電磁兼容（EMC）基礎(chǔ)知識

配圖 By?網(wǎng)友小野智本文思維導(dǎo)圖：

01

EMC（Electro Magnetic Compatibility，電磁兼容）是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中，不會因為周邊的電磁環(huán)境而導(dǎo)致性能降低、功能喪失或損壞，也不會在周邊環(huán)境中產(chǎn)生過量的電磁能量，以致影響周邊設(shè)備的正常工作。

EMI（Electro Magnetic Interference，電磁干擾）：自身產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值。

EMS（Electro Magnetic Susceptibility，電磁抗擾度）：自身承受的電磁干擾在一定的范圍內(nèi)。

電磁環(huán)境：同種類的產(chǎn)品，不同的環(huán)境就有著不同的標準。

需要說明的是，以上都基于一個前提：一定環(huán)境里，設(shè)備或系統(tǒng)都在正常運行下。

02

電磁干擾的產(chǎn)生原因：電壓/電流的變化中不必要的部分。

電磁干擾的耦合途徑有兩種：導(dǎo)線傳導(dǎo)和空間輻射。

導(dǎo)線傳導(dǎo)干擾原因是電流總是走“最小阻抗”路徑。以屏蔽線為例，低頻（f<1kHz）時，導(dǎo)線的電阻起到主要作用，大部分電流從導(dǎo)線的銅線中流過；高頻（f>10kHz）時，環(huán)路屏蔽層的感抗小于導(dǎo)線的阻抗，因此信號電流從屏蔽層上流過。

干擾電流在導(dǎo)線上傳輸有兩種方式：共模和差模。

一般有用的信號為差模信號，因此共模電流只有轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅ｋ娏鞑拍軐τ杏眯盘柈a(chǎn)生干擾。阻抗平衡防止共模電流向差模轉(zhuǎn)變，可以通過多點接地用來降低地線公共阻抗，減小共地線阻抗干擾。

空間輻射干擾分近場和遠場。

近場又稱為感應(yīng)場，與場源的性質(zhì)密切相關(guān)。

當場源為高電壓小電流時，主要表現(xiàn)為電場；

當場源為低電壓大電流時，主要表現(xiàn)為磁場。

無論是電場還是磁場，當距離大于λ/2π時都變成了遠場。

遠場又稱為輻射場。遠場屬于平面波，容易分析和測量，而近場存在電場和磁場的相互轉(zhuǎn)換問題，比較復(fù)雜。

這里面有問題的是如果導(dǎo)線變成天線，有時候就分不清是傳導(dǎo)干擾還是輻射干擾？

低頻帶下特別是30 MHz以下的主要是傳導(dǎo)干擾?；蛘呖梢怨浪惝斣O(shè)備和導(dǎo)線的長度比波長短時，主要問題是傳導(dǎo)干擾，當它們的尺寸比波長長時，主要問題是輻射干擾。

干擾信號以平面電磁波形式向外輻射電磁場能量，再以泄漏和耦合形式，通過絕緣支撐物等（包括空氣）為媒介，經(jīng)公共阻抗的耦合進入被干擾的線路、設(shè)備或系統(tǒng)。

舉例：900MHz，平面波的轉(zhuǎn)折點在50 mm

電磁波輻射有兩個必要條件：變化的電壓/電流和輻射天線。兩者缺一，都不會產(chǎn)生大量的輻射干擾。

有些資料會給出瞬態(tài)干擾的概念，顧名思義：時間很短但幅度較大的電磁干擾。瞬態(tài)干擾一般指各類電快速脈沖瞬變（EFT）、各類浪涌（SURGE）、靜電放電（ESD）等三種。

03

重點：消除其中任何一個因素就可以滿足電磁兼容設(shè)計的要求。

切斷耦合途徑是最有效的電磁兼容處理措施。

了解下傳播路徑：

電磁干擾可以通過電源線、信號線、地線、大地等途徑傳播的傳導(dǎo)干擾，也有通過空間直接傳播的空間輻射干擾。這些干擾或者噪聲并不是獨立存在的，在傳播過程中又會出現(xiàn)新的復(fù)雜噪聲，這種問題疊加問題才是解決問題的難點。

04

近場區(qū)，波阻抗與輻射源的位置、阻抗、頻率及輻射源周圍的介質(zhì)有關(guān)；遠場區(qū)，波阻抗等于電磁波傳播介質(zhì)的特性阻抗；在真空中，波阻抗為377Ω。

由377Ω想到自由空間的特性阻抗：

有個基礎(chǔ)概念需要講一講：dB