电磁兼容(EMC)和电磁干扰(EMI)的浅谈及改善策略 2

电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）的浅谈及改善策略
摘要：本文介绍了电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）的概念及其对电子器件的工作、人体健康以及工业生产的影响，并简要说明了EMI的产生原理及其理论上的改善方法，最后，举出了几种工业生产上改善电磁兼容性的实例。

Abstract：This article describes the electromagnetic compatibility (EMC) and electromagnetic interference (EMI) The concept and its impact on the work of electronic devices, human health and the impact of industrial production, and a brief description of the EMI generation principle and theoretical ways of improvement, finally, cited a number of industrial production to improve the electromagnetic compatibility instance.
关键词：电磁兼容（EMC）；电磁干扰（EMI）；改善策略
目录：
一、前言 (1)
二、电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI） (1)
（一）电磁兼容（electromagnetic compatibility；EMC）的定义 (1)
（二）电磁兼容（EMC）的设计目的 (2)
（三）近年来电磁兼容（EMC）领域的发展概况 (2)
三、电磁干扰（EMI）的原理及改善电磁兼容性的措施 (2)
（一）EMI的产生原因 (2)
（二）电磁干扰的传播途径 (2)
（三）改善电磁兼容性的措施 (3)
四、工程上一些改善电磁兼容（EMC）的设计思路 (3)
五、展望 (4)
参考文献： (4)
一、前言
电子技术的飞速发展给人们的生活和工作带来了巨大的帮助。

与此同时，电子设备在各种场合的广泛应用，尤其是多种设备的相互配合使用，使电子设备不可避免地处在电磁环境之中，导致了电子设备之间的电磁干扰( EM I) 。

因此，电子设备在电磁环境中的适应能力和电子设备的电磁兼容( EMC)问题是我们在进行电子设备的设计和使用时必须考虑的问题。

二、电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）
（一）电磁兼容（electromagnetic compatibility；EMC）的定义
国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义是：系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不对其他系统和设备造成干扰。

电磁兼容性包括两方面：电磁干扰（electromagnetic interference ;EMI）、电磁耐受（electromagnetic susceptibility; EMI）。

EMI指的是电气产品本身通电后，因电磁感应效应所产生的电磁波对周围电子设备所造成的干扰影响；EMS则是指电气产品本身对外来电磁波的干扰防御能力。

其中EMI包括：CE（传导干扰），RE（辐射干扰），PT(干扰功率测试)等等。

EMS 包括：ESD(静电放电），RS（辐射耐受），EFT/B(快速脉冲耐受)，surge（雷击），CS（传导耐受）等等。

（二）电磁兼容（EMC）的设计目的
显然，EMC 设计的目的就是使所设计的电子设备或系统在预期的电磁环境中能够实现电磁兼容。

换而言之,就是说设计的电子设备或系统必须能够满足EMC 标准规定的两方面的能力：1）能在预期的电磁环境中正常工作,无性能降低或故障；2）对该电磁环境不是一个污染源。

（三）近年来电磁兼容（EMC）领域的发展概况
近年来，世界各国特别是发达国家，对EMC十分重视，大力发展EMC技术，制定相关的检测认证标准。

如美国FCC标准、欧盟的89/336/EEC法规、日本的电波取缔法等。

欧盟规定自1996年起，凡是未通过EMC认证和检测的任何电子、电工产品均不能在欧盟市场上流通。

美国联邦通讯委员会FCC也明文规定，任何人不得出售、出租未经EMC检测认证的电子、电工产品，否则企业法人将被监禁并不得赎出。

日本、韩国、新加坡、南非、加拿大等许多国家均有自己的EMC法规。

国际电工委员会（IEC）下属的专门委员会制定了一系列的有关EMC的技术标准文件。

由此可见，了解EMC、EMI，掌握相关知识对于我国的电子产业发展和与国际接轨具有重要的意义。

三、电磁干扰（EMI）的原理及改善电磁兼容性的措施
（一）EMI的产生原因
各种形式的电磁干扰是影响电子设备兼容性的主要原因。

因此，了解电磁干扰的产生原因是抑制电磁干扰，提高电子产品电磁兼容性的重要前提。

电磁干扰的产生可以分为：
1．内部干扰——内部电子元件之间的相互干扰
(1)工作电源通过线路的分布电源和绝缘电阻产生漏电造成的干扰。

(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影
响。

(3)设备或系统内部某些元件发热，影响元件本身及其他元件的稳定性造成的干扰。

(4)大功率和高点压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其他部件造成的干扰。

2．外部干扰——电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的影响。

(1)外部高电压，、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。

（二）电磁干扰的传播途径
1．当干扰源频率较高，且干扰信号波长比被干扰对象结构尺寸小，则干扰信号可认为是辐射场，以平面电磁波形式向外辐射电磁场能量，并进入被干扰对象的通路。

2．干扰信号以漏电和耦合的形式，通过绝缘电介质，经公共阻抗的耦合进入被干扰系统。

3．干扰信号可通过直接传导方式进入系统。

（三）改善电磁兼容性的措施
要改善电子产品的电磁兼容性，接地、屏蔽和滤波是抑制EMI的基本方法。

1．接地
接地就是一个系统内电气与电子元件至地参考点之间的电传导路径。

接地除了提供设备的安全保护地以外，还提供设备运行所必需的信号参考地。

理想的接地平面是一个零电位、零阻抗的物理体，它可作为电路中所有信号点评的参考点，并且任何干扰信号通过它，都不会产生电压降。

但是，理想的接地平面是不存在的，这就需要我们考虑和分析地电位分布，进行接地设计与研究，找出合适的接地电位。

接地的方式可分为：浮地、单点接地、多点接地、混合接地。

对于电路系统来说可选择：电路接地、电源接地和信号接地等方法。

2．屏蔽
屏蔽就是用导电或电磁体的封闭面将其内外两侧空间进行电磁性隔离。

主要抑制过空间的辐射干扰。

分为电磁屏蔽、电场屏蔽和磁场屏蔽。

屏蔽的设计既可以针对干扰源，也可以针对被干扰体。

对于干扰源，设计屏蔽部分可以使其减小对周边其他设备的影响；对于被干扰体，则可减小外界干扰电磁波对本设备的影响。

3．滤波
滤波的含义是指从混有噪声或干扰的原信号中，提取到有用信号的一门技术，滤波器是实现滤波的元器件。

事实上，器件在工作时，也会产生各种各样的噪声。

开关电源就是一种很强的干扰源，它产生的EMI信号即占有很宽的频率范围，又具有较大的振幅。

这些噪声随着信号的传播，对下一级的元器件产生了干扰，这样的干扰一级级的累积，最终可能导致整个电路的不正常工作。

假设在产生噪声大，对下级器件干扰明显的器件输出信号之后做一次滤波，将噪声信号滤掉，它对下级产生的干扰便会降低，系统便能稳定的工作。

四、工程上一些改善电磁兼容（EMC）的设计思路
了解了EMI和改善EMC的基本方法后，重点是怎样将其应用到具体问题上去。

在对干扰源和整个系统进行全面的分析后，首先要做的就是建立干扰源的数学模型。

例如，移动通信系统中，需要建立干扰源模型、传输函数模型和敏感设备模型；例如“悍马”军车上两个超短波天线间的互耦的模型：
其次，是根据这些模型，设计出合适的电子产品，使其具有较高的电磁兼容性。

五、展望
电磁兼容技术是一门新兴的技术，其包括了对电磁学、电子学、材料学、等多方面知识的综合。

随着电子产品的日益普及以及对电磁危害的逐渐认识，减小电磁干扰已经成为了目前电子科学界的重要课题，相信对这门技术的深入研究会对今后的电子产品性能的提高有显著影响。

参考文献：
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张玉怀张玉兴杨玉梅电子产品的EMI控制策略论述电子技术2008.01
范峰岩王丽萍EMC 与电子设备设计的屏蔽技术山西电子技术2008 年第6 期
张峰EMC的分析与可靠性设计电子质量2004 .03
张连仲EMC/EMI技术应用探讨情报指挥控制系统与仿真技术1998 第1期
杜丽冰周斌移动通信系统的EMC EMI预测和分析环境技术1996 第5期。