电磁兼容基本概念

电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。

因此，EMC包括两个方面的要求：一方面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；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。

编辑摘要目录•1定义•2内容•3电磁兼容设计...•4电磁干扰源•5电磁干扰传播...•6电磁兼容的主...•7提高电磁兼容...•8EMC设计•1电源方面•2信号线方面•3模拟信号方面•4数字信号•5电路设计方面•9干扰类型•10.1防治电磁...•10问题•11.1骚扰源•11.2耦合途径•11.3敏感设备•11术语•12电磁兼容•13技术标准•13.1国外标准•13.2国内标准电磁兼容 - 定义EMC（ElectromagneticCompatibility）在国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义为：系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不会对其他系统和设备造成干扰。

图1 电磁兼容概念图图册EMC包括EMI（电磁干扰）及EMS（电磁耐受性）两部分，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。

电磁兼容（electromagneticcompatibility）各种电气或电子设备在电磁环境复杂的共同空间中，以规定的安全系数满足设计要求的正常工作能力。

也称电磁兼容性。

它的含义包括：①电子系统或设备之间在电磁环境中的相互兼顾；②电子系统或设备在自然界电磁环境中能按照设计要求正常工作。

若再扩展到电磁场对生态环境的影响，则又可把电磁兼容学科内容称作环境电磁学。

电磁兼容的研究是随着电子技术逐步向高频、高速、高精度、高可靠性、高灵敏度、高密度（小型化、大规模集成化），大功率、小信号运用、复杂化等方面的需要而逐步发展的。

特别是在人造地球卫星、导弹、计算机、通信设备和潜艇中大量采用现代电子技术后，使电磁兼容问题更加突出。

电磁兼容 - 内容各种运行的电力设备之间以电磁传导、电磁感应和电磁辐射三种方式彼此关联并相互影响，在一定的条件下会对运行的设备和人员造成干扰、影响和危害。

20 世纪80年代兴起的电磁兼容EMC学科以研究和解决这一问题为宗旨，主要是研究和解决干扰的产生、传播、接收、抑制机理及其相应的测量和计量技术，并在此基础上根据技术经济最合理的原则，对产生的干扰水平、抗干扰水平和抑制措施做出明确的规定，使处于同一电磁环境的设备都是兼容的，同时又不向该环境中的任何实体引入不能允许的电磁扰动。

进行电磁兼容（包括电磁干扰和电磁耐受性）的检测与试验的机构有苏州电器科学研究院、航天环境可靠性试验中心、环境可靠性与电磁兼容试验中心等实验室。

内部干扰是指电子设备内部各元部件之间的相互干扰，包括以下几种：（1）工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰；（与工作频率有关）（2）信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合，或导线之间的互感造成的干扰；（3）设备或系统内部某些元件发热，影响元件本身或其它元件的稳定性造成的干扰；（4）大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其它部件造成的干扰。

外部干扰是指电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的干扰，包括以下几种：（1）外部的高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统；（2）外部大功率的设备在空间产生很强的磁场，通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统；（3）空间电磁波对电子线路或系统产生的干扰；（4）工作环境温度不稳定，引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰；（5）由工业电网供电的设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。

电磁兼容技术的迅速发展从地球表面到人造卫星活动的近千千米空间内处处存在着电磁波，电和磁无时无刻不在影响着人们的生活及生产，电磁能的广泛应用，使工业技术的发展日新月异。

电磁能在为人类创造巨大财富的同时，也带来一定的危害，被称为电磁污染，研究电磁污染是环境保护中的重要分支。

以往人们把无线电通讯装置受到的干扰，称为电磁干扰，表明装置受到外部干扰侵入的危害，其实它本身也对外部其他装置造成危害，即成为干扰源。

因此必须同时研究装置的干扰和被干扰，对装置内部的组织和装置之间要注意其相容性。

随着科学技术的发展，日益广泛采用的微电子技术和电气化的逐步实现，形成了复杂的电磁环境。

不断研究和解决电磁环境中设备之间以及系统间相互关系的问题，促进了电磁兼容技术的迅速发展。

电磁兼容 - 电磁兼容设计要求在进行电磁兼容设计时要求：①明确系统的电磁兼容指标。

电磁兼容设计包括本系统能保持正常工作的电磁干扰环境和本系统干扰其它系统的允许指标。

②在了解本系统干扰源、被干扰对象、干扰途径的基础上，通过理论分析将这些指标逐级分配到各分系统、子系统、电路和元件、器件上。

③根据实际情况，采取相应措施抑制干扰源，消除干扰途径，提高电路的抗干扰能力。

④通过实验来验证是否达到了原定的指标要求，如未达到则进一步采取措施，循环多次，直至达到原定指标为止。

电磁兼容 - 电磁干扰源分为自然的和人为的两种。

自然干扰源主要包括大气中发生的各种现象，如雷电、风雪、暴雨、冰雹、沙暴等产生的噪声。

自然干扰源还包括来自太阳和外层空间的宇宙噪声，如太阳噪声、星际噪声、银河噪声等。

人为干扰源是多种多样的，如各种信号发射机、振荡器、电动机、开关、继电器、氖灯、荧光灯、发动机点火系统、电铃、电热器、电弧焊接机、高速逻辑电路、门电路、可控硅逆变器、气体整流器、电晕放电、各种工业、科学和医用高频设备、城市噪声、电气铁道引起的噪声以及由核爆炸产生的核电磁脉冲等。

电磁兼容 - 电磁干扰传播途径可分为两种：传导干扰和辐射干扰。

沿着导体传播的干扰称为传导干扰，其传播方式有电耦合、磁耦合和电磁耦合。

通过空间以电磁波形式传播的电磁干扰称为辐射干扰，其传播方式有近区场感应耦合和远区场辐射耦台。

此外，传导干扰与辐射干扰还可能同时存在，从而形成复合干扰。

电磁兼容 - 电磁兼容的主要研究对象①各种人为噪声，如输电线电晕噪声、汽车噪声、接触器自身噪声及导体开台时放电引起的噪声、电气机车噪声、城市噪声等。

②共用走廊内各种公用事业设备（输电线、通信、铁路、公路、石油金属管线等）相互间的影响。

③超高层建筑、输电线、铁塔等大型建筑物引起的反射问题。

④电磁环境对人类及各种生物的作用。

其中包括强电线等工频场，中、短波及微波电磁辐射的影响。

⑤核电磁脉冲的影响。

高空核爆炸产生的电磁脉冲能大面积破坏地面上的指挥、控制、通信、计算机及报系统。

⑥探谱（TEMPEST）技术。

其实质内容是针对信息设备的电磁辐射与信息泄漏问题，从信息接收和防护两方面所开展的一系列研究工作。

⑦电子设备的误动作。

为了防止误动作，必须采取措施以提高设备的抗干扰能力。

⑧频谱分配与管理。

无线电频谱是一种有限的资源，但不是消耗性的，既要科学地管理，又要充分地利用。

⑨电磁兼容与测量。

⑩自然界影响等。

电磁兼容 - 提高电磁兼容性的措施①使用完善的屏蔽体可防止外部辐射进入本系统，也可防止本系统的干扰能量向外辐射。

屏蔽体应保持完整性，对必不可少的门、缝、通风孔和电缆孔等须妥善处理，屏蔽体要有可靠的接地。

②设计合理的接地系统，小信号、大信号和产生干扰的电路尽量分开接地，接地电阻尽可能小。

③使用合适的滤波技术，滤波器的通带经过合理选择，尽量减小漏电损耗。

④使用限幅技术，限幅电平应高于工作电平，并且应双向限幅。

⑤正确选用连接电缆和布线方式，必要时可用光缆代替长电缆。

⑥采用平衡差动电路、整形电路、积分电路和选通电路等技术，⑦系统频率分配要恰当。

当一个系统中有多个主频信号工作时，尽量使各信号频率避开，甚至避开对方的谐振频率。

⑧共用走廊的各种设备，在条件许可时，应保持较大的隔距，以减轻相互之间的影响。

电磁兼容 - EMC设计由于微电脑的依存度正不断提高，设备的大量使用，复杂了我们的电磁环境，因此外来的干扰如脉冲噪声、放射电磁场、静电、雷击、电压变动等，所引发的误动作产生当机甚至破坏的情形，如无线电的通讯、雷达、大哥大、电视游乐器⋯⋯等，往往干扰到电视，甚至于造成医疗器材使用中的误动作，影响到飞航的安全。

国际上对于电子、电器、工业设备产品的抗扰性测试日渐重视，且趋向整合以IEC （InternationalElectrotechnicalCommission）国际规格为测试标准，欧洲共同体率先制定EMC防治法规，于1996年起全面实施抗扰测试。

1电源方面三相入力电源在NFB（无熔丝断路器）与变压器间装噪声滤波器（NoiseFilter），此滤波器的输入线愈短愈好。

电源及大电流导线紧贴电气箱之底部，并沿着边角布线。

开关式电源供应器加装隔离罩以防辐射性发射干扰，滤波器选用器选用π型或T 型可抑制宽波段噪声，陶铁磁体（Ferrite）材质可抑制射频噪声。

电源线两端考虑采隔离接地，以免接地回路（GroundLoop）形成共同阻抗耦合（CommonImpedanceCoupling）将噪声耦合至信号线。

电源线与信号线尽量采用隔离或分开配线。

电源变压器应加隔离（Shielding），外壳须接地良好。

单相AC控制线建议采用绞线。

直流导线建议使用绞线来配线。

避免将电源与信号线接至同一接头。

2信号线方面信号输入线与输出线应避免排在一起造成干扰。

应将CABLE剩余不用之线单端接地，以避免形成感应回路。

接近电源线附近的信号线考虑采用捻合（Twist）。

不同类别的信号线避免混杂接在一个连接头上，宜按类别分类并加地线隔离。

输入信号线与输出线尽量避免同在一个接头上，如不能避免时应将输入与输出信号错开。

敏感性较高之低准位信号线，除采用绞线外可加隔离遮蔽。

3模拟信号方面高频的类比信号及脉波信号线建议采用隔离线。

高频类比信号线采用同轴式隔离线，低频之类比信号线采用绞线，必要时可外加隔离遮蔽，绝不可使用同轴隔离线。

连接头安装位置须清洁处理，接头及金属面的接触电阻须小于2.5m欧姆。

类比电路干扰以波形失真为主，抑制方法主要在滤波器选用的特性，例如；带宽、频率响应值。

类比信号线与数位排线必须相互垂直。

4数字信号避免使用未隔离遮蔽的导线来传送数位信号，宜使用多股绞线外加隔离线。

数位电路干扰以外在磁场干扰为主，应加隔离措施。

数位电路易受高能电场干扰，须使用隔离线隔离，以能防止1∼10MHz频段之高能电场200V/m干扰为最佳隔离选择。

数位电路以抑制邻近电路脉波与尖波（Spikes）干扰为主。

数位电路传送避免使用过长且未加隔离之导线。

5电路设计方面具干扰性的回路，如时脉、驱动器、交换式电源的ON和OFF、振荡器式控制信号，应加隔离遮蔽。