电磁兼容

定义

一部接收机（装置，设备，系统）能在电磁环境中正常工作，且不对该环境中其它设备和系统产生不能承受的电磁干扰。

电磁兼容性

1. 不对其它系统产生干扰
2. 对其它系统的辐射不敏感
3. 不对自身产生干扰 电磁干扰三要素： 干扰源，耦合途径，受扰设备

电磁兼容的两个方面：

• EMI 电磁干扰：发射量有一个上限值{低频超标：往往由差模形成， 高频超标：往往由共模形成}
• EMS 电磁敏感性：静电放电的测量 EMC = EMI + EMS 耦合：设备或电路之间的“电磁”联系，包括把电磁能量从一个设备（电路）传到另一个设备（电路）的含义。 电磁干扰耦合途径：

1. 传导性耦合：通过导体或传输线的引导来传输
2. 辐射性耦合：通过空间方式来传输

电路性耦合

电容性耦合、电感性耦合、低频耦合、高频线间耦合 电路性耦合传导的基本原理：电路性传导耦合即共阻抗耦合，当两个电路回路的电流流经一个公共阻抗时，就会产生共阻抗耦合。

1. 电路性传导耦合往往由导线（车体设计时视为0阻抗，而考虑射频EMI时，却存在阻抗，更为隐蔽就更值得注意）本身的阻抗所引起。
2. 电路性传导耦合的量级可依据基尔霍夫定律对电路分析获得。
3. 电路直接相关

低频线间耦合——电容性耦合

除了共阻抗所产生的电路耦合之外，由于相邻电路导线中的电容、互感等也会构成另外一类传导性的耦合途径。分为两种情况：

• 频率较低时，线长<<λ时，传输线视为满足集总参数的方法。即：分别谈论其电容耦合与电感耦合。
• 频率较高时，采用分布参数理论来分布传输线的干扰耦合。

电场耦合

若其中一个导体上的电荷变化 → 电场的分布变化 → 其它导体上（电流）变化。 这种联系叫做电场耦合

电容性耦合

所谓电容性耦合就是分析由于导线间电容形成的电路性耦合。 实质是电场的耦合，减小措施：

1. 减小源的频率
2. 增大回路阻抗
3. 增大自身电容（离地面更近）
4. 减小线间电容C₁₂（增大线间距） 为了减小电路间的电容性耦合，最有效的办法就是减小线间电容，具体措施就是增大线间距，这一类在高低电平或强弱设备互连线的设计中应特别注意。

低频线间耦合——电感性耦合

电感性耦合的本质是磁场耦合（存在一定回路），减少措施：

1. 降低源频率
2. 增大回路距离
3. 最好是切断回路（不可实现），只可减小回路面积（离地面更近） 2、3 都是改变回路互感 法拉第电磁感应现象：如果在磁场中有一个由导线构成的闭合回路l，则当穿过由l限定的曲面S的磁通发生变化时，回路中就产生感应电动势，从而引起感应电流。

电容性耦合：是利用分压关系获得耦合至负载两端的干扰电压，属于并联关系。 电感性耦合：是利用互感现象耦合至回路中的干扰电压，此耦合电压串至敏感电路，故而最终对负载造成的影响与敏感回路的阻抗特性相关。

差模电流和共模电流

差模电流：在信号通道与返回通道上大小相等，方向相反 共模电流：在信号通道与返回通道中大小、方向均相等，往往与大地构成共模回路。

差模电流与差模辐射

差模信号主要携带数据或有用信号或工作电流。其信号的典型特征即大小相等，方向相反。 a、传导性耦合：两部分电流产生的电场相反，当位置适当时，其产生的电场相互抵消，干扰场小。 b、辐射发射：两部分电流所不能抵消的场即是差模电磁干扰。以自由空间中的电流环形天线来模拟差模回路所产生的辐射。 减小回路面积可以大大减小电路辐射场。 具体的，对于传输电缆，此问题并不是很突出，但对于印制板设计中，必须对布线设计、设置电源与负载位置进行合理设计，以减小回路面积。

共模电流

产生原因：

1. 两条信号传输通道不平行而造成的差模信号不是精确的地反相，电流不能完全抵消，则形成共模电流。
2. 由于分布电容等分布参数的存在而造成非预期传输。 特点：幅值小于差模电流，但由于共模发射回路面积大，频率高而辐射量级强；且此种类形成干扰更难抑制。

无论是对差模干扰还是共模干扰，其设计阶段的抑源基本原则就是设法减小回路面积；对于线-场耦合具有相同结论。

接地技术

接地：指电路或系统与“地”之间建立的低阻抗通路，其中一点通常是系统的一个电路，而另一点则是称之为“地”的参考点。 接地目的：

1. 提供安区地， 防止在设备机壳上由于各种原因造成的电荷积累。电压上升而造成的人身安全事故或引起的静电放电（火花放电）而打坏设备中的器件（尤其对于LC）。
2. 提供基准电位（信号地）， 指为设备或系统内部各种电路设置基准点位点，是线路电压的参考点。
3. 提供低阻抗通路（泄放地）， 切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。 地平面的要求： 一个好的接地系统，其上的电位：与线路中任何功能部分的电位相比较，都可以忽略不计。

• 接地平面是零电位：可作为系统中各电路任何位置所有电信号的公共电位参考点； 或地电位稳定，波动小
• 接地平面的自身阻抗小：接地平面要有足够的长度、宽度、厚度，一般用铜板或者铜网等组成。
• 作为“终极地”的地容量足够大 接地不良可能使得：

1. 传导耦合干扰加剧
2. 降低屏蔽效果
3. 降低滤波效果 EMC设计三大方面： 【屏蔽、滤波、接地】

信号线的接地方式

公用地线串联一点接地（串联形）

• 优点：不存在地环路，不易受到磁场干扰，结构简单，敷设容易，应用广。
• 缺点：公共阻抗影响大。
• 运用范围：低频，同电平。

独立地线并联一点接地（分支）

• 优点：不存在环形电路，不易受外界磁场干扰而产生地回路电流；某一地线受损，不影响其它电路；无公共阻抗耦合。
• 缺点：地线可能过长，材料多，由于线间可能平行布置，易产生电容性耦合与电感性耦合。

独立地线并联一点接地（格栅）

• 优点：由于地线系统本身呈格栅形状，因而各单元电路或单元设备与地线网连接比较方便；若地线网中有个别地线断裂或脱焊对工作影响不大，可靠性高。
• 缺点：存在地环路且环路很多，易受外界磁场干扰。

多点接地

系统接地法 — “四套法”电路接地系统

1. 敏感设备地
2. 不敏感信号地及大信号地（如末级放大器、大功率电路），工作电流较大，地电流可造成较大的地电位波动。因此，为防止它对其它电路产生干扰而独立接地。
3. 干扰源地。（电动机，继电器，接触器）工作是产生火花或冲击电流，对电路产生严重干扰；除采用屏蔽隔离技术外，地线必须和电子电路分开。
4. 机壳安全保护地。或称“金属件地线”。（若不采取绝缘隔离可能造成机壳耦合电流串扰至电路而产生干扰。）

地回路干扰产生的原因

1. 由电路性耦合引起的接地电流
2. 由电容耦合形成的地电流
3. 由电磁耦合形成的地电流 当存在地线回路（环路）或封闭壳体，易受到磁场耦合，而产生ε从而产生接地电流。
4. 由接地体的天线效应而形成的地电流。
5. 接地体的以外的其它导体，接收到场，感应为共模干扰的部分便形成地电流。