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设计工程师们常见的一些电磁兼容问题
patton | 2008-03-26 17:53:56    阅读:1572   发布文章

1 规范
美国通讯委员会(FCC)建立了一系列电子设备的规范,以限制污染电磁环境的干扰的数量。FCC的做法是受了德国Verband Deutscher Electrotechniker(VDE)的推动,该组织从第二次世界大战后不久就开始颁布一些强制性的规范。世界上的其它国家也都已经效法VDE和ECC为数字产品开发规范。规范不仅控制发射也控制敏感性和抗干扰性。欧州在抗干扰性测试处于领先地位。

2 射频干扰
造成有害的干扰并不需要很大的发射功率。典型的设备故障出现在场强为1~10V/m的范围内。例如,一个功率为1W的无线电发射机在距一个电子设备1m远的地方大约有5V/m的场强, 该场强的测量因测量用的频率和天线的不同而不同。在欧洲、北美和很多亚洲国家,避免射频干扰损坏其它设备已经成为对所有产品在法律上的强制性规定。

3 静电放电(ESD)
放电可以由直接或辐射的方式引起。直接接触的静电放电一般引起设备永久性损坏,或者造成潜在的隐患,从而在以后的每个时刻引发永久性的损坏。辐射引起的静电放电(比如房屋中家具的移动、建筑反射的静电放电能量或者是有人走过一块地毯)可能引起设备紊乱,导致工作不正常,但不会引起系统的永久性损坏。

静电放电被认为是一般边缘变化率小于十亿分之一秒一次的宽带高频问题,转换成频谱带宽可达到1GHz。在低于十亿分之一秒的时间内观察到静电放电现象也并不罕见。这个更快的边缘速率开始成为吉赫兹频谱带宽的问题。

为了符合欧盟的电磁兼容标准,要在抗干扰性的要求下处理静电放电问题。

4  电力干扰
随着越来越多的电子设备接入电力主干网,潜在的干扰出现了。这些问题包括电力线干扰、电快速瞬变(EFT)、电涌、电压变化(高/低电平),闪电瞬变和电力线谐波。老的产品和供电系统一般不受这些干扰的影响,而对于新的高频开关电源来说,这些干扰变得显著起来。因为开关元件一般在电压波形的波峰消耗能量,而不是整个波形。

模拟和数字设备对电力线干扰的反应不尽相同。数字电路被电力系统的尖峰信号(EFT 和闪电)所影响,就像过高或过低的电压导致的故障一样。模拟器件需工作在一定的电平上,当干扰引起系统电源参考电平变化时,该器件正常工作所需要的电平可能受到影响。

电力线谐波已经成为一个主要的问题,特别是在欧洲。非线性负载(开关电源)在周期的峰值处而不是整个正弦波期间消耗交流电源的能量。这个变化的负载产生谐波和波形失真,从而影响电力配送网。例如对于230V、50Hz的交流电系统,经常可以发现150Hz的三次谐波、250Hz的五次谐波,并在这些高频上消耗不同的输入电流值。

5 自兼容性
数字部分或电路可能干扰模拟设备,在导线之间产生串扰,或者一个风扇马达可以引起数字电路的紊乱。增强对这个问题的认识,加上设计实现,从而避免内部系统故障的发生,将减少成本并使系统更加可靠。

 

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