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電磁兼容性及其設(shè)計機理

發(fā)布時間:2024-08-21
1.電磁兼容性
隨著電氣及電子設(shè)備在現(xiàn)代化生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用,設(shè)備聯(lián)接越來越復(fù)雜,功率越來越大,數(shù)量急劇增加,對設(shè)備要求也越來越高,頻帶日益加寬,設(shè)備靈敏度更高, 因此電磁兼容性問題變得更加重要。電磁兼容(emc,electromagneticcompatibility)的涵義是指處于電磁環(huán)境中的電子系統(tǒng), 任何其他事物都不可能對它構(gòu)成不能承受的電磁干擾能力,且設(shè)備或系統(tǒng)都能夠正常地工作。電磁兼容技術(shù)涉及通信、計算機、電子、生產(chǎn)、軍事以及生活的各個方面,是一門正在迅速發(fā)展的交叉學(xué)科。電磁兼容是研究在有限空間、有限時間與有限頻譜資源條件下,不同設(shè)備相互之間可以共存而不致相互影響的科學(xué)。由上述電磁兼容定義可知,電磁兼容的涵義包括:設(shè)備對周圍其他設(shè)備不產(chǎn)生不能承受的干擾,其本身也不受其他設(shè)備干擾的影響。電磁兼容性研究涉及多個方面,首先是對電磁干擾源自身特性的研究;其次,電磁發(fā)射強度、干擾機理與電磁干擾抑制方法以及電磁干擾的時頻域特性等方面的研究,第三,特別值得注意的是設(shè)備自身抗電磁干擾性能的研究;最后,如何評價電磁輻射與傳導(dǎo)特性等電磁兼容性,采用什么設(shè)備與測量方法對電磁干擾進行測量,如何處理測量數(shù)據(jù)與測量結(jié)果。從更大范圍考慮,它還涵蓋了系統(tǒng)內(nèi)及系統(tǒng)間的電磁兼容性。電磁兼容性研究內(nèi)容包括自然及人為電磁干擾源,如閃電現(xiàn)象與靜電放電就是自然電磁干擾源,干擾源的測量包括開闊場地、輻射、傳導(dǎo)與脈沖干擾的測量(電浪涌、快速瞬變脈沖群與靜電放電),在實現(xiàn)電磁兼容性的技術(shù)方面有屏蔽、接地、綁接與濾波等,也包括采用特殊設(shè)計技術(shù)以抑制電磁干擾。
2.抗電磁干擾設(shè)計機理
要構(gòu)成電磁干擾必須同時具備三個條件:其一,必須有干擾源存在,沒有干擾源存在,顯然不可能對設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾;其二,有傳播電磁干擾的通道存在,否則不可能形成對設(shè)備的電磁干擾;其三,設(shè)備要能夠接受到干擾信號,并直接影響到設(shè)備的正常工作,因此即使設(shè)備接受到了干擾,如果采取技術(shù)措施可消除其對設(shè)備的干擾。例如,一個魯棒性很強的設(shè)備,是不會受到電磁干擾影響的??闺姶鸥蓴_設(shè)計機理就是要采取電磁兼容性設(shè)計,使上述三個條件不同時具備,以達到提高設(shè)備抗電磁干擾的目的。
以電子設(shè)備抗干擾設(shè)計為例,因為設(shè)備中高頻干擾特別突出,首先是對設(shè)備發(fā)射的射頻能量進行控制,使其盡可能地小以免干擾其它設(shè)備,其次,為了設(shè)備不受到外界干擾,必須盡量減小進入該設(shè)備的射頻能量。電磁干擾可以借助輻射或者傳導(dǎo)傳輸兩種方式實現(xiàn),如干擾源能量直接輻射到控制線、信號線與電源線進入設(shè)備后,可通過公共信號、控制電纜或公共電源線等耦合途徑直接干擾設(shè)備的正常工作。因此,可在設(shè)備端口或敏感回路,采用共?;虿钅?垢蓴_措施,最大限度地減少對其影響,降低輻射與傳導(dǎo)的能量,提高設(shè)備的抗干擾性能,其抗電磁干擾設(shè)計機理就是杜絕同時滿足上述的三個必備條件。基于此,其抗電磁干擾設(shè)計的技術(shù)措施可以是各種各樣的,隨著技術(shù)的進步,可采取的技術(shù)措施會越來越豐富,以保證設(shè)備設(shè)計的電磁兼容性。
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