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是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行在正常運行過(guò)并不對(duì)其環境中的任何設備産生無法忍受的電磁幹擾的能(néng)力。因此,EMC包括兩(liǎng)個方面(miàn)的要求:一方面(miàn)是指設備程中對(duì)所在環境産生的電磁幹擾不能(néng)超過(guò)的限值;另一方面(miàn)是指器具對(duì)所在環境中存在的電磁幹擾具有的抗擾度,即電磁敏感性。
EMC(ElectromagneticCompatibility)
在電工委員會(huì)标準IEC對(duì)電磁兼容的定義爲:系統或設備在所處的電磁環境中能(néng)正常工作,同時不會(huì)對(duì)其他系統和設備造成(chéng)幹擾。
EMC包括EMI(電磁幹擾)及EMS(電磁耐受性)兩(liǎng)部分,所謂EMI電磁幹擾,乃爲機器本身在執行應有功能(néng)的過(guò)程中所産生不利于其它系統的電磁噪聲;而EMS乃指機器在執行應有功能(néng)的過(guò)程中不受周圍電磁環境影響的能(néng)力。
電磁兼容(electromagneticcompatibility)各種(zhǒng)電氣或電子設備在電磁環境複雜的共同空間中,以規定的安全系數滿足設計要求的正常工作能(néng)力。也稱電磁兼容性。它的含義包括:①電子系統或設備之間在電磁環境中的相互兼顧;②電子系統或設備在自然界電磁環境中能(néng)按照設計要求正常工作。若再擴展到電磁場對(duì)生态環境的影響,則又可把電磁兼容學(xué)科内容稱作環境電磁學(xué)。
電磁兼容的研究是随著(zhe)電子技術逐步向(xiàng)高頻、高速、高精度、高可靠性、高靈敏度、高密度(小型化、大規模集成(chéng)化),大功率、小信号運用、複雜化等方面(miàn)的需要而逐步發(fā)展的。特别是在人造地球衛星、汽車、計算機、通信設備和潛艇中大量采用現代電子技術後(hòu),使電磁兼容問題更加突出。
内容
各種(zhǒng)運行的電力設備之間以電磁傳導、電磁感應和電磁輻射三種(zhǒng)方式彼此關聯并相互影響,條件下會(huì)對(duì)運行的設備和人員造成(chéng)幹擾、影響和危害。
20世紀80年代興起(qǐ)的電磁兼容EMC學(xué)科以研究和解決這(zhè)一問題爲宗旨,主要是研究和解決幹擾的産生、傳播、接收、抑制機理及其相應的測量和計量技術,并在此基礎上根據技術經(jīng)濟合理的原則,對(duì)産生的幹擾水平、抗幹擾水平和抑制措施做出明确的規定,使處于同一電磁環境的設備都(dōu)是兼容的,同時又不向(xiàng)該環境中的任何實體引入不能(néng)允許的電磁擾動。
進(jìn)行電磁兼容(包括電磁幹擾和電磁耐受性)的檢測與試驗的機構有蘇州電器科學(xué)研究院、航天環境可靠性試驗中心、環境可靠性與電磁兼容試驗中心等實驗室。
内部幹擾是指電子設備内部各元部件之間的相互幹擾,包括以下幾種(zhǒng):
(1)工作電源通過(guò)線路的分布電容和絕緣電阻産生漏電造成(chéng)的幹擾;(與工作頻率有關)
(2)信号通過(guò)地線、電源和傳輸導線的阻抗互相耦合,或導線之間的互感造成(chéng)的幹擾;
(3)設備或系統内部某些元件發(fā)熱,影響元件本身或其它元件的穩定性造成(chéng)的幹擾;
(4)大功率和高電壓部件産生的磁場、電場通過(guò)耦合影響其它部件造成(chéng)的幹擾。
外部幹擾是指電子設備或系統以外的因素對(duì)線路、設備或系統的幹擾,包括以下幾種(zhǒng):
(1)外部的高電壓、電源通過(guò)絕緣漏電而幹擾電子線路、設備或系統;
(2)外部大功率的設備在空間産生很強的磁場,通過(guò)互感耦合幹擾電子線路、設備或系統;
(3)空間電磁波對(duì)電子線路或系統産生的幹擾;
(4)工作環境溫度不穩定,引起(qǐ)電子線路、設備或系統内部元器件參數改變造成(chéng)的幹擾;
(5)由工業電網供電的設備和由電網電壓通過(guò)電源變壓器所産生的幹擾。
電磁兼容技術的迅速發(fā)展
從地球表面(miàn)到人造衛星活動的近千千米空間内處處存在著(zhe)電磁波,電和磁無時無刻不在影響著(zhe)人們的生活及生産,電磁能(néng)的廣泛應用,使工業技術的發(fā)展日新月異。電磁能(néng)在爲人類創造巨大财富的同時,也帶來危害,被(bèi)稱爲電磁污染,研究電磁污染是環境保護中的重要分支。以往人們把無線電通訊裝置受到的幹擾,稱爲電磁幹擾,表明裝置受到外部幹擾侵入的危害,其實它本身也對(duì)外部其他裝置造成(chéng)危害,即成(chéng)爲幹擾源。因此必須同時研究裝置的幹擾和耐幹擾,對(duì)裝置内部的組織和裝置之間要注意其相容性。随著(zhe)科學(xué)技術的發(fā)展,日益廣泛采用的微電子技術和電氣化的逐步實現,形成(chéng)了複雜的電磁環境。不斷研究和解決電磁環境中設備之間以及系統間相互關系的問題,促進(jìn)了電磁兼容技術的迅速發(fā)展。
設計要求
在進(jìn)行電磁兼容設計時要求:
①明确系統的電磁兼容指标。電磁兼容設計包括本系統能(néng)保持正常工作的電磁幹擾環境和本系統幹擾其它系統的允許指标。
②在了解本系統幹擾源、受幹擾對(duì)象、幹擾途徑的基礎上,通過(guò)理論分析將(jiāng)這(zhè)些指标逐級分配到各分系統、子系統、電路和元件、器件上。
③根據實際情況,采取相應措施抑制幹擾源,消除幹擾途徑,提高電路的抗幹擾能(néng)力。
④通過(guò)實驗來驗證是否達到了原定的指标要求,如未達到則進(jìn)一步采取措施,循環多次,直至達到原定指标爲止。
電磁幹擾源
分爲自然的和人爲的兩(liǎng)種(zhǒng)。自然幹擾源主要包括大氣中發(fā)生的各種(zhǒng)現象,如雷電、風雪、暴雨、冰雹、沙暴等産生的噪聲。自然幹擾源還(hái)包括來自太陽和外層空間的宇宙噪聲,如太陽噪聲、星際噪聲、銀河噪聲等。人爲幹擾源是多種(zhǒng)多樣(yàng)的,如各種(zhǒng)信号發(fā)射機、振蕩器、電動機、開(kāi)關、繼電器、氖燈、熒光燈、發(fā)動機點火系統、電鈴、電熱器、電弧焊接機、高速邏輯電路、門電路、可控矽逆變器、氣體整流器、電暈放電、各種(zhǒng)工業、科學(xué)和醫用高頻設備、城市噪聲、電氣鐵道(dào)引起(qǐ)的噪聲以及由核爆炸産生的核電磁脈沖等。
傳播途徑
可分爲兩(liǎng)種(zhǒng):傳導幹擾和輻射幹擾。沿著(zhe)導體傳播的幹擾稱爲傳導幹擾,其傳播方式有電耦合、磁耦合和電磁耦合。通過(guò)空間以電磁波形式傳播的電磁幹擾稱爲輻射幹擾,其傳播方式有近區場感應耦合和遠區場輻射耦台。此外,傳導幹擾與輻射幹擾還(hái)可能(néng)同時存在,從而形成(chéng)複合幹擾。
主要研究對(duì)象
①各種(zhǒng)人爲噪聲,如輸電線電暈噪聲、汽車噪聲、接觸器自身噪聲及導體開(kāi)台時放電引起(qǐ)的噪聲、電氣機車噪聲、城市噪聲等。
②共用走廊内各種(zhǒng)公用事(shì)業設備(輸電線、通信、鐵路、公路、石油金屬管線等)相互間的影響。③
超高層建築、輸電線、鐵塔等大型建築物引起(qǐ)的反射問題。
④電磁環境對(duì)人類及各種(zhǒng)生物的作用。其中包括強電線等工頻場,中、短波及微波電磁輻射的影響。
⑤核電磁脈沖的影響。高空核爆炸産生的電磁脈沖能(néng)大面(miàn)積破壞地面(miàn)上的指揮、控制、通信、計算機及報系統。
⑥探譜(TEMPEST)技術。其實質内容是針對(duì)信息設備的電磁輻射與信息洩漏問題,從信息接收和防護兩(liǎng)方面(miàn)所開(kāi)展的一系列研究工作。
⑦電子設備的誤動作。爲了防止誤動作,必須采取措施以提高設備的抗幹擾能(néng)力。
⑧頻譜分配與管理。無線電頻譜是一種(zhǒng)有限的資源,但不是消耗性的,既要科學(xué)地管理,又要充分地利用。
⑨電磁兼容與測量。
⑩自然界影響等。
兼容性的措施
①使用完善的屏蔽體可防止外部輻射進(jìn)入本系統,也可防止本系統的幹擾能(néng)量向(xiàng)外輻射。屏蔽體應保持完整性,對(duì)必不可少的門、縫、通風孔和電纜孔等須妥善處理,屏蔽體要有可靠的接地。
②設計合理的接地系統,小信号、大信号和産生幹擾的電路盡量分開(kāi)接地,接地電阻盡可能(néng)小。
③使用合适的濾波技術,濾波器的通帶經(jīng)過(guò)合理選擇,盡量減小漏電損耗。
④使用限幅技術,限幅電平應高于工作電平,并且應雙向(xiàng)限幅。
⑤正确選用連接電纜和布線方式,必要時可用光纜代替長(cháng)電纜。
⑥采用平衡差動電路、整形電路、積分電路和選通電路等技術。
⑦系統頻率分配要恰當。當一個系統中有多個主頻信号工作時,盡量使各信号頻率避開(kāi),甚至避開(kāi)對(duì)方的諧振頻率。
⑧共用走廊的各種(zhǒng)設備,在條件許可時,應保持較大的隔距,以減輕相互之間的影響。
EMC設計
由于微電腦的依存度正不斷提高,設備的大量使用,複雜了我們的電磁環境,因此外來的幹擾如脈沖噪聲、放射電磁場、靜電、雷擊、電壓變動等,所引發(fā)的誤動作産生當機甚至破壞的情形,如無線電的通訊、雷達、手機等等。往往幹擾到電視,甚至于造成(chéng)醫療器材使用中的誤動作,影響到飛航的安全。
對(duì)于電子、電器、工業設備産品的抗擾性測試日漸重視,且趨向(xiàng)整合以IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)規格爲測試标準,歐洲共同體制定EMC防治法規,于1996年起(qǐ)實施抗擾測試。
三相入力電源在NFB(無熔絲斷路器)與變壓器間裝噪聲濾波器(NoiseFilter),此濾波器的輸入線愈短愈好(hǎo)。
電源及大電流導線緊貼電氣箱之底部,并沿著(zhe)邊角布線。
開(kāi)關式電源供應器加裝隔離罩以防輻射性發(fā)射幹擾,濾波器選用器選用π型或T型可抑制寬波段噪聲,陶鐵磁體(Ferrite)材質可抑制射頻噪聲。
電源線兩(liǎng)端考慮采隔離接地,以免接地回路(GroundLoop)形成(chéng)共同阻抗耦合(CommonImpedanceCoupling)將(jiāng)噪聲耦合至信号線。
電源線與信号線盡量采用隔離或分開(kāi)配線。
電源變壓器應加隔離(Shielding),外殼須接地良好(hǎo)。
單相AC控制線建議采用絞線。
直流導線建議使用絞線來配線。
避免將(jiāng)電源與信号線接至同一接頭。
信号輸入線與輸出線應避免排在一起(qǐ)造成(chéng)幹擾。
應將(jiāng)CABLE剩餘不用之線單端接地,以避免形成(chéng)感應回路。
接近電源線附近的信号線考慮采用撚合(Twist)。
不同類别的信号線避免混雜接在一個連接頭上,宜按類别分類并加地線隔離。
輸入信号線與輸出線盡量避免同在一個接頭上,如不能(néng)避免時應將(jiāng)輸入與輸出信号錯開(kāi)。
敏感性較高之低準位信号線,除采用絞線外可加隔離遮蔽。
高頻的類比信号及脈波信号線建議采用隔離線。
高頻類比信号線采用同軸式隔離線,低頻之類比信号線采用絞線,必要時可外加隔離遮蔽,絕不可使用同軸隔離線。
連接頭安裝位置須清潔處理,接頭及金屬面(miàn)的接觸電阻須小于2.5m歐姆。
類比電路幹擾以波形失真爲主,抑制方法主要在濾波器選用的特性,例如;帶寬、頻率響應值。
類比信号線與數位排線必須相互垂直。
避免使用未隔離遮蔽的導線來傳送數位信号,宜使用多股絞線外加隔離線。
數位電路幹擾以外在磁場幹擾爲主,應加隔離措施。
數位電路易受高能(néng)電場幹擾,須使用隔離線隔離,以能(néng)防止1∼10MHz頻段之高能(néng)電場200V/m幹擾爲zui佳隔離選擇。
數位電路以抑制鄰近電路脈波與尖波(Spikes)幹擾爲主。
數位電路傳送避免使用過(guò)長(cháng)且未加隔離之導線。
具幹擾性的回路,如時脈、驅動器、交換式電源的ON和OFF、振蕩器式控制信号,應加隔離遮蔽。
各型PCB電路設計盡可能(néng)選用低噪聲零組件,且須考慮噪聲變化與環境溫度變化之關系。
陶鐵磁體鐵芯(Ferritecore)适用于高頻濾波,但須注意經(jīng)由此線圈負載功率損耗。
穩壓器須考慮抑制線路間共通阻抗耦合(CommonImpedanceCoupling)EMI問題。
振蕩器本身輸出越小越好(hǎo),如須要較大輸出,宜由放大器放大。
功率放大應予隔離以防止輻射性發(fā)射。
電解質電容器适于清除高漣波(HighRipple)及暫态電壓(TransientVoltage)變化。
動力線的幹擾有低壓(或瞬間斷電)超壓及突波,這(zhè)些幹擾通常來自于電力開(kāi)關的動作、重負載的開(kāi)與關之瞬間、功率半導體動作、保險絲燒斷時、雷電感應…等。
須考慮下述項目來抑制:
使用電源濾波器。
适當的電力分配。
受幹擾的裝置改用另一電路。
將(jiāng)電子零件及濾波器适當的包裝。
使用隔離變壓器。
裝置壓敏電阻。
交流電磁接觸器線圈、電磁閥,皆須聯結火花消除器。
電磁開(kāi)關之熱電驿輸出側須聯結三相火花消除器。
直流繼電器線圈聯結二極管,以供反相電壓保護。
火花消除器距離負載側愈近愈好(hǎo)。
把突波吸收器裝于電路開(kāi)關和噪聲濾波器之間,線與線間,線與接地之間,將(jiāng)能(néng)有效吸收突波。
電磁幹擾
所謂電磁幹擾是指任何能(néng)使設備或系統性能(néng)降級的電磁現象。而所謂電磁敏感性是指因電磁幹擾而引起(qǐ)的設備或系統的性能(néng)下降。
幹擾類型
電磁幹擾(ElectromagneticInterference),簡稱EMI,有傳導幹擾和輻射幹擾兩(liǎng)種(zhǒng)。傳導幹擾主要是電子設備産生的幹擾信号通過(guò)導電介質或公共電源線互相産生幹擾;輻射幹擾是指電子設備産生的幹擾信号通過(guò)空間耦合把幹擾信号傳給另一個電網絡或電子設備。
爲了防止一些電子産品産生的電磁幹擾影響或破壞其它電子設備的正常工作,各國(guó)政府或一些組織都(dōu)相繼提出或制定了一些對(duì)電子産品産生電磁幹擾有關規章或标準,符合這(zhè)些規章或标準的産品就(jiù)可稱爲具有電磁兼容性EMC(ElectromagneticCompatibility)。電磁兼容性EMC标準不是恒定不變的,而是天天都(dōu)在改變,這(zhè)也是各國(guó)政府或經(jīng)濟組織,保護自己利益經(jīng)常采取的手段。
抑制電磁污染的首要措施是找出污染源;其次是判斷污染侵入的路途,主要有傳導和輻射兩(liǎng)種(zhǒng)方式,工作是确定幹擾量。解決電磁兼容問題應從産品的開(kāi)發(fā)階段開(kāi)始,并貫穿于整個産品或系統的開(kāi)發(fā),生産全過(guò)程。國(guó)内外大量的經(jīng)驗表明,在産品或系統的研制生産過(guò)程中越早注意解決電磁兼容問題,越可以節約人力與物力。
電磁兼容設計的關鍵技術是對(duì)電磁幹擾源的研究,從電磁幹擾源處控制其電磁發(fā)射是治本的方法。控制幹擾源的發(fā)射,除了從電磁幹擾源産生的機理著(zhe)手降低其産生電磁噪聲的電平外,還(hái)需廣泛地應用屏蔽(包括隔離)、濾波和接地技術。
屏蔽主要運用各種(zhǒng)導電材料,制造成(chéng)各種(zhǒng)殼體并與大地連接,以切斷通過(guò)空間的靜電耦合、感應耦合或交變電磁場耦合形成(chéng)的電磁噪聲傳播途徑,隔離主要運用繼電器、隔離變壓器或光電隔離器等器件來切斷電磁噪聲以傳導形式的傳播途徑,其特點是將(jiāng)兩(liǎng)部分電路的地線系統分隔開(kāi)來,切斷通過(guò)阻抗進(jìn)行耦合的可能(néng)。
濾波是在頻域上處理電磁噪聲的技術,爲電磁噪聲提供一低阻抗的通路,以達到抑制電磁幹擾的目的。例如,電源濾波器對(duì)50Hz的電源頻率呈現高阻抗,而對(duì)電磁噪聲頻譜呈現低阻抗。
接地包括接地、信号接地等。接地體的設計、地線的布置、接地線在各種(zhǒng)不同頻率下的阻抗等不僅涉及産品或系統的電氣安全,而且關聯著(zhe)電磁兼容和其測量技術。
問題
系統要發(fā)生電磁兼容性問題,必須存在三個因素,即電磁騷擾源、耦合途徑、敏感設備。所以,在遇到電磁兼容問題時,要從這(zhè)三個因素入手,對(duì)症下藥,消除其中某一個因素,就(jiù)能(néng)解決電磁兼容問題。
任何形式的自然或電能(néng)裝置所發(fā)射的電磁能(néng)量,能(néng)使共享同一環境的人或其它生物受到傷害,或使其它設備、分系統或系統發(fā)生電磁危害,導緻性能(néng)降級或失效,即稱爲電磁騷擾源。一般說來電磁幹擾源分爲兩(liǎng)大類:自然幹擾源與和人爲幹擾源。
(一)自然幹擾源
主要來源于大氣層的天電噪聲、地球外層空間的宇宙噪聲。他們既是地球電磁環境的基本要素組成(chéng)部分,同時又是對(duì)無線電通訊和空間技術造成(chéng)幹擾的幹擾源。自然噪聲會(huì)對(duì)人造衛星和宇宙飛船的運行産生幹擾,也會(huì)對(duì)彈道(dào)運載火箭的發(fā)射産生幹擾。
(二)人爲幹擾源
是有機電或其他人工裝置産生電磁能(néng)量幹擾,其中一部分是專門用來發(fā)射電磁能(néng)量的裝置,如廣播、電視、通信、雷達和導航等無線電設備,稱爲有意發(fā)射幹擾源。另一部分是在完成(chéng)自身功能(néng)的同時附帶産生電磁能(néng)量的發(fā)射,如交通車輛、架空輸電線、照明器具、電動機械、家用電器以及工業、醫用射頻設備等等。因此這(zhè)部分又成(chéng)爲無意發(fā)射幹擾源。
即傳輸騷擾的通路或媒介。電磁幹擾傳播途徑一般也分爲兩(liǎng)種(zhǒng):即傳導耦合方式和輻射耦合方式。
任何電磁幹擾的發(fā)生都(dōu)必然存在幹擾能(néng)量的傳輸和傳輸途徑(或傳輸通道(dào))。通常認爲電磁幹擾傳輸有兩(liǎng)種(zhǒng)方式:一種(zhǒng)是傳導傳輸方式;另一種(zhǒng)是輻射傳輸方式。因此從受幹擾的敏感器來看,幹擾耦合可分爲傳導耦合和輻射耦合兩(liǎng)大類。
(一)傳導耦合
傳導傳輸必須在幹擾源和敏感器之間有完整的電路連接,幹擾信号沿著(zhe)這(zhè)個連接電路傳遞到敏感器,發(fā)生幹擾現象。這(zhè)個傳輸電路可包括導線,設備的導電構件、供電電源、公共阻抗、接地平闆、電阻、電感、電容和互感元件等。
(二)輻射耦合
輻射傳輸是通過(guò)介質以電磁波的形式傳播,幹擾能(néng)量按電磁場的規律向(xiàng)周圍空間發(fā)射。常見的輻射耦合由三種(zhǒng):1.甲天線發(fā)射的電磁波被(bèi)乙天線意外接受,稱爲天線對(duì)天線耦合;2.空間電磁場經(jīng)導線感應而耦合,稱爲場對(duì)線的耦合;3.兩(liǎng)根平行導線之間的高頻信号感應,稱爲線對(duì)線的感應耦合。
在實際工程中,兩(liǎng)個設備之間發(fā)生幹擾通常包含著(zhe)許多種(zhǒng)途徑的耦合。正因爲多種(zhǒng)途徑的耦合同時存在,反複交叉耦合,共同産生幹擾,才使電磁幹擾變得難以控制。
敏感設備(Victim),是指當受到電磁騷擾源所發(fā)出的電磁能(néng)量的作用時,會(huì)受到傷害的人或其它生物,以及會(huì)發(fā)生電磁危害,導緻性能(néng)降級或失效的器件、設備、分系統或系統。許多器件、設備、分系統或系統既是電磁騷擾源又是敏感設備。敏感設備是對(duì)幹擾對(duì)象總稱,它可以是一個很小的元件或一個電路闆組件,也可以是一個單獨的用電設備甚至可以是一個大型系統。
術語
(1)設備(equipment)指作爲一個獨立單元進(jìn)行工作,并完成(chéng)單一功能(néng)的任何電氣、電子或機電裝置。
(2)系統(system)指"若幹設備、分系統、專職人員及可以執行或保障工作任務的技術組合"。
(3)電磁環境(electromagneticenvironment)存在于給定場所的所有電磁現象的總和。
"給定場所"即"空間","所有電磁現象"包括了全部"時間"與全部"頻譜"。
EMC:(Electromagneticcompatibility)電磁兼容性
EMI:(Electromagneticinterference)電磁幹擾
EMS:(ElectromagneticSusceptibility)電磁敏感度
RE:(Radiatedemission)輻射騷擾(俗稱:電磁輻射、輻射發(fā)射)
CE:(Conductedemission)傳導騷擾(俗稱:傳導發(fā)射)
CS:(ConductedSusceptibility)傳導騷擾抗擾度
RS:(RadiatedSusceptibility)射頻電磁場輻射抗擾度
ESD:(Electrostaticdischarge)靜電放電
EFT/Burst:(Electricalfasttransientburst)電快速瞬變脈沖群
RFI:(RadioFrequencyInterfernce)無線電頻率幹擾
ISM:(IndustrialScientificMedical)工業、科學(xué)、醫療用射頻設備
電磁兼容
電磁兼容(EMC)分爲電磁幹擾(EMI)與電磁耐受(EMS),所有電子産品均須符合電磁兼容的一般規定。
電磁兼容問題在電子、電機、信息、通信等各類産品不斷運用高新科技推陳出新之下,除了使用者要求通信質量外,同時也在各國(guó)政府積極制定相關規範進(jìn)行管制之下,更突顯出電磁兼容相關問題的重要性與緊迫性。例如,歐洲已加強對(duì)進(jìn)口産品執行後(hòu)市場檢測,造成(chéng)了許多卡關現象發(fā)生。
直到目前爲止,确定一個産品會(huì)不會(huì)影響另一個産品功能(néng)的技術仍不是一門的科學(xué),且由于産品組合太過(guò)複雜,認證機構不可能(néng)針對(duì)每一種(zhǒng)産品組合都(dōu)進(jìn)行檢測,因而相關主管機關莫不采取從嚴把關的态度。圖1是無線電幹擾特别委員會(huì)(CISPR)針對(duì)每個國(guó)家所發(fā)射的電磁幹擾所制定的标準。CISPR是電工委員會(huì)(IEC)的特别委員會(huì)。
作爲兩(liǎng)大電子産品消費市場,美國(guó)和歐洲的認證标準不太一樣(yàng),簡略而言,美國(guó)僅要求電磁幹擾,而歐洲則還(hái)要求符合電磁耐受的規定。
美國(guó)FCC标準認證嚴苛
當電流通過(guò)電路時,會(huì)産生電磁場。這(zhè)個電磁場從設備電路向(xiàng)外發(fā)射,其強度取決于電流的頻率與大小。任何電子電路所需功能(néng)以外的多餘副産品都(dōu)被(bèi)稱爲電磁幹擾。
目前市面(miàn)上各種(zhǒng)電子産品的電磁幹擾大多來自高頻率的數字信号,信号頻率越高,産生的電磁幹擾就(jiù)越多。由于美國(guó)聯邦通信委員會(huì)(FCC)與其它監管機關嚴格規定每個電子産品的電磁幹擾上限,以确保電子産品不會(huì)互相幹擾,因此上述情況將(jiāng)會(huì)産生嚴重問題,隻要産品想銷往美國(guó),就(jiù)必須符合FCC制訂的電磁幹擾認證标準。
在美國(guó)境内銷售電子産品,FCC要求必須經(jīng)過(guò)在電磁幹擾範圍的特定環境下測量其電磁幹擾。這(zhè)些産品在特定的頻率波段中,必須讓其電磁輻射遠低于特定值。
FCC提供了兩(liǎng)種(zhǒng)等級的輻射層級:A等級與B等級(表2)。A等級的産品是适用于商業、工業與工作環境的數碼産品,而非消費者日常或在家使用的産品;B等級的數碼産品則不僅适合家用,也可在其它環境下使用。大緻來說,B等級的标準較A等級更爲嚴苛。
表1FCC針對(duì)A等級與B等級的規定
表1列出内容,規定A等級産品的電壓層級爲10米,B等級電壓層級爲3米。假設待測物(DUT)超過(guò)這(zhè)些限度,則多餘能(néng)量必須降至表2所列出的限度以下。如果電磁幹擾能(néng)量隻是剛好(hǎo)低于規定限度是非常危險的,因爲這(zhè)些能(néng)量會(huì)由于制造過(guò)程與環境的改變稍微提高。特别指出的是,在第五諧波上降低過(guò)量的特定幹擾頻率是件十分困難的事(shì)情,如果企業強行將(jiāng)安全限度提升至4dB,則將(jiāng)使問題更加嚴重。
通過(guò)FCC認證需要注意的十個問題
專家總結,通過(guò)FCC認證失敗通常是以下十個方面(miàn)的因素造成(chéng)的:
在初期設計階段就(jiù)忽略或低估了FCC的要求;
選擇速度zui快零組件與zui高頻率速率;
使用單一或雙層機闆,而不是選用多層印刷電路闆(PCB)機闆;
在頻率布線上,沒(méi)有考慮到輻射問題;
沒(méi)有使用足夠的旁路電容;
使用無屏蔽的纜線;
使用塑料連接器;
沒(méi)有在纜線設計上使用陶鐵磁體;
沒(méi)有整合電路濾波器;
沒(méi)有适當地屏蔽機架。
歐洲ESTI标準要求同時符合電磁幹擾與電磁耐受
歐洲方面(miàn),有關電信産品的電磁兼容規定可參考歐洲電信标準協會(huì)(ETSI)公告的文件。ETSI是一個負責制定歐洲電信标準的非營利組織,其所制定的标準被(bèi)很多國(guó)家所參考采用,例如中國(guó)。
ETSI所公告的文件中有關電磁兼容的一般規定爲EN301489一1,内容除電磁幹擾的規定外,還(hái)有電磁耐受的規定,主要是檢測産品在各種(zhǒng)電磁幹擾環境下能(néng)否正常工作。測試内容包括:
輻射耐受性測試(RadioFrequencyElectromagneTIeField):主要爲仿真無線電波、電台信号對(duì)産品的影響;
靜電測試(ElectrostatieDiseharge):主要爲模拟人體所帶靜電或手持工具對(duì)産品的影響;
電性快速瞬時幹擾耐受測試任(FastTransients,commONMode):本試驗目的爲驗證産品的電源線,信号線(控制線)遭受重複出現的快速瞬時脈沖時的耐受程度;
電磁傳導耐受測試(RadioFrequency,commonMode):本試驗爲驗證産品對(duì)射頻産生器通過(guò)電源線傳導的噪聲耐受程度;
電壓瞬斷變異耐受測試(VoltageDIPsandInteruptions):本試驗爲驗證産品通過(guò)電源線仿真電壓變化的耐受程度;
雷擊耐受性測試(Surges):本試驗爲針對(duì)産品在操作狀态下,電源線或通信端口承受開(kāi)關或雷擊瞬時過(guò)電壓/電流突波的耐受程度。
技術标準
EN55014-1電磁幹擾
EN55014-2電磁抗擾度
EN60555-2/EN61000-3-2電源諧波檢測
EN60555-3/EN61000-3-3電壓閃爍檢測
EN61000-4-2(ESD)靜電放電抗幹擾性檢測
EN61000-4-3靜電放電抗幹擾性檢測
EN61000-4-4(EFT/B)電性快速脈沖群抗幹擾檢測
EN61000-4-5(Surge)雷擊抗幹擾檢測
EN61000-4-6(CS)傳導抗幹擾檢測
EN61000-4-8電源頻率磁場抗幹擾檢測
EN61000-4-11(V.Dips)電壓瞬降抗幹擾檢測
EN61000-4-12振蕩波浪湧
EN61000-4-13(Harmonic&interharmonics)諧波、諧間波抗幹擾
CISPR15:2005電氣照明和類似設備的無線電騷擾特性的限值和測量方法
GB/T19287電信設備的抗擾度通用要求
YD/T1536.1電信設備的電磁信息安全性要求和測量方法
YD/T1312無線通信設備電磁兼容性要求和測量方法
GB1565城市無線電噪聲測量方法
GB6833電子測量儀器電磁兼容試驗規範
GB/T17626電磁兼容試驗和測量技術
GB/T12572-2008無線電發(fā)射設備參數通用要求和測量方法
GB/T26256-20102.4GHz頻段無線電通信設備的相互幹擾限制與共存要求及測試方法
GB/T21646-2008400MHz頻段模拟公衆無線對(duì)講機技術規範和測量方法
GB8702-1988電磁輻射防護規定
GB9175-88環境電磁波衛生标準
GB12638-90微波和超短波通信設備輻射安全要求