什么是电磁干扰(EMI)?
任何一个电磁干扰的发生都需要满足以下三个基本条件:第一,应该有一个干扰源;其次,存在着扰动能传播的方式与渠道;第三,也要有来自于被干扰目标的反应。在 EMC理论中,被干扰的对象被称为敏感设备(或感应器)。
EMI的定义
EMI是指杂乱的、无用的传导和/或辐射的电信号,会引起系统或装置的性能退化。
从时间上看, EMI可分为瞬变、脉冲和稳态三种。在频域上,电磁干扰的频谱成分可以从50赫兹的低频到微波段;干扰信号有窄频和宽频、参量和非参量两种。
端口分为以下5类:
①外壳端口;
②交流电源端口;
③直流电源端口;
④控制线/信号线端口;
乐发welcome⑤接地端口,即系统和地或参考地之间的连接。
乐发welcome从构成EMI的三个因素可以看出,要使产品 EMC兼容,必须从以下三个方面进行努力:抑制 EMI来源;断开电磁干扰的耦合通道;增强对电磁环境的敏感性。
电磁干扰的传播途径
乐发welcome电磁干扰的传播途径包括传导耦合和辐射耦合。
在干扰源与敏感装置之间,必须有一个完整的回路。该传输电路可包括导线,设备的导电部件,供电电源,公共阻抗,接地平面,电阻,电感,电容,和互感元件等。
乐发welcome辐射耦合指的是通过介质以辐射电磁波的形式进行传播,干扰能量按照电磁波的规律向周围空间释放,常见的辐射耦合包括三种类型:①干扰源天线发射的电磁波被敏感设备天线意外地接收到,这就是天线对天线耦合。②由金属丝诱导产生的空间电磁场,叫做“场—线”耦合;③在两条并联导线间产生的高频率信号,叫做“线-线”感应耦合。
乐发welcome导电耦合分为互导耦合和电感、电容耦合两种。光束的辐射耦合可分为近、远两个方向。
电磁干扰源分类
通常来讲,EMI有天然的和人为的两种干扰。自然干扰源主要是来自于大气中的天电噪声、地球外层空间中的宇宙噪声,它们既是地球电磁环境的基本元素,也是干扰无线电通信和空间技术的干扰源。人为干扰源指的是由机电或其他人工设备产生电磁能量干扰,其中一部分是专门用来发射电磁能量的设备。
电磁干扰的幅度(电平)
干扰振幅可以以各种方式呈现,除振幅分布(即概率,振幅是振幅出现的数量的百分数)之外,正弦波的(振幅分布)和“随机的”也可以被用来描述。
电磁干扰的波形
电波的波形多种多样,包括矩形波,三角波,余弦形波,高斯形波等。因为波形对频带有很大影响,所以设计者必须对波形进行良好的控制。为维持时间的精确性或确保某些类型的精确运动,有时会要求一个非常陡峭的波形。但是,上升的坡度愈大,占用的频带也愈大。
不同的波形所占的频带从宽到窄排列为:
文中给出了矩形波-锯齿波-梯形波-三角波-次弦形波-高斯型波,并给出了相应的计算公式.
因此,要将扰动降至最低限度,其中一种办法就是让所设计的脉冲波,在保证工作稳定的前提下,尽量缓慢地上升。一般情况下,脉冲下方区域确定了频谱的低频率成分,而高频率成分则取决于脉冲沿的陡峭程度。结果表明,高斯脉冲所占的波段最小。
EMI发生频率
干扰讯号沿时程发生的规则,叫做发生速率。根据发生频率,将电气函数划分为三类,即周期,非周期和随机性。周期功能意味着在一个特定的时间段(被称为一个周期)中可以反复发生;而非周期函数不具有重复性,也就是没有周期,但是其发生具有一定的规律性和可预测性。而随机函数是指以不可预知的形式发生变化,其性能特征也无规律性。在一个随机函数的定义中,可以限制它的振幅和频率成分,但是不能把它分析和描述成一个时态函数。
一般情况下,在扰动问题中所涉及到的周期性的电压、电流都是功能型的,都是为某些特殊用途而生成的,例如50赫兹电源、其谐波、或者是遥测信号等。很多不周期的电压和电流也可以被用来做一些特殊的用途,比如命令脉冲。不过,这些杂乱无章的电压和电流,都是没有任何用处的副产品,或者像热噪音这样的天然产物。
工业路由器、工业网关和 DTU等一系列的物联网设备,都具有工业级设计外壳,电磁兼容性好,耐高温(-35~75℃),耐高压(5~35 V)。具有极高的防潮、防雷、防 EMI性能,保证了设备在严酷的工作环境中的稳定性。