高速設計基本概念答疑
問: 什么是EMI?與EMS及EMC有何區(qū)別?
答: 在電氣干擾領域有許多英文縮寫。這里所提EMI(Electro Magnetic Interference)直譯是電磁干擾。這是合成詞,我們應該分別考慮“電磁”和“干擾”。
所謂“干擾”,指設備受到干擾后性能降低以及對設備產(chǎn)生干擾的干擾源這二層意思。第一層意思如雷電使收音機產(chǎn)生雜音,摩托車在附近行駛后電視畫面出現(xiàn)雪花,拿起電話后聽到無線電聲音等,這些可以簡稱其為與“BC I”“TV I”“Tel I”,這些縮寫中都有相同的“I”(干擾)(BC:廣播)
那么EMI標準和EMI檢測是EMI的哪部分呢?理所當然是第二層含義,即干擾源,也包括受到干擾之前的電磁能量。
其次是“電磁”。電荷如果靜止,稱為靜電。當不同的電位向一致移動時,便發(fā)生了靜電放電,產(chǎn)生電流,電流周圍產(chǎn)生磁場。如果電流的方向和大小持續(xù)不斷變化就產(chǎn)生了電磁波。
電以各種狀態(tài)存在,我們把這些所有狀態(tài)統(tǒng)稱為電磁。所以EMI標準和EMI檢測是確定所處理的電的狀態(tài),決定如何檢測,如何評價。
與EMS和EMC的區(qū)別在哪里?
EMS(Electro Magnetic Susceptibility)直譯是“電磁敏感度”。其意是指由于電磁能量造成性能下降的容易程度。為通俗易懂,我們將電子設備比喻為人,將電磁能量比做感冒病毒,敏感度就是是否易患感冒。如果不易患感冒,說明免疫力強,也就是英語單詞Immunity,即抗電磁干擾性強。
EMC(Electro Magnetic Compatibility)直譯是“電磁兼容性”。意指設備所產(chǎn)生的電磁能量既不對其它設備產(chǎn)生干擾,也不受其他設備的電磁能量干擾的能力。
EMC這個術語有其非常廣的含義。如同盲人摸象,你摸到的與實際還有很大區(qū)別。特別是與設計意圖相反的電磁現(xiàn)象,都應看成是EMC問題。
電磁能量的檢測、抗電磁干擾性試驗、檢測結果的統(tǒng)計處理、電磁能量輻射抑制技術、雷電和地磁等自然電磁現(xiàn)象、電場磁場對人體的影響、電場強度的國際標準、電磁能量的傳輸途徑、相關標準及限制等均包含在EMC之內。
問:最近出現(xiàn)很多帶有干擾這個名詞的東西,請問什么是干擾?
答:最近“干擾”的概念使用越來越廣泛,與必須存在的東西相對應,一切不希望有的東西都可稱做“干擾”。
具體到“電磁干擾”,可以按照下面所列七類進行劃分:
按照發(fā)生源劃分
按照傳播路徑劃分
按照輻射干擾的產(chǎn)生原因劃分
按照不同設備的工作原理劃分
按照發(fā)生的頻率劃分
按照頻率范圍劃分
不同的交流電源
而且可以在每一類中進一步分類。根據(jù)發(fā)生源可將干擾細分如圖1~圖4。
圖1 電磁干擾源類別
圖2自然干擾源類別
圖3人為干擾源類別
圖4 內部干擾源類別
從受干擾方面來看,外來噪聲是外界干擾,內部噪聲是機內噪聲。
除此之外,噪聲按傳遞途徑分類如圖5所示。
圖5 按照干擾傳輸路徑分類
干擾傳播的途徑如圖6所示。有通過電源線、信號線、地線、大地等途徑傳播的“傳導干擾”,也有通過空間直接傳播的“空間干擾”。
這些噪聲并不獨立存在,在傳播過程中又會出現(xiàn)新的復雜噪聲。
圖6 干擾傳播路徑
造成數(shù)字電路工作不正常的干擾可分為:①電源干擾,②反射,③振鈴(LC共振):上沖、下沖,④狀態(tài)翻轉干擾,⑤串擾干擾(相互干擾、串音),⑥直流電壓跌落。
造成開關電源質量下降的干擾分為:①出現(xiàn)在輸出入端子上的干擾(電流交流聲,尖峰脈沖噪聲,回流噪聲);②影響內部工作的干擾(開關干擾,振蕩,再生噪聲)。
按發(fā)生的頻率分為:突發(fā)干擾,脈沖干擾,周期性干擾,瞬時干擾,隨機干擾,跳動干擾。
造成交流電源質量下降的干擾分為:高次諧波干擾,保護繼電器,開關的震顫干擾,雷電涌,尖峰脈沖干擾,噴射環(huán)電弧,瞬時浪涌。
將來可能會將下面這些項目歸入到交流干擾內:瞬時停電,瞬時下降,頻率變化,電壓變化,高次諧波失真。
另外還干擾按頻率分為:低頻干擾,高頻干擾。
如上所述,干擾可以分成很多類別,這些干擾既產(chǎn)生于電氣電子設備,又干擾電氣電子設備,造成設備的故障和停用,帶來經(jīng)濟和人員傷害。為了使各種設備能夠互不干擾,正常工作,應運而生了EMC技術。
簡而言之,EMC是“不發(fā)干擾,不受干擾”?,F(xiàn)在國內外都在研究開發(fā)EMC技術,并應用于電氣電子設備的制造中。