電路的EMC分析

　　電磁干產(chǎn)生于干擾源，它是一種來自外部的、并有損于有用信號的電磁現(xiàn)象。由電磁干擾源發(fā)生的電磁能，經(jīng)某種傳播途徑傳輸至敏感設備，敏感設備又對此表現(xiàn)出某種形式的“響應”，并產(chǎn)生干擾的“效果”，該作用過程及其結果，稱為電磁干擾效應。在人們的生活中，電磁干擾效應普遍存在，形式各異。如果干擾效應十分嚴重，設備或系統(tǒng)失靈，導致嚴重故障或事故，這被稱為電磁兼容性故障。顯而易見，電磁干擾已是現(xiàn)代電子技術發(fā)展道路上必須逾越的巨大障礙。為了保障電子系統(tǒng)或設備的正常工作，必須研究電磁干擾，分析預測干擾，限制人為干擾強度，研究抑制干擾的有效技術手段，提高抗干擾能力，并對電磁環(huán)境進行合理化設計。

　　現(xiàn)代的電子產(chǎn)品，功能越來越強大，電子線路也越來越復雜，電磁干擾（EMI）和電磁兼容性問題變成了主要問題。先進的計算機輔助設計（CAD）在電子線路設計方面，很大程度地拓寬了電路設計的能力，但對于電磁兼容設計的幫助卻很有限。

　　目前，全球各地區(qū)基本都設置了EMC相應的市場準入認證，用以保護本地區(qū)的電磁環(huán)境和本土產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢。如：北美的FCC、NEBC認證、歐盟的CE認證、日本的VCCEI認證、澳洲的C- TICK認證、臺灣地區(qū)的BSMI認證、中國的3C認證等都是進入這些市場的“通行證”。

　　1 電磁兼容問題

　　電磁兼容設計實際上就是針對電子產(chǎn)品中產(chǎn)生的電磁干擾進行優(yōu)化設計，使之成為符合各國或地區(qū)電磁兼容性標準的產(chǎn)品。EMC的定義是：在同一電磁環(huán)境中，設備能夠不因為其他設備的干擾影響正常工作，同時也不對其他設備產(chǎn)生影響工作的干擾。

　　一般電子線路都是由電阻器、電容器、電感器、變壓器、有源器件和導線組成的。當電路中有電壓存在時，在所有帶電的元器件周圍都會產(chǎn)生電場，當電路中有電流流過時，在所有載流體的周圍都存在磁場。

　　電容器是電場最集中的元件。流過電容器的電流是位移電流。這個位移電流是由于電容器的兩個極板帶電，并在兩個極板之間產(chǎn)生電場，通過電場感應，兩個極板會產(chǎn)生充放電，形成位移電流。實際上電容器回路中的電流并沒有真正流過電容器，而只是對電容器進行充放電。當電容器的兩個極板張開時，可以把兩個極板看成是一組電場輻射天線，此時在兩個極板之間的電路都會對極板之間的電場產(chǎn)生感應。在兩極板之間的電路不管是閉路，或者是開路，當電場方向不斷改變時，在與電場方向一致的導體中都會產(chǎn)生位移電流。

　　電場強度的定義是電位梯度，即兩點之間的電位差與距離之比。一根數(shù)米長的導線，當其流過數(shù)安培的電流時，其兩端電壓最多也只有零點幾伏，即幾十毫伏／米的電場強度，就可以在導體內(nèi)產(chǎn)生數(shù)安培的電流?？梢姡妶鲎饔眯Яχ?，其干擾能力之強。

　　電感器和變壓器是磁場最集中的元件，流過變壓器次級線圈的電流是感應電流。這個感應電流是因為變壓器初級線圈中有電流流過時，產(chǎn)生磁感應而產(chǎn)生的。在電感器和變壓器周邊的電路，都可看成是一個變壓器的感應線圈。當電感器和變壓器漏感產(chǎn)生的磁力線穿過某電路時，此電路作為變壓器的“次級線圈”就會產(chǎn)生感應電流。兩個相鄰回路的電路，也同樣可以把其中的一個回路看成是變壓器的“初級線圈”，而另一個回路可以看成是變壓器的“次級線圈”，因此兩個相鄰回路同樣產(chǎn)生電磁感應，即互相產(chǎn)生干擾。

　　在電子線路中只要有電場或磁場存在，就會產(chǎn)生電磁干擾。在高速PCB及系統(tǒng)設計中，高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。