本文轉載自:硬件十萬個為什么
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。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中的靜電放電、電磁輻射對人體的影響等方面。
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對有生命物質產生損害作用的電磁現象。(客觀有流氓在)
由機電或其他人為裝置產生的電磁騷擾,稱為人為騷擾;來源于自然現象的電磁騷擾,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。(流氓去耍流氓了)
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,干擾是騷擾產生的結果或后果。
電磁干擾產生于騷擾源;大量騷擾源的存在造成電磁環境污染,導致電磁兼容性問題尖銳化。主要表現在:
同時工作的電子設備的總數在增長,電子設備的數量每4~5年增加一倍;
發射機的功率在增加,如某些雷達的發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生的電磁騷擾電平不斷提高。如某些醫療設備運行時產生的干擾電平可達每米幾百伏。
電磁騷擾只有在影響敏感設備正常工作時,才構成電磁干擾。電磁干擾指的是能引起性能降低的后果。電磁騷擾指的是能引起這種性能降低的客觀現象。總結:電磁騷擾是原因,電磁干擾是結果。
電磁騷擾僅僅是電磁現象,即客觀存在的一種物理現象,它可能引起降級或損害,但不一定已經形成后果。而電磁干擾則是電磁騷擾引起的后果。
電磁騷擾出現什么樣的場合,又是怎么產生的。
電磁騷擾通常出現的場合如下:高速數字信號線路、開關電路、脈沖發生電路和大功率控制電路等在極短的時間內電壓電流急速變化的場合,所含有電感和電容的電路通斷的場合。 磁場、電場、電荷等電量急速變化時,同樣產生電磁騷擾。
開關動作的電路中,電壓/電流的增大或衰減時間t越短,則噪聲的帶寬越寬;急速變化的電壓V及電流I的幅值越大,則噪聲的幅度越大。
特別是在電感性負載的電路中,電路從通轉換成斷的瞬間,容易產生斷續的電磁干擾。
噪聲波形由小逐漸變大,這對應了開關觸點之間的距離由小到大的過程。
在電路中,直流電壓VD在L和R串聯的負載上產生電流I時,開關S從通轉換成斷的瞬間,在L兩端產生比VD大數十倍、有時上百倍的極性相反的尖峰電壓(稱為電感反沖電壓)。
當L兩端有寄生電容C0時,會有以下現象:
當C0=100pF時,產生約 - 848V,225kHZ的振蕩;
當C0可以忽略時,將到達 - 6000V;
寄生電容越大,電感兩端的電壓越低,振蕩頻率也越低。
實際電路中,即使在電感L兩端連接電容器,因為電容器引線電感的影響,不會得到電容器的最正確效果,衰減振動波形的下降部分dυ/dt變大,剩下高頻部分。
電容器必須是耐高壓的,否則有可能被破壞。利用鎮流器兩端產生的高壓點燃日光燈的電路。它所產生的振蕩高壓一旦傳入其他電器設備,舊會成為騷擾。
2、電磁兼容性(EMC-Electromagnetic Compatibility)
電子設備受電磁騷擾的影響而出現故障或性能降級,就稱為設備對電磁騷擾敏感。如何在設備與電磁環境之間尋求一種協調的關系和共存的條件,這就是電磁兼容性技術。
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,國家軍用標準GJB72-85《電磁干擾和電磁兼容名詞術語》一書有詳細的內容,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境中能一起執行各自功能的共存狀態,即該設備不會由于受到處于同一電磁環境中其他設備的電磁發射導致不允許的降級;也不會使同一電磁環境中其他設備因受其電磁發射而導致不允許的降級。
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,國家軍用標準GJB72-85《電磁干擾和電磁兼容名詞術語》一書有詳細的內容,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境中能一起執行各自功能的共存狀態,即該設備不會由于受到處于同一電磁環境中其他設備的電磁發射導致不允許的降級;也不會使同一電磁環境中其他設備因受其電磁發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象。
輻射發射RE (Radiated Emission)
通過空間傳播的、有用的或不希望有的電磁能量。
傳導發射CE (Conducted Emission)
電磁敏感性 EMS(Electromagnetic Susceptibility)
設備暴露在電磁環境下所呈現的不希望有的響應程度。即設備對周圍電磁環境敏感程度的度量。電磁敏感意味著電磁環境已經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。
(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象。
輻射發射RE (Radiated Emission)
通過空間傳播的、有用的或不希望有的電磁能量。
傳導發射CE (Conducted Emission)
沿電源或信號線傳輸的電磁發射。
電磁敏感性 EMS(Electromagnetic Susceptibility)
設備暴露在電磁環境下所呈現的不希望有的響應程度。即設備對周圍電磁環境敏感程度的度量。電磁敏感意味著電磁環境已經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。
3、電磁干擾三要素
電磁騷擾源,指產生電磁騷擾的元件、器件、設備或自然現象;
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,并使該設備產生響應的媒介;
敏感設備,指對電磁騷擾產生響應的設備。
電磁兼容三要素在電磁兼容的分析中缺一不可,缺少任一要素,電磁干擾的過程都不會發生,對于我們厘清復雜系統的電磁干擾問題非常有幫助。在電源來說,通常在系統中承擔干擾源的角色,我們通常會從前兩個因素的角度來改善系統中電源對外部器件或系統的干擾。
上圖傳染病的模型非常近似:
審核編輯 黃宇
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