原创 电磁干扰形成的三要素

①电磁骚扰源，②耦合途径或传播通道，③敏感设备。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

电磁骚扰的传播途径

电磁骚扰的传播途径包括传导耦合和辐射耦合。

传导耦合必须在骚扰源和敏感设之间有完整的电路连接。这个传输电路可包括导线、设备的导电部件、供电电源、公共阻抗、接地平面、电阻、电感、电容、和互感元件等。

辐射耦合是通过介质以辐射电磁波形式传播，骚扰能量按电磁波的规律向周围空间发射，常见的辐射耦合有三种：①骚扰源天线发射的电磁波被敏感设备天线意外接收，称为天线对天线耦合；②空间电磁场经导线感应而耦合，称为场对线的耦合；③两根平行导线之间的高频信号感应，称为线对线感应耦合。

传导耦合包括互传导耦合和导线间的感性与容性耦合。辐射耦合包括近场耦合和远场耦合。

电磁骚扰敏感设备

一般将端口分为以下5类：

①外壳端口；②交流电源端口；③直流电源端口；④控制线/信号线端口；⑤接地端口，即系统和地或参考地之间的连接。

根据形成电磁干扰三要素可知，要实现产品的电磁兼容，须从三个方面着手：抑制电磁骚扰源；切断电磁骚扰耦合途径；提高电磁敏感设备的抗干扰能力。

电磁骚扰（EMI）定义

电磁骚扰由寄生的、无用的传导和/或辐射的电信号组成，可能造成系统或设备的性能发生不允许的降级。

在时域内，电磁骚扰可以是瞬变的、脉冲的或稳态的。在频域内，电磁骚扰所包含的频率分量范围可从50Hz的低频直到微波波段；电磁骚扰信号可以是窄带或宽带的，相参或非相参的。电磁骚扰可分为人为的或自然的。

电磁骚扰源分类

电磁骚扰源大致可分为自然骚扰源和人为骚扰源。

电磁骚扰源还可分为宽带或窄带骚扰。宽带骚扰可以进一步分为相参或非相参的。

宽带电磁骚扰：传导与辐射的电磁信号，其振幅随频率变化（频谱密度函数）的频率范围大于指定感受器的带宽。在宽带噪声环境中，感受器的响应对相参噪声信号而言与其频率带宽成比例，对非相参噪声信号而言与其频率带宽的平方根成比例。宽带信号的频谱密度振幅函数，除了是频率的函数外，还要用指定的带宽来表示。宽带噪声可定义成一个函数，其频谱密度在感兴趣的频率范围内是频率的连续函数。

窄带电磁骚扰：其振幅随频率变化（频谱密度函数）的频率范围窄于指定感受器的带宽。在窄带噪声环境中，一旦感受器的带宽大于噪声信号的频率范围时，感受器的响应就与其带宽无关。窄带噪声可用数学来定义时，其频谱密度在感兴趣的频率范围内作为频率函数的一根谱线。

电磁噪声的频谱

电磁噪声的频谱非常宽。

我们不必要去研究每一条谱线及其相位，甚至对其包络的变化细节也不必过分地关心。一般只需注意包络顶端连线的变化规律，就能对不同时域波形相应的频域特性有个大体的了解。这种了解对于理解电磁噪声的传播以及电磁兼容测量已是够了。

电磁骚扰的幅度（电平）

骚扰幅度可表现为多种形式，除了用不同型号的幅度分布（即概率，它是确定的幅度值出现次数的百分率）表示外，还可用正弦的（具有确定的幅度分布）或“随机的”概念来说明骚扰性质。

电磁骚扰的波形

电气骚扰有各种不同的波形，如矩形波、三角波、余弦形波、高斯形波等等。由于波形是决定带宽的重要因素，设计人员应很好地控制波形。为了保持定时准确度或保证某种形式的准确动作，有时需要上升很陡的波形。然而，上升斜率越陡，所占的带宽就越宽。

各种波形占用带宽由宽到窄的排列为：

矩形波－锯齿波－梯形波－三角波－余弦形波－高斯形波。

由此可见，使干扰减小到最小的方法之一，是在可靠工作的情况下使设计的脉冲波形，具有尽可能慢的上升时间。通常脉冲下的面积决定了频谱中的低频含量，而其高频成份与脉冲沿的陡度有关。在所有脉冲中，高斯脉冲占有频谱最窄。

电磁骚扰的出现率

骚扰信号在时间轴上出现的规律称为出现率。按出现率把电函数分为周期性、非周期和随机的三种类型来考虑。周期性函数是指在确定的时间间隔（称之为周期）内能重复出现；非周期性函数则是不重复的，即是没有周期，但出现是确定的，而且是可以预测的。随机函数则是以不能预测的方式变化的电函数，它的表现特性是没有规律的。随机函数的定义允许限定其幅度或频率成份，但要防止用时间函数来分析、描述它。

通常，干扰问题中遇到的周期电压和电流是功能性的，它们的产生是为了特定的目的，如50Hz电源及其谐波或遥测信号。许多非周期性电压和电流也是用于特定目的，如指令脉冲。然而随机电压电流则是无用副产品，或是自然产生的，如热噪声。