陆地环境监测
电磁骚扰

一、名词定义
        电磁骚扰是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。
二、名词简介
        特性:
        ① 单位脉冲的频谱最宽;
  ② 频谱中低频含量取决于脉冲的面积,高频分量取决于脉冲前后沿的陡度;
  ③ 晶体振荡电平必须满足一定幅度, 数字电路才能按一定的时序工作,使晶振产生的骚扰呈现覆盖带宽、骚扰电平高的特点;
  ④ 收发天线极化、方向特性相同时,EMI辐射和接受最严重;收发天线面积越大, EMI危害逾大;
  ⑤ 骚扰途径:辐射,传导,耦合和辐射、传导、耦合的组合。
  ⑥ 电源线传导骚扰主要由共模电流产生; 
        ⑦ 辐射骚扰主要由差模电流形成的环路产生。
三、电磁骚扰的危害
        电磁骚扰可引起设备、传输通道或系统性能的下降。它的主要要素有自然和人为的骚扰源、通过公共地线阻抗/内阻的耦合、沿电源线传导的电磁骚扰和辐射干扰等。
四、如何减小电磁骚扰
         减小电磁骚扰的方法有屏蔽、滤波、电路设计、线路板布线等。
  屏蔽:用金属材料将机箱内部产生噪声封闭起来的方法称为屏蔽。屏蔽对防止外部噪声进入机箱也是同样有效的。电场屏蔽和磁场屏蔽的方法是不同的。
  电场屏蔽中用导体将噪声源包围起来,然后接地,旧能达到屏蔽的目的。并且,由于导体表面的反射损耗很大,因此很薄的材料(铝箔、铜箔)也有很好的屏蔽效果。另外,机箱上即使有缝隙,也不会产生太大的影响。
  磁场屏蔽中,直流磁场/低频磁场和高频磁场的屏蔽方法是不同的。直流磁场/低频磁场的屏蔽需要用厚的高导磁率材料包围起来,高频磁场的屏蔽要使用导电率高的材料完全封闭起来。
        滤波:将有用信号和噪声分离开,滤除噪声的器件。根据电路原理,有用扼流圈阻止噪声的方法,用电容旁路噪声的方法,和两者结合的方法。
电路设计:由于时钟频率越高,高频能量辐射越强,因此在数字电路中不要使用过高的时钟频率。线路板上的总线、较大的环路面积和较长的导线都是强辐射源,因此,除非必要,要尽量避免这些情况的出现。使用大规模集成电路能够大幅度减少线路板上走线,从而减小辐射。在选用集成电路时,也有些问题需要注意。例如,高速MOS电路在高频使用时,消耗功率较大,并且由于输出电压幅度较高,低频段的高次谐波较强,这些都会导致较强的辐射。高速肖特基电路由于脉冲上升时间很短,因此会在很高的频率范围内产生辐射。在功能允许的条件下,尽量使用标准型电路。
  线路板:线路板上的走线是主要的辐射源。走线产生辐射主要是由于逻辑电路中电流的突变,在导线的电感上产生了感应电压,这个电压会产生较强的辐射。另外,由于导线其着辐射天线的作用,因此导线的长度越长,辐射的效率越高。因此,线路板布线的基本原则是,减小导线的电感,例如使用最短的走线,电流较大的电源线和地线要粗一些。(姚升明)