- 電磁兼容(EMC)設計與測試
- 尚開明編著
- 1384字
- 2018-12-30 16:25:54
1.3.1 電磁干擾源
電磁干擾源一般的定義為:任何可能引起裝置、設備、系統性能降低或對有生命物質或無生命物質產生損害的電磁現象。電磁干擾可以是電磁噪聲、無用信號,也可以是傳輸媒介自身的變化。
電磁干擾源種類繁多,可按不同的方法進行分類。按照設備的干擾來源可分為自然干擾源和人為干擾源。
1.自然干擾源
自然干擾源包括以下幾類。
(1)大氣噪聲干擾:如雷電產生的火花放電屬于脈沖寬帶干擾,覆蓋從數赫茲到100MHz以上,傳播的距離相當遠,對設備的危害比較大。
(2)太陽噪聲干擾:指太陽黑子的輻射噪聲。在太陽黑子活動期,黑子爆發,可產生比平穩期高數千倍的強烈噪聲,致使通信系統癱瘓。
(3)宇宙噪聲:指來自銀河系的噪聲,如星體的碰撞產生的輻射等。
(4)靜電放電:人體、設備上所積累的靜電電壓高達幾萬伏到幾十萬伏,常以電暈或火花方式泄放,稱為靜電放電。靜電放電產生強大的瞬間電流和電磁脈沖,會導致靜電敏感器件損壞。靜電放電屬于脈沖寬帶干擾,頻譜成分中既有低頻成分,又有高頻成分。
自然干擾源示意圖如圖1.10所示。

圖1.10 自然干擾源示意圖
2.人為干擾源
人為干擾源指由電氣電子設備和其他人工裝置產生的電磁干擾。這里所說的人為干擾源都是指無意識的干擾,是指人們不愿意產生的干擾,干擾會使電磁環境惡化,影響環境中其他設備的正常工作。在電磁干擾中,人為干擾源占有相當大的部分,人為干擾源存在于人們的日常生活和工作中。人為干擾源的范圍很廣,所有電子電氣設備都是人為干擾源。
任何電子電氣設備都可能產生人為干擾,如圖1.11所示是一些常見的人為干擾源。

圖1.11 人為干擾源示意圖
(1)無線電發射設備:包括移動通信系統、廣播、電視、雷達、導航及無線電通信系統,如微波、衛星通信等。一般發射功率很大,信號強度也很大,產生功能性干擾、諧波及因信號加密而發射的無用信號干擾。
(2)工業、科學、醫療設備:如感應加熱設備、高頻電焊機、X光機、高頻理療設備等,強大的輸出功率對空間產生很強的輻射干擾,產生的大量諧波干擾通過工頻電網干擾線路上的其他設備,可能致使其他系統出現故障而無法使用。
(3)電力設備:包括伺服電動機、繼電器、電梯等設備通/斷產生的電流劇變及伴隨的電火花,電力系統中的非線性負載(如電動機、氬弧焊等)、不間斷電源(UPS)等同態電源轉換設備產生大量諧波涌入電網成為干擾源,還包括日光燈等照明設備產生的輝光放電噪聲干擾、CRT顯示器顯像管產生的高頻干擾。
(4)汽車、內燃機點火系統:汽車點火系統產生寬帶干擾,從幾百千赫茲到幾百兆赫茲,干擾強度均比較大。
(5)電網干擾:指由50Hz交流電網強大的電磁場和大地漏電流產生的干擾,以及高壓輸電線的電暈和絕緣斷裂等接觸不良產生的微弧和受污染導體表面的電火花。
(6)高速數字電子設備:包括計算機及其相關設備。
上述電磁干擾源就產生的機理而言,有放電噪聲(雷電、靜電放電、輝光放電等)、接觸噪聲、電路的過渡現象、電磁波反射現象等。
電磁干擾源按照傳輸途徑可以分為傳導干擾和輻射干擾,如圖1.12所示。傳導干擾分為共模干擾和差模干擾,輻射干擾分為近場干擾和遠場干擾,近場干擾又分為電場耦合和磁場耦合。

圖1.12 按照干擾傳輸途徑分類
電磁干擾的傳輸路徑原理如圖1.13所示,有通過電源線、信號線、地線、大地等途徑傳播的傳導干擾,也有通過空間直接傳播的空間輻射干擾。

圖1.13 電磁干擾傳輸路徑原理
這些噪聲并不是獨立存在的,在傳播過程中又會出現新的復雜噪聲。