电磁兼容讲义：骚扰的频谱分析

"骚扰的频谱分析续-电磁兼容讲义" 本文主要涉及的是电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）领域的知识，特别是关于骚扰的频谱分析。电磁兼容指的是电子设备或系统在共同的电磁环境中能够正常运行且不会相互干扰的能力。北京交通大学电磁兼容实验室与国家计量院合作的“中北电磁兼容联合实验室”是高校中唯一的国家认可实验室，这表明了在电磁兼容研究领域的权威性。 EMC的要求不仅针对单个元器件，也包括电路、设备和整个系统，确保它们在运行过程中不会产生有害的电磁干扰，同时也能抵抗外部的电磁骚扰，从而保持正常工作。构成电磁干扰的三个基本要素是：骚扰源（EUT，即Equipment Under Test）、传输途径以及敏感设备。传输途径包括空间辐射和导线传导两种方式。 1. 空间辐射：这是由设备产生的电磁波，分为远场电磁感应和近场电磁耦合。远场辐射通常涉及到电场天线和磁场天线，其中电场天线产生高电压小电流，而磁场天线产生低电压大电流。近场耦合则更多地涉及到设备内部的电路，因为任何电路都可能成为天线的一部分，机壳和电缆也可能发射或接收电磁能量。 2. 导线传导：主要包括共阻抗耦合和地环路干扰。共模电流和差模电流是导线传导中的关键概念。差模电流是在两条线之间流动，大小相等但方向相反，通常对应有用信号；而共模电流则是沿两条线相对于地的相同方向流动，可能造成干扰。地环路问题是因为地线上的电压差导致的共模电流流动，可能导致系统性能下降。 麦克斯韦方程揭示了电场和磁场之间的相互转换关系，表明设备内的变化电场可以产生变化的磁场，反之亦然。因此，设备内部的任何快速变化的电流都可能产生电磁辐射，影响到其他设备或被其他设备的辐射所影响。 在设计电子系统时，理解和分析骚扰的频谱特性至关重要，这有助于制定有效的抑制干扰的策略，如屏蔽、滤波和接地技术，以确保系统在复杂的电磁环境中稳定工作。通过深入理解电磁兼容的基本原理，工程师们可以设计出更加符合标准、性能优良的电子产品。