电磁兼容测试基础：电磁干扰与敏感度详解

电磁兼容测试（Electromagnetic Compatibility, EMC）是电子硬件设计中的重要环节，尤其是在现代通信和信息技术领域。第二章详尽介绍了电磁兼容测试的基础知识，包括电磁干扰（Electromagnetic Interference, EMI）与电磁敏感度（Electromagnetic Susceptibility, EMS）的概念及其相互关联。 1. **电磁干扰与电磁敏感度** - 电磁干扰是由电磁骚扰源产生的电磁能量通过耦合途径传递给敏感设备，导致性能下降的现象。 - 形成电磁干扰需要三个基本要素：电磁骚扰源、敏感设备和传输通道。例如，手机发射的电磁波对其他电子设备的影响。 - 电磁骚扰源指能造成伤害或性能下降的电磁能量来源，如自然现象或电力装置。 - 耦合途径则是电磁能量传输的方式，如空气、地面或金属导体。 - 敏感设备是指容易受电磁干扰影响的器件或系统，它们可能同时是骚扰源和受害者。 2. **传导干扰与辐射干扰模型** - 传导干扰主要通过物理接触或共享导体传播，而辐射干扰则是通过空间传播，如无线电信号。 - 测量电磁干扰时，需要区分这两种类型的干扰，分别针对其特性进行评估和防护。 3. **测量值的基本单位** - 测试过程中涉及的单位包括赫兹（Hz）、千赫（kHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz）和太赫兹（THz）等频率单位，以及米（m）、厘米（cm）等长度单位。 - 波长是电磁波的重要参数，用于计算频率与波长的关系。 4. **测量接收机与定量测试** - 接收机是用于检测电磁场强度和信号质量的关键设备，包括信号接收和分析能力。 - 定量测试旨在确定设备在特定电磁环境下是否达到电磁兼容标准，通常包括场强测试、传导抗扰度测试等。 5. **环境电平与测试系统** - 测试系统要考虑实际应用中的电磁环境，如城市街道、工业区或数据中心等不同场景下的电磁噪声水平。 - 干扰的形成机理可能涉及到电路设计、电源线布局、信号传输路径等因素。 6. **信号完整性问题** - 在高速数字系统中，信号完整性是关键考虑因素，因为电磁干扰可能导致信号失真或丢失，需要采取措施如屏蔽、接地和信号线设计来提高信号质量。 7. **印制板与整机系统** - 电磁辐射和传导干扰对印制板和整机系统有特定要求，理解这些要求有助于确保设计符合法规和标准，比如EMI滤波器的应用和布局。 8. **组织措施与标准规范** - 抑制电磁干扰除了技术手段外，还涉及组织层面，如遵循国际或地区的电磁兼容标准，合理分配和管理频谱资源，以及进行电磁环境分析和设备布置。 第二章电磁兼容测试的基础知识深入探讨了电磁干扰的产生、传播机制以及如何通过技术和组织措施来确保电子设备在复杂电磁环境中正常运行。理解这些概念对于电子硬件设计工程师来说至关重要，有助于构建出更健壮和兼容的产品。