電子設備電磁兼容的重要性及檢測技術

黃犇

摘 要

電子設備的電磁兼容性決定了其在電磁環(huán)境下工作的穩(wěn)定性和安全性。為提高電磁兼容性，應對電子設備實施電磁兼容性檢測與分析，對電磁兼容性薄弱環(huán)節(jié)進行改進。文章介紹了電磁兼容的概念，對電子設備電磁兼容的重要性進行了分析，給出了電磁兼容性檢測技術方法，以提高電子設備電磁兼容性并最終實現(xiàn)其可靠性、安全性目標。

【關鍵詞】電磁兼容性 電磁干擾 浪涌（沖擊）抗擾度 輻射騷擾 輻射抗擾

1 電磁兼容的概念

所謂電磁兼容，是研究在有限的空間、時間和頻譜資源的功能條件下，各種電子設備共同工作，并不發(fā)生降級的科學。另外一種解釋為，電磁兼容是一種技術，其目的在于使電子設備或系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境條件下，既不受電磁環(huán)境的影響，也不會給環(huán)境以這種影響。電磁兼容包括兩方面要求：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指設備對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度。

2 電磁兼容的重要作用

隨著科學技術的發(fā)展，電磁兼容所涉及的領域日益擴大。而今電磁兼容所產(chǎn)生的影響已不僅僅是電子設備本身，由于電子設備內(nèi)部結構變得愈加精密與復雜，電磁兼容問題也愈加突出。例如受電磁干擾，收音機無法收聽廣播、數(shù)據(jù)在傳輸過程中發(fā)生丟失、電子設備工作失常等，電磁干擾或其產(chǎn)生的輻射還可以使生物體自身發(fā)生某些微妙的變化而產(chǎn)生一定的影響。因為這些干擾與被干擾的電磁問題，對電磁兼容進行研究就顯得格外重要。

3 電磁兼容檢測的必要性

3.1 使電子設備更加可靠

電磁干擾是電子設備在進行工作時產(chǎn)生的有害電磁變化，這種變化不僅會破壞電子設備的正常運行，甚至還會對設備自身產(chǎn)生一定的損害，而這種帶有損傷性質的干擾同樣也會影響其所處工作環(huán)境中的其他電子設備，并給其造成損傷或損壞。因此，電磁兼容技術受到了高度重視，它要求電子設備不僅要預防并阻止或盡量減小其受周圍其他電子設備電磁干擾的可能性，而且自身能夠進行正常的工作，同時也要求電子設備自身不會或者盡可能小地對周圍其他電子設備產(chǎn)生電磁干擾，即便有干擾，其干擾程度也不得使其他電子設備無法進行正常工作或損壞。

3.2 與國際接軌，不懼貿(mào)易壁壘

目前對于電子設備電磁兼容性檢測的達標認證已經(jīng)發(fā)展成國際性的認可標準，并成為發(fā)達國家限制進口產(chǎn)品的一道堅固的技術壁壘。入世后，這種技術壁壘對我們的阻礙更是明顯，提高電子設備電磁兼容性，對其進行電磁兼容檢測，是實現(xiàn)與國際市場接軌的必要條件，也有利于我國電子設備迅速走向國際市場。

3.3 保護人身和特殊設備安全

電磁干擾如果與其他電路發(fā)生感應耦合，尤其是電爆裝置，這種干擾就會變得十分可怕，它可以干擾到電爆裝置的控制電路，在與之發(fā)生電路的感應耦合之后，會形成干擾電流，引起電爆裝置引爆從而發(fā)生爆炸。例如GJB786中就規(guī)定，電引爆器自身導線上的電磁干擾感應電流和電壓必須小于自身的最大不發(fā)火電流和電壓的15%；電子設備所產(chǎn)生的電磁干擾輻射量，其連續(xù)波的平均功率密度不允許超過4MW/cm2，而其脈沖波的規(guī)定要求是平均功率密度不允許超過2MW/cm2。

3.4 現(xiàn)在與未來戰(zhàn)爭的需要

電磁不僅僅可以是干擾源，同樣還可以受到其他干擾而被破壞和摧毀。以核武器的爆炸為例，當發(fā)生核爆炸時，其產(chǎn)生的電磁脈沖的威力是巨大的，其會以光速向外進行輻射形式的傳播，而當這種電磁脈沖作用于電子設備時，輕則可以造成電子設備自身功能的惡化，重則可以造成其自身電路元器件損壞，甚至是報廢。利用類似核爆炸產(chǎn)生的電磁脈沖而制成的電磁脈沖彈武器，同樣可以對所攻擊的電子設備構成致命威脅。在當下，國際形勢的現(xiàn)狀無法回避外層空間的軍事化以及空間與地面聯(lián)合作戰(zhàn)大型軍事活動的發(fā)生。這就要求軍用系統(tǒng)、武器裝備滿足更加苛刻的電磁兼容指標。軍事電子設備的電磁兼容測試需求同樣迫切。

4 電磁兼容檢測技術分析

4.1 電源電磁兼容檢測

對電子設備電源端進行電磁兼容檢測分析，可使其控制能力得到較好的性能檢測。當電源受到電磁干擾時，看其是否會出現(xiàn)被損壞或是性能降低等情況。檢測項目主要是浪涌（沖擊）抗擾度，這種試驗方法是對電源線施加浪涌波形的干擾電壓，并對電源外殼（接地）也施加同等波形電壓，這樣可以看出其電源端在受干擾時是否會發(fā)生毀壞，以及設備在工作情況下是否也會受到干擾而發(fā)生工作狀態(tài)不良或是毀壞。如果發(fā)生電源瞬間被擊穿的現(xiàn)象，說明電路裝置中的濾波器、TVS管、壓敏電阻等抗干擾器件耐受能力不夠或放置不合理，甚至可能是抗擾器件沒有被加入到設備中。

4.2 輻射騷擾檢測

輻射騷擾檢測目的在于了解電子設備在正常工作時是否產(chǎn)生了電磁輻射，或者說產(chǎn)生的電磁輻射是否會對其工作環(huán)境中的人類或其他電子設備造成影響或危害。這里介紹一種比較簡單、安全的方式，使用處于AM頻道的收音機，通過對電磁干擾收音機發(fā)出的噪音進行辨別。此種方法可以對手機和計算機進行相關的檢測，對計算機的顯示進行檢測時，不得超過國家規(guī)定的12V/m的限制。

4.3 輻射抗擾檢測

輻射抗擾檢測是為了了解電子設備是否具有一定的抗電磁干擾能力以及在一定程度的電磁干擾下是否會受到影響，甚至是損壞。通過射頻電磁場干擾產(chǎn)生的輻射對其進行測試與分析，測試的一般方法是將電子設備置于電波暗室中并保持正常工作狀態(tài)，隨后對其施加一定程度的干擾，并保證干擾持續(xù)進行一段時間，觀察干擾期間電子設備是否處于正常工作狀態(tài)范圍。倘若期間出現(xiàn)問題，要對設備進行適當?shù)母牧迹热缭O備內(nèi)部重要元件或較敏感的元件應進行有效隔離，并采取有效的抗干擾措施。

5 結論

綜上所述，電磁兼容性無論是對電子設備工作性能的可靠性，還是產(chǎn)品的市場推廣以及產(chǎn)品自身的安全性，都具有重要意義。而在實際檢測中，應充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)造性，使得相關技術可以得到改進與創(chuàng)新，這樣不僅可以提高電子設備質量檢測水平，更可以促進電子設備設計和生產(chǎn)技術的進一步發(fā)展與進步。

參考文獻

[1]楊克俊.電磁兼容原理與設計技術[M].北京：人民郵電出版社，2011.

[2]GB/T 17626.1-2006電磁兼容試驗和測量技術抗擾度試驗總論[S].2006.

[3]林國榮主編.電磁干擾及控制[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.

[4]何金良主編.電磁兼容概論[M].北京：科學出版社，2010.

[5]GJB786-89預防電磁場對軍械危害的一般要求[S].2016.

作者單位

浙江省電子信息產(chǎn)品檢驗所 浙江省杭州市 310007