产品研发之EMC技术(1)电磁兼容
< 返回列表时间: 2019-11-07来源:OSCHINA
【围观】麒麟芯片遭打压成绝版,华为亿元投入又砸向了哪里?>>>


电磁兼容标准:
1、 基础标准:描述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备,定义了等级和性能判据。
2、 通用标准:是按照设备使用环境划分的,当产品没有特定的产品类标准可以遵循时,使用通用标准来进行EMC测试。
3、 产品类标准:针对某种产品系列的EMC测试标准。往往引用基础标准,但根据产品的特殊性提出更详细的规定。产品类标准主要从电磁骚扰发射和抗扰度两个方面对产品的电磁兼容性进行规定。
4、 专用产品标准:专用产品标准通常不单独形成电磁兼容标准,而以专门条款包含在产品的通用技术条件中。专用产品标准包含在产品的通用技术条件中。专用产品标准对电磁兼容和相应的产品族标准相一致,在考虑了产品的特殊性之后,也可增加试验项目和对电磁兼容性能作某些改变。与产品族标准相比,专用产品标准对电磁兼容性的要求更加明确,而且还增加了对产品性能试验的判据。对试验方法,应由试验人员参照相应基础标准进行。


电磁兼容的三要素:
1、 骚扰源:产生电磁骚扰的电路或设备。
2、 敏感源:受这种干扰影响的电路或设备。
3、 耦合路径:能够将干扰源产生的干扰能量传递到敏感源的路径。
这三个条件称为电磁兼容的三要素,只要将这三要素中的一个消除,电磁干扰的问题就不再存在。
电磁骚扰源的特性
电磁骚扰产生于电压或者电流的剧烈变化,即,有较大的du/dt、di/dt。当电路中或者周围环境中有较大的du/dt、di/dt,就构成了潜在的电磁骚扰源。
电磁骚扰要对其他电路产生影响,必须通过能量的传递,电磁场往往成为传递能量的形式。
电磁骚扰的能量以两种模式传播,一种叫传导模式,它是以电流的形式在导线上传输,被其他电路接收到后产生干扰,这种骚扰叫传导骚扰(或传导发射)。另一种叫辐射模式,它是以电磁波的形式在空间传输,被其他电路接收后产生干扰效应,这种骚扰叫做辐射骚扰(或辐射发射)。
需要注意的是,这两种模式之间会相互转变。导线上传输的电流也会产生电磁辐射,形成电磁波。而空间的电磁波也会在导线上感应处电流,形成传导电流。这两种模式通常同时存在。
电磁敏感源的特性
任何依靠电磁原理工作的电路和设备都可能是电磁敏感源。这里的电磁可能是:噪声电压、噪声电流、电场、磁场、电磁场等。 一般利用什么原理工作,就对什么类型的干扰敏感。
对于数字电路而言,如果数字逻辑是通过电平表示的,则对噪声电压会比较敏感。如果数字电路的逻辑变换是靠脉冲沿来触发的,则这个电路会对瞬态的脉冲干扰很敏感。
对于模拟信号而言,电磁干扰会导致信噪比下降,或者电平值出错。
需要注意的一点是,电路对电磁干扰的敏感频率并不限于电路的工作频率。一个典型的例子就是当使用固定电话时,旁边的移动电话一旦来电,固定电话中就会产生噪音。从原理上讲,固定电话的电路工作在音频,而移动电话的工作频率在1GHz甚至更高,本不应该相互干扰。这是由于半导体的检波效应所致。
当一个信号加在三极管的基极B上时,相对于发射极而言,会在基极-发射极PN结形成的二极管上发生整流。这个二极管与电路中的寄生电容构成了检波电路。当频率更高时,(f>100fc),检波的作用开始下降。这种现象称为调幅解调现象。它有两个作用:1、引起放大器直流偏置电压的漂移,使电路特性发生变化,如进入非线性工作区。2、如果检波得到的包络线含有与电路工作相同的频率,就会对电路的功能造成影响,如固话中的噪声。
电路对空间电磁波的响应必须通过天线接收,除了以接收无线信号为目的的天线外,大部分天线是电路或设备中的寄生天线,由于这些寄生天线的存在,电路会对空间电磁波敏感,产生干扰问题。对于一个实际的设备而言,设备上最有效的寄生接收天线就是外拖电缆。当电缆的长度大于 时,电场在电缆上感应的电流可以用下式估算:
这个公式的含义是:当电缆置于电磁场中,并处于接收最强电场的方向时,每1V/m的场强回在电缆上感应处1.5mA的电流,于电缆的高度和长度无关。当电缆靠近地面时,这个值会有所增加。
电磁骚扰耦合路径
电磁骚扰源与敏感源之间的耦合路径主要有5个:
(1) 电源耦合:两个电路共用一个电源网络,彼此间形成干扰。
(2) 地线耦合:由于地线设计不当,两个电路通过公共部分的地线发生耦合。
(3) 杂散电容耦合:两个电路之间存在杂散电容,通过这种杂散电容,两个电路之间能够形成耦合。
(4) 互感耦合:两个电路之间存在着互感,两个电路通过这种互感形成耦合,其情形类似于变压器的初级与次级之间的耦合。
(5) 电磁场耦合:一个电路中的寄生天线辐射的电磁场,被另一个电路中的寄生天线所接收,并形成干扰。这种情况一般发生在电缆之间,电缆作为有效的发射天线和接收天线。
热门排行