電磁兼容性（EMC）是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對(duì)其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對(duì)所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對(duì)所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。為了防止一些電子產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁干擾影響或破壞其它電子設(shè)備的正常工作，各國政府或一些國際組織都相繼提出或制定了一些對(duì)電子產(chǎn)品產(chǎn)生電磁干擾有關(guān)規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)，符合這些規(guī)章或標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品就可稱為具有電磁兼容性EMC（Electromagnetic Compatibility）。電磁兼容性EMC標(biāo)準(zhǔn)不是恒定不變的，而是天天都在改變，這也是各國政府或經(jīng)濟(jì)組織，保護(hù)自己利益經(jīng)常采取的手段。

　　1  實(shí)現(xiàn)電磁兼容的前提條件

　　電磁兼容設(shè)計(jì)主要包括接地設(shè)計(jì)、屏蔽設(shè)計(jì)、濾波設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。地線分為安全地、交流地、直流地、數(shù)字地、模擬地、機(jī)殼地、防雷地等，地線從電壓概念說是提供一個(gè)等電位體，從電流概念上說是提供一個(gè)電流通路。地線阻抗決定了線路的抗干擾性，其中導(dǎo)線阻抗決定了地線的電位差，回路阻抗決定了實(shí)際的地線電流，地環(huán)路的存在是電路受干擾的主要原因，減小地環(huán)路的面積，降低對(duì)線路的影響，使用屏蔽線或同軸電纜都可能減小信號(hào)回路的面積，從而達(dá)到降低干擾的影響。地線電流總是走地線阻抗比較小的路徑，高頻低頻時(shí)線路的阻抗是不一樣的，可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)信號(hào)路徑。多層板比雙層板的抗干擾性要好，因?yàn)槎鄬影逵袑ｉT的地層和電源層，保證每個(gè)信號(hào)回路都具有的信號(hào)回路面積，如果是雙層板，鋪地線網(wǎng)格，來保證的回路面積。

　　如果一個(gè)系統(tǒng)或設(shè)備符合下面三個(gè)條件，該系統(tǒng)或設(shè)備稱之為電磁兼容：（1）對(duì)其他系統(tǒng)或設(shè)備不產(chǎn)生干擾；（2）對(duì)其他系統(tǒng)或設(shè)備發(fā)射不敏感；（3）對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備本身不產(chǎn)生干擾[21.

　　要想實(shí)現(xiàn)以上三個(gè)基本條件，首先要弄清楚電磁干擾發(fā)生的必備條件，任何一個(gè)電磁干擾的發(fā)生首先應(yīng)該具備以下條件：有干擾源（一般分為自然干擾和人為干擾兩種）、有傳播干擾能量的途徑和通道（一般傳播方式有兩種，一種是傳導(dǎo)耦合方式；另一種為輻射耦合方式）、同時(shí)還必須有被干擾對(duì)象（即敏感設(shè)備）的響應(yīng)。這三個(gè)電磁干擾條件也可稱之為電磁干擾三要素圈，缺一不可。

　　電磁兼容（EMC） 分為電磁干擾（EMI）與電磁耐受（EMS），所有電子產(chǎn)品均須符合電磁兼容的一般規(guī)定。電磁兼容問題在電子、電機(jī)、信息、通信等各類產(chǎn)品不斷運(yùn)用高新科技推陳出新之下，除了使用者要求通信質(zhì)量外，同時(shí)也在各國政府積極制定相關(guān)規(guī)范進(jìn)行管制之下，更突顯出電磁兼容相關(guān)問題的重要性與緊迫性。例如，歐洲已加強(qiáng)對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品執(zhí)行后市場檢測，造成了許多卡關(guān)現(xiàn)象發(fā)生。直到目前為止，確定一個(gè)產(chǎn)品會(huì)不會(huì)影響另一個(gè)產(chǎn)品功能的技術(shù)仍不是一門的科學(xué)，且由于產(chǎn)品組合太過復(fù)雜，機(jī)構(gòu)不可能針對(duì)每一種產(chǎn)品組合都進(jìn)行檢測，因而相關(guān)主管機(jī)關(guān)莫不采取從嚴(yán)把關(guān)的態(tài)度。

　　2  電磁干擾耦合路徑

　　電磁干擾是人們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象，它幾乎和電磁效應(yīng)的現(xiàn)象同時(shí)被發(fā)現(xiàn)，1981年英國科學(xué)家發(fā)表"論干擾"的文章，標(biāo)志著研究干擾問題的開始。1989年英國郵電部門研究了通信中的干擾問題，使干擾問題的研究開始走向工程化和產(chǎn)業(yè)化。自從電子系統(tǒng)降噪技術(shù)在70 年代中期出現(xiàn)以來，主要由于美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)在1990 年和歐盟在1992 提出了對(duì)商業(yè)數(shù)碼產(chǎn)品的有關(guān)規(guī)章，這些規(guī)章要求各個(gè)公司確保它們的產(chǎn) 品符合嚴(yán)格的磁化系數(shù)和發(fā)射準(zhǔn)則。符合這些規(guī)章的產(chǎn)品稱為具有電磁兼容性EMC（Electromagnetic Compatibility）。

　　如：雷電沖擊源通過電源線傳人到達(dá)對(duì)象的干擾；設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部某些元件發(fā)熱，直接影響元件本身或其它元件的穩(wěn)定性而造成的干擾；信號(hào)通過地線、電源和傳輸導(dǎo)線的阻抗互相耦合或?qū)Ь€之間的互感成的干擾。而輻射傳輸方式是指通過電磁源空間傳播到達(dá)敏感設(shè)備的干擾。如輸電線路電暈產(chǎn)生的無線電干擾；電磁波對(duì)電子線路或系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾；外部高電壓、電源通過絕緣漏電而干擾電子線路、設(shè)備或系統(tǒng)等等。因此，對(duì)干擾耦合路徑的深入研究，是制定抗干擾的有力措施，同時(shí)，對(duì)消除或抑制干擾有著重要的意義。

　　3  典型電磁兼容實(shí)例分析及處理方法

　　（1）當(dāng)儀器需要在某個(gè)頻率上輸出時(shí)（如輸出頻率為50Hz），儀器內(nèi)部的信號(hào)產(chǎn)生部分，利用精密振蕩器式數(shù)字合成法，產(chǎn)生了一個(gè)極其穩(wěn)定準(zhǔn)確的 50Hz交流信號(hào)，這個(gè)信號(hào)根據(jù)要求經(jīng)過信號(hào)通道進(jìn)行處理，通過功率放大器放大輸出。此時(shí)，給穩(wěn)壓電源供電的電源，即我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娫搭l率同樣也是50Hz,但有士0.5Hz的允許偏差范圍，且穩(wěn)定性不好，經(jīng)常出現(xiàn)漂移，當(dāng)它轉(zhuǎn)換成直流給穩(wěn)壓電源供電時(shí)，通過各種途經(jīng)串人穩(wěn)壓電源的信號(hào)通路，與儀器產(chǎn)生的50Hz信號(hào)混合在一起，由于它們頻率相近，但又不完全相等，即出現(xiàn)拍頻現(xiàn)象，干擾穩(wěn)壓電源的正常工作。

　　處理方法：采用的專線供電法，采用專用發(fā)電機(jī)供電，使供電頻率與穩(wěn)壓電源輸出頻率不同，以避開差拍影響。還可靠提高工藝水平來避免差拍的。由于電網(wǎng)干擾儀器的途經(jīng)和因素太多，如布線、屏蔽、信噪比、負(fù)反、接地等眾多的因素都必須考慮到，所以此種方法實(shí)施起來很麻煩，不易做到。其次，采用使儀器的輸出頻率跟蹤在電網(wǎng)頻率上的方法，當(dāng)電網(wǎng)頻率有變化時(shí)，輸出頻率也隨之改變，保持輸出頻率始終與電網(wǎng)頻率同頻，這樣就不會(huì)產(chǎn)生拍頻。另外，當(dāng)儀器的輸出有拍頻干擾時(shí)，還可利用電路在放大器的輸人端送人-個(gè)與干擾信號(hào)相位相反，幅值相同的同頻信號(hào)，利用這個(gè)信號(hào)去抵消由干擾信號(hào)引起的差拍。使儀器輸出信號(hào)無拍頻或拍頻干擾很小。如圖1所示。

　　首先在儀器的輸出端，對(duì)帶有拍頻的輸出信號(hào)進(jìn)行采樣，將采集到的信號(hào)進(jìn)人精密檢波器將差拍信號(hào)檢出，然后把檢出的差頻信號(hào)進(jìn)行峰值檢波，得到一直流電平并輸人到一個(gè)控制放大器。控制放大器的輸人信號(hào)是從電網(wǎng)信號(hào)采樣后供給的，這個(gè)電網(wǎng)信號(hào)即儀器的干擾信號(hào)。通過人為加人的電網(wǎng)信號(hào)，可以抵消原來的拍頻干擾，使得儀器輸出一個(gè)理想的信號(hào)。

　　但加人的信號(hào)與原來的干擾信號(hào)因相位的緣故，產(chǎn)生的結(jié)果可能是相抵消，也可能是相迭加的形式。如果加人的信號(hào)與原干擾信號(hào)同相，則輸出的拍頻幅度是增加的，經(jīng)輸出采樣后，使得放大器的增益更大，進(jìn)一步加大了輸人信號(hào)的幅度，也使儀器輸出的拍頻幅度越來越大。這種結(jié)果相當(dāng)于-個(gè)正反饋系統(tǒng)。所以又設(shè)計(jì)一個(gè)同相、反相檢測執(zhí)行單元。在正反饋情況下，拍頻輸出的幅度越來越大，達(dá)到一定的幅度后，檢測電路檢出，執(zhí)行電路對(duì)加人的信號(hào)倒相，達(dá)到抵消的目的。對(duì)于其它相位狀態(tài)，可在上述工作后，利用在1800范圍內(nèi)移相的方法、尋找出使輸出拍頻的相位狀態(tài)。這里可采用自動(dòng)移相的方法，當(dāng)移相到某個(gè)相位輸出拍頻時(shí)，鎖定該相位，也可以采用手動(dòng)移相的方法，設(shè)置一個(gè)手動(dòng)移相器并進(jìn)行調(diào)諧，使得輸出拍頻。這種方法簡便實(shí)用，也可以達(dá)到良好的效果。

　　（2）電網(wǎng)存在回路和二次回路，各種測控設(shè)備基本都掛在二次回路上運(yùn)行。由于回路和二次回路存在電、磁的聯(lián)系，每當(dāng)開關(guān)操作時(shí)，電弧的熄滅和重燃引起一系列高頻振蕩。線路上的電壓振蕩通過電纜耦合到二次設(shè)備上，同時(shí)，振蕩頻率足夠高時(shí)還會(huì)發(fā)射電磁波，形成輻射脈沖電磁場，然后通過變壓器、互感器及空間耦合等方式傳遞干擾信號(hào)，這些干擾信號(hào)其特點(diǎn)是上升時(shí)間短、高重復(fù)率。

　　處理方法：設(shè)計(jì)合理的布線方式，在線路上設(shè)計(jì)良好的屏蔽措施，加裝濾波及削峰器件等。對(duì)于電力系統(tǒng)的、二級(jí)耦合可采用具有抑制能力的互感器，對(duì)于設(shè)備的供電電源可采用UPS電源供電，也可采用由電源驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)與帶干擾信號(hào)的電源進(jìn)行隔離等方法。

　　（3）我們知道，兩個(gè)物體表面接觸并做相對(duì)運(yùn)動(dòng)后分開，就會(huì)在兩個(gè)物體表面帶上一定數(shù)量的電荷。非導(dǎo)體物質(zhì)一旦有電荷積累就不易放掉。生活中的塑料袋、包裝材料、化纖織物等都會(huì)由于摩擦而帶上靜電，其電荷的大小與空氣相對(duì)濕度、摩擦材料的介電常數(shù)、兩種材料的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度及兩者的壓力等有關(guān)。就人體而言，衣服與皮膚之間的磨擦發(fā)生的靜電是人體帶電的主要原因之一。帶了靜電的人體在靠近和接觸設(shè)備的過程中，就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。靜電放電可以導(dǎo)致在用的電子設(shè)備不能正常工作甚至損壞，這對(duì)生產(chǎn)廠或?qū)τ脩舳际?個(gè)十分重要的問題。

　　另外，有不少標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備如：標(biāo)準(zhǔn)電能表、標(biāo)準(zhǔn)便攜式電能表檢定裝置，由于感應(yīng)原理使設(shè)備外殼感應(yīng)帶電，特別是在陰雨天氣的時(shí)候表現(xiàn)的較為突出，這不僅影響儀器的正常使用，更重要的是給工作人員的人身安全帶來了威脅。

　　處理方法：一般常采用的方法是金屬屏蔽法，通常是儀器的外殼，將內(nèi)部電路包圍。由于金屬是等位體，理想情況下在靜電場中，被屏蔽包圍的內(nèi)部空間沒有靜電場。使內(nèi)部電路不受外靜電場的干擾。這個(gè)屏蔽體除了金屬之外，也可是金屬網(wǎng)或是涂在絕緣材料上的一層薄薄的導(dǎo)電層。但在實(shí)際的電子設(shè)備中，內(nèi)部電路都有引線通向儀器外部，如電源線、信號(hào)輸入輸出線等，由于內(nèi)部存在著分布電容和漏電電阻，靜電的放電回路會(huì)通過分布電容、漏電電阻進(jìn)入電路至電源線及信號(hào)線形成一條通路，同樣會(huì)對(duì)內(nèi)部電路造成危害。如果我們?cè)趦x器外殼再加一接地線，情況就會(huì)好得多，靜電感應(yīng)而積累在機(jī)殼上的大量電荷會(huì)通過大地泄放。同時(shí)，接地還會(huì)使整個(gè)電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有-個(gè)公共的參考零電位，保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定地工作，防止外界電磁場的干擾。另外，對(duì)于電路的屏蔽體，若選擇合適的接地，也可獲得良好的屏蔽效果。對(duì)那些外殼不直接接地或者接地不良的裝置，可采用放電經(jīng)主電源線接地系統(tǒng)傳人大地。這樣就不會(huì)對(duì)電路造成危害。另外，當(dāng)工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其它原因直接與機(jī)殼相通時(shí)，可避免操作人員的觸電事故發(fā)生。

　　（4）電子式電能表特別是標(biāo)準(zhǔn)電能表，在出廠前都要進(jìn)行老化試驗(yàn)，盡管這樣時(shí)間已久，由于元器件的熱穩(wěn)定性變差，其誤差值變化增大，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值不合格，工作性能不穩(wěn)定，其主要原因就是儀表內(nèi)的發(fā)熱元件（如變壓器、大功率管等等）所產(chǎn)生的熱量，對(duì)其它元器件產(chǎn)生了影響，使其阻值及參數(shù)發(fā)生了變化，從而導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的變化。

　　處理方法：可將發(fā)熱源用隔熱層進(jìn)行隔離處理，對(duì)大功率管可通過風(fēng)扇降溫，同時(shí)，重要的是要將散熱孔設(shè)置在發(fā)熱源的上方或兩側(cè)，通風(fēng)孔的形狀與布置要盡量減小對(duì)屏蔽體磁阻的影響，這樣以便直接通過散熱孔將熱量排放出去。

　　（5）導(dǎo)線設(shè)置不合理，其不合理性主要表現(xiàn)為：

　　裝置內(nèi)部導(dǎo)線走線位置靠近干擾源、走線過長、與不能引進(jìn)干擾的其它導(dǎo)線平行走線或捆綁在一起相互耦合，從而引進(jìn)了干擾信號(hào)。在準(zhǔn)確度等級(jí)較高的檢定裝置中信號(hào)源部分是由數(shù)字信號(hào)組成的，如果處理不好，極有可能通過各種途徑，對(duì)其它部分產(chǎn)生干擾。

　　另一方面，如果導(dǎo)線高端和低端分開走線，形成環(huán)路。極易引進(jìn)電磁輻射干擾，使導(dǎo)線出現(xiàn)干擾電壓，從而無法準(zhǔn)確測出實(shí)際的導(dǎo)線電位差。

　　處理方法：在上述幾種情況下，應(yīng)盡量注意導(dǎo)線的合理設(shè)置，必要時(shí)應(yīng)采用屏蔽導(dǎo)線。對(duì)于被測輸出導(dǎo)線高端和低端應(yīng)采用絞線并加入屏蔽的方式，減少干擾信號(hào)的影響。

　　總之，屏蔽是防止電磁干擾的一個(gè)主要措施，但屏蔽又分為：靜電屏蔽、電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁屏蔽。抑制干擾輻射的有效方法是屏蔽，即用導(dǎo)電良好的材料對(duì)電場進(jìn)行屏蔽。用磁導(dǎo)率高的材料對(duì)磁場屏蔽。濾波也是抑制和防止電磁干擾的一個(gè)有效方法。

　　濾波器是一種對(duì)信號(hào)有處理作用的器件或電路。主要作用是：讓有用信號(hào)盡可能無衰減的通過，對(duì)無用信號(hào)盡可能大的衰減。濾波器一般有兩個(gè)端口，一個(gè)輸入信號(hào)、一個(gè)輸出信號(hào)。利用這個(gè)特性可以將通過濾波器的一個(gè)方波群或復(fù)合噪波，而得到一個(gè)特定頻率的正弦波。濾波器是由電感器和電容器構(gòu)成的網(wǎng)路，可使混合的交直流電流分開。電源整流器中，即借助此網(wǎng)路濾凈脈動(dòng)直流中的漣波，而獲得比較純凈的直流輸出。基本的濾波器，是由一個(gè)電容器和一個(gè)電感器構(gòu)成，稱為L型濾波。所有各型的濾波器，都是集合L型單節(jié)濾波器而成。基本單節(jié)式濾波器由一個(gè)串聯(lián)臂及一個(gè)并聯(lián)臂所組成，串聯(lián)臂為電感器，并聯(lián)臂為電容器。在電源及聲頻電路中之濾波器，通用者為L型及π型兩種。

　　4結(jié)束語

　　在實(shí)際工作中，要解決電磁兼容問題，必須從分析、排查電磁干擾人手。只有不斷地研究和掌握自然與非自然的電磁干擾基本原理，運(yùn)用先進(jìn)的監(jiān)測設(shè)備和科學(xué)的測量方法。才能有效地做好電磁兼容工作。