高速設計基本概念答疑

問： 什么是EMI?與EMS及EMC有何區別?

答： 在電氣干擾領域有許多英文縮寫。這里所提EMI(Electro Magnetic Interference)直譯是電磁干擾。這是合成詞，我們應該分別考慮“電磁”和“干擾”。

所謂“干擾”，指設備受到干擾后性能降低以及對設備產生干擾的干擾源這二層意思。第一層意思如雷電使收音機產生雜音，摩托車在附近行駛后電視畫面出現雪花，拿起電話后聽到無線電聲音等，這些可以簡稱其為與“BC I”“TV I”“Tel I”，這些縮寫中都有相同的“I”(干擾)(BC：廣播)

那么EMI標準和EMI檢測是EMI的哪部分呢?理所當然是第二層含義，即干擾源，也包括受到干擾之前的電磁能量。

其次是“電磁”。電荷如果靜止，稱為靜電。當不同的電位向一致移動時，便發生了靜電放電，產生電流，電流周圍產生磁場。如果電流的方向和大小持續不斷變化就產生了電磁波。

電以各種狀態存在，我們把這些所有狀態統稱為電磁。所以EMI標準和EMI檢測是確定所處理的電的狀態，決定如何檢測，如何評價。

與EMS和EMC的區別在哪里?

EMS(Electro Magnetic Susceptibility)直譯是“電磁敏感度”。其意是指由于電磁能量造成性能下降的容易程度。為通俗易懂，我們將電子設備比喻為人，將電磁能量比做感冒病毒，敏感度就是是否易患感冒。如果不易患感冒，說明免疫力強，也就是英語單詞Immunity，即抗電磁干擾性強。

EMC(Electro Magnetic Compatibility)直譯是“電磁兼容性”。意指設備所產生的電磁能量既不對其它設備產生干擾，也不受其他設備的電磁能量干擾的能力。

EMC這個術語有其非常廣的含義。如同盲人摸象，你摸到的與實際還有很大區別。特別是與設計意圖相反的電磁現象，都應看成是EMC問題。

電磁能量的檢測、抗電磁干擾性試驗、檢測結果的統計處理、電磁能量輻射抑制技術、雷電和地磁等自然電磁現象、電場磁場對人體的影響、電場強度的國際標準、電磁能量的傳輸途徑、相關標準及限制等均包含在EMC之內。

問：最近出現很多帶有干擾這個名詞的東西，請問什么是干擾?

答：最近“干擾”的概念使用越來越廣泛，與必須存在的東西相對應，一切不希望有的東西都可稱做“干擾”。

具體到“電磁干擾”，可以按照下面所列七類進行劃分：

按照發生源劃分

按照傳播路徑劃分

按照輻射干擾的產生原因劃分

按照不同設備的工作原理劃分

按照發生的頻率劃分

按照頻率范圍劃分

不同的交流電源

而且可以在每一類中進一步分類。根據發生源可將干擾細分如圖1～圖4。

圖1 電磁干擾源類別

圖2自然干擾源類別

圖3人為干擾源類別

圖4 內部干擾源類別

從受干擾方面來看，外來噪聲是外界干擾，內部噪聲是機內噪聲。

除此之外，噪聲按傳遞途徑分類如圖5所示。

圖5 按照干擾傳輸路徑分類

干擾傳播的途徑如圖6所示。有通過電源線、信號線、地線、大地等途徑傳播的“傳導干擾”，也有通過空間直接傳播的“空間干擾”。

這些噪聲并不獨立存在，在傳播過程中又會出現新的復雜噪聲。

圖6 干擾傳播路徑

造成數字電路工作不正常的干擾可分為：①電源干擾，②反射，③振鈴(LC共振)：上沖、下沖，④狀態翻轉干擾，⑤串擾干擾(相互干擾、串音)，⑥直流電壓跌落。

造成開關電源質量下降的干擾分為：①出現在輸出入端子上的干擾(電流交流聲，尖峰脈沖噪聲，回流噪聲);②影響內部工作的干擾(開關干擾，振蕩，再生噪聲)。

按發生的頻率分為：突發干擾，脈沖干擾，周期性干擾，瞬時干擾，隨機干擾，跳動干擾。

造成交流電源質量下降的干擾分為：高次諧波干擾，保護繼電器，開關的震顫干擾，雷電涌，尖峰脈沖干擾，噴射環電弧，瞬時浪涌。

將來可能會將下面這些項目歸入到交流干擾內：瞬時停電，瞬時下降，頻率變化，電壓變化，高次諧波失真。

另外還干擾按頻率分為：低頻干擾，高頻干擾。

如上所述，干擾可以分成很多類別，這些干擾既產生于電氣電子設備，又干擾電氣電子設備，造成設備的故障和停用，帶來經濟和人員傷害。為了使各種設備能夠互不干擾，正常工作，應運而生了EMC技術。

簡而言之，EMC是“不發干擾，不受干擾”。現在國內外都在研究開發EMC技術，并應用于電氣電子設備的制造中。

問： 什么是共模干擾和差模干擾?為什么有二種?

答： 從干擾源發出的干擾泄漏到外部的途徑、或者是干擾侵入到受干擾的設備中的途徑，有電壓、電流通過電源線或信號線的傳導傳輸和靠電磁波在空間輻射傳輸二種途徑。