电磁兼容（EMC）基础知识

配图 By 网友小野智本文思维导图：

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EMC（Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容）是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中，不会因为周边的电磁环境而导致性能降低、功能丧失或损坏，也不会在周边环境中产生过量的电磁能量，以致影响周边设备的正常工作。

EMI（Electro Magnetic Interference，电磁干扰）：自身产生的电磁干扰不能超过一定的限值。

EMS（Electro Magnetic Susceptibility，电磁抗扰度）：自身承受的电磁干扰在一定的范围内。

电磁环境：同种类的产品，不同的环境就有着不同的标准。

需要说明的是，以上都基于一个前提：一定环境里，设备或系统都在正常运行下。

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电磁干扰的产生原因：电压/电流的变化中不必要的部分。

电磁干扰的耦合途径有两种：导线传导和空间辐射。

导线传导干扰原因是电流总是走“最小阻抗”路径。以屏蔽线为例，低频（f<1kHz）时，导线的电阻起到主要作用，大部分电流从导线的铜线中流过；高频（f>10kHz）时，环路屏蔽层的感抗小于导线的阻抗，因此信号电流从屏蔽层上流过。

干扰电流在导线上传输有两种方式：共模和差模。

一般有用的信号为差模信号，因此共模电流只有转变为差模电流才能对有用信号产生干扰。阻抗平衡防止共模电流向差模转变，可以通过多点接地用来降低地线公共阻抗，减小共地线阻抗干扰。

空间辐射干扰分近场和远场。

近场又称为感应场，与场源的性质密切相关。

当场源为高电压小电流时，主要表现为电场；

当场源为低电压大电流时，主要表现为磁场。

无论是电场还是磁场，当距离大于λ/2π时都变成了远场。

远场又称为辐射场。远场属于平面波，容易分析和测量，而近场存在电场和磁场的相互转换问题，比较复杂。

这里面有问题的是如果导线变成天线，有时候就分不清是传导干扰还是辐射干扰？

低频带下特别是30 MHz以下的主要是传导干扰。或者可以估算当设备和导线的长度比波长短时，主要问题是传导干扰，当它们的尺寸比波长长时，主要问题是辐射干扰。

干扰信号以平面电磁波形式向外辐射电磁场能量，再以泄漏和耦合形式，通过绝缘支撑物等（包括空气）为媒介，经公共阻抗的耦合进入被干扰的线路、设备或系统。

举例：900MHz，平面波的转折点在50 mm

电磁波辐射有两个必要条件：变化的电压/电流和辐射天线。两者缺一，都不会产生大量的辐射干扰。

有些资料会给出瞬态干扰的概念，顾名思义：时间很短但幅度较大的电磁干扰。瞬态干扰一般指各类电快速脉冲瞬变（EFT）、各类浪涌（SURGE）、静电放电（ESD）等三种。

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重点：消除其中任何一个因素就可以满足电磁兼容设计的要求。

切断耦合途径是最有效的电磁兼容处理措施。

了解下传播路径：

电磁干扰可以通过电源线、信号线、地线、大地等途径传播的传导干扰，也有通过空间直接传播的空间辐射干扰。这些干扰或者噪声并不是独立存在的，在传播过程中又会出现新的复杂噪声，这种问题叠加问题才是解决问题的难点。

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近场区，波阻抗与辐射源的位置、阻抗、频率及辐射源周围的介质有关；远场区，波阻抗等于电磁波传播介质的特性阻抗；在真空中，波阻抗为377Ω。

由377Ω想到自由空间的特性阻抗：

有个基础概念需要讲一讲：dB