文章以淺顯易懂的語言介紹了電磁兼容的內(nèi)涵、表現(xiàn)形式和分類，并較深入地解釋了幾個較為常用的電磁兼容測試。使讀者對電磁兼容有一些初步的了解。

標簽:電磁兼容;電磁騷擾;電磁抗擾;輻射;傳導

1電磁兼容(EMC)的內(nèi)涵

1.1電磁兼容的含義及由來

顧名思義，電磁兼容就是指不同設(shè)備發(fā)射的電磁波可以相互兼容，互不影響。當今社會隨著手機，無線路由器的廣泛應用，各種無線通信技術(shù)滲透到人們的日常生活中，如GSM，CDMA，WCDMA，LTE，wifi，藍牙，GPS導航等等，還有即將到來的5G時代，可以想象，人們的生活將日益與無線通信技術(shù)緊密聯(lián)系在一起。但是你是否知道，所有的無線通信背后都不離不開一樣東西，那就是電磁波。

1888年，德國物理學家赫茲用實驗的方式證明了電磁波的客觀存在。為了紀念他，人們就用赫茲作為波動頻率的單位。電磁波的發(fā)現(xiàn)，給人們生活帶來了包括無線通信在內(nèi)的多種便利，如紅外探測，微波加熱，紫外殺菌，x光透視等等。但是電磁波也會帶來危害。比如，天氣干燥人靠近或接觸電器時，可以產(chǎn)生放電現(xiàn)象，瞬間電壓可達幾千甚至上萬伏，可能會使電器失靈;充電時，電源網(wǎng)絡的電壓波動，短時壓降，會產(chǎn)生低頻傳導干擾，也會損壞設(shè)備。另外，在戰(zhàn)爭時期，電磁武器產(chǎn)生的大功率干擾可是對方的電子及通信設(shè)備無法工作。所以，電磁兼容的概念隨著電磁波的發(fā)現(xiàn)也逐漸發(fā)展并被重視起來。

1.2電磁兼容的分類

準確來講，電磁兼容有兩方面的含義。一方面，一個設(shè)備在正常工作時，它產(chǎn)生的電磁場必須低于一定的限值，不會干擾到其他設(shè)備的正常工作，這個概念稱為電磁騷擾(EMI);另一方面，一個設(shè)備必須具備一定的抗干擾能力，口保證在其他設(shè)備正常工作產(chǎn)生的電磁場中不被干擾，這個概念稱為電磁抗擾(EMS)。

電磁兼容按照電磁波傳輸方式的不同也可以分為傳導和輻射。傳導是指在電磁波以有線的方式在線纜中傳輸，輻射則是至電磁波在空間以無線的方式進行傳輸。

根據(jù)上述分類方法，電磁兼容問題可分為傳導騷擾，輻射騷擾，傳導抗擾度，輻射抗擾度，另外電磁兼容還包括靜電放電，電壓波動，諧波閃爍，電快速脈沖群，浪涌，電壓暫降以及磁場干擾方面的研究。

2.電磁兼容測試

為了驗證設(shè)備是否具備合格的電磁兼容性，并且可重復、可比較，各主要國家或地區(qū)都設(shè)立專門機構(gòu)，制定電磁兼容標準，規(guī)范測試方法、測試環(huán)境以及測試設(shè)備。目前，世界范圍內(nèi)接受程度最廣是國際電工委員會IEC制定的CISPR系列標準。下面，就來介紹一下標準中規(guī)定的幾個最常用的EMC實驗用例。

2.1 傳導騷擾

傳導騷擾指的是電流或數(shù)據(jù)在線纜中傳輸時，通過線纜，電源端口，控制端口對周圍環(huán)境產(chǎn)生的干擾。它的測試原理比較簡單，以電源端口為例。為了測到被測設(shè)備(EUT)在電源端口產(chǎn)生的騷擾，首先需要將人工電源網(wǎng)絡(AMN)連接到電源上，它可以濾除電源的雜波，并且給EUT提供穩(wěn)定的匹配阻抗。然后，將EUT的電源與之相連，同時測量騷擾的接收機也連在AMN上。為避免 EUT在上電期間產(chǎn)生大幅度的瞬態(tài)信號，從而對接收機造成損壞，還需要在AMN和接收機之間加上限幅器。對于非落地設(shè)備，像手機，電視機等EUT，測試時需要放置在80cm高，至少lmx1.5m的非導電的桌子上(一般為純木質(zhì));對于落地設(shè)備，需要放置在地面進行測試,但是在地面和EUT之間需要放置最高15cm的絕緣層。具體配置如圖1所示。

2.2 傳導抗擾度

射頻發(fā)射機產(chǎn)生的申磁場，可以通過EUT的某個或某些線纜，如申源線，信號線，控制線等，耦合到設(shè)備內(nèi)部從而產(chǎn)生干擾。傳導抗擾度就是檢驗 EUT抵抗這種干擾的能力。測試原理如圖2所示:

首先由信號發(fā)生器產(chǎn)生1kHz，80%AM調(diào)制的正弦波干擾信號，經(jīng)放大，兀配，濾波，達到標準中規(guī)定的騷擾電壓等級，通過注入設(shè)備加到 EUT 上。注入設(shè)備首選耦合/去耦合網(wǎng)絡，一般做在一個盒子里，稱為CDN。原因是CDN可以提供最好的測試可重復性，且保護輔助設(shè)備。目前有各種類型的CDN可適用于電源線，信號線等。但仍然有些情況下，CDN是不可用的，就必須用其他的注入方式，如電流鉗。測試在150k~80MHz的頻率范圍內(nèi)以1%的步進方式執(zhí)行，在每個頻點上，對 EUT的功能進行監(jiān)控。

2.3輻射騷擾

輻射騷擾的測量要比傳導騷擾復雜得多。首先是場地要求。輻射騷擾通常需要在開闊場(OATS)內(nèi)進行測試。理想的開闊場一片沒有任何電磁波阻礙的場地。如，沒有建筑物，申纜，樹木等，地下也不能有管道，線纜等物。

這樣的場地顯然是不容易找到，尤其是在經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)。所以，標準中規(guī)定了其他可替代的場地:半電波暗室和全電波暗室。半電波暗室是指除地面以外四周和頂部都安裝了吸波材料，因此除地面外其他地方幾乎沒有電磁波的反射。全電波暗室則是在半電波的基礎(chǔ)上，在地面也加裝了吸波材料，實際上是模擬了

只有直射波的自由空間。通常，1G以下的輻射騷擾測試在半電波暗室進行，1G以上則使用全電波暗室。

測試前，EUT及其附件按照正常工作的狀態(tài)放置在80cm高的桌子上(1G以上為1.5m高)，至少lmx1.5m，且材質(zhì)是非傳導性的。EUT 及其附件的邊緣距天線的參考點為10m(1GHz以下)和3m(1GHz以。測試時，桌子連后放置的EUT及其附件進行360度旋轉(zhuǎn)，并且在1~4m的范圍內(nèi)移動天線，以找到最大值。

2.4 輻射抗擾度

輻射抗擾度指的是將于擾信號通過天線輻射出去，在 EUT周圍的空間形成一定水平的場強，如3V/m，然后驗證EUT是否會被干擾。原理與傳導抗擾度類似，干擾源信號也是1KHz，80%AM 調(diào)制的正弦波，不同的是需要在全電波暗室中進行，驗證頻率80MHz~6GHz，步進為1%。在第一次執(zhí)行輻射抗擾度測試之前，需要進行場均運性驗證(UniformFieldArea)。UFA是一個假想的

1.5mx1.5m的平面，在這個平面上均勻劃分了 16個點。如圖3所示。驗證時，在每個點上，使用與測試相同的頻率范圍和步進，并不斷調(diào)整功率，使得場強水平保持不變。完成后，在每一個頻點上得到16個功率值。這16個值按高低排序，至少前12個點中的最大值與最小值之差在6dB以內(nèi)，并記錄該功率最大值為Pc。如果滿足該條件，就說明EUT可以放置于該UFA中進行抗擾度測試。

測試時，在每一個頻點上使用UFA驗證時記錄下來的Pc值，來控制信號發(fā)生器和功率放大器的輸入。保證EUT暴露在所需的場強中。然后觀察EUT是否工作正常。

2.5其他EMC測試

其他的EMC測試用例，如ESD是用來模擬人體放電對EUT的影響;電壓閃爍和諧波是驗證 EUT連接共用電網(wǎng)時對其他設(shè)備的影響:電快速脈沖群，浪涌和電壓暫降則是模擬公共電網(wǎng)中各種常見干擾，來驗證EUT對抗此類干擾的能力。由于篇幅有限，具體測試過程就不一一介紹了。

3 結(jié)束語

電磁兼容與人們的生活息息相關(guān)，尤其是現(xiàn)代社會各種無線技術(shù)飛速發(fā)展，環(huán)境噪聲不斷提高。電磁兼容問題日益突出，希望更多的人投入到該領(lǐng)域的研究。

審核編輯黃宇