電磁兼容EMC概述
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3.1. 電磁兼容定義（ElectromagneticCompatibility即EMC）
3.1.1國(guó)軍標(biāo)（GJB72A-2002）中給出電磁兼容的定義是：
設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。包括以下兩個(gè)方面：
a）設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在預(yù)定的電磁環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，可按規(guī)定的安全裕度實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的工作性能、且不因電磁干擾而受損或產(chǎn)生不可接受的降級(jí)；
b）設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在預(yù)定的電磁環(huán)境中正常地工作且不會(huì)給環(huán)境（或其他設(shè)備）帶來(lái)不可接受的電磁干擾。
安全裕度——敏感度門限與環(huán)境中的實(shí)際干擾影響下性能降級(jí)或不能完成規(guī)定任務(wù)的特性。
3.1.2名詞解釋
電磁騷擾——任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能低或?qū)τ猩驘o(wú)生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。
注：電磁騷擾可能是電磁噪聲、無(wú)用信號(hào)或傳播媒介自身的變化。
電磁干擾（EMI）——電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。又可解釋為：任何可能中斷、阻礙，甚至降低、限制無(wú)線電通信或其他電子設(shè)備性能的傳導(dǎo)或輻射的電磁
能量。
輻射干擾——任何源自部件、天線、電纜、互連線的電磁輻射，以電場(chǎng)、磁場(chǎng)形式（或兼而有之）存在，并導(dǎo)致性能降級(jí)的不希望有的電磁能量。
傳導(dǎo)干擾——沿著導(dǎo)體傳輸?shù)牟幌Ｍ械碾姶拍芰浚ǔＳ秒妷夯螂娏鱽?lái)定義。
電磁脈沖（EMP）——核爆炸或雷電放電時(shí)，在核設(shè)施或周圍介質(zhì)中存在光子散射，由此產(chǎn)生的康普頓反沖電子和光電子所導(dǎo)致新的電磁輻射。由電磁脈沖所產(chǎn)生的電場(chǎng)、磁場(chǎng)可能會(huì)與電子或電子系統(tǒng)耦合產(chǎn)生破壞性的電壓和電流浪涌。
浪涌——沿線路或電路傳播的電流、電壓或功率的瞬態(tài)波。其特征最先快速上升后緩慢下降。浪涌由開(kāi)關(guān)切換、雷電放電、核爆炸引起。
靜電放電（ESD）——不同靜電電位的物體靠近或直接接觸時(shí)產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移。
串?dāng)_——通過(guò)與其他傳輸線路的電場(chǎng)（容性）或磁場(chǎng)（感性）耦合，在自身傳輸線路中引入的一種不希望有的信號(hào)擾動(dòng)。
串?dāng)_耦合——有以下兩種定義：a）對(duì)于從一個(gè)信道傳輸?shù)搅硪粋€(gè)信道的干擾功率的度量；b）存在于兩個(gè)或多個(gè)不同信道之間、電路組件或元件之間的不希望有的信號(hào)耦合。
抑制——通過(guò)濾波、接地、搭接、屏蔽和吸收，或這些技術(shù)的組合，以減小或消除不希望有的發(fā)射。
射頻——在電磁頻譜中介于音頻和紅外線之間、用于無(wú)線電發(fā)射的頻率。目前應(yīng)用的射頻范圍大約是9KHz—3000GHz（3THz）。
電磁敏感性（EMS）——設(shè)備、器件或系統(tǒng)因電干擾可能導(dǎo)致工作性能降級(jí)的特性。
輻射發(fā)射（RE）——以電場(chǎng)形式，通過(guò)空間傳播的有用或無(wú)用的電磁能量。
傳導(dǎo)發(fā)射（CE）——沿金屬導(dǎo)體傳播的電磁發(fā)射。此類導(dǎo)體可以是電源線、信號(hào)線及一個(gè)非專門設(shè)置、偶然的導(dǎo)體輻射敏感度（RS）——對(duì)造成設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)性能降級(jí)的輻射干擾場(chǎng)強(qiáng)的度量。
傳導(dǎo)敏感度（CS）——當(dāng)引起設(shè)備呈現(xiàn)不希望有的響應(yīng)式性能降級(jí)時(shí)，對(duì)電源線、信號(hào)線或控制線上的干擾信號(hào)電流或電壓的度量。
3.2.電磁兼容設(shè)計(jì)的目的
1）設(shè)備內(nèi)部的電路相互不產(chǎn)生干擾，達(dá)到預(yù)期功能；
2）設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)度低于特定的極限值；
3）設(shè)備對(duì)外界的電磁干擾有一定的抵抗力。
另外，EMC還有一個(gè)研究?jī)?nèi)容——防止信息泄漏，即：TEMPEST技術(shù)。TEMPEST是指電子信息設(shè)備通過(guò)電磁能量發(fā)射產(chǎn)生了信息的泄漏發(fā)射。
3.3.電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)概述
3.3.1電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)可以分為四級(jí)
1）基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)——涉及EMC術(shù)語(yǔ)、電磁環(huán)境、EMC測(cè)量設(shè)備規(guī)范和EMC測(cè)量方法，是編制其它各級(jí)EMC標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。
2）通用標(biāo)準(zhǔn)——給通用環(huán)境中的所有產(chǎn)品提出一系列最低的電磁兼容性要求，通用標(biāo)準(zhǔn)給出的試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)要求可以成為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和專用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的編制導(dǎo)則。
3）產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)——根據(jù)特定產(chǎn)品類別而制訂的電磁兼容性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，它包含產(chǎn)品的電磁騷擾發(fā)射和產(chǎn)品的抗擾度要求兩方面的內(nèi)容。
4）專用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)——通常不單獨(dú)形成電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，而以專門條款包含在產(chǎn)品的通用技術(shù)條件中。專用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電磁兼容的要求與相應(yīng)的產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)相一致，在考慮了產(chǎn)品的特殊性后，可增加試驗(yàn)項(xiàng)目和對(duì)電磁兼容性能要求作某些改變，對(duì)產(chǎn)品的電磁兼容性要求更加明確。
3.3.2主要制訂電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的組織和標(biāo)準(zhǔn)介紹
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界上許多國(guó)家和許多組織都制定了電磁兼容的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，具有權(quán)威性和廣泛影響的是CISPR、IEC、CENLEC、MIL、FCC、GB等標(biāo)準(zhǔn)，另外有些國(guó)家的保密局還制定了TEMPEST標(biāo)準(zhǔn)，它是研究信息泄漏的標(biāo)準(zhǔn)。
1）國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）：國(guó)際上的標(biāo)準(zhǔn)化組織，其下有三個(gè)組織與EMC有關(guān)。
a、ACEC（電磁兼容咨詢委員會(huì)）：承擔(dān)電磁兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化研究工作。
b、CISPR（國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)）：為了促進(jìn)國(guó)際貿(mào)易，CISPR于1934年確定了射頻干擾的測(cè)量方法，1985年對(duì)信息技術(shù)設(shè)備制定了新的發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)，許多歐洲國(guó)家將這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)作為自己國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。目前設(shè)有七個(gè)分會(huì)。
c、TC77（第77技術(shù)委員會(huì)）：與CISPR并列的涉及電磁兼容的組織。
2）FCC(聯(lián)邦通信委員會(huì))：主要制訂美國(guó)民用標(biāo)準(zhǔn)。
3）MIL-STD(美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn))：主要制訂美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)。
4）CENELEC（歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)）：由歐共體委員會(huì)授權(quán)制訂歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN。EN標(biāo)準(zhǔn)引用了很多CISPR和IEC標(biāo)準(zhǔn)。
5）GB（中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）：基本采用CISPR和IEC標(biāo)準(zhǔn)。
6）GJB（中國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)）：基本采用美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)。如GJB151A-97/GJB152A-97等同于美軍標(biāo)MIL- STD - 461D / MIL- STD- 462D。
3.3.3電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容
1）電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)備的要求有兩個(gè)方面
一個(gè)是工作時(shí)不會(huì)對(duì)外界產(chǎn)生不良的電磁干擾影響，另一個(gè)是不能對(duì)外界的電磁干擾過(guò)度敏感，前一個(gè)方面的要求稱為干擾發(fā)射要求，后一個(gè)方面的要求稱為敏感度要求。
2）能量傳播的途徑
電磁能量從設(shè)備內(nèi)傳出或從外界傳入設(shè)備的途徑只有兩個(gè)，一個(gè)是以電磁波的形式從空間傳播，另一個(gè)是以電流的形式沿導(dǎo)線傳播。因此，電磁干擾發(fā)射可以分為:傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射，敏感度也可分為傳導(dǎo)敏感度和輻射敏感度。各種電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的內(nèi)容包括:傳導(dǎo)發(fā)射、輻射發(fā)射、傳導(dǎo)敏感度、輻射敏感度。
3.4電磁兼容問(wèn)題三要素
系統(tǒng)要發(fā)生電磁兼容性問(wèn)題，必須存在三個(gè)因素，即電磁干擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備。所以，在解決電磁兼容問(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。
3.5解決干擾問(wèn)題的一般途徑
電磁兼容可通過(guò)將干擾抑制于擾亂電子系統(tǒng)或子系統(tǒng)正常工作的電平以下來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種兼容一般通過(guò)采用濾波器及將元件或設(shè)備屏蔽而獲得。圖中給出了一個(gè)EMI發(fā)射機(jī)/受感器系統(tǒng)干擾耦合路徑的示例。
圖中發(fā)射機(jī)代表一個(gè)產(chǎn)生噪聲的系統(tǒng)或分系統(tǒng)，受感器代表一個(gè)對(duì)發(fā)射敏感的噪聲系統(tǒng)或分系統(tǒng)。在現(xiàn)實(shí)世界中，一個(gè)系統(tǒng)或分系統(tǒng)可以被模擬為一個(gè)發(fā)射機(jī)或受感器，虛線表示輻射干擾，實(shí)線表示傳導(dǎo)干擾，箭頭表示發(fā)射或傳導(dǎo)耦合方向。A線表示發(fā)射機(jī)通過(guò)輻射途徑直接耦合到受感器的干擾。B線表示互連電纜也可作為噪聲輻射發(fā)射機(jī)。C線表示互連電纜可作為受感器對(duì)由輻射引起的噪聲產(chǎn)生響應(yīng)。由此可見(jiàn)，起初由輻射發(fā)射引起的噪聲通過(guò)場(chǎng)至線的耦合，在受感器系統(tǒng)中可表現(xiàn)傳導(dǎo)響應(yīng)。D線代表互連電纜間發(fā)生的串?dāng)_，一根導(dǎo)線上的噪聲可通過(guò)電容或電感耦合到其它導(dǎo)線上。
對(duì)新研制的電子產(chǎn)品，應(yīng)該從設(shè)計(jì)開(kāi)始階段就考慮電磁兼容問(wèn)題，進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)。
3.6電磁兼容設(shè)計(jì)
任何電子設(shè)備或電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都應(yīng)包括電磁兼容設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)階段就考慮電磁兼容，遠(yuǎn)比制作成型后再試圖滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)要求而采取措施更加節(jié)省費(fèi)用。而且有時(shí)對(duì)成型后
的產(chǎn)品，EMC問(wèn)題已無(wú)法解決或解決起來(lái)很困難，必須對(duì)整個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行較大的改動(dòng)。所以電子設(shè)備或系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就考慮電磁兼容問(wèn)題。
首先，利用簡(jiǎn)單的電氣和機(jī)械原理就可以滿足許多EMC要求；其次由于電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)器件一般放置在印制電路板（PCB）上。該器件包括潛在干擾源及對(duì)電磁能量敏感的元件與電路。因此，PCB的EMC設(shè)計(jì)是第二重要的。另外，接地設(shè)計(jì)、電路濾波、機(jī)內(nèi)走線對(duì)任何設(shè)備的電磁兼容性都是非常重要的。在內(nèi)部設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)著重考慮機(jī)箱屏蔽設(shè)計(jì)，如顯示窗、通風(fēng)孔、縫隙、孔洞、連接器接合面等。最后，還需考慮輸入、輸出電源線、信號(hào)線的濾波及其它線纜的設(shè)計(jì)。