電磁兼容的概念

所謂電子產(chǎn)品的兼容，實(shí)際上是指電子產(chǎn)品自身在工作環(huán)境下能否正常進(jìn)行工作運(yùn)轉(zhuǎn)，與此同時(shí)還不會(huì)對(duì)其所處環(huán)境中的其他電子產(chǎn)品造成干擾，即一方面電子產(chǎn)品在進(jìn)行正常工作時(shí)，其所產(chǎn)生的電磁干擾不會(huì)對(duì)其工作環(huán)境中的其他電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，影響它們進(jìn)行正常工作，造成損害并且造成的影響要保持在一定值的范圍之內(nèi)（即對(duì)其他電子設(shè)備產(chǎn)生影響的限值）；另一方面是電子產(chǎn)品自身要對(duì)所處的工作環(huán)境有一定的抗干擾能力，不會(huì)受到所處工作環(huán)境中的其他電子設(shè)備所產(chǎn)生的電磁的干擾而無(wú)法進(jìn)行正常工作或造成一定程度的損壞，也就是指電子產(chǎn)品應(yīng)具備電磁敏感性能力。
電磁兼容的重要作用

隨著人們對(duì)電磁兼容的不斷認(rèn)知，對(duì)電磁兼容的重視程度也逐漸增加?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使電磁兼容所涉及到的領(lǐng)域日益擴(kuò)大，而今電磁兼容所產(chǎn)生的影響已不僅僅只是電子產(chǎn)品設(shè)備本身，由于電子產(chǎn)品自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)展得愈加袖珍與復(fù)雜，電磁兼容問(wèn)題也就愈加重要，例如受電磁干擾，收音機(jī)無(wú)法收聽(tīng)廣播、某些電子設(shè)備的數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中發(fā)生丟失、一些醫(yī)用電子設(shè)備工作失常、引發(fā)起爆裝置使之發(fā)生爆炸、工業(yè)過(guò)程的某項(xiàng)控制功能完全失效等，電磁干擾或其產(chǎn)生的輻射還可以使生物體自身發(fā)生某些微妙的變化而產(chǎn)生一定的影響。因?yàn)檫@些干擾與**擾的電磁問(wèn)題，對(duì)電子產(chǎn)品電磁兼容問(wèn)題進(jìn)行研究就顯得格外重要。


電磁兼容檢測(cè)的必要性


1為了電子設(shè)備工作的可靠性

電磁兼容性是指電子設(shè)備在電磁環(huán)境中正常工作的能力。電磁干擾是對(duì)電子設(shè)備工作性能有害的電磁變化現(xiàn)象。電磁干擾不僅影響電子設(shè)備的正常工作，甚至造成電子設(shè)備中的某些元器件損害。因此，對(duì)電子設(shè)備的電磁兼容技術(shù)要給予充分的重視。既要注意電子設(shè)備不受周?chē)姶鸥蓴_而能正常工作，又要注意電子設(shè)備本身不對(duì)周?chē)渌O(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其它設(shè)備正常運(yùn)行。


2為了電子設(shè)備的國(guó)際接軌

近來(lái)，電磁兼容性已由事后處理發(fā)展到預(yù)先分析、預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)。電磁兼容已成為現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)中的重要組成部分。電磁兼容性達(dá)標(biāo)認(rèn)證已由一個(gè)國(guó)家范圍向全球地區(qū)發(fā)展，使電磁兼容性與**性、環(huán)境適應(yīng)性處于同等重要地位。
例如，歐共體將產(chǎn)品的電磁兼容性要求納入技術(shù)法規(guī)，強(qiáng)制執(zhí)行89/336/EEC指令，規(guī)定從1996年1月1日起電氣和電子產(chǎn)品必須符合電磁兼容性要求，并加貼CE標(biāo)志后才能在市場(chǎng)銷(xiāo)售。沒(méi)有CE的產(chǎn)品不得上市，不符合EMC指令要求的要被責(zé)令從市場(chǎng)上撤出，持續(xù)違反者將受到重罰。目前，美國(guó)、加拿大、日本、澳大利亞等國(guó)都已經(jīng)頒布了相應(yīng)的法規(guī)。
為了與國(guó)際接軌，我國(guó)外經(jīng)部和國(guó)家出入境檢驗(yàn)局于1999年1月起對(duì)個(gè)人計(jì)算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、開(kāi)關(guān)電源、電視機(jī)和音響設(shè)備實(shí)施電磁兼容性強(qiáng)制檢測(cè)。國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局規(guī)定從2002年10月起陸續(xù)對(duì)聲音和電視廣播設(shè)備、信息技術(shù)設(shè)備、家用電器、電動(dòng)工具、電源、照明電器、電點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)裝置、金融結(jié)算電子設(shè)備、安防電子產(chǎn)品和低壓電器實(shí)施電磁兼容性強(qiáng)制性認(rèn)證。


3為了人身和某些特殊材料的**

電磁波通過(guò)與電爆裝置的控制電路感應(yīng)耦合，形成的干擾電流可能引起電爆裝置的爆炸。因此GJB786中規(guī)定，電引爆器導(dǎo)線上的電磁干擾感應(yīng)電流和電壓必須小于*大不發(fā)火電流和電壓的15％。另外，各種燃油在強(qiáng)電磁場(chǎng)的作用下（直接照射、電火花、靜電放電）有發(fā)生燃燒和爆炸的危險(xiǎn)；電磁能量通過(guò)對(duì)人體組織的物理化學(xué)作用會(huì)產(chǎn)生有害的生理效應(yīng)。因此，為了人身和某些特殊材料的**，GJB786中還規(guī)定，電子設(shè)備的電磁輻射量連續(xù)波的平均功率密度不允許超4mW/cm2，脈沖波的平均功率密度不允許超過(guò)2mW/cm2。


4為了當(dāng)今和未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的需要

核爆炸時(shí)產(chǎn)生的電磁脈沖，以光速向外輻射傳播，其電場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)105V/m，磁場(chǎng)強(qiáng)度可達(dá)260A/m，脈沖寬度為20ns量級(jí)，電磁脈沖峰值處頻率為105Hz。這種電磁脈沖作用于電子設(shè)備時(shí)，輕者造成電子設(shè)備性能惡化，重者造成電路元器件損壞。
特別是在當(dāng)今和未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中，已經(jīng)應(yīng)用的電磁脈沖彈和正在研制的高功率微波武器都具有類(lèi)似核爆炸時(shí)產(chǎn)生的電磁脈沖輻射，將對(duì)電子設(shè)備構(gòu)成致命威脅。而電磁兼容可以為對(duì)抗這種威脅提供基本技術(shù)指導(dǎo)。
在日常生活，一些電磁干擾可能造成的危害：
①干擾電視的收看、廣播收音機(jī)的收聽(tīng)。
②在數(shù)字系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)的丟失。
③在設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)級(jí)正常工作的破壞。
④醫(yī)療電子設(shè)備（例如：醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀、心電起搏器等）的工作失常。
⑤自動(dòng)化微處理器控制系統(tǒng)（例如：汽車(chē)的剎車(chē)系統(tǒng)、防撞氣囊保護(hù)系統(tǒng)）的工作失控。
⑥導(dǎo)航系統(tǒng)的工作失常。
⑦起爆裝置的無(wú)意爆炸。
⑧工業(yè)過(guò)程控制功能（例如：石油或化工）的失效。
除此之外，強(qiáng)電場(chǎng)還會(huì)對(duì)生物體造成影響，等等。由此可見(jiàn)，電磁環(huán)境的惡化，會(huì)導(dǎo)致多方面的后果。開(kāi)展電磁兼容研究，加強(qiáng)電磁兼容管理，降低電磁騷擾，避免電磁干擾，是當(dāng)務(wù)之急。
為了使產(chǎn)品成為商品之前就符合相應(yīng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行必要的電磁兼容檢測(cè)將極大的有利于產(chǎn)品自身性能的穩(wěn)定和質(zhì)量的提高，更能節(jié)約成本。因此高性能屏蔽機(jī)房、EMC電波暗室以及相關(guān)專業(yè)電磁兼容測(cè)試儀器成為電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)公司和制造廠家的必備設(shè)備，同時(shí)也是公司研發(fā)實(shí)力和測(cè)試水平的重要標(biāo)志。


電磁兼容檢測(cè)技術(shù)分析



1電源電磁兼容檢測(cè)

對(duì)電源進(jìn)行電磁兼容檢測(cè)技術(shù)分析，可使其控制能力得到較好的性能檢測(cè)。當(dāng)電源被其工作環(huán)境中的電磁或其他電子設(shè)備干擾時(shí)，看其是否會(huì)出現(xiàn)被損壞或者是性能降低等情況，檢測(cè)的項(xiàng)目是浪涌電壓抗擾度，這種試驗(yàn)方法主要是對(duì)電源線施加浪涌波形的電壓，并對(duì)電源線的外殼也施加同等的波形電壓，這樣可以看出其電源線在受干擾時(shí)是否會(huì)發(fā)生毀壞，而在正常的有外殼的工作情況下是否也會(huì)受到干擾而發(fā)生工作狀態(tài)不佳或是毀壞。一旦發(fā)生電源線瞬間被擊穿的現(xiàn)象時(shí)，說(shuō)明電路裝置中的濾波器型號(hào)不符或者輸入端的濾波器耐受能力不夠，也有可能是濾波器沒(méi)有被加入到電子產(chǎn)品中。

2輻射檢測(cè)

這種檢測(cè)要了解電子產(chǎn)品在進(jìn)行正常工作時(shí)是否產(chǎn)生了電磁輻射，或者說(shuō)其產(chǎn)生的電磁輻射是否會(huì)對(duì)其工作環(huán)境中的人類(lèi)或其他電子設(shè)備造成影響或危害。檢測(cè)所用的設(shè)備比較簡(jiǎn)單，也是比較**的方式，使用處于AM頻道的收音機(jī)，通過(guò)對(duì)電磁干擾收音機(jī)發(fā)出的噪音進(jìn)行辨別。此種方法可以對(duì)手機(jī)和計(jì)算機(jī)進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)，對(duì)計(jì)算機(jī)的顯示進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，不得超過(guò)國(guó)家規(guī)定的12V/m的限制。


3對(duì)外磁干擾檢測(cè)

此檢測(cè)主要是要了解所生產(chǎn)的電子產(chǎn)品是否具有一定的抗電磁干擾能力以及在一定程度的電磁干擾下是否會(huì)受到影響，甚至是損壞。通過(guò)射頻電磁場(chǎng)干擾產(chǎn)生的輻射對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)與分析，測(cè)試的一般方法是將電子產(chǎn)品置于黑暗的空間中并讓其保持正常的工作狀態(tài)，隨后對(duì)其進(jìn)行一定程度的干擾，此干擾要在電子產(chǎn)品能夠允許承受的范圍之內(nèi)，并保證此干擾可以持續(xù)進(jìn)行一段時(shí)間，觀察進(jìn)行干擾期間電子產(chǎn)品是否發(fā)生了變化，是否處于正常工作狀態(tài)范圍之中。倘若期間出現(xiàn)問(wèn)題，要對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，而電子產(chǎn)品內(nèi)部重要元件或較敏感的元件都應(yīng)進(jìn)行有效隔離處理，并采取有效的抗干擾措施。


4電磁兼容技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

60年代以來(lái)，現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)向高頻、高速、高靈敏度、高安裝密度、高集成度、高可靠性方面發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，滲透到了社會(huì)的每個(gè)角落，因而發(fā)達(dá)國(guó)家在EMC研究方面投入了大量的人力和物力。電磁兼容的研究在我國(guó)起步較晚，發(fā)達(dá)的西方國(guó)家早在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)發(fā)布了對(duì)電氣設(shè)備的電磁兼容指標(biāo)進(jìn)行強(qiáng)制性認(rèn)證的法令，任何電氣設(shè)備必須滿足相關(guān)的法律法規(guī)的要求方可投放市場(chǎng)，須取得認(rèn)證合格證后才允許在市場(chǎng)上銷(xiāo)售。
早幾年前，我國(guó)的電氣產(chǎn)品沒(méi)有對(duì)電磁兼容指標(biāo)作出具體的要求，相關(guān)的法律法規(guī)尚在制定中，國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員還沒(méi)有把電磁兼容這一理念認(rèn)識(shí)理解，許多產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)階段根本沒(méi)有考慮到電磁兼容這一問(wèn)題，加之不了解國(guó)外的電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使得研發(fā)的產(chǎn)品不能通過(guò)國(guó)外強(qiáng)制性的電磁兼容測(cè)試，致使產(chǎn)品不能投放國(guó)外市場(chǎng)。設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品需要送到境外去做電磁兼容測(cè)試，不斷地修改不斷地測(cè)試，走了很多彎路，浪費(fèi)了大量的人力物力，更浪費(fèi)了寶貴的時(shí)間，甚至錯(cuò)失了許多商機(jī)。
隨著我國(guó)加入WTO，電磁兼容在我國(guó)得到了越來(lái)越高度的重視，我國(guó)政府制定了較為完善的標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的實(shí)施細(xì)則，從多種渠道推動(dòng)國(guó)內(nèi)電磁兼容檢測(cè)和研究工作，開(kāi)展了各種各樣的圍繞著電磁兼容設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試等方面的培訓(xùn)活動(dòng)，使產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)人員認(rèn)識(shí)和領(lǐng)會(huì)了電磁兼容這一理論，在一定程度上推動(dòng)了這一技術(shù)的實(shí)施。


電磁兼容技術(shù)應(yīng)用


1電磁兼容控制技術(shù)
電磁兼容性控制是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)該在設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、使用與維護(hù)的各階段都充分的予以考慮和實(shí)施才可能有效?？茖W(xué)而先進(jìn)的電磁兼容工程管理是有效控制技術(shù)的重要組成部分。屏蔽、濾波、合理接地、合理布局等抑制干擾的措施都是很有效的，在工程實(shí)踐中被廣泛采用。但是隨著電子系統(tǒng)的集成化、綜合化，以上措施的應(yīng)用往往會(huì)與成本、質(zhì)量、功能要求產(chǎn)生矛盾，必須權(quán)衡利弊研究出*合理的措施來(lái)滿足電磁兼容性要求。又如新的導(dǎo)電和屏蔽材料以及工藝方法的出現(xiàn)，使電磁兼容性控制技術(shù)又有了新的措施，可見(jiàn)電磁兼容控制技術(shù)始終是電磁兼容科學(xué)中*活躍的研究課題。
電磁兼容控制策略與控制技術(shù)方案可分為如下幾類(lèi)：
（1）傳輸通道抑制：具體方法有濾波、屏蔽、搭接、接地、布線。
（2）空間分離：地點(diǎn)位置控制、自然地形隔離、方位角控制、電場(chǎng)矢量方向控制。（3）時(shí)間分隔：時(shí)間共用準(zhǔn)則、雷達(dá)脈沖同步、主動(dòng)時(shí)間分隔、被動(dòng)時(shí)間分隔。（4）頻率管理：頻率管制、濾波、頻率調(diào)制、數(shù)字傳輸、光電轉(zhuǎn)換。（5）電氣隔離：變壓器隔離、光電隔離、繼電器隔離、DC/DC變換。


2電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)

我國(guó)運(yùn)用電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)，多起始于60年代前后，當(dāng)時(shí)試驗(yàn)室條件簡(jiǎn)陋，測(cè)量設(shè)備多半是國(guó)內(nèi)自行研制的簡(jiǎn)易測(cè)量設(shè)備，測(cè)量手段也比較落后。1966年船舶工業(yè)先行一步，制訂了自己的行業(yè)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)JB-854-66《船用電氣設(shè)備工業(yè)無(wú)線電干擾端子電壓測(cè)量方法及允許值》。電磁兼容領(lǐng)域與其他專業(yè)相比，要更多地依賴于測(cè)量，而且電磁兼容測(cè)量對(duì)試驗(yàn)條件的要求又很?chē)?yán)格。因此，隨著國(guó)際電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用與轉(zhuǎn)化，我國(guó)高標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)室陸續(xù)建成，專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍也不斷擴(kuò)充壯大，為電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇和條件保證。