电磁兼容(EMC)设计与测试
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1.1 什么是EMC

EMC是英文“Electro Magnetic Compatibility”的缩写,意思是电磁兼容性,是指电子产品、设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。

在我们生活、工作的环境中,时时刻刻都存在着各种各样的电磁能量,这些电磁能量可能会使电子设备的运行产生不应有的响应。我们把电磁能量对电子设备的这种影响称为电磁干扰。电磁兼容就是研究电磁干扰的一门技术。

电磁兼容是一种相互共存的物理现象,国际电工委员会(IEC)对EMC的定义是:在不损害信号所含信息的条件下,信号和干扰能够共存。研究电磁兼容的目的是为了保证电气组件或装置在电磁环境中能够具有正常工作的能力,以及研究电磁波对社会生产活动和人体健康造成危害的机理与预防措施。

电磁兼容是电子产品或系统的一种重要性能,它与产品或系统的可靠性、稳定性密切相关。通俗的解释是:

这种技术的目的在于,使电气装置或系统在共同的电磁环境条件下,既不受电磁环境的影响,也不会给环境以这种影响。换句话说,就是它不会因为周边的电磁环境而导致性能降低、功能丧失或损坏,也不会在周边环境中产生过量的电磁能量,以致影响周边设备的正常工作。

电磁兼容是电子产品的一项很重要的性能,电磁兼容问题既可能存在于系统之间,也可能存在于系统内部。电磁兼容包含如下三个方面的含义。

1.电磁干扰度

EMI(Electro Magnetic Interference)是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值,不应产生超过相应标准所要求的电磁能量,含义是电子设备的工作不应影响周围其他设备的工作。对设备的干扰值相关标准有明确的定义,国家基础标准为:GB 9254规定了信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法,一般在产品的通用技术条件或检验细则有明确的要求。

2.电磁抗扰度

EMS(Electro Magnetic Susceptibility)是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,含义是设备对周围环境的适应能力,设备是否能在电磁环境中正常工作,是否能抵御周围的电磁干扰。

换句话说,处在一定环境中的设备或系统,在正常运行时,设备或系统能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰,或者说设备或系统处于一定范围内的电磁能量环境中,能按照设计性能保持正常的运行。

3.电磁环境

电磁环境是系统或设备的工作环境。即使相同种类的设备也可能应用在不同的电磁环境中,对于应用在不同环境中的设备,对它们的电磁兼容要求也可能是不一样的。离开了具体的电磁环境,谈电磁兼容就没有什么实际意义。

有专业研究机构做过统计调研,越是在产品开发初期,采取抑制干扰措施越有效,而且花费的成本越少。采取抑制措施的有效性、成本与产品开发周期的关系如图1.1所示。

图1.1 采取抑制措施的有效性、成本与产品开发周期的关系