早在20世紀(jì)20年代,人們就意識(shí)到電磁環(huán)境干擾給人們帶來(lái)的一系列現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。20世紀(jì)30年代后,人們對(duì)控制無(wú)線電噪聲領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)有:系統(tǒng)闡述了高架輸電線近旁電場(chǎng)強(qiáng)度和無(wú)線電廣播電臺(tái)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量方法;測(cè)量無(wú)線電噪聲和場(chǎng)強(qiáng)的儀表研發(fā)和確定無(wú)線電噪聲容限的信息基礎(chǔ)。在1933年成立的國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)(CISPR),首先明確了無(wú)線電干擾的可接受上限和測(cè)量這種干擾的方法。
第二次世界大戰(zhàn)期間,雷達(dá)設(shè)備的發(fā)明帶來(lái)了軍事上的重大突破,從此,無(wú)線電干擾在軍事上的影響變得相當(dāng)重要。無(wú)線電廣播的頻率波段不斷地?cái)U(kuò)展,⒛世紀(jì)40年代覆蓋的頻率達(dá)到20 MHz,到⒛世紀(jì)50年代達(dá)到30 MHz,而⒛世紀(jì)60年代更突破了1000 MHz。第二次世界大戰(zhàn)后,無(wú)線電通信技術(shù)在非軍事領(lǐng)域也得到了大量的應(yīng)用,而電磁干擾問(wèn)題和與此相關(guān)的在制造各類電信產(chǎn)品時(shí),實(shí)施某些設(shè)計(jì)科目的需要時(shí)就突顯出來(lái)。在此期間,“CISPR”做了很多實(shí)際測(cè)量工作,如評(píng)估了由幾類電氣和電子設(shè)備(例如廣播、電視、輸電線路、家用電器、電動(dòng)汽車(chē)和各種工業(yè)/醫(yī)療/科學(xué)設(shè)備)與系統(tǒng)發(fā)射出的射頻噪聲。
進(jìn)入20世紀(jì)80年代后,數(shù)字技術(shù)突飛猛進(jìn),深深地影響了有關(guān)電磁噪聲問(wèn)題的發(fā)展。數(shù)字儀器和設(shè)備對(duì)電磁噪聲非常敏感。在電磁噪聲的影響下,它們由于不能辨別脈沖信號(hào)與瞬態(tài)噪聲,所以很容易失效。同時(shí),數(shù)字電路和設(shè)備本身也會(huì)產(chǎn)生大量的電磁寬帶噪聲。這些寬帶噪聲來(lái)自極短的上升時(shí)間脈沖、高速的時(shí)鐘頻率。數(shù)字電子設(shè)備廣泛使用固體元器件和集成電路,而集成電路和圃體元器件都很容易被瞬態(tài)電磁擾動(dòng)損壞。所以必須研究專門(mén)的工藝來(lái)保護(hù)靈敏的半導(dǎo)體器件免遭電磁環(huán)境的損傷。
電磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)的定義比較簡(jiǎn)單,在權(quán)威的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4765—1995《電磁兼容術(shù)語(yǔ)》中對(duì)電磁兼容給出了如下定義:“設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力”。中國(guó)的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)基本上是采用了IEC的標(biāo)準(zhǔn)而制定出與國(guó)際規(guī)范所接軌的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
上面定義的“電磁騷擾”,在1990年IEC60050(161)標(biāo)準(zhǔn)以前的標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)中一般稱為電磁干擾。IEC60050(161)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后,將干擾和騷擾的概念區(qū)分開(kāi)來(lái)。對(duì)電磁騷擾的標(biāo)準(zhǔn)定義是:“任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或?qū)τ猩驘o(wú)生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象”。它僅僅是電磁現(xiàn)象,如自然界的電磁噪聲、無(wú)用信號(hào),或在媒質(zhì)中傳播時(shí)自身發(fā)生的改變。它可能引起降級(jí)或損害,但不一定已經(jīng)形成后果。而電磁干擾的定義是電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。它是由電磁騷擾引起的后果。
學(xué)術(shù)上的定義差別,在實(shí)際的工程應(yīng)用中,其實(shí)并不會(huì)帶來(lái)太多的誤解與困擾,因此在絕大多數(shù)的電磁兼容的研究中,還是沿用了“電磁干擾”這一術(shù)語(yǔ),來(lái)涵蓋電磁騷擾與電磁干擾兩方面的內(nèi)容,一方面指潛在的電磁現(xiàn)象,另一方面指電磁現(xiàn)象所產(chǎn)生的后果。另外,有的文獻(xiàn)還會(huì)提到射頻干擾(RFI),射頻干擾是在接收有用信號(hào)時(shí)由騷擾造成的接收效果下降。射頻騷擾是在射頻范圍(無(wú)線電頻率或高頻)內(nèi)各分量的電磁騷擾。
需要明確指出的是,設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容性包含了兩方面的意思,首先,設(shè)備要有一定的抗電磁干擾能力,使其在電磁環(huán)境中能夠正常工作;其次,設(shè)備工作中自身產(chǎn)生的電磁騷擾應(yīng)在一定水平下,不能對(duì)同處于一個(gè)電磁環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾。
對(duì)于電力的電子產(chǎn)品的抗電磁騷擾能力有如下兩個(gè)定義。
· 抗擾度(Immunity):在存在電磁騷擾的情況下,裝置、設(shè)備或系統(tǒng)具有不降低其運(yùn)行性能的能力。
· 敏感性(Electromagnetic Susceptibility):在存在電磁騷擾的情況下,裝置、設(shè)備或系統(tǒng)不會(huì)降低其運(yùn)行性能。
電力的電磁產(chǎn)品對(duì)外界環(huán)境產(chǎn)生電磁干擾的定義是:從源向外發(fā)射電磁能的現(xiàn)象。源處的發(fā)射包括傳導(dǎo)發(fā)射和輻射發(fā)射。圖所示為設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容性所包含的內(nèi)容示意。