电磁兼容EMC基础知识全面详解
一、电磁兼容概念
电磁兼容EMC（Electromagnetic compatibility) 对于设备或系统的性能指标来说， 直译为“电磁兼容性” ； 但作为一门学科来说， 应该译为“电磁兼容”。 国家标准GB/T4365-1995《电磁兼容术语》对电磁兼容所下的定义为“设备或 系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。” 简单的说，就是抗干扰的能力和对外骚扰的程度。 电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备（分系统、系统；广义的还包括生物体）可以共存并不致引起降级的一门科学。 二、基本概念
Electromagnetic compatibility（EMC） 电磁相容—电子产品能够在一电磁环境中工作而不会降低功能或损害之能力； 1
Electromagnetic interference（EMI） 电磁干扰—电子产品之电磁能量经由传导或辐射之方式传播出去的过程；由干扰源、耦合通道及被干扰接收机三要素组成 。 Radio frequency（RF）无线电频率，射頻—通訊所用的频率范围，大约是10kHz 到100GHz。这些能量可以是有意产生的，如无限电传发射器，或者是被电子产品无意产生的；RF能量经由两种模式传播： Radiated emissions（RE）—此种RF 能量的电磁场经由媒介而传输；RF 能量一般在自由空间（free space）內传播，然而，其他种类也有可能发生。 Conducted emissions（CE）—此种RF 能量的电磁场经由道题媒介而传播，一般是经由电线或内部连接电缆；Line Conducted interference（LCI）指的是在电源线上的RF 能量。 Susceptibility 容忍度，耐受性—相对的测量产品暴露在EMI环境中混乱或损害的程度。 Immunity 免疫力—一相对的测量产品承受EMI的能力； Electrical overstress（EOS）电子过度高压—当遇到高压突波产品承受到的损坏或只是功能丧失；EOS包括雷击以及静电放电的事件。 Electrostatic discharge（ESD）静电放电—一种高电压脉波，可能使被影响的产品损坏或者失去功能虽然雷击也是一种高电压脉波，
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ESD一般指的是较少安培数，且由人体所粗触发引起的；一般情况下也将雷击视为ESD类别，因其保护方式很相似，只是大小的分别而已。 Radiated susceptibility（RS）辐射耐受性—产品承受经由自由空间传播而来的EMI的能力。 Conducted susceptibility（CS）传导耐受性—产品承受经外接电缆，电源线以及其他I/O cable 传播而来的电磁能量的能力； Containment 封闭、包围—防止RF 能量逸出一个封闭物体（enclosure），一般是以金属屏蔽（Faraday cage），或是用塑胶外壳再加以导电涂料。由相互原则，我们也可视containment 为防止RF 能量进入enclosure。 Suppression 压制—经由设计以在源头端降低或消除RF 能量，以使其不用依赖如金属机壳等二阶方法。 三、电磁干扰源种类
电磁干扰源种类繁多，可按不同的方法进行分类。对测量环境中直接影响测量及测量设备的 干扰来源可分为自然干扰源和人为干扰源。 自然干扰源包括： (1)大气噪声干扰：如雷电产生的火花放电、属于脉冲宽带干扰，其覆盖从数Hz到100MHz以上．传播的距离相当远。 3
(2)太阳噪声干扰：指太阳黑子的辐射噪声。在太阳黑子活动期．黑子的爆发．可产生比平稳期高数千倍的强烈噪声．致使通信中断。 (3)宁宙噪声：指来自宇宙天体的噪声。 (4)静电放电：人体、设备上所积累的静电电压可高达几万伏直到几十万伙．常以电晕或火花方式放掉，称为静电放电。静电放电产生强大的瞬间电流和电磁脉冲，会导致静电敏感器件及设备的损坏。静电放电属脉冲宽带干扰、频谱成分从直流一直连续剑中频频段。 人为干扰源指而电气电子设备和其他人工装置产生的电磁干扰。这里所说的人为干扰源都是指无意识的干扰。至于为了达到某种目的而有意施放的干扰，如电子对抗等不属于本文讨论范围。 任何电子电气设备都可能产生人为干扰。在此，只是提到一些常见的干扰测量环境的干扰源。 (1)无线电发射设备：包括移动通信系统、广播、电视、雷达、导航及无线电接力通信系统．如微波接力，卫星通信等。因发射的功率大，其基波信号可产生功能性干扰；谐波及乱真发射构成非功能性的无用信号干扰。 (2)工业、科学、医疗(ISM)设备：如感应加热设备、高频电焊机、X光机、高频理疗设备等．强大的输出功率除通过空间辐射干扰外，还通过工频电力网干扰远方的设备。 4
(3)电力设备：包括伺服电机、电钻、继电器、电梯等设备通、断产生的电流剧变及伴随的电火花成为干扰源：电力系统中的非线性负载(如电弧炉等)、 间断电源(UPS)等同态电源转换设备产生大量谐波涌入电网成为干扰源：日光灯等照明设备也产生辉光放电噪声干扰。 (4)汽车、内燃机点火系统：汽车点火系统产生宽带干扰，从几百千赫到几百兆赫干扰强度几乎不变。 (5)电网干扰：指由50Hz交流电网强大的电磁场和大地漏电流产生的干扰，以及高压输电线的电晕和绝缘断裂等接触不良产生的微弧和受污染导体表面的电火花。 (6)高速数字电子设备：包括计算机和相关设备。 上述电磁干扰源就产生的机理而言，有：放电噪声(雷电、静电放电、辉光放电等)．接触噪声， 电路的过渡现象，电磁波反射现象等。传输线中电磁波反射足高频测量与数字设备必须认真对待的干扰源。 四、电磁干扰的耦合通道
电磁干扰中的重要要素是耦合通道，在许多情况下，要找到真正的干扰源很难，而被干扰接收机也很难加以改进，此时最可行的解决方法是在耦合通道中对干扰的耦合进行充分的衰减 。 五、耦合通道
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