線等工頻場(chǎng)，中、短波及微波電磁輻射的影響。

⑤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)。

⑥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。

⑦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。

⑧頻譜分配與管理。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。

⑩自然界影響等。

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。

提高電磁兼容性的措施

①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。

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(kāi)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(kāi)，甚至避開(kāi)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。

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