电磁干扰抑制技术全面概述

電磁干擾抑制技術全面概述
提起電磁干擾（EMI）這個詞，人們或許還感陌生，但EMI的影響卻是幾乎每
個人都曾身經歷過的。

例如，觀看電視時，附近有人使用電鑽、電吹風等電器，會使電視畫面出現雪花點，所聲器裏發出剌耳的雜訊……這類現象人們早已司空見慣、習以為常了，但是電磁干擾的危害卻遠不止如此。

事實上，電磁干擾已使民航系統失效、通信不暢、電腦運行錯誤、自控設備誤動作等，甚至危及人身安
全。

因此，加強電磁容性（EMC）知識的普及，提高EMI抑制技術，已成為當務之急。

所謂電磁相容性是指電子線路、系統相互不影響，在電磁方面相互相容的狀態。

對於EMC技術的研究，國外是從本世紀三十年代開始的，一些國家和國際組織如美國聯邦通信委員會（FCC），德國電氣電子工程師協會（VDE）、國際無線電干擾特別委員會（CISPR）等先後制定了一些指導性檔和規程，目前已形成一套較完整的體系，並得到嚴格遵守，美國電腦業即全面執行FCC規程。

我國電
磁相容性工作起步較步較晚，相關標準自八十年代才陸續出臺，應用方面則由於缺乏經驗和技術而舉步艱難。

如何儘快趕上國際先進水準，使我國電子產品能滿足日益迫切的國內需求並在國際市場占一席之地，已成為為大家關心的重大課題。

本文願就電磁干擾抑制技術談一點淺見，拋磚引玉，與各位共同切磋。

電磁干擾的定義，是指由外部雜訊和無用電磁波在接收中所造成的騷擾。

一個系統或系統內某一線路受電磁干擾程度可以表示為如下關係式：
N=G&TI mes;C/I
G：雜訊源強度；
C：雜訊通過某種途徑傳到受干擾處的耦合因素；
I：受干擾電路的敏感程度。

G、C、I這三者構成電磁干擾三要素。

電磁干擾抑制技術就是圍繞這三要素所採
取的各種措施，歸納起來就是三條：一、抑制電磁干擾源；二、切斷電磁干擾耦合途徑；三、降低電磁敏感裝置的敏感性。

下麵就這三方面分別作出介紹。

一、抑制干擾源
要想掏干擾源，首先必須確定何處是干擾源，在越靠近干擾源的地方採取措施，
抑制效果越好。

一般來說，電流電壓劇變即di/dt或du/dt大的地方就是干擾源；具體來說繼電器開合、電容充電、電機運轉、積體電路開關工作等都可能成為干擾源。

另外，市電電源也並非理想的50Hz正弦波，而是充滿各種頻率雜訊，是
個不可忽視的干擾源。

抑制方法可以採用低雜訊電路、瞬態抑制電路、旋轉裝置抑制電路、穩壓電路等；器件的選擇則盡可能採用低雜訊、高頻特性好、穩定性高的電子元件。

要注意，抑制電路中不適當的器件選擇可能會產生新的干擾源。

二、切斷電磁干擾耦合途徑
電磁干擾耦合途徑主要為傳導和輻射兩種。

雜訊經導線直接耦合到電路中最常見的。

抑制傳導干擾的主要措施是串接濾波器。

濾波器分為低通（LPF）、高通（HPE）、帶通（BPF）、帶阻（BEF）四種，根據信號與雜訊頻率的差別選擇不同類型的濾波器。

如果雜訊頻率遠高於信號頻率，常採用LC低通濾波器，這種濾波器結構簡單，濾除雜訊效果也較好。

但是對於軍用或TEMPEST技術以及要求較高的民用產品，則必須採用穿心式濾波器。

穿心式濾波器（Feed－thruFilters）也稱為穿越式濾波器，電路結構有C型、T型和LC型，其特點在於高頻特性優良，可工作在1GHz以上。

這是其“同軸”
性質決定的，由於它無寄生電感，提高了自諧頻率。

穿心式濾波器體積小、重量輕，允許電流大大，可廣泛用於各種不同場合。

對於通過供電電源線傳導的雜訊可以用電源濾波器來濾除。

只符合VDE0871標準的電源濾波器在30K－30MHZ範圍內插入損耗為20－100dB。

電源濾波器
不僅可以接在電網輸入處，也可接在雜訊源電路的輸出處，以抑制雜訊輸出，而且交直流兩用。

電源濾波器端口分高阻和低阻兩端，應根據輸入及負載阻抗不同來選擇正確的接法。

連接的原則是依照阻抗最失配，即高阻輸入端接濾濾器阻端，低阻負載端接濾波器高阻端；反之亦然。

對傳輸線路及印刷電路板的佈線設計，應注意進線與出線、信號線與電源線儘量分開。

對於重點線路可採用損耗線濾波器、三端子電容、磁環等器件進行干擾抑
制。

對於介面端，國外有帶濾波的D型、圓形、方形連接器產品，這類連接器
是在普通連接器上加裝電容或電感，構成濾波電路，其特點是不佔用。

PCB空
間，不增加體積，這對於現代元件高密度設計極為重要。

最近，國內也有廠家生產，品質不低於國外水準，可以替代進口。

對於輻射干擾，主要措施是採用遮罩技術和分層技術。

遮罩技術是一門科學，選擇適當的遮罩材料，在適當的位置遮罩，對遮罩效果至關重要。

尤其是遮罩室的設計。

可供選擇的遮罩材料種類繁多，有各種金屬板、指形鈹銅合金簧片、銅絲網、編織銅帶、導電橡膠、導電膠、導電玻璃等等。

應根據需要選擇。

遮罩室的設計應充分考慮門窗、通風口、進出線口的遮罩與搭接。

除靜電遮罩外，還需考慮磁遮罩以及接地和接大地技術。

三、降低電磁敏感裝置的敏感度
電磁敏感裝置的敏感是一柄雙刃劍；一方面人們希望接收裝置靈敏度高，以提高對信號的接收能力；另一方面，靈敏高受雜訊影響的可能性也就越大。

因此，根據具體情況採用降額設計、避設計、網路鈍化、功能鈍化等方法是解決問題的辦法。

綜上所述，對於電磁干擾的抑制方法很多，可以選擇一種或多種綜合運用。

但不論選擇什麼方法都應從設計之初就著手系統電磁相容性的考慮，而不是亡羊補
牢。

據報導，若在產品開始研製時即進行電磁相容設計，大約90％的傳導和輻射干擾都可以得到控制。

根據可靠性、安全性、品質要求、環境控制、效/費權衡，選擇適當的電磁干擾抑制技術，這就是電磁相容性的研究內容。