深讲电磁兼容01：电磁兼容和电磁兼容故障现象

随着电子设备的大量应用，“电磁兼容”这个术语开始被工程师们所熟悉，大家对电磁兼容充满了神秘感。

1、什么叫电磁兼容呢？

这有两个方面的含义：

第一：电子设备，或者系统，在预定的电磁环境中能够可靠的工作；

第二：电子设备之间， 或者系统之间，不会产生不良影响。

现实中，如果留心，会遇到很多电磁兼容问题。我们*****“跟杨老师学电磁兼容”的“电磁兼容漫话”栏目中会介绍很多现实中的电磁兼容问题的现象。

2、系统与环境没有达到电磁兼容状态的案例

这是发生在2011 年的高铁追尾事故。由于信号灯的错误，导致两列高铁列车发生了追尾，造成了严重的人员伤亡。

关于这个事故的原因的一种解释是，雷电干扰了信号控制系统，导致系统发出了错误的信号。

这是一种典型的电磁兼容故障现象。因为雷电是一种普遍的自然现象，任何电子系统都必须考虑在这种环境能够可靠工作。

雷电的本质就是瞬间的静电放电，就是两朵带有不同极性电荷的云块，当他们之间的电场强度足以击穿它们之间的空气绝缘时，发生的一种放电现象。这种放电现象也可以发生在云块与大地之间，这时，就可能发生我们所说的雷击现象。为了防止在重要建筑物上发生雷击，人们在重要建筑物旁边安装一个更高的金属物体，吸引雷电，这就是避雷针。

雷电对电子线路造成的影响的机理，不是电子线路受到了雷击，而是附近发生了雷电过程，这个过程伴随着强烈的电磁骚扰，电子线路受到了电磁骚扰的影响。显然，这种情况应该是设计系统时，可以预测的环境。系统在这个环境中，出现了故障，属于电磁兼容性故障。

但是，传统的电子系统防雷设计，都是以保护系统在发生雷电时，不发生硬件损坏为目的的。现代防雷设计，不仅仅是硬件不会损坏，还要求数据信号不会出现错误。电磁兼容试验中的一个重要项目叫做“浪涌电压试验”，就是模拟雷电产生的电磁骚扰。GJB151中的CS116主要是模拟雷电过程。

3、设备之间没有达到电磁兼容状态的案例

这是我在家里拍的一个画面。当**椅垫工作时，电视的屏幕就会受到干扰。

这是因为，**椅垫工作时产生电磁骚扰，这种电磁骚扰能量，通过电源线进入电视机，影响了电视机的显示信号。

为了看清电视画面，就要关闭**椅垫。要使用**椅垫，就不能看电视。两者不能同时工作，因此我们说两者之间没有达到电磁兼容状态。

在这个例子中，要想让电视机和**椅垫同时工作，有两个处理方式。一个是增强电视机的抗骚扰性，另一个是减小**椅垫的骚扰发射。

实际上，电视机在工作时，也会通过电源线向外部发射骚扰，可能对邻近的其它电子设备造成干扰，因此，也需要控制骚扰的发射。

现代电子系统有很多电子设备组成，保证这些设备在一起能够正常工作，是系统集成中的一项重要考虑内容，也是系统集成商面临的一个主要风险。

英国一个汽车配件厂，引进了一套自动喷漆设备。设备供应商在安装系统的时候，忽略了电缆的铺设对电磁兼容的影响，把电缆的铺设交给当地的承包商。结果设备不能够正常运行，汽车配件厂耽误供货，设备提供上接受了罚款，双方造成了经济损失。

据说，还有设备集成商，由于问题始终不能解决，由于承受不了罚款，最终倒闭的情况。

电磁兼容现象不仅表现在设备层面，设备内部的电路之间也有电磁兼容问题。特别是现在的电子线路，安装密度很高，数字电路和模拟电路混装，大功率电路和小信号电路混装的情况很多，内部电磁兼容问题十分普遍。图中列出了一些常见的情况。

由于这种电路之间的干扰问题会影响产品的功能和性能，因此，在产品开发阶段就会暴露出来，设计师可以有足够的时间解决这些问题。但是，经验表明，设计师们花在解决这些电磁兼容问题上时间在开发过程中往往占了很大比例

例如，某设计师采用理论上十分先进的原理设计一台激光测振仪，但是由于在实现时，没有考虑到电路内部干扰的问题，仪器达不到设计的精度。后来，经过电磁兼容设计，消除了内部电路的干扰，精度达到要求。

电子产品为什么要做电磁兼容

本课程以电子产品通过电磁兼容试验为目标 ，介绍相关的设计内容。

本课程是电磁兼容的初级课程，目的是教会设计师应该怎样做，使设计师在最短的时间内掌握通过试验的设计技巧。

本课程适用于刚刚接触电磁兼容的硬件设计师，教会设计师怎样对电子产品进行电磁兼容设计。这些内容也是杨老师带领研发团队时，对新设计师培训的内容，实践表明，只要掌握了这些内容，所研发的产品一次通过电磁兼容性试验的概率达到90%以上。

由于不同产品需要满足的电磁兼容标准不同，本课程以军用标准为例进行讲解，其中的思路和技术适合于任何设备。

本课程用PPT的形式，突出主题内容，便于读者抓住每节课的重点。 （需要进群请添加小助手收** fangzhenxiu888）

本课程大致分为六个部分。

第一部分，介绍本课程中涉及到的基本概念和知识，这些基本概念和知识远远不是掌握电磁兼容技术所需要的程度，但是都是理解本课程后续的内容所必需的，所以大家都需要掌握。

第二到第五部分，是关于设备具体设计的内容。以通过电磁兼容试验为目的的设计主要包括两个方面，抑制辐射源和敏感源，切断骚扰传播的路径。这四部分介绍了相关的知识。第二部分介绍抑制骚扰源和敏感源的方法，第三到第五部分介绍切断骚扰传播路径的方法。

第六部分介绍电磁兼容故障的诊断和整改方法。现在很多设计师对电磁兼容整改特别感兴趣，社会上也出现了很多以整改为名义的培训。实际上，掌握了设计的方法以后，自然就会整改，整改无非就是把设计不完善的地方查找出来，然后弥补上。 

作者介绍 杨老师

1984年毕业于清华大学电子工程系，由教育部选派日本留学，硕士学位。从1988年起，从事电磁兼容研究，组织完成了多项重点电磁兼容研究课题，获得科技成果十余项。1993年获得国务院特殊津贴奖励。

擅长于电磁兼容工程，而且擅长于磁兼容技术的传授。从1994年起，主持电磁兼容培训，“实践电磁兼容技术”的课件成为社会上流传最为广泛的电磁兼容资料之一。他主持的培训受到学员的高度评价，也是很多培训机构的精品课程。

所编著的《电磁兼容技术之产品研发与认证》（2004年电子工业出版社）和《现代工业中的电磁兼容与电能质量控制技术》（2011年电子工业出版社）两本书，是最受工程师欢迎专业书籍之一。

最新编著的《电磁兼容技术之产品研发与认证》（2014年电子工业出版社）实际上是一本全新的著作，在实用性方面达到了新的高度。

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