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电磁兼容EMC测试

物理术语

EMC(Electro Magnetic Compatibility)

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。

所谓电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。而所谓电磁干扰是指因电磁干扰而引起的设备或系统的性能下降。

定义

所谓“电磁兼容(EMC)”,是指各种电的设备,包括电信设备和系统,在不损失信号所包含的信息的条件下,信号与干扰共存的能力。换句话说,即在复杂的电磁环境中,设备或系统耐受干扰、保持正常工作的能力。同时,也包括不对环境和周围设备构成无法承受的电磁干扰的性能。因此“电磁兼容”, 也称“电磁兼容性”,包含了各种电的设备之间在电磁环境中相互兼顾的性质。电磁兼容技术是一门迅速发展和交叉学科,涉及电子计算机通信航空航天、铁路交通、电力、军事以及人民生活的各个方面。在当今信息社会中,随着电子技术、计算机技术的发展,一个系统中采用的电气及电子设备数量大幅度增加,而且电子设备的频带日益加宽,功率逐渐增大,灵敏度提高,连接各种设备的电缆网络也越来越复杂。因此,电磁兼容问题日显重要。图1-21是电磁兼容概念图。 [1]

包括

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。

电磁兼容简史

1822年安培提出了一切磁现象的根源是电流的假说。1831年法拉第发现变化的磁场在导线中产生感应电动势的规律。1864年麦克斯韦全面论述了电和磁的相互作用,提出了位移电流的理论,总结出麦克斯韦方程,预言电磁波的存在,麦克斯韦的电磁场理论是研究电磁兼容的理论基础。1881年英国科学家希维赛德发表了“论干扰”的文章,标志着电磁兼容性研究的开端。

1888年德国科学家赫兹首创了天线,第一次把电磁波辐射到自由空间,同时又成功地接收到电磁波。从此开始了电磁兼容性的实验研究。1889年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题,使电磁兼容性研究开始走向工程化。1944年德国电气工程师协会制订了世界上第一个电磁兼容性规范VDE0878,1945年美国颁布了第一个电磁兼容性军用规范JAN—I一225。

我国从1983年开始也陆续颁布了一系列有关电磁兼容性规范。虽然电磁干扰问题由来已久,但电磁兼容这个新兴的综合性学科却是近代形成的。主要研究和应用的内容包括:电磁兼容性标准和规范;分析和预测;设计;实验测量;开发屏蔽材料;培训教育和管理等。

电磁干扰的定义

所谓电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。而所谓电磁干扰是指因电磁干扰而引起的设备或系统的性能下降。

电磁干扰的类型

电磁干扰(Electromagnetic Interference),简称EMI,有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。

为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。电磁兼容性EMC标准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是各国政府或经济组织,保护自己利益经常采取的手段。

问题三要素

系统要发生电磁兼容性问题,必须存在三个因素,即电磁骚扰源、耦合途径、敏感设备。所以,在遇到电磁兼容问题时,要从这三个因素入手,对症下药,消除其中某一个因素,就能解决电磁兼容问题。

电磁骚扰源

任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量,能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害,或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害,导致性能降级或失效,即称为电磁骚扰源。

耦合途径

即传输骚扰的通路或媒介。

敏感设备

敏感设备(Victim),是指当受到电磁骚扰源所发出的电磁能量的作用时,会受到伤害的人或其它生物,以及会发生电磁危害,导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。

国内测试标准

CISPR15:2005电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法

GB/T19287电信设备的抗扰度通用要求

YD/T1536.1电信设备的电磁信息安全性要求和测量方法

YD/T1312无线通信设备电磁兼容性要求和测量方法

GB1565城市无线电噪声测量方法

GB6833电子测量仪器电磁兼容试验规范

GB/T17626电磁兼容试验和测量技术

GB/T12572-2008无线电发射设备参数通用要求和测量方法

GB/T26256-20102.4GHz频段无线电通信设备的相互干扰限制与共存要求及测试方法

GB/T21646-2008400MHz频段模拟公众无线对讲机技术规范和测量方法

GB8702-1988电磁辐射防护规定

GB9175-88环境电磁波卫生标准

GB12638-90微波和超短波通信设备辐射安全要求[2]