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电磁兼容（EMC，ElectromagneticCompatibility）是指设备或系统在其电磁环境中能够正常工作，并不对该环境中其他设备造成不可承受的电磁干扰的能力。EMC设计的目标是确保电子设备在复杂的电磁环境下既不会受到外界干扰，也不会对其他设备产生干扰。

1.屏蔽设计：通过金属外壳或其他屏蔽材料减少电磁波的泄漏和侵入，有效隔离内部电路与外部环境。

2.滤波技术：使用滤波器抑制电源线、信号线上的高频干扰，降低传导和辐射干扰。

3.接地设计：合理规划接地系统，避免地环路干扰，确保信号参考电平稳定。

4.布线优化：合理布局PCB线路，减少回路面积，降低天线效应，控制信号完整性。

5.元器件选择：选用低噪声、高抗干扰能力的元件，减少自身干扰源。

6.软件防护：利用数字滤波、冗余校验等方法增强系统的抗干扰能力。

EMC设计贯穿产品开发全过程，从概念设计到最终测试都需要严格遵循相关标准，以确保设备在复杂电磁环境下的可靠性和安全性。

电磁兼容的概念及设计方法

！电爆装置的爆炸。因此GJB786中规定，电引爆器导线上的电磁干扰感应电 和电压必须小于最大不发火电流和电压的15%。另外，各种燃油在强电 场的作用下（直接照射、电火花、静电放电）有发生燃烧和爆炸的危险 电磁能量通过对人体组织的物理化学作用会产生有害的生理效应。因 ，为了人身和某些特殊材料的安全，GJB786中还规定，电子设备的电磁辐 |量连续波的平均功率密度不允许超4mW/cm，脉冲波的平均功率密度不允 ：超过2mW/cm2。 .4为了当今和未来战争的需要 核爆炸时产生的电磁脉冲，以光速向外辐射传播，其电场强度可达105 m，磁场强度可达260A/m，脉冲宽度为20ns量级，电磁脉冲峰值处频率为 15Hz。这种电磁脉冲作用于电子设备时，轻者造成电子设备性能恶化，重 造成电路元器件损坏。 特别是在当今和未来战争中，已经应用的电磁脉冲弹和正在研制的高 J率微波武器都具有类似核爆炸时产生的电磁脉冲辐射，将对电子设备构 致命威胁。而电磁兼容可以为对抗这种威胁提供基本技术指导。 电磁兼容的设计思路 为了提高电子设备的电磁兼容能力，必须从开始设计时就给予电磁兼 性以足够的重视。电磁兼容的设计思路可以从电磁兼容的三要素，即电 干扰源、电磁干扰可能传播的路径及易接收电磁干扰的电磁敏感电路和 件入手。也就是 1）首先，要充分分析电子设备可能存在的电磁干扰源及其性质，尽量 除或降低电磁干扰源的参数。 2）其次，要充分了解电磁干扰可能传播的路径，尽量切断其路径，或 低与电磁干扰耦合的能力。 3）最后，要充分认识易接收电磁干扰的电磁敏感电路和器件，尽量杜 其接收电磁干扰的可能性。 据此，在设计时应采取相应对策，消除或部分消除可能出现的电磁干 以减轻调试工作的压力。在调试中，针对具体出现的电磁干扰，以及 收电磁干扰的电路和元器件的表现进行分析，以确定电磁干扰源所在及 磁干扰可能传播的路径，再采取相应的解决办法。 电磁兼容的具体实例 .1对电磁干扰源要有明确的认识 例如，某探测设备在探测元件无输入信号时，其放大器输出端的干扰 2 号峰峰值为50.8mV，远远超过该探测设备输出端最小探测信号电压峰峰 [4.0mV的要求，致使整个设备无法正常工作。 该台探测设备的驱动电源采用直流斩波式方波交流电源db13(j)_t 8060-2019城镇供热管道及设备安装工程施工质量验收标准，驱动螺线管 磁铁往复运动，由上可见，驱动电源的负载为感性的电磁线圈。对感性 电磁线圈采用直流斩波式方波交流电源供电，在斩波时将产生严重的电 干扰。因为感性的电磁线圈中的电流变化必然产生感应电动势，电流变 越快，产生的感应电动势越大。这种感应电动势将会通过某种路径传导 合到放大器的输出级，而成为严重的电磁干扰。 该台探测设备的驱动电源采用线性纯正弦波电源时，在探测元件无输 信号时，在放大器输出端最大探测信号电压峰峰值仅为4.4mV。而具有随 L性质的噪声电压，其峰峰值最大为3.0mV。说明原来的干扰信号已被极大 ！消除， 从该项工作中，使我们体会到电磁干扰的严重性，对电磁干扰的认识 停留在一般的水平上、泛泛地、全面地采取各种抗干扰措施也不一定见 【，必须抓住主要矛盾。 再举一例，某电子设备，当打开电源开关时，其测量显示呈紊乱状态 究其原因，正是在电源开关时刻，电路由一种稳态转换到另一种稳态的 渡过程中，所出现的过电压、过电流所致。为此，采用一定容量和电压 1氧化锌压敏电阻并联在电源上，便收到了较好的效果。这也说明对电磁 扰源有明确认识时，才能有的放矢地采取抗干扰措施，效果明显。 .2对电磁干扰可能的传播路径要有清楚了解

在核聚变科学研究中，将巨大的微波能耦合到等离子体中去，以提高 聚变物理参数。为此，需要高能大功率发射系统。其主电源脉冲电压达 )kV，最大脉冲宽度30ms，最高脉冲功率2400kW。该电源通过电感储能，直 . 开断，脉冲整形等一系列环节，日 由微机控制来实现。 调试过程中，当电压达数kV时，系统便无法正常运行。轻则控制程序出 重则程序全部被冲掉，更 更严重时微机芯片被烧损。由于对电磁干扰认 肤浅，盲目地采取各种措施，如重新布线，改善接地，增加电磁屏蔽和 1 离等等，忙了几个月均不能根本解决问题， 挫折迫使我们冷静了下来。 进行了 科学分析后，认定必须要对幅度高达数kV，前后沿很陡的这一电 干扰源有清楚了解，并对其可能传播的路径采取加强隔离措施。在对光 隔离器采用双重设计后，微机能稳定、可靠地工作了。 再举一例，在激光电源低功率调试中发现应交替导通的两个逆变开关 BT的触发信号存在重迭现象，即有互相干扰。如果不消除这种干扰，可 1 发生主电路直通故障。基于以前积累的对电磁干扰可能的传播路径要有 确认识的工作经验，我们从逆变开关IGBT的触发端倒推，一级一级地检 触发信号，直到产生触发信号的TL494集成电路的两个输出端，发现这两 输出端的引线距离很近，且平行布线很远。通过分析表明，这种情况容 产生电容性耦合干扰，干扰的强弱与工作频率及两条引线之间的分布电 量有关。当我们将其中一条引线切断，用一条拉开很远距离的临时导线 2 用后，两个逆变开关IGBT的触发信号不再发生重迭现象了。 从该项工作中，使我们体会到对电磁干扰可能传播的路径有明确的认 ！，才能顺利地排除电磁干扰。否则将无从下手解决存在的电磁干扰问题 .3对易接收电磁干扰的电磁敏感电路和器件要进行重点保护 还是上述的第一个例子中，某探测设备在探测元件无输入信号时放大 输出端的干扰信号远远超过最小探测信号电压值，致使整个设备无法正 1 工作。 经过认真分析和实际测试，除了对电磁干扰源缺乏明确的认识和电磁 扰可能传播的路径缺乏清楚了解外，对易接收电磁干扰的电磁敏感电路 1 器件也缺乏重点保护。为此对易接收电磁干扰的电磁敏感电路和器件 2 传感器输入电路和前级放大电路主要采取两项电磁兼容性措施： 1）信号接地信号接地的主要目的是为了抑制电磁干扰，应当特别注意 电平电路、信号检测电路、传感器输入电路和前级放大电路的接地。 该探测设备的传感器输入电路、前级放大电路和末级放大电路的接地 +. 该只设一个接地点，因为多个接地点会引入共地阻抗的干扰。而这个接 1点的位置应当选择在保证地线中的电流流向为从小信号电路流向大信号 1 路，从而避免大信号电路的地线电流对小信号电路产生干扰。 2）屏蔽加强该探测设备的传感器输入电路和前级放大电路电磁屏蔽， 注意屏蔽的完整性和良好的接地措施。 电磁屏蔽设计时，一般采用电导率高的材料作屏蔽体，并将屏蔽体接 1。它是利用屏蔽体在高频磁场的作用下产生反方向的涡流磁场与原磁场 消而削弱高频磁场的干扰，又因屏蔽体接地而实现电场屏蔽。屏蔽体的 度不必过大，应以趋肤深度和结构强度为主要考虑因素。另外要注意屏 的完整性，如果屏蔽体不完整，将导致电磁场泄漏。 电磁兼容的设计方法 .1对电磁干扰源的设计方法 电磁干扰源的种类相当繁多，比如，自然的电磁干扰源包括：地球表 C 的最大磁场强度为52A/m、平均电场强度为130V/m，雷电的大气干扰，静 的电晕放电和宇宙噪声等等。人为的电磁干扰源包括：1 含有整流子的直 电机换向时产生的电弧和电流变化、电器开关动作时产生的电弧和电流 化，三 非线性元器件工作时产生的谐波， 高频振荡器和无线电发送设备的 磁辐射，汽车点火系统，医疗用的超声波发生器，生活用的微波炉以及 T 磁脉冲等等。可以说电磁干扰源无处不在，下面仅讨论与我们相关的主 I 电磁干扰源。 11供由由源

其它器件。 参数选择如下： 1>21 (4) Vrw>2V (5) 中：1为二极管正向平均电流； VRRM为二极管反向重复峰值电压； IN为电感负载的额定电流； V为电感负载的额定电压。 如果用压敏电阻代替二极管，其效果会更好。因为压敏电阻吸收能量 快，从而减小了动作响应时间。另外，压敏电阻还可应用在交流电路电 负载的场合。应用压敏电阻时应当注意以下几点： 一一压敏电阻的标称电压； 一一压敏电阻的压比； 一一压敏电阻的吸收能量能力； 压敏电阻的前沿响应时间； 一压敏电阻应当尽量紧靠电感使用。 3）电容负载的限流电路 电容负载的限流电路由电阻（R）和开关并联组成。其原理是用电阻限 电容负载开始投入时的短路电流，从而避免短路电流造成的电磁干扰。 过时间（t）将开关闭合，切除限流电阻。 参数选择如下： :>2V/1 (6) 1>3RC (7) 中：I为负载的额定电流； V为电源的额定电压； C为负载的电容。 4）电路快速切换的电磁兼容措施 电路快速切换（包括晶闸管换流、直流斩波、二极管关断时的电荷存 效应等）将导致电压或电流的快速变化，而成为电磁干扰源。 对此可采用如下电磁兼容措施 一一串联缓冲电感，以降低电流变化率； 一一并联缓冲电容，以降低电压变化率； 一一用电感电容谐振电路代替直流斩波，以降低电流变化率或电压变 1率。 .1.3电磁辐射 电磁辐射包括电子设备内部和外部两种电磁辐射源。其实任一电流的 】围都存在磁场，而变化的磁场会产生变化的电场，这种电磁场就是电磁 扰源。 电子设备中主要的电磁辐射源是大电流、高电压的强功率电路和器 ，电压或电流快速变化的电路和器件以及高频电路和器件。 对电磁辐射的电磁兼容设计是，采用电磁屏蔽的方法，即用屏蔽材料 电磁辐射源封闭起来，使其外部电磁场强低于允许值。 电磁屏蔽的技术原理主要有两种： 一是反射，由于空气和金属屏蔽的电磁阻抗不同，使入射电磁电波产 ：反射作用。磁场中的反射损耗R(dB)，对磁场源而言 R=20logiol10.012(μ/fo.)/D1+ 5.364D（fo,/μ)+0.354)