電磁相容測量及電磁干擾三要素

電磁相容（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指裝置在共同的電磁環境中能一起執行各自功能的共存狀態和能力， 即該裝置不會由於受到處於同一電磁環境中其他裝置的電磁發射導致不允許的降級；也不會使同一電磁環境中其他裝置因受其電磁發射而導致不允許的降級。 這個定義的前一半體現的是裝置的電磁干擾（EMI） 特性，即不對其他裝置產生電磁干擾，不對環境構成電磁汙染；後一半體現的是裝置的電磁敏感（EMS） 特性， 即不受其他裝置的電磁干擾，不對電磁環境產生敏感反應。 符合電磁相容的不同電子裝置可以在一起正常工作，它們是相互相容的， 否則就是不相容的。

電磁相容有時又稱作電磁相容性，某些場合兩者通用，但是顯然電磁相容含義更廣，電磁相容性更偏重於從效能方面描述。

電磁相容測量

電磁相容測量是指利用儀器與設施等手段對裝置、系統電磁相容狀態進行的測量。電磁相容測量是獲取裝置、系統電磁相容效能資料的最直接手段，也是掌握裝置、系統電磁相容效能、進行電磁相容維護的基礎。電磁相容測量也指電磁相容測試、電磁相容試驗等。 電磁相容測量主要是透過測量電子裝置和系統內部電路中的電流或者是空間的電磁波，圍繞構成電磁干擾的三要素，即電磁干擾源、 耦合通道和敏感裝置來研究的。

圖1-1 電磁干擾三要素

產生電磁干擾的方式和途徑不一，其中電磁輻射、傳導是產生電磁干擾的主要電磁活動方式或途徑。 有的電磁干擾既以輻射方式也以傳導方式傳播。為了分析研究電磁干擾的性質、 影響等，必須確定電磁干擾的空間、時間、頻率、能量、訊號形式等特性。因此通常採用以下引數描述電磁干擾：頻率、電平、波形、出現率、極化、方向等。這些特性與電磁干擾三要素密切相關。電磁干擾可以存在，三個要素缺一不可，因此只要消除其中任何一個要素，就解決了電磁干擾問題，如圖 1-2 所示。

圖1-2 基於三要素的電磁干擾控制

處理電磁干擾時最重要的是從以下五點入手：

頻率： 產生干擾的頻率是什麼

強度： 電磁干擾有多強， 引起的後果多嚴重

時間： 是連續的還是隻存在一定時間段

阻抗： 干擾源和敏感裝置阻抗多大， 兩者之間傳輸電路阻抗多大

尺寸： 輻射體幾何尺寸多大， 傳輸線路多長

需要注意頻率越高越可能是輻射耦合， 頻率越低越可能是傳導耦合。

干擾源型別

一般來說電磁干擾按照來源分為內部干擾和外部干擾兩大類， 分別列於表1-1 和表 1-2。 外部干擾源包括自然干擾源和人為干擾源。

自然干擾源主要來源於大氣層的天電噪聲、 地球外層空間的宇宙噪聲。 自然干擾源既是地球電磁環境的基本要素組成部分， 又是對無線電通訊和空間技術造成干擾的干擾源。

人為干擾源是有機電或其他人工裝置產生電磁能量干擾，其中一部分是專門用來發射電磁能量的裝置，如廣播、 電視、通訊、雷達和導航等無線電裝置，稱為有意發射干擾源。另一部分是在完成自身功能的同時附帶產生電磁能量的發射，如交通車輛、架空輸電線、照明器具、電動機械、 家用電器以及工業、醫用射頻裝置等等。因此這部分又稱為無意發射干擾源。

各類干擾的性質千差萬別， 表 1-3 列舉了幾類干擾的特徵。

電磁干擾耦合途徑

任何電磁干擾的發生都必然存在干擾能量的傳輸和傳輸途徑。通常認為電磁干擾耦合有傳導和輻射兩種方式，具體分類示於表 1-4。 因此從被幹擾的敏感器來看，干擾耦合可分為傳導耦合和輻射（空間） 耦合兩大類， 如圖 1-3 所示。

傳導耦合必須在干擾源和敏感器之間有完整的電路連線，干擾能量沿著連線電路傳遞到敏感器， 發生干擾現象。傳輸電路可包括導線、裝置導電構件、供電電源、公共阻抗、接地板、電阻、 電感、電容和互感元件等。輻射耦合是透過介質以電磁波的形式傳播， 干擾能量按電磁波規律向周圍空間發射。常見的輻射耦合有三種：甲天線發射的電磁波被乙天線接受，稱為天線耦合； 空間電磁場經導線感應而耦合，稱為場線耦合；空間電磁場經孔縫感應而耦合，稱為孔縫耦合。

實際工程中， 裝置間發生干擾通常包含許多種途徑的耦合。多種途徑耦合同時存在，反覆交叉，共同產生干擾，使電磁干擾變得難以控制。

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