2.5 电磁兼容性的概念

2.5.1 电磁兼容性的定义

电磁兼容性,英文为ElectroMagnetic Compatibility,简称EMC。国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义是:电子系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不对其他电子系统和设备造成干扰。

电磁兼容性包括以下两个方面的要求:

●电子设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;

●电子设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度。

这里有两个概念,即电磁干扰性和电磁敏感性。

①电磁干扰性:设备在正常运行过程中对所在的环境产生电磁干扰的能力被称为电磁干扰性。电磁兼容性要求设备的电磁干扰性必须有一定的限度。

②电磁敏感性:设备在正常运行过程中具有的抵抗电磁干扰的能力被称为电磁敏感性。电磁兼容性要求设备的电磁敏感性必须有一定的高度。

以“共房间讨论的小组”比喻电子设备群,可以比较直观地理解电磁兼容性的概念。

几个小组同在一个房间的不同位置讨论问题,每个小组讲话的声音必须达到一定的音量,既保证本小组成员能够听清楚,又不能因音量太大而干扰其他小组;同时,各组成员的注意力还要保持较为集中的状态,以认真地听本组人员的讲话,抵抗其他组成员讲话的干扰。

这里的各小组的声音对本小组成员相当于信号,对其他小组成员相当于电子产品的电磁干扰性,小组成员的注意力就相当于电子产品的电磁敏感性,而小组成员的音量和较为集中的注意力就相当于电子产品的电磁兼容性。

2.5.2 影响电磁不兼容性的因素

电磁不兼容问题产生的主要原因包括以下两个方面:

●导体中电流的变化会产生电磁场;

●存在于变化的电磁场中的导体环路会产生感应电动势。

现实中,任何一个电子设备都是与许多其他电子设备共处于一个工作环境中,每一个电子设备在工作中都一定会产生电磁场的辐射,并都被其他电子设备所产生的电磁场覆盖。因此,如果某个设备的电磁敏感性太强,即抗电磁干扰能力太低,就会被它所处的电磁场干扰;或者,如果某个设备产生的电磁场太强,即干扰能力太强,会干扰其他电子设备。这样就会产生电磁不兼容的问题。

2.5.3 电磁兼容性的意义

电子系统或设备要销售到某些国家或地区,必须通过该国家或地区的电磁兼容性规范或标准中规定的测试项目,才能取得相应的市场准入资质。

电磁兼容资质对于电子产品,就像汽车驾照对于驾驶员一样,没有驾照的人是不能开车上路的,否则就是违法。

例如,在美国地区出售的民用电子系统或设备,必须符合FCC标准,在美国地区出售的军用电子设备,必须符合MIL-STD-461D、MIL-STD-462D标准。在中国地区出售的电子产品,必须符合GB-4343等一系列标准,在中国出售的军用电子设备,必须符合GJB-151、GJB-152标准。

电磁兼容性一般指一个独立的电子系统或设备所具备的性能,但是在一个系统或设备内部也存在电磁兼容性问题,可以称为系统内电磁兼容性问题。比如一束电缆内的各信号之间、一个电子机箱内的各电子模块也存在着电磁兼容性问题,但系统或设备内部所存在的电磁兼容性问题只决定着该系统或设备能否正常工作,不涉及该系统或设备能否在某国家或地区具备市场准入的资质。

既然电子系统或设备必须符合电磁兼容标准,那么电子系统或设备研发工程师团队就必须具备电磁兼容性相关技能。电磁兼容性相关专业技术包括电磁兼容相关设计、仿真、测试、实验等技术,以及对电磁兼容相关标准的理解和掌握,使得研发的电子系统或设备能够通过某国家或地区电磁兼容性标准中所规定的测试项目。