電磁兼容概念設(shè)計(jì)方法

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1、.電磁兼容的概念及設(shè)計(jì)方法閻秀生，寧天夫，郭祥玉，郭云志時(shí)間:2011年07月08日字體:大中小關(guān)鍵詞:電磁兼容；電磁干擾；設(shè)計(jì)1引言1822年安培提出了一切磁現(xiàn)象的根源是電流的假說。1831年法拉第發(fā)現(xiàn)變化的磁場在導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的規(guī)律。1864年麥克斯韋全面論述了電和磁的相互作用，提出了位移電流的理論，總結(jié)出麥克斯韋方程，預(yù)言電磁波的存在，麥克斯韋的電磁場理論是研究電磁兼容的理論基礎(chǔ)。1881年英國科學(xué)家希維賽德發(fā)表了“論干擾”的文章，標(biāo)志著電磁兼容性研究的開端。1888年德國科學(xué)家赫茲首創(chuàng)了天線，第一次把電磁波輻射到

2、自由空間，同時(shí)又成功地接收到電磁波。從此開始了電磁兼容性的實(shí)驗(yàn)研究。1889年英國郵電部門研究了通信中的干擾問題，使電磁兼容性研究開始走向工程化。1944年德國電氣工程師協(xié)會(huì)制訂了世界上第一個(gè)電磁兼容性規(guī)范VDE0878，1945年美國頒布了第一個(gè)電磁兼容性軍用規(guī)范JAN－I－225。我國從1983年開始也陸續(xù)頒布了一系列有關(guān)電磁兼容性規(guī)范。雖然電磁干擾問題由來已久，但電磁兼容這個(gè)新興的綜合性學(xué)科卻是近代形成的。主要研究和應(yīng)用的內(nèi)容包括：電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范；分析和預(yù)測；設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)測量；開發(fā)屏蔽材料；培訓(xùn)教育和管理等。2電磁兼

3、容的重要性2.1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(duì)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(duì)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(duì)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。2.2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(jì)。電磁兼容已成為現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)中的重要組成部分。電磁兼容性達(dá)標(biāo)認(rèn)證已由一個(gè)國

4、家范圍向全球地區(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。...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(duì)個(gè)人計(jì)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(duì)聲音和電視廣播設(shè)備、信息技術(shù)設(shè)備、家用電器、電動(dòng)工具、電源、照明電器、電點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)裝置、金融

5、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)制性認(rèn)證。2.3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最大不發(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(xiǎn)；電磁能量通過對(duì)人體組織的物理化學(xué)作用會(huì)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/

6、cm2，脈沖波的平均功率密度不允許超過2mW/cm2。2.4為了當(dāng)今和未來戰(zhàn)爭的需要核爆炸時(shí)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(jí)，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(shí)，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(shí)產(chǎn)生的電磁脈沖輻射，將對(duì)電子設(shè)備構(gòu)成致命威脅。而電磁兼容可以為對(duì)抗這種威脅提供基本技術(shù)指導(dǎo)。3電磁兼容的設(shè)計(jì)思路為了提高電子

7、設(shè)備的電磁兼容能力，必須從開始設(shè)計(jì)時(shí)就給予電磁兼容性以足夠的重視。電磁兼容的設(shè)計(jì)思路可以從電磁兼容的三要素，即電磁干擾源、電磁干擾可能傳播的路徑及易接收電磁干擾的電磁敏感電路和器件入手。也就是1）首先，要充分分析電子設(shè)備可能存在的電磁干擾源及其性質(zhì)，盡量消除或降低電磁干擾源的參數(shù)。2）其次，要充分了解電磁干擾可能傳播的路徑，盡量切斷其路徑，或降低與電磁干擾耦合的能力。3）最后，要充分認(rèn)識(shí)易接收電磁干擾的電磁敏感電路和器件，盡量杜絕其接收電磁干擾的可能性。...據(jù)此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)對(duì)策，消除或部分消除可能出現(xiàn)的電磁干擾，以減

8、輕調(diào)試工作的壓力。在調(diào)試中，針對(duì)具體出現(xiàn)的電磁干擾，以及接收電磁干擾的電路和元器件的表現(xiàn)進(jìn)行分析，以確定電磁干擾源所在及電磁干擾可能傳播的路徑，再采取相應(yīng)的解決辦法。4電磁兼容的具體實(shí)例4.1對(duì)電磁干擾源要有明確的認(rèn)識(shí)例如，某探測設(shè)備在探測元件無輸入信號(hào)時(shí)，其放大器輸出端的干