1、摘要：电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作又互不干扰，达到“兼容”状态。现在电磁兼容科技工作者又进一步探讨电磁环境对人类及生物的影响，学科范围已不仅限于设备与设备间的问题，而进一步涉及到人类本身，因此某些国内外学者也把电磁兼容学科称作环境电磁学。由于试验技术是电磁兼容学科中的一项重要支撑技术，本文将就此内容作些扼要介绍。 关键词：电磁兼容试验 技术 现状 发展需求一 电磁兼容试验技术现状及发展需求我国运用电磁兼容试验技术，多起始于60年代前后，当时试验 ， 设备多 是国内自行 的 设备， 也 后。1966年 工
2、 行一步， 自 的行 JB-854-66 用电气设备工 电干扰 子电 及 。后，国currency1“多，国currency1 进的电子 设备 进中国fifl。国内一些重要科 生 及某些 后”电磁兼容试验 ，进 的 设备。 ，电磁兼容与 ，要多 于 ，而 电磁兼容 对试验 的要求又。因此， 国currency1电磁兼容 的 用与 ，我国 的试验 ”， 技术 不 ， 电磁兼容试验技术的发展 。共 89/336EEC文 后，电磁兼容 的 已 。我国 对此作 ， 一 ， ：国 入境检验检疫局对外贸 经济合作联合下发 关于六种进口品实施电磁兼容强 检 的通，规定从1999年1月1日起对个人计算显示器打
3、印关电源电视音响设备实施强 性检 ，从2000年1月1日起必须获得国 入境检验检疫局签发的进口商品安全质 书，并加贴安全 志后 能进口销售。些 显然都要于 试验 ，在客观上推动 电磁兼容试验技术的发展。特别是2001年12月11日起我国已 WTO的正式员，电气电子品的国currency1贸 将 加频繁，至电，小至电动玩具，都要进行电磁兼容 试，电磁兼容试验的fifl需求已不言而喻。此外，国currency1形势的现状也 回避外层空间的军事 及空间与 面联合作战军事活动的发生。 就要求军用统武器装备满足加苛刻的电磁兼容指 。军事品的电磁兼容 试需求同样广泛迫切。二 电磁兼容试验 自动 试继 稳步
4、发展目前的电磁兼容试验 都军 或民 主，彼此适当兼顾，安装的 试设备与试验 好配。 种试验 完规定 的规范 试， 试结果 指明受试 是否满足规定 要求， 果超 ，则 给 超的频点及超 ；对于抗干扰性能检 ，则给 受试 的实currency1抗扰性电平，亦即敏感度阈。种 试是品验收的最终检 ， 论是新品定品上fi流通，还是军品 装前的品 验收都是必不 的。类试验 多能 作全自动 检 ， 统 试 ，从而得到 的 试结果。电磁兼容试验 工作 入规范 由于电磁兼容 已 ，则电磁兼容 试结果的 正性与正 性就显得 重要，关到一项设计能否 ，一个品能否 合品，关到 的 运。同一品在不同试验 试结果的一 性
5、 试验 试的 正性 些工作正在入规范 中。1999年 由国 口主 一试验 对工作，最又在备新一的 对工作，加对 的试验 在关 currency1下“ISO/IEC 则43-1984 E实验 能 试的设计及实施，对同一 试设备进行定 试项目的 试。 试 及 试要求fi在 对文 中给 。最后由currency1 fl规定对 试结果进行 。 对电磁兼容 中 的统一将起到重要作用。电磁兼容 试结果的 正性， 要一个在电磁兼容中具 能 经的currency1作 ”。在 规定要求得到满足后， ”发合 书。 ”fl EN 450001/1990.5 试试验 作的通用 试验 ， 具合 身，检 的 正性性实性技
6、术能 及质 。目前我国对电磁兼容试验 的 工作已经始，也 的 。各试验 已fl 要求加强试验 。一些进的试验 已到 的 共 “CE” 的 书。 EMI 在 发工作中发重要作用EMI ，即EMC 试。EMC 试的特点是在品发能 及 发现设计中的问题，不需要苛刻的试验 ，也回避 试设备的 ，因此强的生 。在 个品的 生中 是重要的 试 ， 及时检验品的EMC设计是否合 ， 的EMI 施是否 ， 设计人员 要进一步 干扰需从些环 入 。 EMC 试与品功能 试同步进行EMC设计 与品电性能设计同步进行 合 ， 已 设计 受。一般品的EMC 试在品功能 试“即电性能指 达 后进行。在 的 试技术发展中
7、，EMC 试与品的功能 试 一 的 能。 当前 通计 中 进的 用品的EMC 试试验 试设备就是在 正常工作状态下检 关的EMC指。 电子 器的进步，内装自检技术的 用， 试技术正 多 发展。 的电子品检将是全 全自动 的 试。六 一些新 试 的介绍 年，人 推广 用 响 进行电磁兼容试验。 响 是一个由 ”的试验 ，一般在试 的 上装设一个 形状的 拌器。将待 设备“EUT在 内，当 拌器旋 时， 待 设备暴露于电磁fl中。待 设备在fl中的平fi响 通 响 对 拌器旋 一 的时间 进行积 求得。 响的 容在 内”一个强fl。待 设备暴露于由 个不同的极 的强fl电平中。在传统的电磁敏感度试
8、验中，试验 在完全给定而不能任意选择的环境下进行， 在横电磁波小 或电波暗 中进行。在 种限定的环境下，fl的极 与 不时间变，因 些 的工作原 是”在一个一优势模基础上。 响 则没给 一个限定性的fl，但却提供 一个空间fi匀的电磁环境，即 内各能密度fi匀，各 同性，各 能流同而极 是任意的，亦即波间的与极 是任意的。只要 内 本征模“在某一固定频率上 现 种情况就 达到上述要求。此外， 并情况“即在某频率下多模重合与波形间隔是重要 。 响 的主要优点是在该 内用一个适当的功率源就 能”一个强fl，因此需要的品质因 Q。最，国外又在推广5米 电波暗 。与10米 电波暗 ， 种暗 占用的空间
9、要小得多，因而本 下降。人 正在 究 将5米 试结果 10米 的结果， 一 究工作在国内外受到广泛关注，进展 ，计在将 得满意的果。此外，人 还提 另一种屏蔽小 WTEM小 ，结”是 个TEM小 ，但 用 阵结”而非 块结”，与TEM小 并没实质性的变，但 种结”在善电磁fl的fi匀性降低本身的耦合与提 模 宽 面 TEM小 容 实现。由此 见，屏蔽 技术今后还 的发展。此 推动 ， 的 论 究 用 究及发工作都将 受到多的重视。摘要：本文全面 论述 电子设备的电磁兼容性问题。 详细 析 干扰源干扰的传递途径，并介绍 止干扰的各种 施及原 。 关键词：电子设备 电磁兼容性 干扰源 言 电子技术
10、的迅速发展，现代的电子设备已广泛 用于人类生活的各个。当前，电子设备已于飞速发展的时，并 个发展 程 日益长的速度持 。电子设备的广泛 用发展，必然 在 围空间生的电磁fl电平的不 加。也就是说，电子设备不 避免 在电磁环境“EME中工作。因此，必须 决电子设备在电磁环境中的适 能 。电磁兼容性“EMC是一 关于抗电磁干扰“EMI影响的科学。目前，就世界范围 说，电磁兼容性问题已经形一 新的学科。电磁兼容的中 课题是 究 电磁干扰， 电子设备或统与设备联在一起工作时，不起设备或统的任 的工作性能的恶或降低。一个设计 想的电子设备或统 该既不辐射任 不希望的能 ，又 该不受任 不希望的能 的影响
11、。电磁干扰源的 类各种形式的电磁干扰是影响电子设备电磁兼容性的主要因素，因此，是电磁兼容性设计中需要 究的重要内容。21 内干扰内干扰是指电子设备内各元 间的互干扰，包括下几种。“1工作电源通 路的 电容绝缘电阻生漏电造的干扰；(与工作频率关)“2号通 电源传输 的阻抗互耦合，或 间的互感造的干扰；“3设备或统内某些元 发热，影响元 本身或元 的稳定性造的干扰；“4功率电 生的磁fl电fl通 耦合影响 造的干扰。22 外干扰外干扰是指电子设备或统外的因素对 路设备或统的干扰，包括下几种。“1外的电 电源通 绝缘漏电而干扰电子 路设备或统；“2外功率的设备在空间生强的磁fl，通 互感耦合干扰电子
12、 路设备或统；“3空间电磁波对电子 路或统生的干扰；“4工作环境温度不稳定，起电子 路设备或统内元器 变造的干扰；“5由工 电供电的设备由电电 通 电源变 器生的干扰。干扰的传递途径当干扰源的频率 干扰号的波长又 干扰的对象结”尺寸小，或者干扰源与 干扰者 间的距离r2时，则干扰号 是辐射fl，平面电磁波形式 外副射电磁fl能 进入 干扰对象的通路。“2干扰号漏电耦合形式，通 绝缘支物 “包括空气 介，经 共阻抗的耦合进入 干扰的 路设备或统。果干扰源的频率 低，干扰号的波长 干扰对象的结”尺寸长，或者干扰源与干扰对象 间的距离r2，则干扰源 是似稳fl，感 fl形式进入 干扰对象的通路。“3
13、干扰号 通 传 式入 路设备或统。电磁兼容性设计的基本原 是电子设备的一个重要问题。 目的 个：“1 个电路统中的 元电路都一个 共的 零电， 电路统能稳定 干作。“2 止外界电磁fl的干扰。壳 得由于静电感 而积累在壳上的 电荷通 泄，否则 些电荷形的 能起设备内的火 电而造干扰。另外，对于电路的屏蔽 ，若选择合适的 ，也 获得良好的屏蔽 果。“3 安全工作。当发生雷电的电磁感 时， 避免电子设备的毁坏；当工频流电源的输入电因绝缘不良或原因与壳通时， 避免作人员的触电事故发生。此外，多医疗设备都与病人的人 连，当壳 110V或220V电 时，将发生 。因此， 是 止干扰的主要 。 一个 电点
14、或 电面，是电路或统的基 电，但不一定 电。 止雷 能造的 坏工作人员的人身安全，电子设备的壳的 ” ，必须与 连，而 电阻一般要小，不能超 规定。电路的 式基本上 类，即 点 多点 合 。 点 是指在一个 路中，只一个物 点 定 点。各个需要 的点都到 一点上。多点 是指某一个统中各个 点都到距最的 平面上， 的长度最 。 平面， 是设备的 ，也 是 通 个统的 ，在 的统中，还 是设备的结” 。 合 是将 些只需频点， 用 路电容 平面连起 。但 止 现 路电容 电感”的 现象。 屏面屏蔽就是对 个空间 间进行 的隔离， 电fl磁fl电磁波由一个 对另一个 的感辐射。具 ，就是用屏蔽 将元
15、 电路合 电 或 个统的干扰源包围起 ， 止干扰电磁fl 外 ；用屏蔽 将收电路设备或统包围起 ， 止 受到外界电磁fl的影响。因 屏蔽 对 自 电 元 电路或统 外的干扰电磁波内电磁波fi起 收能 “ 流 射能 “电磁波在屏蔽 上的界面射 能 “电磁感 在屏蔽层上生 电磁fl， 干扰电磁波的作用，屏蔽 具 干扰的功能。屏蔽 选择的原则是：“1当干扰电磁fl的频率 时， 用低电阻率“电率的 中生的 流“P=I2R，电阻率 低“电率 ， 的功率 ，形对外 电磁波的 作用，从而达到屏蔽的 果。“2当干扰电磁波的频率 低时，要 用磁率的 ，从而 磁 限 在屏蔽 内， 止 到屏蔽的空间 。“3在某些f
16、l合下， 果要求对频低频电磁fl都具良好的屏蔽 果时，“ 用不同的 多层屏蔽 。 干扰 “1波波是 止干扰的一项重要 施。波器 显 小传干扰的电平，因 干扰频不 于用号的频率，波器对于 些与用号频率不同的良好的 能 ，从而起到干扰 起到的作用。， 用波 论是 干扰源 干扰耦合，或是强收设备的抗干扰能 ，都是 施。用阻容感容 耦 能把电路与电源隔离， 电路 间的耦合，并避免干扰号进入电路。对频电路 用 个电容器一个电感器“频扼流的CLCM波器。波器的种类多，选择适当的波器能 不希望的耦合。“2正 选用 源元 实用的 源元 并不是“ 想”的，特性与 想的特性是 的。实用的元 本身 能就是一个干扰源
17、，因此正 选用 源元 非常重要。时也 用元 具的特性进行 止干扰。“3电路技术时 用屏蔽后 不能满足 止干扰的要求， 结合屏蔽， 平 施 电路技术。平电路是指currency1 电路中的 与连到 的电路，对 或对 都具同的阻抗。目的在于 检到的干扰号 。 时的干扰 是一个共态号， 在“上自行 。另外，还用一些电路技术， 点 ， 形电路，积 电路选通电路 。 ， 用电路技术也是 止干扰的重要 施5 电磁兼容性问题的规范 干扰特别fi员 “CISPR，主要 究 电统中干扰 的 。1976年，CISPR始 电磁干扰的EMI 。1900年10月在几经fl 基础上 ，后该fi员 还与国currency1
18、 通fi员 一起 ， 电子品电磁兼容性的检 要求及具 。 技术装 对象的“工科学及医疗用 电 器的干扰特性 及 ”“ 11号；“动 火 点火发动动装 电干扰特性的 及 ”“ 12号；“ 电电视收的 电干扰特性的 及 ”“ 13号 。至1992年中，国currency1EMI 最终完善起 。CISPR推的容限已 世界上多国 ，并作 国 的基础。电发射功率电平是影响 围 电电子设备，生干扰电平的一个重要因素。因此 电发射功率电平 该受到限 。 ， 电通”fi员 357-1号” ，在通统 面波中继通 路共同 用的“5800 8100MHz频 上，当给到 上的功率不超 13dBW时， 该限 波中继通
19、路的发射 辐射功率“即发射功率 益的积 55dBW。” 同时限 通的面 的功率及通辐射功率通 密度。多的 电 ， 电好者的，动通统 的发射功率的最也 该受到限 。频率规在全国全世界范围内已 广泛 用，是提射频源 用率的一种途径，也是 电电子设备电磁兼容性的重要 施 一。因此 fl国currency1 “ 电频率 配全国文 ，实行国 的频 间的频 配。 频率空间 配的原 进行 频 配。频率规必须 个电电子设备干扰电平最小，或 干扰，由国 电 fi员 “。年 ，我国多 都在展电磁兼容性的试验 究关技术 的 定工作， 定 一 规范。 ，国 GB3907-83 工 电干扰基本 ；GB4824.1-84
20、 工 科学医疗射频设备 电干扰 ；GB6279-86 动 火 点火发动动装 电特性 及 。国 电 fi员 对工科医 电子设备的 用频率 宽最辐射fl强都作 具 规定。对 电子设备的正常工作人民的正常生活及 进现代科学技术迅速发展，都起 重要的作用。6 一些电磁兼容性问题的 决由于电子技术在各行各 中的广泛 用，在人类活动的空间 不 电磁波，因此，电子设备不 决电磁波干扰问题，就不能兼容工作。在实currency1 用中，人 在 究抗干扰技术 面也积累 的经验，不 究 多实用的 电磁干扰。实验发现工作时，电磁干扰当 ，重时 坏电子元器 。因此，电子设备的电磁环境最恶 ，电子设备的电磁兼容性问题也
21、特别受到人 的重视。点火生的频辐射最 。日本 国 进国的环 止电气 对环境的 ，规定只能 用 阻 “ 的屏蔽 作点火 ，实 明 是 的 施。决电技术， 是计算在上的 用推广， 需要实currency1要求， 设计 果良好的波电路， 于前 多 因传而进入统的干扰 在电路统的入口； 设 隔离电路，变 器隔离 电隔离 决通 电源 号 进入电路的传干扰，同时阻止因 共阻抗长 传输而起的干扰；也 设 能 收回路，从而 电路器 收的 能 ；或通 选择元器 合安 电路统， 干扰的影响 小。设备的 抗干扰主要是稳定内存 程 指 。是一个 程 装 ， 支持加强 的抗干扰能 。 果统中内存RAM主要用于 时 的
22、时存，内存空间小，对存的 而言，若将 到的几 求平fi作 样结果， 避免在 时因干扰而 坏 的 实性； 果存在内存中的 因干扰而 或者 发生变 ， 在内存 设 检验 志；干扰对内存 的 坏， 在存 器 的号 上加触发装 ，只在CPU 时发。 抗干扰的 施也多， 波程 抗 的 时程 状态的 别 。时，必须 用 结合的 能 干扰，常用的 是设 一个定时器，从而 程 正常运行。年 ，电子 器 “ 小”多功能性能及本低 发展。 或面 广泛 用于电子 器上，于是外界电磁波容 外壳或面 ，对 器的正常工作生的干扰，而 器生的电磁波，也非常容 辐射到 围空间，影响电子 器的正常工作。 种电子 器能满足电磁兼
23、容性要求，人 在实 中， 究 的工 ， 射 空 “AL电或 学 粘贴 箔“Cu或AL涂覆电涂 。经 后， 完全绝缘的 面或本身“电 具 样射“ 。 收传衰 电磁波的特性，从而起到屏蔽电磁波干扰的作用。实currency1 用中， 用电涂 作屏蔽涂层，性能优良而 价适宜。在需要屏蔽的 ，做一个封闭的电壳 并 ，把内外 种不同的电磁波隔离。实 明，若屏蔽 能达到“30 40dB上衰 的屏蔽 果时，就是实用 行的。由于电子技术 用广泛，而 各种干扰设备的辐射复杂，要完全 电磁干扰是不 能的。但是， 电磁兼容性原 ， 多技术 施 小电磁干扰， 电磁干扰 到一定范围内，从而 统或设备的兼容性， ，通统最设计时，就 该进行现fl电波 试， 对性 选择频率及极 式，避雷达动通 杂波干扰； 选择路径时， 绕 电“ 或 用收 的 形物屏蔽；收设备与工 干扰源设备适当配 ， 收设备与各种工 干扰源离一定距离；在波通电路设计中， 干扰， 用 低 式 波电路射点，并 用山头阻挡射波， 不能对射波形干扰。另外，波铁塔是的”筑物， 用完善的 屏蔽 避雷 施。7 结束语设备的电磁兼容性是一项复杂的技术任，对于 个问题不存在万能的 决 。电磁兼容技术涉及面广，电磁兼容性也正在发展，重要的是掌握关电磁兼容的基本原 ， 析试验，就能选择合适的 决问题 。
