電子線(xiàn)路的電磁兼容性分析
0 引 言
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，世界進(jìn)入了信息時(shí)代。電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。大功率的發(fā)射機(jī)對(duì)不希望接收其信息的高靈敏度接收機(jī)構(gòu)成了災(zāi)難性的干擾，在工業(yè)發(fā)達(dá)的大城市中，電磁環(huán)境越來(lái)越惡劣，往往使電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)不能正常工作，引起性能降低，甚至受到損壞。
電磁干擾產(chǎn)生于干擾源，它是一種來(lái)自外部的、并有損于有用信號(hào)的電磁現(xiàn)象。由電磁干擾源發(fā)生的電磁能，經(jīng)某種傳播途徑傳輸至敏感設(shè)備，敏感設(shè)備又對(duì)此表現(xiàn)出某種形式的“響應(yīng)”，并產(chǎn)生干擾的“效果”，該作用過(guò)程及其結(jié)果，稱(chēng)為電磁干擾效應(yīng)。在人們的生活中，電磁干擾效應(yīng)普遍存在，形式各異。如果干擾效應(yīng)十分嚴(yán)重，設(shè)備或系統(tǒng)失靈，導(dǎo)致嚴(yán)重故障或事故，這被稱(chēng)為電磁兼容性故障。顯而易見(jiàn)，電磁干擾已是現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展道路上必須逾越的巨大障礙。為了保障電子系統(tǒng)或設(shè)備的正常工作，必須研究電磁干擾，分析預(yù)測(cè)干擾，限制人為干擾強(qiáng)度，研究抑制干擾的有效技術(shù)手段，提高抗干擾能力，并對(duì)電磁環(huán)境進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)。
現(xiàn)代的電子產(chǎn)品，功能越來(lái)越強(qiáng)大，電子線(xiàn)路也越來(lái)越復(fù)雜，電磁干擾(EMI)和電磁兼容性問(wèn)題變成了主要問(wèn)題。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)在電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)方面，很大程度地拓寬了電路設(shè)計(jì)的能力，但對(duì)于電磁兼容設(shè)計(jì)的幫助卻很有限。
目前，全球各地區(qū)基本都設(shè)置了EMC相應(yīng)的市場(chǎng)準(zhǔn)入認(rèn)證，用以保護(hù)本地區(qū)的電磁環(huán)境和本土產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。如：北美的FCC、NEBC認(rèn)證、歐盟的CE認(rèn)證、日本的VCCEI認(rèn)證、澳洲的C-TICK認(rèn)證、TW地區(qū)的BSMI認(rèn)證、中國(guó)的3C認(rèn)證等都是進(jìn)入這些市場(chǎng)的“通行證”。
1 電磁兼容問(wèn)題
電磁兼容設(shè)計(jì)實(shí)際上就是針對(duì)電子產(chǎn)品中產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使之成為符合各國(guó)或地區(qū)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。EMC的定義是：在同一電磁環(huán)境中，設(shè)備能夠不因?yàn)槠渌O(shè)備的干擾影響正常工作，同時(shí)也不對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生影響工作的干擾。
一般電子線(xiàn)路都是由電阻器、電容器、電感器、變壓器、有源器件和導(dǎo)線(xiàn)組成的。當(dāng)電路中有電壓存在時(shí)，在所有帶電的元器件周?chē)紩?huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，當(dāng)電路中有電流流過(guò)時(shí)，在所有載流體的周?chē)即嬖诖艌?chǎng)。
電容器是電場(chǎng)最集中的元件。流過(guò)電容器的電流是位移電流。這個(gè)位移電流是由于電容器的兩個(gè)極板帶電，并在兩個(gè)極板之間產(chǎn)生電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)感應(yīng)，兩個(gè)極板會(huì)產(chǎn)生充放電，形成位移電流。實(shí)際上電容器回路中的電流并沒(méi)有真正流過(guò)電容器，而只是對(duì)電容器進(jìn)行充放電。當(dāng)電容器的兩個(gè)極板張開(kāi)時(shí)，可以把兩個(gè)極板看成是一組電場(chǎng)輻射天線(xiàn)，此時(shí)在兩個(gè)極板之間的電路都會(huì)對(duì)極板之間的電場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)。在兩極板之間的電路不管是閉路，或者是開(kāi)路，當(dāng)電場(chǎng)方向不斷改變時(shí)，在與電場(chǎng)方向一致的導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生位移電流。
電場(chǎng)強(qiáng)度的定義是電位梯度，即兩點(diǎn)之間的電位差與距離之比。一根數(shù)米長(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)，當(dāng)其流過(guò)數(shù)安培的電流時(shí)，其兩端電壓最多也只有零點(diǎn)幾伏，即幾十毫伏／米的電場(chǎng)強(qiáng)度，就可以在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生數(shù)安培的電流�？梢�(jiàn)，電場(chǎng)作用效力之大，其干擾能力之強(qiáng)。
