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什么是電磁兼容性

 

電磁兼容性簡稱EMC（Electro Magnetic Compatibility），是指設備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境中的兼容能力，一般分為對內和對外兩個方面，今天我們一起來看看電磁兼容性到底是咋回事吧~

 

01  EMC的基本概念

 

定義1：設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事務構成不能承受的電磁騷擾的能力。——GB/T 4365-2003《電工術語 電磁兼容》

 

定義2：設備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)。包括以下兩個方面：a）設備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在預定的電磁環(huán)境中運行時，可按規(guī)定的安全裕度實現(xiàn)設計的工作性能、且不因電磁干擾而受損或產(chǎn)生不可接受的降級；b）設備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)在預定的電磁環(huán)境中正常地工作且不會給環(huán)境（或其他設備）帶來不可接受的電磁干擾。——GJB 72A-2002《電磁干擾和電磁兼容性術語》

 

定義3：系統(tǒng)電磁兼容性應具有一定的安全系數(shù)。系統(tǒng)不應因自身的或外部的電磁環(huán)境、人為的或自然的噪聲源引起性能異常。為保證系統(tǒng)電磁兼容性，系統(tǒng)本身產(chǎn)生的電磁能量應控制在一定的范圍內，使其能與有關的或無關的系統(tǒng)兼容工作。且在所有的工作模式和整個飛行階段都要求兼容。——GJB 3590-1999《航天系統(tǒng)電磁兼容性要求》

 

所以老師，你說的電磁兼容性有對內和對外兩個方面，原來相關標準中都有了基本類似的表述。

 

沒錯，因此準確地說，EMC有兩個方面要求：一是指設備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不超過一定的限值，即電磁干擾（EMI）；二是指設備對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性（EMS）。

 

02、電磁兼容性試驗相關標準

 

隨著電子戰(zhàn)，核電磁脈沖戰(zhàn)等新戰(zhàn)爭形態(tài)相繼出現(xiàn)，軍用電子設備及系統(tǒng)未來將面臨更加復雜的電磁環(huán)境。因此，在相關產(chǎn)品研發(fā)時，電磁兼容性已經(jīng)和通用質量特性（六性）一樣，都是產(chǎn)品走向成熟應用的必由之路，甚至有些場合已經(jīng)將電磁兼容性和六性疊加，統(tǒng)稱為七性。

 

軍用電子設備及系統(tǒng)必須通過電磁兼容性相關試驗考核驗證，用于指導電磁兼容性試驗的核心標準主要有：GJB 1389A-2005 《系統(tǒng)電磁兼容性要求》、GJB 151B-2013 《軍用設備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求及測量》，另外針對航天系統(tǒng)，還有GJB 3590-1999《航天系統(tǒng)電磁兼容性要求》。

 

（1）GJB 1389A標準規(guī)定了系統(tǒng)電磁環(huán)境效應的總要求，包括系統(tǒng)內電磁兼容性要求、系統(tǒng)對外部電磁環(huán)境的適應性要求、雷電防護要求、靜電防護要求和電磁輻射的危害防護要求等14個要素，適用于各種武器系統(tǒng)。

 

（2）GJB 151B標準規(guī)定了控制軍用電子、電氣、機電等設備和分系統(tǒng)的電磁發(fā)射和敏感度特性的要求，為研制和訂購單位提供電磁兼容性設計和驗收依據(jù)。

 

（3）GJB 3590標準規(guī)定了航天系統(tǒng)的電磁兼容性要求、試驗和評定，包括頻譜管理及用于航天系統(tǒng)內電氣和電子設備的有關要求。

 

03、GJB 151B電磁兼容性試驗項目

 

GJB 151B標準作為軍用設備和分系統(tǒng)最常用的標準，主要包含以下21個項目：

 

 

 

小伙伴們，一般可根據(jù)各設備及系統(tǒng)的安裝平臺（水面艦艇、潛艇（包括其他水下平臺）、陸軍飛機（包括機場維護工作區(qū)）、海軍飛機、空軍飛機、空間系統(tǒng)（含航天器、導彈和運載火箭等）、陸軍地面、海軍地面、空軍地面），對上述21個項目進行裁剪選用哦。

 

沒錯，例如我們單位最常用的空間系統(tǒng)、陸軍地面等平臺選用項目一般包括以下7項：CE102、CS101、CS114、CS115、CS116、RE102、RS103，其他項目是否執(zhí)行可根據(jù)總體、用戶具體要求確定，例如空間系統(tǒng)的靜電放電一般還會增加執(zhí)行GJB 3590中靜電放電敏感度項目要求等。

 

04、電磁兼容性設計與整改

 

電子設備和系統(tǒng)應該在設計之初就充分考慮設備的裝載平臺、使用環(huán)境等進行電磁兼容性設計，常用的設計思路主要有以下三個方面：

 

 

（1）屏蔽

屏蔽設計的關鍵點包括：結構縫隙屏蔽設計、結構開孔屏蔽設計、連接器安裝設計、外部電纜屏蔽設計等。

 

采用簧片處理結構縫隙

 

通風孔建議設計為圓形或正六邊形

 

（2）濾波

濾波設計的關鍵點在電源和時鐘（周期性信號），其中電源相關具體包括：設備外部輸入電源、設備外部輸出電源、芯片電源濾波設計、內部開關電源的輸入輸出接口、專用電路電源（模擬電源、RF電源燈）、驅動電機（風扇）電源等；時鐘相關具體包括：晶振、晶體、時鐘信號、PWM信號、周期性控制信號（地址、數(shù)據(jù)線等）。

 

 

濾波器

（3）接地

正確的接地，既能有效地提高設備的電磁抗擾度，又能抑制電子、電氣設備向外發(fā)射電磁波；而錯誤的接地會造成相反的結果，甚至會使電子、電氣設備無法正常工作，需要在系統(tǒng)設計時，周密考慮，在安裝調試時，也要仔細檢查，并進行適當?shù)恼{整。

 

電子產(chǎn)品的接地線，根據(jù)功能可以將其分成兩類：一類是為了設備能夠正常工作的，稱為“信號地”；另一類是為了保證設備的電氣安全，稱為“安全地”。信號地不一定與大地連接，可以是任何定位為電位參考點的位置。安全地則一般都與大地連接，為的是保證接地的設備與大地處于同一個電位。

 

地線設計是難度較大的一項設計，也是一項非常重要的設計。在電磁兼容設計的初期，就需要進行地線設計，地線是解決電磁干擾問題最有效、最廉價的方法。

 

單點接地相當于單板與外殼串聯(lián)

多點接地相當于單板與外殼并聯(lián)

 

小伙伴們，如果在設計階段未做好以上三個方面的工作，那么在調試及試驗中發(fā)現(xiàn)了EMC方面的問題，就需要我們針對性地開展整改工作哦。

 

沒錯，事后整改雖然也能解決部分問題，但付出的代價要大很多哦，有時候產(chǎn)品可能需要推倒大部分的設計，重頭再來。進度、成本、質量的壓力將接踵而至，所以大家務必重視設計初期總體要求的充分消化，并嚴格落實到產(chǎn)品設計的方方面面中去。