1 引言
電磁兼容是一門新興的跨學科的綜合性應(yīng)用學科。作為邊緣技術(shù),,它以電氣和無線電技術(shù)的基本理論為基礎(chǔ),,并涉及許多新的技術(shù)領(lǐng)域,如微波技術(shù),、微電子技術(shù),、計算機技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及新材料等,。電磁兼容技術(shù)應(yīng)用的范圍很廣,,幾乎所有現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域,如電力、通信,、交通,、航天、軍工,、計算機和醫(yī)療等都必須解決電磁兼容問題,。其研究的熱點內(nèi)容主要有:電磁干擾源的特性及其傳輸特性、電磁干擾的危害效應(yīng),、電磁干擾的抑制技術(shù),、電磁頻譜的利用和管理、電磁兼容性標準與規(guī)范,、電磁兼容性的測量與試驗技術(shù),、電磁泄漏與靜電放電等。
電磁兼容的英文名稱為Electromagnetic Compatibility,,簡稱EMC,。所謂電磁兼容是指設(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),。這里包含兩層意思,,即它工作中產(chǎn)生的電磁輻射要限制在一定水平內(nèi),另外它本身要有一定的抗干擾能力,。這便是設(shè)備研制中所必須解決的兼容問題,。電磁兼容技術(shù)涉及的頻率范圍寬達0 GHz ~400GHz,研究對象除傳統(tǒng)設(shè)備外,,還涉及芯片級,,直到各種艦船、航天飛機,、洲際導彈甚至整個地球的電磁環(huán)境,。
電磁兼容三要素是干擾源(騷擾源)、耦合通路和敏感體,。切斷以上任何一項都可解決電磁兼容問題,,電磁兼容的解決常用的方法主要有屏蔽、接地和濾波,。
2 電磁兼容技術(shù)名詞
?。?)電磁兼容性
電磁兼容性是指設(shè)備或者系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作,且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力,。
?。?)電磁騷擾
電磁騷擾是指任何可能引起設(shè)備、裝備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或者無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象,。電磁騷擾可引起設(shè)備,、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。它的主要要素有自然和人為的騷擾源、通過公共地線阻抗/內(nèi)阻的耦合,、沿電源線傳導的電磁騷擾和輻射干擾等,。電子系統(tǒng)受干擾的路徑為:經(jīng)過電源,通過信號線或控制電纜,、場滲透,,經(jīng)過天線直接進入;通過電纜耦合,,從其他設(shè)備來的傳導干擾,;電子系統(tǒng)內(nèi)部場耦合;其他設(shè)備的輻射干擾,;電子設(shè)備外部耦合到內(nèi)部場;寬帶發(fā)射機天線系統(tǒng),;外部環(huán)境場等,。
(3)電磁環(huán)境
電磁環(huán)境是一種明顯不傳送信息的時變電磁現(xiàn)象,,它可能與有用信號疊加或組合,。
(4)電磁輻射
電磁輻射是指電磁波由源發(fā)射到空間的現(xiàn)象。“電磁輻射”一詞的含義有時也可引申,,將電磁感應(yīng)現(xiàn)象也包含在內(nèi),。RFI/EMI可以通過任何一種設(shè)備機殼的開口、通風孔,、出入口,、電纜、測量孔,、門框,、艙蓋、抽屜和面板以及機殼的非理想連接面等進行輻射,。RFI/EMI也可由進入敏感設(shè)備的導線和電纜進行輻射,,任何一個良好的電磁能量輻射器也可以作為良好的接收器。
?。?)脈沖
脈沖是指在短時間內(nèi)突變,,隨后又迅速返回至其初始值的物理量。
?。?)共模干擾和差模干擾
電源線上的干擾有共模干擾和差模干擾兩種方式,。共模干擾存在于電源任何一相對大地或電線對大地之間。共模干擾有時也稱縱模干擾,、不對稱干擾或接地干擾,。這是載流導體與大地之間的干擾。差模干擾存在于電源相線與中線及相線與相線之間。差模干擾也稱常模干擾,、橫模干擾或?qū)ΨQ干擾,。這是載流導體之間的干擾。共模干擾提示了干擾是由輻射或串擾耦合到電路中的,,而差模干擾則提示了干擾是源于同一條電源電路,。通常這兩種干擾是同時存在的,由于線路阻抗的不平衡,,兩種干擾在傳輸中還會相互轉(zhuǎn)化,,所以情況十分復雜。干擾經(jīng)長距離傳輸后,,差模分量的衰減要比共模大,,這是因為線間阻抗與線-地阻抗不同的緣故。出于同一原因,,共模干擾在線路傳輸中還會向鄰近空間輻射,,而差模則不會,因此共模干擾比差模更容易造成電磁干擾,。不同的干擾方式要采取不同的干擾抑制方法才有效,。判斷干擾方法的簡便方法是采用電流探頭。電流探頭先單獨環(huán)繞每根導線,,得出單根導線的感應(yīng)值,,然后再環(huán)繞兩根導線(其中一根是地線),探測其感應(yīng)情況,。如感應(yīng)值是增加的,,則線路中干擾電流是共模的;反之則是差模的,。
?。?)抗擾度電平和敏感性電平
抗擾度電平是指將某給定的電磁騷擾施加于某一裝置、設(shè)備或者系統(tǒng)并使其仍然能夠正常工作且保持所需性能等級時的最大騷擾電平,。也就是說,,超過此電平時該裝置、設(shè)備或者系統(tǒng)就會出現(xiàn)性能降低,。而敏感性電平是指剛剛開始出現(xiàn)性能降低的電平,。所以,對某一裝置,、設(shè)備或者系統(tǒng)而言,,抗擾度電平與敏感性電平是同一數(shù)值。
?。?)抗擾度裕量
抗擾度裕量是指裝備,、設(shè)備或者系統(tǒng)的抗擾度電平限值與電磁兼容電平之間的插值,。