电子产品的电磁兼容性设计与实用经验探讨

刘雅霖

（广州海格通信集团股份有限公司，广东 广州 510663）

0 引 言

电子设备中不可避免存在电磁干扰问题，而电磁兼容技术的诞生有效解决了这个问题。因此，本文将分析电磁兼容性，并阐述电磁干扰和电磁兼容性之间的关系。

1 电磁干扰与电磁兼容之间的互生关系

1.1 关于电磁干扰

电磁干扰发生应具备干扰源、干扰传播途径以及干扰对象敏感设备3个元素。电源干扰耦合方式包括传导耦合方式和辐射耦合方式。电磁干扰的传输方式有传导传输和辐射传输两种。

1.2 电磁兼容设计的重要性

电磁兼容是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行，并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰。电磁干扰会影响电子设备的正常工作，甚至会造成设备和系统的能级降低或元件损坏。因此，要充分重视电子设备的电磁兼容技术，既要注意电子设备不受周围电磁干扰而能正常工作，又要注意电子设备本身不对周围其他设备产生电磁干扰而影响其正常运行。

2 关于电磁兼容的设计方法

2.1 规范制备法

规范制备法是电子兼容标准在电磁兼容设计中的具体表现，有助于对相关产品的设计进行测试验证。合理运用规范制备法可从多角度解决电磁兼容中的多种问题，但存在一定的局限性。如果安全标准过于苛刻，会导致一定程度的资源浪费，因此需要制定合理的规范解决问题。

2.2 系统制备法

这是在规划设计过程中，为更高效研发电磁兼容技术而兴起的方法，紧密连接电磁兼容和电磁干扰。系统制备法中实现了计算机技术、数据库技术以及自动化技术等多种技术的融合，能对设计指标和设计参数进行模拟、优化以及计算等。

2.3 故障清除制备法

故障清除制备法是设计中的根本方法，也是早期制备电磁兼容技术的传统方法。发现电磁力对电子产品产生干扰时，及时解决就能很快解决当前故障，但解决其他问题存在很大的局限性，特别是在预防方面存在缺陷，因而目前已逐渐被淘汰[1-2]。

3 电子产品中重要的电子兼容技术

3.1 过滤波纹技术

过滤波纹技术主要用于除去工作频段外的电磁干扰，实现抑制干扰和分离信号，是辅助电磁屏蔽的有效方法。该技术常用到信号选择滤波器和电磁干扰滤波器。利用这两种过滤器，可以消除电源电路中因转换电路和控制电路而发生的电磁干扰。在高频系统中使用滤波技术，可以有效屏蔽工作频段以外的频带上的干扰。在信号线路中使用滤波技术，可有效消除无关频谱分量。过滤波纹技术原理如图1所示。

图1 过滤波纹技术原理图

3.2 电线接地技术

对很多电子设备来说，必须要通过接地才能实现电力稀释。使用接地技术是为了实现零电频，从而保证人身安全。接地是为了使系统某点和某些电力单位基准达到低阻抗通路标准。电子设备中，对“地”的理解有两种含义，一种是“大地”，另一种是“系统基准地”。“大地”是指相当于零电位的地球点位，“系统基准地”则是指在假设信号回路中的基准导体的相对零电位，可称为“系统地”，但要与大地零电位区分开。电线接地技术最大的目的是保证安全，同时确保电路工作中电流通路的效果，稳定电流，减少电磁干扰频率。

3.3 电磁屏蔽技术

这一技术要通过实物屏蔽电磁干扰，阻碍电路的电磁能量。电磁屏蔽技术对电磁能量的抑制效果明显，使得如今大多数电子设备都会加设这项技术。作为市面上最常规的抑制电磁干扰的技术，电磁屏蔽技术可以分为电场屏蔽、电磁场屏蔽以及磁场屏蔽3种。影响抑制效果的关键在于选材。屏蔽质量过关的材料是确保抑制电磁干扰的前提要素，因此选择高导磁率和高导电率的材料最理想。这类材料主要有钢板、铝箔铜板、金属镀层以及导电涂料等。

4 电磁兼容在电子产品中的实际检测应用

4.1 在无线接收机电中电磁兼容的实用检测

对于无线接收机电而言，复杂的外部电磁环境不可避免，也是产生电磁干扰的最大因素。电磁兼容技术在设备中起到抑制电子干扰的关键作用，对电子设备的制备有CISPR 11～CISPR 25总计15条标准。电磁兼容在无线接收机电中有3点体现，在以下内容中测试说明。

4.1.1 连续传导干扰测试

在连续传导干扰过程中，在15 kHz～30 MHz测试频段下做共模干扰。对于屏蔽室内相对噪音较低的环境，可用室内垂直墙面和水平地板作为测试的参考接地板。通过连续传导干扰测试后，电信测试端口和阻抗稳定网络的相连体现出电磁兼容技术发挥的作用。连续传导干扰测试图如图2所示。

图2 连续传导干扰测试图

4.1.2 辐射干扰测试

针对不同样式的无线接收机电设备、不同的抗电磁干扰技术以及干扰源不同大小的电磁频率，采用不同的测试方法。低频段设立磁环天线进行磁场特性测试，中频段设立SAC/OATS进行电场特性测试，高频段设立FAC进行电磁特性测试。其中，电磁干扰度是每档频段中干扰力最强的，但优质的电磁兼容技术使无线接收机电的抗干扰数值高于标准值。

4.1.3 断续传导干扰测试

断续传导干扰测试除了测试无线接收机电设备外，还能对家用电器进行电磁兼容测试。一般电机中，通过开关动作会产生断续电磁传导干扰。与连续干扰不同，断续电磁传导干扰主要体现在人体主观感受上，以短脉冲形式存在。在受到多种频率值因素的影响下，断续传导干扰测试需要做最大化调试。具备电磁兼容技术的电子产品在此项测试中抗干扰指数超过限值时，其干扰电频值不大于所测总数的1/4，整体的抗干扰能力表现符合标准[3]。

4.2 在卫星导航定位接收机中电磁兼容的实用检测

卫星导航定位接收机会受到其他临近频段的多路径信号干扰、无线信号干扰以及自然环境介入干扰。卫星导航定位接收机中的电磁兼容能有效抑制多个窄带和宽带制式干扰，实现在繁杂电磁环境下的应用需求。

5 结 论

通过分析电磁兼容技术及其在电子机电设备中的测试效果，说明电磁兼容技术具有重要性，需对电磁兼容技术进一步开展研究，以促进其获得更好的发展。