电磁干扰抑制技术概述EMI.doc

### 电磁干扰抑制技术概述 #### 一、电磁干扰（EMI）及其影响 电磁干扰（Electromagnetic Interference, EMI），虽然这个词对许多人来说可能还不熟悉，但它的影响却是我们日常生活中经常遇到的。比如，当你看电视时，附近有人使用电钻或者电吹风等电器，电视画面上可能会出现雪花点，扬声器中可能会发出刺耳的噪音。这些看似常见的现象实际上是EMI影响的结果。然而，EMI的影响远远不止于此。它可能导致民航系统的失效、通信不畅、计算机运行错误、自控设备误动作等问题，甚至威胁到人身安全。 #### 二、电磁兼容性（EMC）的重要性 电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility, EMC）指的是电子线路、系统相互不影响，在电磁方面相互兼容的状态。随着电子产品的广泛应用和技术的发展，EMC已经成为一个非常重要的领域。国外从上世纪三十年代就开始研究EMC技术，美国联邦通信委员会（FCC）、德国电气电子工程师协会（VDE）、国际无线电干扰特别委员会（CISPR）等机构相继制定了指导性文件和规程，形成了较完善的体系。相比之下，我国的EMC工作起步较晚，相关标准自八十年代才陆续出台，且在应用方面存在技术和经验上的不足。 #### 三、电磁干扰的基本原理 电磁干扰的定义是指由外部噪声和无用电磁波在接收中所造成的骚扰。一个系统或系统内某一线路受电磁干扰的程度可以表示为以下公式： \[ N = G \times C / I \] 其中： - \( N \)：受干扰程度； - \( G \)：噪声源强度； - \( C \)：噪声通过某种途径传到受干扰处的耦合因素； - \( I \)：受干扰电路的敏感程度。 \( G \)、\( C \)、\( I \) 构成了电磁干扰的三个基本要素。电磁干扰抑制技术围绕这三个要素展开，主要包括三个方面：抑制电磁干扰源、切断电磁干扰耦合途径、降低电磁敏感装置的敏感性。 #### 四、抑制干扰源 要抑制干扰源，首先需要确定干扰源的位置。一般来说，电流电压变化较大的地方（即di/dt或du/dt大的地方）往往是干扰源，例如继电器开合、电容充电、电机运转、集成电路开关工作等。此外，市电电源本身也可能含有各种频率的噪声，因此也是一个重要的干扰源。为了抑制这些干扰源，可以采用低噪声电路、瞬态抑制电路、旋转装置抑制电路、稳压电路等技术手段。同时，在选择电子元件时，应优先考虑低噪声、高频特性好、稳定性高的元件。需要注意的是，不恰当的器件选择可能会引入新的干扰源。 #### 五、切断电磁干扰耦合途径 电磁干扰耦合途径主要有传导和辐射两种方式。对于传导干扰，最常见的抑制措施是使用滤波器。滤波器根据信号与噪声的频率差异，可以分为低通滤波器（LPF）、高通滤波器（HPF）、带通滤波器（BPF）和带阻滤波器（BEF）。如果噪声频率远高于信号频率，通常采用LC低通滤波器，这种滤波器结构简单且滤除噪声的效果较好。而对于更高要求的应用场景，如军用或TEMPEST技术，则需要使用穿心式滤波器（Feed-thru Filters）。 穿心式滤波器具有优良的高频特性，可应用于1GHz以上的频率范围。这种滤波器的特点在于体积小、重量轻、允许电流大，适用于多种应用场景。此外，对于通过供电电源线传导的噪声，可以使用电源滤波器来滤除。符合VDE0871标准的电源滤波器在30kHz至30MHz范围内具有20-100dB的插入损耗。电源滤波器不仅可以在电网输入处使用，也可以在噪声源电路的输出处使用，以抑制噪声的输出。 #### 六、降低电磁敏感装置的敏感性 除了抑制干扰源和切断耦合途径之外，还可以通过提高电磁敏感装置自身的抗干扰能力来降低其对EMI的敏感度。这包括但不限于改进电路设计、优化布线方式、采用屏蔽材料等方法。例如，在设计电路时，应注意信号线与电源线尽量分开布置，对于关键线路可以采用损耗线滤波器、三端子电容、磁环等器件进行保护。 #### 七、结论 随着电子技术的不断发展，电磁干扰问题日益凸显，对其抑制技术的需求也越来越大。通过了解EMI的基本原理、掌握有效的抑制技术，可以显著提高电子产品的可靠性和性能。在未来，随着更多新技术的应用和发展，电磁兼容性（EMC）的设计和研究将会变得更加重要。