第2章 电磁兼容设计概述
2.1 电磁兼容设计方法
由于电子技术的广泛应用,频谱占用日益拥挤,设备布局更加密集,大功率设备和对干扰敏感的精密设备增多,使电磁兼容性问题越来越严重。实践证明,电磁兼容性是靠周密有效的设计实现的。测试作为检验和发现问题的技术手段是不可缺少的,然而没有合理周全的电磁兼容性设计,测试发现了干扰问题也只能是亡羊补牢。因此电磁兼容性必须从设计抓起,重视设计工作是十分必要的。
电磁兼容设计的基本方法一般有三种:问题解决法、规范法和系统法。
问题解决法是过去应用较多的方法。它就是在发现产品被检测出问题后进行改进。它是一种“出现什么问题,解决什么问题”的经验方法。系统或设备研制过程中不进行电磁兼容性设计,直到安装完工试验定型时,发现电磁干扰问题,采取“头痛医头,脚痛医脚”的思维方式予以解决,往往需要对设备乃至系统进行拆卸、修补甚至重新加工,既费时又费成本。因此“问题解决法”是一种比较落后的方法,它是在电磁兼容性理论不够完善、电磁兼容性设计方法不够系统及电磁兼容性分析预测尚未形成的历史条件下产生的,曾普遍被采用。由于其针对性比较强,目前它还被部分工程人员所采用。
规范法即在产品开发阶段,就按照有关电磁兼容标准规范的要求进行设计,使产品可能出现的问题得到早期解决。该方法以系统和设备遵循的标准所规定的极限值为计算基础,由于各种标准和规范中的极限是以同类系统或设备中最严重情况制订的,因此可能导致具体设备设计过分保守。由于电磁兼容性标准和规范在一定程度上反映了系统和设备中存在的共性问题及解决问题的规则,因此该方法对系统电磁兼容性设计提供了预见性和综合性,故它比问题解决法较为合理和进步。
系统法是近些年兴起的一种设计方法,它在产品的初始设计阶段对每一个可能影响产品电磁兼容性的元器件、模块及线路建立数学模型,利用辅助设计工具对其电磁兼容性进行分析预测和控制分配,从而为整机产品满足要求打下良好的基础。它在系统或设备设计的全过程中贯彻始终,全面综合考虑电磁耦合因素,不断地对各阶段设计进行评估检验和修改,由于运算量较大,因此这种方法常需要借用先进的计算机辅助分析和预测手段。它是近代电磁兼容学科研究和发展成就的体现,是现代科技综合运用的最佳工程设计技术。
当然,无论是规范法还是系统法设计,其有效性都应以最后产品或系统的实际运行情况或检验结果为准则,必要时还需要结合问题解决法才能完成设计目标。