EMC电磁兼容知识介绍

EMC电磁兼容知识介绍

1．什么叫电磁兼容性（EMC）？

随着科学技术的发展，越来越多的电气和电子设备进入了社会各领域，它推动了社会的进步。但不容忽视的是，伴随电气和电子设备应用而产生的电磁骚扰问题，悄悄地给人们带来了无穷的烦恼。这种干扰问题往往是通常人们不易觉察的，比如，一台计算机运行到某一点时突然死机了，人们总是认为这是软件质量问题或者是病毒，而不会考虑到电磁兼容性。

电磁兼容性(ElectroMagnetic Compatibility缩写EMC)，就是指某电子设备既不对其他设备产生电磁干扰，同时也能承受和抵抗来自其它设备的电磁干扰的特性；前者叫EMI特性，后者叫EMS特性。也就是说，符合电磁兼容性的不同电子设备可以在一起正常工作，它们是相互兼容的。电磁兼容性和安全性一样，是产品质量最重要的指标之一。安全性涉及人身和财产，电磁兼容性涉及人身、财产和环境保护。

电磁骚扰问题使人们对它这样“不易觉察”，主要原因是这种骚扰的途径是通过空间无形的辐射和电源线、信号线的传导造成的。电磁骚扰问题非常普遍，只是程度不同。实际上，凡是有电、有开关的设备，不管电压高低，都会产生电磁干扰。用220伏交流电源供电的设备固然会有电磁干扰，就是用1.5伏电池进行工作的儿童玩具也有电磁干扰。

2．人们日常生活中出现的常见EMC问题。

我们经常会遇到这样的情况，当我们收听广播或收看电视时，如果附近有人使用电吹风、吸尘器等，就会使声音出现噪音，图象出现雪花干扰，这就是产品的电磁兼容性有问题；当我们使用计算机时，通过电缆与其他设备热插拔连接，之后出现鼠标不能拖动，光标无法移动，计算机出现死机的情况，这里很重要的原因之一是电磁兼容性问题；当计算机通过通讯电缆控制其他机器设备时，程序运行到某一点时计算机总是死机，这也可能是电磁兼容性问题，强电磁干扰脉冲使计算机的运行脱离了原来的程序轨道跑飞了，这种情况如果出现在网络里，可能破坏数据库或使网络瘫痪，造成重大灾难和经济损失；正在飞行的飞机上如果有乘客违规使用强干扰信号的电子设备，很有可能导致飞机的坠毁；在单片机控制系统的设计中如果出现电磁兼容性问题，那么既是软件编制正确，也难以使系统调试成功。这些例子说明，我们生活的空间确实存在一种污染——电磁污染。这些电磁干扰在不易察觉的情况下干扰人们的正常工作。

3．国外EMC发展概况。

国际电工委员会早在1934年就成立了“无线电干扰特别委员会”简称CISPR（法文缩写），专门研究无线电干扰问题，当初只有比利时、法国、荷兰和英国等少数国家参加该委员会。经过几十年的发展，人们逐渐认识了电磁兼容的重要性，1989年欧洲共同体率先颁发了89/336/EEC指令，明确规定所有电子、电器产品，自1996年1月1日起必须经过EMC认证，否则禁止在欧共体市场销售。世界各国产生较大反响，我国输往欧盟的产品也受到很大影响。

早在一九三四年国际电工委员会就成立了无线电干扰特别委员会简称CISPR，专门研究无线电干扰问题，制定有关标准，旨在保护广播接收效果。当初只有少数国家参加该委员会，如比利时、法国、荷兰和英国等。经过多年的发展人们对电磁兼容的认识发生了深刻的变化，1989年欧洲共同体委员会颁发了89/336/EEC指令，明确规定，自1996年1月1日起，所有电子、电器产品须经过EMC性能的认证，否则将禁止其在欧共体市埸销售。此举在世界范围内引起较大反响，EMC已成为影响国际贸易的一项重要指标。随着技术的发展CISPR工作范围也由当初保护广播接收业务扩展到涉及保护无线电接收的所有业务。国际电工委员会IEC有两个专们从事电磁兼容标准化工作的技术委员会：一个就是CISPR成立于

1934年；另一个是电磁兼容委员会TC77，成立于1981年。CISPR最初关心的主要是广播接收频段的无线电骚扰问题，之后在EMC标准化工作方面进行了不懈的努力，CISPR共有七个分技术委员会其中A分会涉及无线电骚扰和抗扰度测量设备及测量方法；B分会涉及工业、科学、医疗射频设备的EMC；C分会涉及架空电力线路和高压设备的EMC；D分会涉及车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置的EMC；E分会涉及收音机和电视接收机及有关设备的EMC；F分会涉及家用电器、电动工具及荧光灯和照明装置的EMC；G分会涉及信息技术设备的EMC问题。CISPR已基本上将通常的工业和民用产品的EMC考虑在其标准中。CISPR还起草了通用射频骚扰限额值国际标准草案，这样，对那些新开发的以及暂时还不能与现有CISPR产品标准相对应的产品，可以用射频骚扰限额值来加以限制。几年前CISPR将其工作频率范围扩展为DC-400GHz，目前实际工作范围为9KHz—18GHz，以前的CISPR标准主要涉及无线电干扰限额值及其测量方法，近年来在抗扰度方面加强了研究，并已制定了一些标准。TC77最初主要关心低压电网系统的EMC间题（9KHz以下频段），后来将其工作范围扩大到整个EMC所涉及的频率范围及产品。目前CISPR已制定有CISPR22（1997）《信息技术设备的无线电骚扰特性的测量方法及限值》等14个标准；TC77也已制定了25个IEC标准，其中IEC61000-4系列标准是目前国际上比较完整和系统的抗扰度基础标准。

4．国内EMC发展概况。

我国的EMC测试及标准化工作始于六十年代，当时国内的一些院所建立了相对简陋的试验室，开展无线电干扰（骚扰）测试研究，同时参考前苏联和欧美国家标准制定我们国家自已的EMC标准和技术条件，自从1986年成立了全国无线电干扰标准化委员会后，我国才开始有组织有系统地对应CISPR/IEC开展国内EMC标准化工作。目前全国无线电干扰标准化委员会已成立了八个分技术委员会，其中七个分会与CISPR/A.B.C…F.G分会相对应，S分会是根据我国国情而成立的，它主要涉及无线电系统与非无线电系统之间的电磁兼容问题。目前我国已制定了六十多项EMC国家标准，其中基础标准为GB4365-1995电磁兼容术语；GB/T6113-1995无线电干扰和抗扰度测量设备规范。

5．EMC有哪些测试手段？

电磁兼容性的测量手段主要由测试场地和测试仪器组成。EMC测试所需埸地主要包括开阔埸、电波暗室（anechoic chamber）、屏蔽室等。

开阔埸：根据标准要求通常测试埸成椭园形，长轴是焦距的两倍，短轴是焦距的√3倍，发射与接收天线分别置椭园的两个焦点上。两个焦点的距离即是我们所要求的测量距离，根据现有标准可分为3米、10米和30米。我国现有标准大多数规定3米法测量，美国的FCC标准、英国的VDE标准有10米法测量的要求。

开阔埸一般应选择远离市区、电磁环境较好的地方建造，但这给建造、试验、生活管理等带来了诸多不便，目前国内大都利用楼顶平台，因地制宜进行建造。试验埸地应设有转台和天线升降塔，便于全方位的辐射发射及天线升降测试，关于开阔埸还有一些具体要求，如要符合埸地衰减要求，埸地周围无金属反射物等等。

屏蔽室(screen room)：在EMC测试中，屏蔽室能提供环境电平低而恒定的电磁环境，它为测量精度的提高，测量的可靠性和重复性的改善带来了较大的益处。但是由于被测设备在屏蔽室中产生的干扰信号通过屏蔽室的六个面产生无规则的漫反射，特别是在辐射发射测量和辐射敏感度测量中表现更严重，导致在屏蔽室内形成驻波而产生较大的测量误差。目前国内生产的屏蔽室的屏蔽效能在10Kz-10GHz频率范围内一般能大于100dB。

电波暗室(anechoic chamber):

通常所说的电波暗室在结构上大都由屏蔽室和吸波材料两部分组成。在工程应用中又分全电波暗室(fully anechoic chamber)(六面装有吸波材料）和半电波暗室(semi anechoic

chamber)(地面为金属反射面）。全电波暗室可充当标准天线的校准埸地，半电波暗室可作为EMC试验场地。电波暗室的主要性能指标有“静区”、“工作频率范围”等六个指标（静区是指射频吸波室内受反射干扰最弱的区域）。但建造电波暗室的成本、难度均相当高，因为暗室的工作频率的下限取决于暗室的宽度和吸收材料的高度、上限取决于暗室的长度和所充许的静区的最小截面积，所以在建造上有较大的难度。且由于吸波材料的低频特性等原因，总的测试误差有时高达几十分贝，造价需几百万元。

6．什么叫3C强制性产品认证？3C认证包含EMC吗？

为适应我国加入世贸组织的需要，促进我国市场经济和对外贸易的发展，我国政府从体制改革角度入手，将原国家质量技术监督局和原国家出入境检验检疫局合并组建了新的国家质量监督检验检疫总局，并成立了国家认证认可监督管理委员会，负责统一管理、监督和综合协调全国的认证认可工作。

国家认证认可监督管理委员会（CNCA）经过充分调查研究和有关部委的协商后，制定了新的国家强制性产品认证制度，即国家强制性产品认证制度。国家强制性产品认证制度实现了统一目录、统一标准、统一标志、统一收费标准。认证标志的名称为“中国强制认证”（英文名称为“China Compulsory Certification”，英文缩写为“CCC”，也可简称为“3C”标志。）。CCC将逐步取代由原国家质量技术监督局实行的“长城CCEE”标志和原国家出入境检验检疫局实行的“CCIB”标志。为保证新、老制度的顺利过渡并维护有关各方的合法权益，原有的产品安全认证制度和进口安全质量许可制度自2003年5月1日起废止。从2003年8月1日起执行的中国强制性产品认证（英文“China Compulsory Certification”缩写为“CCC”，简称为“3C”标志）范围包括电磁兼容、安全与消防，国家规定列入第一批强制性认证目录的产品未经认证不得出厂、进口和销售。

7．如何对自身产品的电磁兼容性进行摸底测试？

产品及其部件的EMC摸底测试具有很重要的意义，不仅使产品认证过程节约时间和经济成本，而且可以避免产品开发时间和资源的浪费，缩短从产品设计开发到产品上市的时间，节约成本。

产品设计者都希望自己设计的产品能顺利地一次性通过电磁兼容性测试，拿到产品认证证书，但实际上大多数产品都无法做到，需要经过几次或几十次的测试与更改设计，有的只要对电磁干扰抑制电路作元件参数修改就行，有的需要重新设计部分电路，有的需要更换整体方案和电路，重新做印刷电路板，甚至重新设计产品的外壳模具，工程量大，浪费资金，严重影响产品的上市，甚至影响公司的生存能力。

要克服这种情况的发生，必须对产品及产品部件进行摸底测试，经过摸底测试的产品或部件，一般可以很顺利的经过认证测试，即使要改也改得不多。摸底测试通常都只提供测试数据给客户，检测费用略低。

厦门出入境检验检疫局电子电器检验实验室提供摸底测试的平台，可以测试家用电器、电动工具、照明电器、ITE信息技术产品、A V音视频产品等，提供试验桌和简单工具给客户整改产品，客户需要自带需要的元器件及其它消耗品。