以下是一些关于电磁兼容性(EMC)常见问题的答疑:
电磁兼容性是指设备或系统在其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干扰的能力。简单来说,就是一个设备既能抵抗外界的电磁干扰(抗扰度),又不会产生过多的电磁干扰影响其他设备(发射)。
设备正常运行:在复杂的电磁环境中,如果设备的电磁兼容性差,就容易受到外界干扰而出现故障、性能下降甚至损坏。例如,医院的医疗设备如果受到电磁干扰,可能会给出错误的诊断结果。
法规要求:许多国家和地区都有严格的 EMC 法规和标准。产品如果不符合这些标准,就不能合法销售和使用。例如,欧盟的 CE 认证中就包含了 EMC 指令。
内部干扰源:设备内部的电子元件,如时钟信号发生器、开关电源、高速数字电路等在工作过程中会产生电磁辐射。例如,数字电路中的快速上升沿和下降沿脉冲信号会产生高频成分,这些高频成分可能会以电磁辐射的形式发射出去。
外部干扰源:包括自然干扰源(如雷电、静电等)和人为干扰源(如附近的无线电发射塔、其他电子设备等)。比如,当附近有大功率的电台发射塔时,其发射的无线电信号可能会干扰周围电子设备的正常工作。
发射测试:
辐射发射测试:将被测设备放置在电波暗室中,通过天线接收设备向外辐射的电磁能量,测试设备在不同频率下的辐射发射水平。例如,对于一个电子产品,需要测试其在 10kHz - 40GHz 频率范围内的辐射发射是否超标。
传导发射测试:主要针对设备通过电源线、信号线等线缆传导的电磁干扰进行测试。测试时,将设备连接到人工电源网络,通过频谱分析仪等设备测量传导干扰的电压和电流。
抗扰度测试:
静电放电抗扰度测试:使用静电放电发生器模拟人体静电对设备进行放电,包括接触放电和空气放电两种方式,观察设备在放电后的工作状态是否正常。
射频辐射抗扰度测试:在电波暗室中,利用射频信号发生器和发射天线产生规定强度和频率的射频电磁场,将被测设备放置其中,观察设备在受到射频辐射干扰时的性能表现。
电快速瞬变脉冲群抗扰度测试:通过电快速瞬变脉冲群发生器向设备的电源端口和信号端口注入脉冲群干扰信号,检查设备在干扰期间和干扰后的功能是否正常。
屏蔽技术:
电磁屏蔽:使用金属屏蔽材料(如铜、铝等)将辐射源或敏感设备包围起来,阻挡电磁辐射的传播。例如,在电子设备的外壳采用金属材质,或者在电路板周围设置金属屏蔽罩。
线缆屏蔽:对于连接设备的线缆,采用屏蔽线缆,并且确保屏蔽层接地良好,可以有效减少线缆传导的电磁干扰。
滤波技术:在设备的电源输入端口和信号接口安装滤波器,滤除不需要的电磁干扰频率成分。例如,在电源线上安装电源滤波器,可以抑制电源线上的高频干扰。
接地技术:合理的接地系统可以为干扰电流提供低阻抗的回流路径,减少电磁干扰。例如,采用单点接地、多点接地或混合接地方式,根据设备的具体情况选择合适的接地方式。
合理布局布线:在电路板设计和设备内部布局时,将敏感电路和干扰源分开,避免电磁耦合。例如,将数字电路和模拟电路分开布局,减少数字信号对模拟信号的干扰。同时,合理安排线缆的走向,避免线缆之间的相互干扰。