关于电磁干扰的种类与电磁兼容技术的研究

关于电磁干扰的种类与电磁兼容技术的研究

赵元喆

东电检测技术服务（天津）有限公司 天津 300000

摘要：当今社会，电子设备已经渗透到我们的生活中的方方面面，根据当前电子信息技术的不断发展，各个行业的也逐渐对电磁技术进行研究。电磁兼容检测最早用于军事和船舶电器设备，随着科技的发展各类产品都有了电磁兼容的要求，这样才能保证各类电子产品在复杂的电磁环境中正常工作。本文以电磁干扰的危害与电磁兼容技术为主要内容，从电子设备所引起的干扰出发，探讨电磁兼容技术的发展，希望为相关研究人员提供帮助。

关键词：电磁干扰；电磁兼容技术；电磁兼容标准；电磁屏蔽

引言

20世纪70年代电磁技术得到了快速的发展。电子产品在各行各业以及人们的生活中都有广泛地应用。随着无线通讯技术的进步，以及网络通讯的普及，使得电子信息的发展速度大大加快。然而，伴随着电子产品的种类越来越多，功能越来越复杂，而且电子设备的频带加宽，功率逐渐增大，灵敏度提高。电子设备系统的电磁兼容性显得十分重要，因为电磁干扰也会影响整个电子设备系统的协同工作。

一、电磁干扰的危害

（一）什么是电磁兼容

电磁兼容是电子、电气设备或系统的一种重要技术性能。设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰能力。电磁兼容分为电磁干扰和电磁抗扰度，电磁干扰是设备运行过程中通过导线或者空间对外的辐射发射。电磁抗干扰是在复杂的电磁环境中具备相适应的抗干扰能力。比如使用吹风机时收音机会出现噪音，户外打雷时屋内电视会出现异常闪烁等。

（二）电磁兼容的重点项目介绍

辐射发射是电子产品产生的辐射骚扰，辐射骚扰通过空间传播，主要看其辐射是否符合标准要求，以至于在正常使用过程中不对在同一环境中的其他设备造成干扰。传导发射是评价电子产品工作时通过电源口、信号端口向外界传输的干扰，传导骚扰通过导线传播。静电放电是测试电子产品工作时，是否会被人在接触或者临近物体的放电造成的损坏。雷击浪涌是评价设备在电源线或信号线遇到瞬间过电压时的抗干扰能力，这种过电压模拟了遭遇雷击、电路切换的情况。电快速脉冲群是考察设备在电网中受到切换瞬态变化（感性负载切换、继电器触点等）时能否保证平稳无误的运行。

二、电磁兼容技术

（一）电磁兼容技术的发展

18世纪，西方科学家法拉第发现了电磁感应定律，并首次将电磁理论与实践相结合。随着人类社会的不断发展与繁荣，电磁干扰问题日益突出。为此，亟须发展新型的电磁兼容技术。目前，电磁兼容技术已成为衡量电子、信息装置性能的一个重要指标。

（二）电磁兼容三要素

干扰源、敏感源、耦合路径是产生电磁兼容的三要素，在处理产品电磁兼容问题时，解决三要素中的一个，电磁干扰问题就不复存在了。随着科技的发展产生扰的原因越来越复杂，比如电路板上突变的电压和电流、开关电源、时钟信号、数字脉冲电路等。相反随着人们对电磁兼容的重视，处理这些干扰的方法也越来约有效，比如滤波、屏蔽、接地。

三、电磁兼容技术的应用

（一）电磁屏蔽

电磁干扰是普遍存在的，但也不是没有办法解决。而电磁屏蔽则能较好的抑制电磁干扰。将电磁屏蔽与干扰源的一面相结合，既能消除干扰，又能将外界的干扰隔绝在外。常见的电磁屏蔽有下列几种类型：

(1) 电场屏蔽：根据电磁场理论，采用内部存在空腔的导体，使其内部任一点的电场为零，导体内部有电荷，电荷只分布在其表面。

(2) 磁场屏蔽：磁屏障分为低频磁屏障和高外周波磁屏障。在低频率下，利用高导电性和低磁阻的铁磁性物质，如铁或硅片，作屏蔽层，以达到屏蔽磁场的目的。在高外周波磁场下，采用低电阻的铜、铝等金属作为屏蔽材料，在其表面形成一个涡流逆磁场，从而达到磁屏蔽的目的。

（二）电磁吸收

吸收材料一般用于射频，尤其是微波辐射。吸波材料主要包括：（1）铁氧体吸收剂。具有较高的吸水率，例如：Ni-Zn-Fe3O4,Mn-Zn-Fe3O4,Ba-Fe3O4等。（3）制备具有类似纳米SiC纤维的高反射、高吸收性能（3）制备多晶铁磁性金属纤维。轻便、宽大、倾斜性好。此外，还可通过调节纤维的长度、直径、排布等方式实现对其电磁性能的调节。

（三）滤波

在电磁兼容设计中，滤波主要包括功率电磁兼容滤波器和信号滤波器。电源电磁干扰滤波器是一种被广泛应用于电力系统中的低通滤波器。其功能是保证由切换装置所产生的高频噪声能够传递到电网，对网络中的干扰噪声进行滤波，并对装置进行保护。信号滤波器被设计成能够在无畸变的情况下传送信号。按照不同的用途，可以将其分类为：低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器等等。例如，在通讯接收方，通信频率可利用带通滤波器过滤，以消除其他频段的干扰。滤除电源50Hz或400Hz的低频噪声电力系统中，针对高灵敏度、高频率的信号线路，可采用高能量滤波技术进行降噪。为了消除高周波噪声对数字电路的影响，采用了低通滤波器。

（四）系统接地

电力系统的接地问题是电力系统电磁兼容问题中的一个关键问题，它对电力系统的安全运行起着至关重要的作用。电力系统的接地有两种，一种是安全接地，一种是信号接地。安全接地是指在电力系统中，为了保护电力系统中的人身和设备，必须在一定范围内对电力系统进行保护。由于人和壳体相接触，所以人的电阻器在壳体和地之间是相等的。

人与人之间的抗性是有很大区别的。流入人体的全部电流是50毫安。当系统安全接地时，由于人体和地面的电阻是平行的，所以可以有效地减少人体通过的电流，从而达到安全的目的。人工接地通常采用的是直立于地上的钢管和角铁，扁钢，环型，圆板型，方型金属导体等。

为减小对地阻力，一般采用多个连接表面连接的方法。信号地也叫系统基准地，它是指信号电压0的一个参考点。接地线是讯号的回路，在接地线上通入电流，并在接地线上形成一个电压，从而改变了电势。这就是地线干扰的根源所在。在系统中，一块低阻的金属片作为与大地相连的信号。地线还可以作为铜导线或其它符合接地要求的导线使用。电力设备的接地形式可分为单点接地，多点接地、混合接地和悬浮接地四种。关于电磁兼容技术还需深入探析抗干扰性能的增强措施、敏感设备表现出来的响应方式以及其他相关要点。

结语

21世纪将是一个信息和电子技术的大爆炸时期。在当今的应用工业中，电子技术是一项涉及面最广的技术。随着各种电子设备、技术的发展，电磁干扰的类型也越来越多，要想彻底消除电磁干扰是不可能的，但是可以尽量降低电磁干扰的影响。这就涉及电磁干扰技术的发展与完善。不同的机械，其电磁特性是高还是低，都可以采用一种方法，使电磁干扰降到最低程度。随着电磁干扰技术的不断发展，它既能有效地抑制设备间的电磁干扰，又能最大限度地保证设备的安全运转，同时还能降低电磁干扰对人类健康的影响。

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