1.4 電磁相容設計目的和方法

1.4.1 電磁相容設計的目的

電磁相容性是電子裝置或系統的主要效能之一，電磁相容設計是實現裝置或系統規定功能、使系統效能得以充分發揮的重要保證。必須在裝置或系統功能設計的同時，進行電磁相容設計。

電磁相容設計的目的是使所設計的電子裝置或系統在預期的電磁環境中實現電磁相容。其要求是使電子裝置或系統滿足EMC標準的規定並具有兩方面的能力：

1. 能在預期的電磁環境中正常工作，無效能降低或故障；
2. 對該電磁環境不是一個汙染源。

1.4.2 電磁相容設計的基本內容

在電子系統的開發中，要考慮到系統、分系統與周圍環境之間的相互騷擾。每個設計都應意識到電磁騷擾（EMI）問題，在電子系統的開發與設計過程中採取正確的防護措施減小電子系統本身的EMI發射。有80%的騷擾問題可以在設計與開發過程中解決。否則，當整個系統完成後，工程師們將花雙倍的力氣去解決系統的騷擾問題。抗擾度問題也是這樣。

電磁相容性設計又可分為系統內和系統間兩部分。主要是對系統之間及系統內部的電磁相容性進行分析、預測、控制和評估，實現電磁相容和最佳效費比。

(1)系統間電磁騷擾的預測和控制

①系統間電磁騷擾的預測
系統間電磁騷擾的預測往往涉及處在同一電磁環境中的一個或多個潛在的電磁騷擾源（如發射機）與一個或多個敏感裝置（如接收機）之間的干擾預測。通過歸納出包含許多引數的全面方案，可推匯出電磁干擾預測的基本方程。它概述了適用於發射機、接收機、天線、傳播及訊號可接收性準則的各自數學模型。例如一部發射機在10倍頻程內能輻射10次諧波（含基波）而超外差接收機在±10倍頻程內能呈現40個亂真響應，因此僅一收發對在±10倍頻程記憶體在著400種可能的收發組合。為了提高預測效率，從一開始就要剔除不可能出現的電磁干擾，一種適用的技術是多級剔除程式（含振幅和頻率剔除程式等）。

②對有用訊號的控制
對有用訊號的控制包括：頻譜管理和規定發射功率、訊號型別（調製和頻寬）、線的空間覆蓋範圍、方向性和極化、使用時間和地點等。在設計階段還應儘量減小映象頻率響應、諧波頻譜電平，以及亂真發射和亂真響應。

③對人為騷擾的控制
系統間人為騷擾源主要是其它系統的發射機諧波和亂真發射、高壓輸電線、工科醫裝置等的騷擾發射，這需要按照有關的EMC標準來控制。

④自然騷擾源
自然騷擾源通常無法控制，只有在系統性能設計時加以考慮。例如接收機靈敏度指標按內部噪聲和天電噪聲來確定，以及採取適當的電磁脈衝和靜電放電的防護措施等。

(2)系統內電磁相容的預測和設計

①系統內電磁相容的預測
系統內電磁相容性分析分類法的定性圖可用通用流程圖圖1.2來綜述。

分類法：

第一步：一旦輸入資料、電磁干擾調整的約束條件、電磁環境和對環境允許的影響就被確定（框1）；

下一步：涉及處理一條或多條適用的耦合通路（框5、7、9、10、11），在算出各耦合通路的合成有害輸入電壓之後緊接著處理受害者（框14），在算出有用訊號S與干擾電平I及查明受害者的固有噪聲之後可算出干擾噪聲比I/N（框15）和訊號對噪聲加干擾之比S/(N+1)，干擾噪聲比I/N是可能需要的電磁干擾加固量的度量標準。為了確定需要多少電磁干擾加固量必需確定目標XdB=I/N（d/B）比（框16），確定合適I/N（d/B）比的關鍵是避免欠周密的設計，以避免干擾概率高得不可接受或避免昂貴的過度設計。一般建議採用下列準則來確定目標：10dB< I/N（d/B）<30dB為推薦範圍，建議取20dB（I/N<10dB通常導致欠周密的設計；I/N>30dB通常導致過度設計）。