电磁干扰EMI与防护技术

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      随着电气、电子设备的大量应用，电磁波无处不在，无时不有，它们对于电子设备而言都是潜在的干扰源。为了保证电子设备在复杂的电磁环境中能够正常的工作，同时减少自身对环境产生的电磁污染，许多国家都发布了电磁兼容性标准，在发达国家，不能满足电磁兼容性标准的设备不允许销售。电磁兼容技术已成为电子产品设计人员必须了解和掌握的基础技术之一。
　　电磁干扰的危害和电磁兼容
　　电磁干扰是人们早就发现的电磁现象。一些电器、电子设备工作时所产生的电磁波，容易对周围的其他电气、电子设备形成电磁干扰，引发故障或者影响信号的传输。另外，过度的电磁干扰会形成电磁污染，危害人们的身体健康，破坏生态平衡。
　　如果在一个系统中各种用电设备能够正常工作而不致相互发生电磁干扰造成性能改变和设备的损坏，人们就称这个系统中的用电设备是相互兼容的。但是随着设备功能的多样化、结构的复杂化、功率的加大和频率的提高，同时它们的灵敏度也越来越高，这种相互兼容的状态越来越难获得。为了使系统达到电磁兼容，必须以系统的电磁环境为依据，要求每个用电设备不产生超过一定限度的电磁发射，同时又要求它本身要具备一定的抗干扰能力。只有对每一个设备都作出这两个方面的约束和改进，才能保证系统达到完全兼容。
　　通常认为电磁干扰传输有两种方式：一种是传导方式；另一种是辐射方式。在实际工程中，两个设备之间发生干扰通常包含着许多种途径的耦合。正因为多种途径的耦合同时存在，反复交叉，共同产生干扰，才使得电磁干扰变得难以控制。
　　电磁干扰的控制
　　电磁兼容学科是在早期单纯的抗干扰方法基础上发展形成的，目标都是为了使设备和系统达到在共存的环境中互不发生干扰，最大限度地发挥其工作效率。但是早期的抗干扰方法和现代的电磁兼容技术在控制电磁干扰的策略思想上有着本质的差别。
　　早期做法的思路集中在怎样设法抑制干扰的传播上，因此工程技术人员处于被动的地位，哪里有干扰就在哪里给予解决。
　　电磁兼容技术在控制干扰的策略上采取了主动预防、整体规划和“对抗”与“疏导”相结合的方针。首先电磁兼容性控制是一项系统工程，应该在设备和系统设计、研制、生产、使用与维护的各阶段都充分的予以考虑和实施才可能有效。
　　在控制方法上，除了采用众所周知的抑制干扰传播的技术，如屏蔽、接地、搭接、合理布线等方法以外，还采取了回避和疏导的技术处理，如空间方位分离、频率划分与回避、滤波、吸收和旁路等等，有时这些回避和疏导技术简单而巧妙，可以代替费用昂贵而质量体积较大的硬件措施，收到事半功倍的效果。
　　在电路设计的一开始就考虑布局与地线问题是解决电磁干扰问题最廉价和有效的方法。90％的电磁兼容问题是由于布线和接地不当造成的，良好的布线和接地既能够提高抗扰度，又能够减小干扰发射。在实际的屏蔽中，电磁屏蔽效能更大程度上依赖于屏蔽体的结构，即导电的连续性。屏蔽体上的接缝、开口等都是电磁波的泄漏源。穿过屏蔽体的电缆也是造成屏蔽效能下降的主要原因。
　　线路板上的导线是最有效的接收和辐射天线，由于导线的存在，往往会使线路板上产生过强的电磁辐射。同时，这些导线又能接受外部的电磁能量，使电路容易遭受干扰。在导线上使用适当的滤波器是一个解决高频电磁干扰辐射和接收很有效的方法。脉冲信号的高频成分很丰富，这些高频成分可以借助导线辐射，使线路板的辐射超标。滤波器的使用可使脉冲信号的高频成分大大减少，线路板的辐射将大大改善。
　　电源线是电磁干扰传入设备和传出设备的主要途径之一。通过电源线，电网上的干扰可以传入设备，影响设备的正常工作。同样，设备自身产生的干扰信号也可以通过电源线传到电网上，对网上其他设备构成危害。为了防止这两种情况的发生，必须在设备的电源入口处安装一个低通滤波器，所以称为电源线滤波器。