《電子技術(shù)應(yīng)用》
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EMC三規(guī)律和三要素
摘要: EMC(Electromagnetic Compatibility)即電磁兼容,。它是研究電磁干擾的一門技術(shù),。電磁干擾是我們周邊電磁能量使電子設(shè)備的運行產(chǎn)生不應(yīng)有的響應(yīng)。EMC的技術(shù)目的在于使電氣裝置或系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境條件下,,既不受電磁環(huán)境的影響,,也不會給環(huán)境以干擾,。
Abstract:
Key words :

    EMC(Electromagnetic Compatibility)即電磁兼容。它是研究電磁干擾的一門技術(shù),。電磁干擾是我們周邊電磁能量使電子設(shè)備的運行產(chǎn)生不應(yīng)有的響應(yīng),。EMC的技術(shù)目的在于使電氣裝置或系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境條件下,既不受電磁環(huán)境的影響,,也不會給環(huán)境以干擾,。
下面我們認(rèn)識以下EMC領(lǐng)域的三個重要規(guī)律和EMC問題三個要素:
    一、EMC三個重要規(guī)律
    規(guī)律一,、EMC費效比關(guān)系規(guī)律: EMC問題越早考慮,、越早解決,費用越小,、效果越好,。
    在新產(chǎn)品研發(fā)階段就進(jìn)行EMC設(shè)計,比等到產(chǎn)品EMC測試不合格才進(jìn)行改進(jìn),,費用可以大大節(jié)省,,效率可以大大提高;反之,,效率就會大大降低,,費用就會大大增加。
經(jīng)驗告訴我們,在功能設(shè)計的同時進(jìn)行EMC設(shè)計,,到樣板,、樣機完成則通過EMC測試,是最省時間和最有經(jīng)濟效益的,。相反,,產(chǎn)品研發(fā)階段不考慮EMC,投產(chǎn)以后發(fā)現(xiàn)EMC不合格才進(jìn)行改進(jìn),,非但技術(shù)上帶來很大難度,、而且返工必然帶來費用和時間的大大浪費,甚至由于涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計,、PCB設(shè)計的缺陷,,無法實施改進(jìn)措施,導(dǎo)致產(chǎn)品不能上市,。
 
    規(guī)律二,、高頻電流環(huán)路面積S越大, EMI輻射越嚴(yán)重。
    高頻信號電流流經(jīng)電感最小路徑,。當(dāng)頻率較高時,, 一般走線電抗大于電阻,連線對高頻信號就是電感,,串聯(lián)電感引起輻射,。電磁輻射大多是EUT被測設(shè)備上的高頻電流環(huán)路產(chǎn)生的,最惡劣的情況就是開路之天線形式,。對應(yīng)處理方法就是減少,、減短連線,減小高頻電流回路面積,,盡量消除任何非正常工作需要的天線,,如不連續(xù)的布線或有天線效應(yīng)之元器件過長的插腳。
    減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要任務(wù)之一,,就是想方設(shè)法減小高頻電流環(huán)路面積S,。

    規(guī)律三、環(huán)路電流頻率f越高,,引起的EMI輻射越嚴(yán)重,,電磁輻射場強隨電流頻率f的平方成正比增大。減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要途徑之二,,就是想方設(shè)法減小騷擾源高頻電流頻率f,,即減小騷擾電磁波的頻率f。

    二,、EMC問題三要素
    開關(guān)電源及數(shù)字設(shè)備由于脈沖電流和電壓具有很豐富的高頻諧波,,因此會產(chǎn)生很強的輻射,。電磁干擾包括輻射型(高頻) EMI、傳導(dǎo)型(低頻)EMI,,即產(chǎn)生EMC問題主要通過兩個途徑:一個是空間電磁波干擾的形式;另一個是通過傳導(dǎo)的形式,,換句話說,,產(chǎn)生EMC問題的三個要素是:電磁干擾源,、耦合途徑、敏感設(shè)備,。輻射干擾主要通過殼體和連接線以電磁波形式污染空間電磁環(huán)境,;傳導(dǎo)干擾是通過電源線騷擾公共電網(wǎng)或通過其他端子(如:射頻端子,輸入端子)影響相連接的設(shè)備,。
                          傳導(dǎo),、輻射
    騷擾源--------------------(途徑)-------------------- 敏感受體
                          近場耦合

    IT、AV設(shè)備可能的騷擾源
    A) FM接收機,、TV接收機本機振蕩,,基波及諧波由高頻頭、本機振蕩電路產(chǎn)生,;
    B) 開關(guān)電源的開關(guān)脈沖及高次諧波,,同步信號方波及高頻諧波,行掃描顯像電路產(chǎn)生的行,、場信號及高頻諧波,;
    C) 數(shù)字電路工作需要的各種時鐘信號及高頻諧波、以及它們的組合,,各種時鐘如CPU芯片工作時鐘,、MPEG解碼器工作時鐘、視頻同步時鐘(27MHz,,16.9344MHz ,40.5MHz)等,;
    D) 數(shù)字信號方波及高頻諧波,晶振產(chǎn)生的高次諧波,,非線性電路現(xiàn)象(非線性失真,、互調(diào)、飽和失真,、截止失真)等引起的無用信號,、雜散信號;
    E) 非正弦波波形,,波形毛剌,、過沖、振鈴,,電路設(shè)計存在的寄生頻率點,。
    F) 對于敏感受體通過耦合途徑接受的外部騷擾包括浪涌,、快速脈沖群、靜電,、電壓跌落,、電壓變化和各種電磁場。

    電磁騷擾的特性
    ① 單位脈沖的頻譜最寬,;
    ② 頻譜中低頻含量取決于脈沖的面積,,高頻分量取決于脈沖前后沿的陡度;
    ③ 晶體振蕩電平必須滿足一定幅度, 數(shù)字電路才能按一定的時序工作,,使晶振產(chǎn)生的騷擾呈現(xiàn)覆蓋帶寬,、騷擾電平高的特點;
    ④ 收發(fā)天線極化,、方向特性相同時,,EMI輻射和接受最嚴(yán)重;收發(fā)天線面積越大, EMI危害逾大,;
    ⑤ 騷擾途徑:輻射,,傳導(dǎo),耦合和輻射,、傳導(dǎo),、耦合的組合。
    ⑥ 電源線傳導(dǎo)騷擾主要由共模電流產(chǎn)生,;
    ⑦ 輻射騷擾主要由差模電流形成的環(huán)路產(chǎn)生,。

    三、結(jié)束語:了解EMC三個規(guī)律和EMC問題三要素,,會使得EMC問題變的有規(guī)可循,,堅持EMC的規(guī)律使得解決EMC問題省時省力,事半功倍,。
 

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