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电磁兼容现象及基本理论

浏览次数:106(2016-12-29)

    电磁兼容(Electromagnetic Compatibility——EMC),其定义是:设备或系统在其所处的电磁环境中能正常工作,且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。从上述定义可以看出,一台设备或一个系统的电磁兼容性都包括两个方面,一是它对同一电磁环境中其它设备的抗干扰能力或称敏感性,二是它对其它产品的电磁骚扰特性。

    电磁骚扰(Electromagnetic Disturbance——EMI)定义为“任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象”。电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。(注:一般意义上的“有用的电磁信号或电磁能量”在电磁兼容领域也有可能被认为是电磁骚扰源。)

    电磁骚扰的表现形式一般有两种,一是通过导体传播骚扰电压、电流,一是通过空间传播骚扰电磁场。前者称为传导骚扰,后者称为辐射骚扰。例如,电视机的电磁骚扰主要有:对公用电网的无线电骚扰和低频骚扰(如注入谐波电流)、对公用电视天线系统的骚扰、向空间辐射的电磁场等。

    抗扰度(Immunity to a Disturbance)定义为“装置、设备或系统面对电磁骚扰不降低运行性能的能力”。电磁敏感性(Electromagnetic Susceptibility——EMS)定义为“在存在电磁骚扰的情况下,装置、设备或系统不能避免性能降低的能力”。实际上,抗扰度与敏感性都反映的是对电磁骚扰的适应能力,仅仅是从不同的角度而言,敏感性高即意味着抗扰度低。对应电磁骚扰的两种表现形式,设备对电磁骚扰的抗扰性也同样分为传导抗扰性和辐射抗扰性。

    电磁干扰(Electromagnetic InteRFerence)是指“电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降”。对比电磁骚扰的定义,可知电磁干扰与之在概念上的区别。存在电磁骚扰但不一定形成电磁干扰,如果骚扰电平较低的话。

    电磁骚扰即可能是人为有意识产生的,也可能是人为但无意识产生的,还有可能是自然界固有的,比如雷电、地极磁场、磁铁矿藏、宇宙射电噪声等等。

    其实电磁干扰的问题或现象普遍存在。如雷电对家用电器的破坏,使用电吹风或电动工具对电视收看的影响、移动电话与有线电话间的串扰、电网电压波动对计算机的运行可靠性的影响等等。电磁干扰造成的损失可能是非常巨大的。如因静电、雷电每年给全球造成的经济损失可达数亿美元。民航客机上禁用个人电子设备,也是出于对电磁干扰的预防。

    电磁干扰的产生必然具备三个基本要素:电磁干扰源、敏感设备和电磁能量传播通道。理论上讲,改善其中之一即可防止电磁干扰的产生,实现电磁兼容。但在电磁兼容的实际质量控制工作中,只有对三要素进行综合考虑再对个别项目做重点处理才是经济可行的。