1.1 電磁兼容概述
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| 電磁兼容 |
1.2.1 電磁騷擾與電磁干擾
電磁騷擾是指任何可能引起設備性能降低或對有生命物質產生損害作用的電磁現象。由機電或其他人為裝置產生的電磁騷擾，稱為人為騷擾；來源於自然現象的電磁騷擾，稱為自然騷擾。電磁干擾則是指由電磁騷擾引起的設備或傳輸通道性能的下降。所以騷擾和干擾的含義是不同的。從概念上講，騷擾是一種電磁能量，干擾是騷擾產生的結果或後果。
電磁干擾產生於騷擾源；大量騷擾源的存在造成電磁環境污染，導致電磁兼容性問題尖銳化。主要表現在：
同時工作的電子設備的總數在增長，電子設備的數量每4~5年增加一倍；
發射機的功率在增加，如某些雷達的發射脈衝功率達幾十甚至幾百兆瓦;
許多無線電頻段嚴重超載，以致對不同類型的電子設備不得不多次反覆使用同一頻段；
電子設備在運行時產生的電磁騷擾電平不斷提高。如某些醫療設備運行時產生的干擾電平可達每米幾百伏。
1.2.2 電磁兼容性(EMC-ElectromagneticCompatibility）
電子設備受電磁騷擾的影響而出現故障或性能降級，就稱為設備對電磁騷擾敏感。如何在設備與電磁環境之間尋求一種協調的關係和共存的條件，這就是電磁兼容性技術。
1.2.3 電磁兼容常用名詞術語
為了描述電磁騷擾與電磁兼容性，需要引入許多名詞術語，國家軍用標準GJB72-85《電磁干擾和電磁兼容名詞術語》一書有詳細的內容，這裡我們僅選其中的一部分介紹給大家。電磁兼容性EMC（ElectromagneticCompatibility）
設備在共同的電磁環境中能一起執行各自功能的共存狀態，即該設備不會由於受到處於同一電磁環境中其他設備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設備因受其電磁發射而導致不允許的降級。
電磁干擾EMI（ElectromagneticInterference)
電磁騷擾導致電子設備相互影響，並引起不良後果的一種電磁現象。
輻射發射RE(RadiatedEmission)
通過空間傳播的、有用的或不希望有的電磁能量。
傳導發射CE(ConductedEmission)
沿電源或信號線傳輸的電磁發射。
電磁敏感性EMS（Electromagneticsusceptibility)
設備暴露在電磁環境下所呈現的不希望有的回響程度。即設備對周圍電磁環境敏感程度的度量。電磁敏感意味著電磁環境已經造成設備性能的降低。
輻射敏感度RS（RadiatedSusceptibility)
對造成設備性能降級的輻射騷擾場的度量。
傳導敏感度CS（ConductedSusceptibility)
當引起設備性能降級時，對從傳導方式引入的騷擾信號電流或電壓的度量。
1.3 電磁干擾
1.3.1 電磁干擾三要素
電磁騷擾源，指產生電磁騷擾的元件、器件、設備或自然現象；耦合途徑或稱耦合通道，指把能量從騷擾源耦合到敏感設備上，並使該設備產生回響的媒介；
敏感設備，指對電磁騷擾產生回響的設備。
所有的電磁干擾都是由上述三個因素的組合而產生的。把它們稱為電磁干擾三要素。
由電磁騷擾源發出的電磁能量，經過某種耦合通道傳輸到敏感設備，導致敏感設備出現某種形式的回響並產生效果。這一作用過程及其效果，稱為電磁干擾效應。
1.3.2 電磁兼容研究的主要內容
電磁兼容學科研究的主要內容是圍繞構成電磁干擾的三要素進行的，即對電磁騷擾源、耦合通道和敏感設備的研究。騷擾源的研究包括其發生的機理、時域和頻域的定量描述，以便從源端來抑制干擾的發射，通常採用濾波技術來限制騷擾源的頻譜寬度和幅值。
騷擾的耦合通道有二條：1，通過空間輻射；2，通過導線傳導。輻射發射主要研究在遠場條件下騷擾以電磁波的形式發射的規律以及在近場條件下的電磁耦合。通常採用禁止技術來阻斷騷擾的輻射。傳導發射討論騷擾延導線傳輸的影響。通常傳導發射通過公共地線、公共電源線和互連線而實現。
電磁兼容的研究內容還包括電磁兼容控制技術、測量技術、分析預測等。
1.1 基本的電磁兼容控制技術
最常用也是最基本的電磁兼容控制技術是禁止、濾波、接地。此外平衡技術、低電平技術等也是電磁兼容的重要控制技術。隨著新工藝、新材料、新產品的出現，電磁兼容控制技術也得到不斷的發展。1. 禁止
主要用於切斷通過空間的靜電耦合、感應耦合形成的電磁噪聲傳播途徑，這三種耦合又對應於靜電禁止、磁場禁止與電磁禁止，衡量禁止的質量採用禁止效能這一指標。2. 濾波
在頻域上處理電磁噪聲的一種技術，其特點是將不需要的一部分頻譜濾掉。3. 接地
提供有用信號或無用信號，電磁噪聲的公共通路。接地的好壞則直接影響到設備內部和外部的電磁兼容性。1.2 電磁兼容標準
為了確保設備及其各單元必須滿足的電磁兼容工作特性，國際有關機構、各國政府和軍事部門以及其他相關組織制定了一系列的電磁兼容性標準。標準對設備電磁騷擾發射和電磁抗擾度作出了規定和限制。電磁兼容性標準是進行電磁兼容性設計的指導性檔案，也是電磁兼容性試驗的依據，因為試驗項目、測試方法和極限值等到都是標準給定的。1.2.1 電磁兼容標準的制訂
電磁兼容標準主要通過標準化組織來制訂，國際上制定電磁兼容的主要標準化組織如下表所示。表1-1國際上主要標準化組織和標準
國家或組織 制訂單位 標準名稱
IEC CISPR CISPRPub.XX
TC77 IECXXXXX
歐共體 CENELEC ENXXXXX
美國 FCC FCCPartXX
MIL MIL-STD.XXX
德國 VDE VDEXXX
日本 VCCI VCCI
IEC(國際電工委員會)有兩個平等的組織制訂EMC標準，即CISPR(國際無線電干擾特別委員會)和TC77(第77技術委員會)。
CENELEC(歐洲電工標準化委員會)由歐共體委員會授權制訂歐洲標準EN(EuropeanNorm)。
FCC(美國聯邦通信委員會)主要制訂民用標準，關於電磁兼容的標準主要包括在FCCPart15和FCCPart18中。
MIL-STD是美國軍用標準。
德國的VDE（電氣工程師協會）是世界上最早建立電磁兼容標準的組織之一。
日本的VCCI（干擾自願控制委員會）是民間機構，其標準與CISPR和IEC標準一致。
我國的EMC標準化工作是在國家技術監督局的領導下進行的。國內標準以GB、GB/T開頭。我國自從1983年發布第一個EMC標準（GB3907－1983）以來，至今已發布了47個有關的國家標準，其中32個強制，15個推薦。我國的EMC標準絕大多數引進國際標準。其來源包括：
國際無線電干擾特別委員會出版物。例如GB/T6113，GB14023
國際電工委員會。例如GB4365，GB/T13926
部分引自美國軍用標準。例如GB15540
部分引自國際電信聯盟有關檔案。例如GB/T15658
引自國外先進標準。例如GB6833
根據我國自己的科研成果制定的標準,例如GB/T15708為了世界貿易的需要，我國的很多EMC標準都採用了CISPR和IEC標準。實際上，世界上大多數國家採用CISPR和IEC的標準。
1.2.2EMC標準擬訂的理論基礎
EMC標準的主要內容之一就是規定電磁騷擾和電磁抗擾度的極限值，極限值的制訂在理論上應該滿足下圖所示的原則：EMI和EMS是相互對立的兩個方面，上圖說明，設備的EMI極限值與EMS極限值之間應該留有足夠的餘量（IM），即設備EMI發射要小於其抗擾度（EMS），這樣設備才有足夠的抗干擾能力。另一方面，設備的EMI、EMS實測值應該與極限值之間有足夠的餘量。比如在EN300386標準中，輻射發射的極限值（EMILimit）為40dBuV/m，而輻射抗擾度極限值為130dBuV。由此可見，EMI、EMS極限值之間餘量的重要性。
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| EMC標準理論 |
電磁兼容標準可以分為：基礎標準、通用標準、產品類標準和專用標準。
基礎標準是制訂其他EMC標準的基礎，它描述了EMC現象，規定了電磁騷擾發射和抗擾度的測試方法、測試設備和布置，同時定義了試驗等級和性能判據，但並不涉及到具體的產品。例如：IEC61000－X－X系列標準。
產品類標準和專用標準是針對某種產品系列和專用產品的EMC測試而制訂的。它往往引用了基礎標準的內容，同時根據產品的特殊性對測試作出更加詳細的規定。對於騷擾發射測試，它規定了產品的騷擾發射限值。對於抗擾度試驗，它規定了產品應該達到的試驗等級和性能判據。如：
CISPR11EN55011:ISM工科醫設備的發射要求
CISPR22EN55022:ITE信息技術設備的發射要求
CISPR24EN55024:ITE信息技術設備的抗擾性要求
GB6833電子測量儀器電磁兼容試驗規範
通常專用的產品EMC標準包含在某種特定產品的一般用途標準中，而不形成單獨的EMC標準。例如：計算機：GB9813－88：微型數字電子計算機通用技術條件其中包括電磁兼容檢測項目，要求按GB6833.2～GB6833.6、GB9254進行。
通用標準是按照產品使用的環境來分類的，例如歐洲標準中分類是按下表進行的。通用標準規定了設備應該在哪些連線埠作發射和抗擾度試驗，包括設備的交、直流電源連線埠、信號和數據線連線埠、機殼、接地點等，同時也規定了可以依據的基礎標準。
如：EN50082-1：居民區、商業區和輕工業區環境抗擾度通用標準
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| FCC認證 |
EN50082-2：工業區環境抗擾度通用標準
EN50081-1：居民區、商業區和輕工業區環境發射通用標準
EN50081-2：工業環境的發射通用標準
表1-2歐洲通用標準的分類
使用環境 通用發射標準 通用抗擾度標準
民用、商用、輕工業區 EN50081-1 EN50082-1
工業區 EN50081-2 EN50082-2
1.2.4產品的電磁兼容標準遵循原則
產品依照標準的原則依照如此的順序：專用產品類標準→產品類標準→通用標準
即一個產品如果有專用產品類標準，則他的EMC性能應該滿足專用產品類標準的要求；如果沒有，則應該採用產品類標準進行EMC試驗，如果沒有產品類標準，則用通用標準進行EMC試驗，以此類推。
1.1電磁兼容測試技術簡介
1.1.1概述
電磁兼容測試是根據有關電磁兼容標準規定的方法對設備進行測試，評估其是否達到標準要求。產品在定型和進入市場之前EMC性能必須達到標準要求。
1.1.2EMC測試項目
EMC測量主要分兩大類：電磁干擾EMI（ElectromagneticIntreference）測試和電磁抗擾性EMS（ElectromagneticSusceptibility）測試。
1.1.3電磁發射
1.輻射發射RE（RadiatedEmission）
測試通過空間傳播的電磁能量。
2.傳導發射CE（ConductedEmission）
測試沿電源線、控制線或信號線傳播的電磁能量。
1.1.4抗擾性EMS
1.輻射敏感度試驗RS（RadiatedSusceptibility）：
測試被試設備對空間電磁騷擾的抗擾性。
2.工頻磁場輻射敏感度試驗PMS（Powerfrequencymagneticsusceptibility）
檢驗電子電氣產品對工頻磁場的抗擾性。
3.射頻場感應的傳導敏感度CS（Conductedsusceptibility）
測試被試設備對沿電源線、控制線或信號線傳輸的電磁能量的敏感度。
4.電快速瞬態脈衝群抗擾度EFT/B（Electricalfasttransientburst）
模擬對電感性負載的切換（如繼電器、接觸器）；對高壓開關的切換（如真空開關、六氟化硫）設備的干擾。放電波形為5ns/50ns（上升沿5ns，半波時間50ns）的脈衝串，脈衝串持續時間15ms，脈衝周期為300ms。特點是上升時間快、持續時間短、能量低，但有較高的重複頻率。
5.浪涌抗擾度SURGE
模擬電網中的故障；雷擊（直接或間接）對設備的干擾,，電網中的開關操作。放電波形為開路電壓1.2us/50us、短路電流8us/20us的脈衝。特點是上升時間慢（相對EFT/B）、持續時間較長、能量大。
6.電壓跌落與中斷抗擾度DIP/interruption
模擬由低壓、中壓或高壓網路中的故障所造成（短路或接地故障）的電壓瞬時跌落和中斷；以及由連線到電網的負荷連續變化引起的電壓變化。
7.電力線感應/接觸（Powerinduction/contact）
模擬室外信號線與電力線距離過近或接觸故障。
8.靜電放電抗擾度ESD（Electrostaticdischarge）
模擬操作人員或物體在接觸設備時的放電以及人或物體對鄰近物體的放電。
1.2EMC測試結果的評價
對EMI測試結果以是否達到某個限制要求為準則；對於EMS試驗，其性能判據可分為四個等級：
A級：試驗中性能指標正常；
B級：試驗中性能暫時降低，功能不喪失，試驗後能自行恢復；
C級：功能允許喪失，但能自恢復，或操作者干預後能恢復；
R級：除保護元件外，不允許出現因設備（元件）或軟體損壞或數據丟失而造成不能恢復的功能喪失或性能降低。
1.3產品EMC設計的重要性
產品的EMC設計是保證產品的EMC性能，而產品的EMC性能的好壞直接涉及到電子產品的市場準入；隨著電子設備的大量運用，各國都感覺到產品EMC性能的重要性，紛紛從法規上提出對進入本國市場的電子產品的EMC要求，如：
歐共體--89/336/EECDIRECTIVE------明確要求產品必須符合歐共體有關EMC標準要求，否則不得在歐共體市場銷售。違者將可能受到罰金及市場禁入的懲罰。
美國則要求進入本國的通信產品必須符合FCCPART15與68的要求；
韓國則要求通信產品必須符合EMC要求，否則不發給入網證。
中國家電產品已強制執行EMC標準；通信電源產品2001年10月已開始執行EMC標準，而公司部分產品開發受此影響，進度推遲。
另外產品的EMC性能好壞，還關係到產品的穩定性，影響客戶滿意度；主要表現在：
產品EMC設計考慮不周易引起內部串擾，影響產品穩定性；
抗外部干擾能力差，工作難穩定；
產生干擾會引起客戶投訴。
最後產品的EMC性能好壞還與產品的競爭力密切相關。相同的產品有還是沒有通過CE認證在市場競爭中常常可以起到決定性的作用。
所以我們為了參與國際競爭，成為國際化的大公司就必須進行產品的EMC設計，解決產品的EMC問題。
1.4產品的認證
產品通過特定的測試流程，表明產品符合相應政策、法令、法規的過程，稱產品認證。以CE認證為例，簡述產品認證的基本流程如下：
產品EMC、安規性能達到標準要求；
提出認證要求，聯繫認證公司（competentBody）進行認證測試（自我宣稱方式不需要該步驟）；
認證公司給出認證證書（COC）、報告；
簽署符合性聲明（DeclarationofConformity，由專業實驗室負責）；
在產品上貼上CE標誌；
任何產品都要經過測試，發表DOC聲明，加貼CE標記才能最後進入歐洲市場。其他國家的產品認證過程也與此相似。
