1.1 電磁兼容概述
電磁兼容是一門新興的綜合性學科。電磁兼容學科主要研究的是如何使在同一電磁環(huán)境下工作的各種電氣電子設備和元器件都能正常工作,互不干擾,達到兼容狀態(tài)。我公司的電磁兼容研究主要針對電氣電子設備,同時也涉及到如生產(chǎn)中的靜電放電、電磁輻射對人體的影響等方面。
1.2 電磁兼容性的基本概念
1.2.1 電磁騷擾與電磁干擾
電磁騷擾是指任何可能引起設備性能降低或?qū)τ猩镔|(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。由機電或其他人為裝置產(chǎn)生的電磁騷擾,稱為人為騷擾;來源于自然現(xiàn)象的電磁騷擾,稱為自然騷擾。
電磁干擾則是指由電磁騷擾引起的設備或傳輸通道性能的下降。所以騷擾和干擾的含義是不同的。 從概念上講,騷擾是一種電磁能量,干擾是騷擾產(chǎn)生的結(jié)果或后果。
電磁干擾產(chǎn)生于騷擾源;大量騷擾源的存在造成電磁環(huán)境污染,導致電磁兼容性問題尖銳化。主要表現(xiàn)在:
同時工作的電子設備的總數(shù)在增長,電子設備的數(shù)量每4~5年增加一倍;
發(fā)射機的功率在增加,如某些雷達的發(fā)射脈沖功率達幾十甚至幾百兆瓦;
許多無線電頻段嚴重超載,以致對不同類型的電子設備不得不多次反復使用同一頻段;
電子設備在運行時產(chǎn)生的電磁騷擾電平不斷提高。如某些醫(yī)療設備運行時產(chǎn)生的干擾電平可達每米幾百伏。
1.2.2 電磁兼容性(EMC-ElectroMagnetic Compatibility)
電子設備受電磁騷擾的影響而出現(xiàn)故障或性能降級,就稱為設備對電磁騷擾敏感。如何在設備與電磁環(huán)境之間尋求一種協(xié)調(diào)的關系和共存的條件,這就是電磁兼容性技術。
1.2.3 電磁兼容常用名詞術語
為了描述電磁騷擾與電磁兼容性,需要引入許多名詞術語,標準GJB72-85《電磁干擾和電磁兼容名詞術語》一書有詳細的內(nèi)容,這里我們僅選其中的一部分介紹給大家。
電磁兼容性 EMC(Electromagnetic Compatibility)
設備在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài),即該設備不會由于受到處于同一電磁環(huán)境中其他設備的電磁發(fā)射導致不允許的降級;也不會使同一電磁環(huán)境中其他設備因受其電磁發(fā)射而導致不允許的降級。
電磁干擾EMI(Electromagnetic Interference)
電磁騷擾導致電子設備相互影響,并引起不良后果的一種電磁現(xiàn)象。
輻射發(fā)射RE (Radiated Emission)
通過空間傳播的、有用的或不希望有的電磁能量。
傳導發(fā)射CE (Conducted Emission)
沿電源或信號線傳輸?shù)碾姶虐l(fā)射。
電磁敏感性 EMS(Electromagnetic Susceptibility)
設備暴露在電磁環(huán)境下所呈現(xiàn)的不希望有的響應程度。即設備對周圍電磁環(huán)境敏感程度的度量。電磁敏感意味著電磁環(huán)境已經(jīng)造成設備性能的降低。
輻射敏感度RS(Radiated Susceptibility)
對造成設備性能降級的輻射騷擾場的度量。
傳導敏感度CS(Conducted Susceptibility)
當引起設備性能降級時,對從傳導方式引入的騷擾信號電流或電壓的度量。
1.3 電磁干擾
1.3.1 電磁干擾三要素
電磁騷擾源,指產(chǎn)生電磁騷擾的元件、器件、設備或自然現(xiàn)象;
耦合途徑或稱耦合通道,指把能量從騷擾源耦合到敏感設備上,并使該設備產(chǎn)生響應的媒介;
敏感設備,指對電磁騷擾產(chǎn)生響應的設備。
所有的電磁干擾都是由上述三個因素的組合而產(chǎn)生的。把它們稱為電磁干擾三要素。
由電磁騷擾源發(fā)出的電磁能量,經(jīng)過某種耦合通道傳輸?shù)矫舾性O備,導致敏感設備出現(xiàn)某種形式的響應并產(chǎn)生效果。這一作用過程及其效果,稱為電磁干擾效應。
1.3.2 電磁兼容研究的主要內(nèi)容
電磁兼容學科研究的主要內(nèi)容是圍繞構成電磁干擾的三要素進行的,即對電磁騷擾源、耦合通道和敏感設備的研究。
騷擾源的研究包括其發(fā)生的機理、時域和頻域的定量描述,以便從源端來抑制干擾的發(fā)射,通常采用濾波技術來限制騷擾源的頻譜寬度和幅值。
騷擾的耦合通道有二條:1,通過空間輻射;2,通過導線傳導。輻射發(fā)射主要研究在遠場條件下騷擾以電磁波的形式發(fā)射的規(guī)律以及在近場條件下的電磁耦合。通常采用屏蔽技術來阻斷騷擾的輻射。傳導發(fā)射討論騷擾延導線傳輸?shù)挠绊憽Mǔ鲗Оl(fā)射通過公共地線、公共電源線和互連線而實現(xiàn)。
電磁兼容的研究內(nèi)容還包括電磁兼容控制技術、測量技術、分析預測等。
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