電磁兼容的概念

　　所謂電子產(chǎn)品的兼容，實(shí)際上是指電子產(chǎn)品自身在工作環(huán)境下能否正常進(jìn)行工作運(yùn)轉(zhuǎn)，與此同時還不會對其所處環(huán)境中的其他電子產(chǎn)品造成干擾，即一方面電子產(chǎn)品在進(jìn)行正常工作時，其所產(chǎn)生的電磁干擾不會對其工作環(huán)境中的其他電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，影響它們進(jìn)行正常工作，造成損害并且造成的影響要保持在一定值的范圍之內(nèi)（即對其他電子設(shè)備產(chǎn)生影響的限值）；另一方面是電子產(chǎn)品自身要對所處的工作環(huán)境有一定的抗干擾能力，不會受到所處工作環(huán)境中的其他電子設(shè)備所產(chǎn)生的電磁的干擾而無法進(jìn)行正常工作或造成一定程度的損壞，也就是指電子產(chǎn)品應(yīng)具備電磁敏感性能力。

　　電磁兼容的重要作用

　　隨著人們對電磁兼容的不斷認(rèn)知，對電磁兼容的重視程度也逐漸增加?？茖W(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展使電磁兼容所涉及到的領(lǐng)域日益擴(kuò)大，而今電磁兼容所產(chǎn)生的影響已不僅僅只是電子產(chǎn)品設(shè)備本身，由于電子產(chǎn)品自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)展得愈加袖珍與復(fù)雜，電磁兼容問題也就愈加重要，例如受電磁干擾，收音機(jī)無法收聽廣播、某些電子設(shè)備的數(shù)據(jù)在傳輸過程中發(fā)生丟失、一些醫(yī)用電子設(shè)備工作失常、引發(fā)起爆裝置使之發(fā)生爆炸、工業(yè)過程的某項(xiàng)控制功能完全失效等，電磁干擾或其產(chǎn)生的輻射還可以使生物體自身發(fā)生某些微妙的變化而產(chǎn)生一定的影響。因?yàn)檫@些干擾與被干擾的電磁問題，對電子產(chǎn)品電磁兼容問題進(jìn)行研究就顯得格外重要。

　　電磁兼容檢測的必要性

　　1、為了電子設(shè)備工作的可靠性

　　電磁兼容性是指電子設(shè)備在電磁環(huán)境中正常工作的能力。電磁干擾是對電子設(shè)備工作性能有害的電磁變化現(xiàn)象。電磁干擾不僅影響電子設(shè)備的正常工作，甚至造成電子設(shè)備中的某些元器件損害。因此，對電子設(shè)備的電磁兼容技術(shù)要給予充分的重視。既要注意電子設(shè)備不受周圍電磁干擾而能正常工作，又要注意電子設(shè)備本身不對周圍其它設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，影響其它設(shè)備正常運(yùn)行。

　　2、為了電子設(shè)備的國際接軌

　　近來，電磁兼容性已由事后處理發(fā)展到預(yù)先分析、預(yù)測和設(shè)計。電磁兼容已成為現(xiàn)代工程設(shè)計中的重要組成部分。電磁兼容性達(dá)標(biāo)  已由一個國家范圍向  地區(qū)發(fā)展，使電磁兼容性與安全性、環(huán)境適應(yīng)性處于同等重要地位。

　　例如，歐共體將產(chǎn)品的電磁兼容性要求納入技術(shù)法規(guī)，強(qiáng)制執(zhí)行89/336/EEC指令，規(guī)定從1996年1月1日起電氣和電子產(chǎn)品必須符合電磁兼容性要求，并加貼CE標(biāo)志后才能在市場銷售。沒有CE的產(chǎn)品不得上市，不符合EMC指令要求的要被責(zé)令從市場上撤出，持續(xù)違反者將受到重罰。目前，美國、加拿大、日本、澳大利亞等國都已經(jīng)頒布了相應(yīng)的法規(guī)。

　　為了與國際接軌，我國外經(jīng)部和國家出入境檢驗(yàn)局于1999年1月起對個人計算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、開關(guān)電源、電視機(jī)和音響設(shè)備實(shí)施電磁兼容性強(qiáng)制檢測。國家技術(shù)監(jiān)督局規(guī)定從2002年10月起陸續(xù)對聲音和電視廣播設(shè)備、信息技術(shù)設(shè)備、家用電器、電動工具、電源、照明電器、電點(diǎn)火驅(qū)動裝置、金融結(jié)算電子設(shè)備、安防電子產(chǎn)品和低壓電器實(shí)施電磁兼容性強(qiáng)制性  。

　　3、為了人身和某些特殊材料的安全

　　電磁波通過與電爆裝置的控制電路感應(yīng)耦合，形成的干擾電流可能引起電爆裝置的爆炸。因此GJB786中規(guī)定，電引爆器導(dǎo)線上的電磁干擾感應(yīng)電流和電壓必須小于  不發(fā)火電流和電壓的15％。另外，各種燃油在強(qiáng)電磁場的作用下（直接照射、電火花、靜電放電）有發(fā)生燃燒和爆炸的危險；電磁能量通過對人體組織的物理化學(xué)作用會產(chǎn)生有害的生理效應(yīng)。因此，為了人身和某些特殊材料的安全，GJB786中還規(guī)定，電子設(shè)備的電磁輻射量連續(xù)波的平均功率密度不允許超4mW/cm2，脈沖波的平均功率密度不允許超過2mW/cm2。

　　4、為了當(dāng)今和未來戰(zhàn)爭的需要

　　核爆炸時產(chǎn)生的電磁脈沖，以光速向外輻射傳播，其電場強(qiáng)度可達(dá)105V/m，磁場強(qiáng)度可達(dá)260A/m，脈沖寬度為20ns量級，電磁脈沖峰值處頻率為105Hz。這種電磁脈沖作用于電子設(shè)備時，輕者造成電子設(shè)備性能惡化，重者造成電路元器件損壞。

　　特別是在當(dāng)今和未來戰(zhàn)爭中，已經(jīng)應(yīng)用的電磁脈沖彈和正在研制的高功率微波武器都具有類似核爆炸時產(chǎn)生的電磁脈沖輻射，將對電子設(shè)備構(gòu)成致命威脅。而電磁兼容可以為對抗這種威脅提供基本技術(shù)指導(dǎo)。

　　在日常生活，一些電磁干擾可能造成的危害：

　?、俑蓴_電視的收看、廣播收音機(jī)的收聽。

　?、谠跀?shù)字系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸過程中數(shù)據(jù)的丟失。

　?、墼谠O(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)級正常工作的破壞。

　　④醫(yī)療電子設(shè)備（例如：醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀、心電起搏器等）的工作失常。

　?、葑詣踊⑻幚砥骺刂葡到y(tǒng)（例如：汽車的剎車系統(tǒng)、防撞氣囊保護(hù)系統(tǒng)）的工作失控。

　?、迣?dǎo)航系統(tǒng)的工作失常。

　?、咂鸨b置的無意爆炸。

　?、喙I(yè)過程控制功能（例如：石油或化工）的失效。

　　除此之外，強(qiáng)電場還會對生物體造成影響，等等。由此可見，電磁環(huán)境的惡化，會導(dǎo)致多方面的后果。開展電磁兼容研究，加強(qiáng)電磁兼容管理，降低電磁騷擾，避免電磁干擾，是當(dāng)務(wù)之急。

　　為了使產(chǎn)品成為商品之前就符合相應(yīng)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，在開發(fā)過程中進(jìn)行必要的電磁兼容檢測將極大的有利于產(chǎn)品自身性能的穩(wěn)定和質(zhì)量的提高，更能節(jié)約成本。因此高性能屏蔽機(jī)房、EMC電波暗室以及相關(guān)  電磁兼容測試儀器成為電子產(chǎn)品開發(fā)公司和制造廠家的必備設(shè)備，同時也是公司研發(fā)實(shí)力和測試水平的重要標(biāo)志。

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　　電磁兼容檢測技術(shù)分析

　　1、電源電磁兼容檢測

　　對電源進(jìn)行電磁兼容檢測技術(shù)分析，可使其控制能力得到較好的性能檢測。當(dāng)電源被其工作環(huán)境中的電磁或其他電子設(shè)備干擾時，看其是否會出現(xiàn)被損壞或者是性能降低等情況，檢測的項(xiàng)目是浪涌電壓抗擾度，這種試驗(yàn)方法主要是對電源線施加浪涌波形的電壓，并對電源線的外殼也施加同等的波形電壓，這樣可以看出其電源線在受干擾時是否會發(fā)生毀壞，而在正常的有外殼的工作情況下是否也會受到干擾而發(fā)生工作狀態(tài)不良或是毀壞。一旦發(fā)生電源線瞬間被擊穿的現(xiàn)象時，說明電路裝置中的濾波器型號不符或者輸入端的濾波器耐受能力不夠，也有可能是濾波器沒有被加入到電子產(chǎn)品中。

　　2、輻射檢測

　　這種檢測要了解電子產(chǎn)品在進(jìn)行正常工作時是否產(chǎn)生了電磁輻射，或者說其產(chǎn)生的電磁輻射是否會對其工作環(huán)境中的人類或其他電子設(shè)備造成影響或危害。檢測所用的設(shè)備比較簡單，也是比較安全的方式，使用處于AM頻道的收音機(jī)，通過對電磁干擾收音機(jī)發(fā)出的噪音進(jìn)行辨別。此種方法可以對手機(jī)和計算機(jī)進(jìn)行相關(guān)的檢測，對計算機(jī)的顯示進(jìn)行檢測時，不得超過國家規(guī)定的12V/m的限制。

　　3、對外磁干擾檢測

　　此檢測主要是要了解所生產(chǎn)的電子產(chǎn)品是否具有一定的抗電磁干擾能力以及在一定程度的電磁干擾下是否會受到影響，甚至是損壞。通過射頻電磁場干擾產(chǎn)生的輻射對其進(jìn)行試驗(yàn)檢測與分析，測試的一般方法是將電子產(chǎn)品置于黑暗的空間中并讓其保持正常的工作狀態(tài)，隨后對其進(jìn)行一定程度的干擾，此干擾要在電子產(chǎn)品能夠允許承受的范圍之內(nèi)，并保證此干擾可以持續(xù)進(jìn)行一段時間，觀察進(jìn)行干擾期間電子產(chǎn)品是否發(fā)生了變化，是否處于正常工作狀態(tài)范圍之中。倘若期間出現(xiàn)問題，要對產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，而電子產(chǎn)品內(nèi)部重要元件或較敏感的元件都應(yīng)進(jìn)行有效隔離處理，并采取有效的抗干擾措施。

　　4、電磁兼容技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　60年代以來，現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)向高頻、高速、高靈敏度、高安裝密度、高集成度、高可靠性方面發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越廣，滲透到了社會的每個角落，因而發(fā)達(dá)國家在EMC研究方面投入了大量的人力和物力。電磁兼容的研究在我國起步較晚，發(fā)達(dá)的西方國家早在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)發(fā)布了對電氣設(shè)備的電磁兼容指標(biāo)進(jìn)行強(qiáng)制性  的法令，任何電氣設(shè)備必須滿足相關(guān)的法律法規(guī)的要求方可投放市場，須取得  合格證后才允許在市場上銷售。

　　早幾年前，我國的電氣產(chǎn)品沒有對電磁兼容指標(biāo)作出具體的要求，相關(guān)的法律法規(guī)尚在制定中，國內(nèi)的產(chǎn)品開發(fā)人員還沒有把電磁兼容這一理念認(rèn)識理解，許多產(chǎn)品在設(shè)計、開發(fā)階段根本沒有考慮到電磁兼容這一問題，加之不了解國外的電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使得研發(fā)的產(chǎn)品不能通過國外強(qiáng)制性的電磁兼容測試，致使產(chǎn)品不能投放國外市場。設(shè)計開發(fā)的產(chǎn)品需要送到境外去做電磁兼容測試，不斷地修改不斷地測試，走了很多彎路，浪費(fèi)了大量的人力物力，更浪費(fèi)了寶貴的時間，甚至錯失了許多商機(jī)。

　　隨著我國加入WTO，電磁兼容在我國得到了越來越高度的重視，我國政府制定了較為完善的標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的實(shí)施細(xì)則，從多種渠道推動國內(nèi)電磁兼容檢測和研究工作，開展了各種各樣的圍繞著電磁兼容設(shè)計、開發(fā)、測試等方面的培訓(xùn)活動，使產(chǎn)品的開發(fā)人員認(rèn)識和領(lǐng)會了電磁兼容這一理論，在一定程度上推動了這一技術(shù)的實(shí)施。

　　電磁兼容技術(shù)應(yīng)用

　　1、電磁兼容控制技術(shù)

　　電磁兼容性控制是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，應(yīng)該在設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計、研制、生產(chǎn)、使用與維護(hù)的各階段都充分的予以考慮和實(shí)施才可能有效。科學(xué)而先進(jìn)的電磁兼容工程管理是有效控制技術(shù)的重要組成部分。屏蔽、濾波、合理接地、合理布局等抑制干擾的措施都是很有效的，在工程實(shí)踐中被廣泛采用。但是隨著電子系統(tǒng)的集成化、綜合化，以上措施的應(yīng)用往往會與成本、質(zhì)量、功能要求產(chǎn)生矛盾，必須權(quán)衡利弊研究出  合理的措施來滿足電磁兼容性要求。又如新的導(dǎo)電和屏蔽材料以及工藝方法的出現(xiàn)，使電磁兼容性控制技術(shù)又有了新的措施，可見電磁兼容控制技術(shù)始終是電磁兼容科學(xué)中  活躍的研究課題。

　　電磁兼容控制策略與控制技術(shù)方案可分為如下幾類：

　　（1）傳輸通道抑制：具體方法有濾波、屏蔽、搭接、接地、布線。

　?。?）空間分離：地點(diǎn)位置控制、自然地形隔離、方位角控制、電場矢量方向控制。（3）時間分隔：時間共用準(zhǔn)則、雷達(dá)脈沖同步、主動時間分隔、被動時間分隔。（4）頻率管理：頻率管制、濾波、頻率調(diào)制、數(shù)字傳輸、光電轉(zhuǎn)換。（5）電氣隔離：變壓器隔離、光電隔離、繼電器隔離、DC/DC變換。

　　2、電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)

　　我國運(yùn)用電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)，多起始于60年代前后，當(dāng)時試驗(yàn)室條件簡陋，測量設(shè)備多半是國內(nèi)自行研制的簡易測量設(shè)備，測量手段也比較落后。1966年船舶工業(yè)先行一步，制訂了自己的行業(yè)測量標(biāo)準(zhǔn)JB-854-66《船用電氣設(shè)備工業(yè)無線電干擾端子電壓測量方法及允許值》。電磁兼容領(lǐng)域與其他  相比，要更多地依賴于測量，而且電磁兼容測量對試驗(yàn)條件的要求又很嚴(yán)格。因此，隨著國際電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用與轉(zhuǎn)化，我國高標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)室陸續(xù)建成，  技術(shù)隊伍也不斷擴(kuò)充壯大，為電磁兼容試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展帶來了機(jī)遇和條件保證。