Question

电磁兼容

Answer 1

一部接收机（装置，设备，系统）能在电磁环境中正常工作，且不对该环境中其它设备和系统产生不能承受的电磁干扰。

电磁干扰耦合途径 ：

电容性耦合、电感性耦合、低频耦合、高频线间耦合
电路性耦合传导的基本原理 ：电路性传导耦合即共阻抗耦合，当两个电路回路的电流流经一个公共阻抗时，就会产生共阻抗耦合。

除了共阻抗所产生的电路耦合之外，由于相邻电路导线中的电容、互感等也会构成另外一类传导性的耦合途径。分为两种情况：

若其中一个导体上的电荷变化 → 电场的分布变化 → 其它导体上（电流）变化。
这种联系叫做电场耦合

所谓电容性耦合就是分析由于导线间电容形成的电路性耦合。
实质是电场的耦合，减小措施：

电感性耦合的本质是磁场耦合（存在一定回路），减少措施：

电容性耦合 ：是利用分压关系获得耦合至负载两端的干扰电压，属于并联关系。
电感性耦合 ：是利用互感现象耦合至回路中的干扰电压，此耦合电压串至敏感电路，故而最终对负载造成的影响与敏感回路的阻抗特性相关。

差模电流 ：在信号通道与返回通道上大小相等，方向相反
共模电流 ：在信号通道与返回通道中大小、方向均相等，往往与大地构成共模回路。

差模信号主要携带数据或有用信号或工作电流。其信号的典型特征即大小相等，方向相反。
a、传导性耦合：两部分电流产生的电场相反，当位置适当时，其产生的电场相互抵消，干扰场小。
b、辐射发射：两部分电流所不能抵消的场即是差模电磁干扰。以自由空间中的电流环形天线来模拟差模回路所产生的辐射。
减小回路面积可以大大减小电路辐射场。
具体的，对于传输电缆，此问题并不是很突出，但对于印制板设计中，必须对布线设计、设置电源与负载位置进行合理设计，以减小回路面积。

产生原因 ：

无论是对差模干扰还是共模干扰，其设计阶段的抑源基本原则就是设法减小回路面积；对于线-场耦合具有相同结论。

接地 ：指电路或系统与“地”之间建立的低阻抗通路，其中一点通常是系统的一个电路，而另一点则是称之为“地”的参考点。
接地目的 ：

“浮地”是一种将电路或设备与 公共接地平面 或可能引起回路电流的公共导线进行隔离的办法。
这种方法的特点是各电路的接地面互相隔离而 无公共的接地平面 ，因而可消除各级电路间的接地电位差的干扰。

滤波的目的 ：抑制电气、电子设备传导电磁干扰，提高电气、电子设备传导抗扰度水平，同时还可以保证设备整体或局部屏蔽功能。
滤波的实质 ：将信号频谱划分成有用频率分量和干扰频率分量两个频段，剔除干扰频率分量部分。
滤波的基本用途 ：是选择信号和抑制干扰。为实现这两大功能而设计的网络称为滤波器。

滤波器是一种频率选择装置，它对某一个或几个频率范围（频带）内的信号给以很小的衰减，使这部分信号能顺利通过；对其它频率（频带）内的信号则给以很大衰减，从而尽可能地阻止这部分信号通过，而使其他频率的信号受到阻塞或衰减。

屏蔽是用导电或导磁材料制成的壳、板、套、筒等各种形状的屏蔽体，将电磁能限制在一定空间范围内的抑制辐射干扰的一种有效措施。由于辐射干扰在各个频段均可能发生，而各频段的屏蔽原理却各不相同，因而有必要先对屏蔽加以分类。

电偶极子和磁偶极子是两类源的最基本形式。
把横向电场与横向磁场之比定义为纵向波阻抗。

对于电流元的近区场，其电场比磁场强得多，而对于小电流元的近区场，其磁场比电场强得多，因此两者波阻抗是不相同的。

高阻抗源（电场源）：即源为高电压小电流时（例如电偶极子、直导线等）
低阻抗源（磁场源）：即源为低压大电流时（例如磁偶极子、环形电流等）

电偶极子在近场的波阻抗为高阻抗。
磁偶极子在近场的波阻抗为低阻抗。

对于不同类型的场源，其电场分量和磁场分量总是同时存在的，只是在较低的频率范围内，干扰一般发生在近场。高阻抗电场源的近场主要为电场分量，低阻抗磁场源的近场主要为磁场分量。当频率增高时，干扰趋于远场，此时其电场分量和磁场分量均不可忽略。对于上述三种情况的屏蔽分别称为：电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽。

电屏蔽 的实质是减小两个设备（或两个电路、组件、元件）间电场感应的影响，它包括静电屏蔽和对高阻抗电场源的近区场（即低频时变电场）的屏蔽两部分内容。

屏蔽体必须选用导电性能好的材料，必须接地。
电屏蔽的实质是在保证良好接地的条件下，将干扰源发生的电力线终止于由良导体制成的屏蔽体，从而切断了干扰源与受感器之间的电力线交连。

磁屏蔽 是用于抑制磁场耦合实现磁隔离技术措施，它包括低频屏蔽和高频屏蔽。
低频（100KHz以下）磁屏蔽材料通常是磁屏蔽体选用钢、铁、坡莫合金等高导磁率的铁磁性材料，其屏蔽原理是利用铁磁材料的高磁导率对干扰磁场进行分路。
磁力线一定是闭合的，因此磁屏蔽无法像电屏蔽那样，将磁力线终止于屏蔽体，而只能利用屏蔽体对磁力线（磁场）进行分流，来切断干扰源与受感器之间的磁力线交连。

高频磁场屏蔽采用的是低电阻率的良导体材料，如铜、铝等。其屏蔽原理是利用磁感应现象在屏蔽体壳表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目的，也就是说，利用了涡流反磁场，对于原干扰磁场的排斥作用，来抵消屏蔽体外的磁场。例如，将线圈置于良导体做成的屏蔽盒中，则线圈所产生的磁场将被限制在屏蔽盒内，同样外界磁场也将被屏蔽盒的涡流反磁场排斥而不能进入屏蔽盒内，从而达到对高频磁场屏蔽的目的。

电磁屏蔽 是屏蔽辐射干扰源的远区场，即同时屏蔽电场和磁场的一种措施。