電磁兼容與噪聲(04-100)

　　引言

　　在有限的空間和有限的頻率資源條件下，如何避免電磁之間的相互干擾也就是電磁兼容性問(wèn)題。所謂“電磁兼容性”在國(guó)家EMI標(biāo)準(zhǔn)中作了如下定義：“設(shè)備(分系統(tǒng)、系統(tǒng))在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。即：該設(shè)備不會(huì)由于受到同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備的電磁發(fā)射導(dǎo)致或遭受不允許的降級(jí)”。電磁兼容性就是使處于同一電磁場(chǎng)環(huán)境下的各種電子電氣設(shè)備或系統(tǒng)能夠正常工作而互不干擾。

　　輻射機(jī)理

　　電磁場(chǎng)干擾是由于感應(yīng)源和受感器件周?chē)慕蛔冸妶?chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在產(chǎn)生的輻射電磁場(chǎng)，其特點(diǎn)是電場(chǎng)分量和磁場(chǎng)分量同時(shí)出現(xiàn)且相互垂直。輻射的電磁場(chǎng)之特性是由輻射源的特性來(lái)決定的。源的周?chē)橘|(zhì)以及源與觀察點(diǎn)之間的距離等都能影響電磁場(chǎng)的特性。在源附近的場(chǎng)，其特性主要決定于源的特性：當(dāng)遠(yuǎn)離源的地方，場(chǎng)的性質(zhì)主要決定于場(chǎng)傳播時(shí)所通過(guò)的介質(zhì)。因此，在電磁場(chǎng)輻射源的周?chē)?，可分成近?chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)兩個(gè)范圍，輻射源附近稱(chēng)近場(chǎng)，距離大于λ/2π的地方稱(chēng)遠(yuǎn)場(chǎng)(λ為波長(zhǎng))。在近場(chǎng)中，噪聲一般是通過(guò)電容性耦合或電感性耦合方式傳播到電路中。電場(chǎng)E對(duì)磁場(chǎng)H的比值常稱(chēng)為波阻抗(E/H)。在近場(chǎng)時(shí)它決定于源的特性和從源到觀察點(diǎn)的距離，如源為大電流低電壓的情況，則近場(chǎng)主要為磁場(chǎng)，以電感性耦合的噪聲為主;若源為小電流高電壓，則近場(chǎng)主要為電場(chǎng)，以電容性耦合的噪聲為主。當(dāng)頻率低于1MHz時(shí)，電子線(xiàn)路內(nèi)的噪聲耦合大多是由近場(chǎng)所造成的。因?yàn)椋鶕?jù)λ/2π計(jì)算的近場(chǎng)范圍很大，在30KHz時(shí)，近場(chǎng)范圍可達(dá)1.6KM;在遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)，電磁波的波阻抗Z為電場(chǎng)強(qiáng)度E對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度H之比，即：

　　其中E表示電場(chǎng)，H表示磁場(chǎng)。

　　如將發(fā)生源與觀察點(diǎn)之間距離定為r;RX=λ/2π,則在近場(chǎng)中，當(dāng)發(fā)生源主要為電場(chǎng)時(shí)：