电磁干扰是人们早就发现的电磁现象英国科学家希维赛德1881年写的“论干扰”一文,是最早的文献1887年柏林电器协会成立了干扰问题委员会,1889年英国邮电部门研究了通信干扰问题,使干扰问题的研究走向工程化产业化20世纪20年代,发达国家十分重视电磁兼容研究并纷纷成立了相关组织:40年代,为了解决飞机通讯系统电磁干扰问题,开始较系统的电磁兼容技术研究1945年美国制定了一系列电磁兼容军标和设计规范;60年代起,美苏英等国家军事部门都先后建立了较完善的电磁兼容实验室,电磁兼容中心,研究各类武器系统在恶劣环境下的电磁干扰问题；80年代,国外电磁兼容标准规范从军事转向民用到了90年代,电磁兼容性工程从事后检验处理发展到预先分析预先评估预先检验预先设计

我国电磁兼容工作起步较晚,但发展迅速20世纪80年代初,国内电磁兼容学术组织纷纷成立,学术活动频繁开展并制定了国家级及行业级的电磁兼容性标准和规范90年代以来,随着国民经济和高新科技在航空航天通信电子军事等领域的应用,电磁兼容技术受到了格外重视,并投入了较大的人力和物力,建立了一批电磁兼容实验室和测试中心,引进了许多现代化的电磁干扰和敏感度测试系统及设备从此,电磁兼容性工程设计和预测分析在实际的科研工作中得到了发展

“兼容”一般来说是描述一种和谐的共存状态,它广泛存在于各种自然界和人造系统中电磁干扰普遍存在而且经常发生,如果在一个系统中各种用电设备能和谐正常工作而不致相互发生电磁干扰造成性能下降或损坏,人们称这个系统的用电设备相互兼容的

随着用电设备的多样化,这种相互兼容的状态越来越难获得,为了使得系统达到电磁兼容,必须以整体系统电磁环境为依据,要求每个分系统不产生超过规定限度的电磁发射,并具有一定的抗干扰能力只有每个分系统具备了这两方面的约束,才有可能保证系统较好的达到电磁兼容性因而人们把电磁兼容的定义做出了科学的概括,它是：“设备(分系统系统)在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致或遭收不允许的降级:它也不会使同一电磁环境中其他设备(分系统系统)因受其电磁发射而导致或遭到不允许的降级”

可见,从电磁兼容性的观点出发,除了要求设备(分系统系统）能按设计要求完成其功能外,还要求设备(分系统系统）一要有一定的抗干扰能力,二要不产生超过规定限度的电磁干扰

（一）常见的电子设备电磁干扰源及特性

了解常见的电磁干扰源是解决电磁干扰问题的关键之一电磁干扰源可以分为自然的和人为的干扰源两大类

大气放电是人们熟悉的自然电磁干扰源大气放电主要以雷电形式出现,雷电放电本身,可以产生噪声,可以产生雷击破坏作用另外,雷电下的电信线或电力线上还会由于雷电放电所造成的空间电位分布的变化而产生强烈的电压或电流扰动,并且以波动的形式沿线传播这种幅度很高的浪涌电压也会形成强烈的电磁干扰太阳系也常常发生强烈的电磁现象,太阳及太阳系的行星都会发出辐射产生强烈的电磁干扰严重的太阳黑子爆发会造成电力系统的全面停电及地球上的无线通信阻断地球磁场也会由于各种原因而产生大幅度的波动,这种波动会在电力系统和通信系统中引发电磁干扰另外自然噪声会对人造卫星和宇宙飞船的运行产生干扰,也会对弹道导弹运载火箭的发射产生干扰

人为的电磁干扰源比自然干扰源发射的强度更大,对电磁环境的影响更严重产生人为电磁干扰的情况有两种,首先,各种电器电子设备工作时,设备电路中交变电流的流动交变电流还通过辐射或传导的方式向空间和周围设备辐射或传导电磁能,并对这些设备造成电磁干扰其次,用电设备的用电量在不断地变化,这些变化造成了电路中电流的瞬态过程,瞬态过程有很宽的频谱,所产生的电磁波向周围空间辐射,同时还会通过电源电路接地电路或其他途径向外传播各种人为电磁干扰可分为以下几种情况：

第一种,连续干扰源电器设备在完成自身的功能时,会产生连续的电磁干扰,如:电力输电线无线电台微波加热设备变压器等这些干扰源的特点是产生比较规律的高频振荡,这种高频振荡所造成的干扰就是工作谐波或近似于谐波干扰,其频谱为窄带并且分布在基本振荡频率附近

第二种是脉冲干扰源脉冲干扰源产生单脉冲或脉冲串形式的电磁干扰,脉冲的波形宽度和重复频率都是随机的,其干扰特性由脉冲的波形和重复频率决定

第三种是间接干扰源这类干扰与使用的电气电子设备无关与机械运动有关如:移动的车船和飞机等壳体与空气的尘埃烟尘雪片等摩擦起电,产生感应电荷感应电荷的分布与表面弯曲半径和外径分布有关,这种感应电荷可以使感应电位高到可以产生电晕放电的程度,电晕放电可以造成宽频带干扰,产生的干扰强度取决于运动速度,大约与速度的立方成正比这类干扰通常不影响其他设备,而影响产生干扰源的设备中的电气电子设备

第四种是接触干扰源在许多系统中都有大量的螺钉螺栓和铆钉,还有焊接或不完全接触的金属结构元件这些元件或金属连接的接触面之间的阻抗具有复阻抗特性,阻抗的数值取决于构成元件的材料外形表面的状态接触压力大小和环境因素在静止状态下,接触阻抗不会成为产生电磁干扰的原因当系统发生运动振动颠簸和撞击时,接触阻抗成为可变的,此时这类结构元件在有电流和电压作用时由于接触阻抗变化而产生再生电磁辐射和电磁干扰这种电磁干扰称为接触干扰

电磁干扰从信号频谱宽度来分,可以分为宽带干扰源和窄带干扰源干扰信号的带宽大于指定感受器的带宽称为宽带干扰源,反之称为窄带干扰源干扰信号从频率来分,可以分为工频与音频干扰源(50Hz及其谐波)低频干扰源(30Hz以下)载频干扰源（10～300Hz以下)射频及视频干扰源(300kHz)微波干扰源(300MHz～100GHz)等

（二）电子设备电磁干扰传播途径及分析方法

不论复杂系统还是简单电子设备都要处在这些干扰源的影响下工作电器电子设备的工作是否受到这些干扰源的影响,主要决定于三个要素第一是干扰源的强度和特性,第二是电磁干扰作用的途径类型和性质,第三是设备本身对电磁干扰的耐受程度,以及是否采取了必要的防护措施

以上三要素中电磁干扰途径的分析很重要,它是进行电磁兼容建模的第一步,也是我们进行电磁兼容设计的基础按照电磁兼容的原理,电磁干扰的作用途径主要可以分为两大类,即辐射干扰和传导性干扰辐射干扰是指干扰源比较远,干扰源发出的干扰以电磁波的形式被吸收传导性干扰是指干扰源比较近,干扰源经过耦合电容偶合电感和公共阻抗的途径进入被干扰设备

当发生电磁干扰时,最简单的电磁干扰模型是逻辑上的串联关系的三个要素组成:第一,一定存在电磁干扰源第二,一定存在电磁干扰受体,当电磁干扰强度超出容许的界限时,被干扰设备性能会发生混乱第三,必须在干扰源和干扰受体之间存在耦合通道来传输有害电磁能量如下图为电磁干扰的逻辑拓扑关系：

上述的三个基本要素必须都具备时才会发生电磁干扰,如果去除了其中之一,就不会发生电磁干扰所以,在发生电磁干扰时,要对发生的情况进行详细的客观的分析,然后,再决定哪一个因素是最容易消除的产品进行设计时,结构设计必须考虑两个方面性能:一个方面是要使各个基本单元内逃逸发射的射频能量最小,也就是减小电磁干扰设计;另一方面要使进入的射频能量最小,也就是电磁敏感度或抗扰性能设计因此,当对产品进行EMC分析或设计时,主要考虑以下五个方面：

第一是频率,涉及的关键频率及频谱范围是多少?

第二是幅度,电磁干扰源能量水平和强度如何,所引起的有害干扰有多大?

第三是时间,问题是连续发生的(周期信号),还是只在一定的工作周期中发生?

第四是阻抗,干扰源和接受单元的,以及两者之间的传输机构的阻抗是多少?

第五是物理尺寸或结构尺寸,干扰源和接收设备的发射或接收干扰的结构的物理尺寸是多少?

例如,射频电磁场会产生电流并经机壳的孔缝进入封闭体,孔缝的尺寸与电磁干扰的关系只要知道了电磁干扰的根源,就会搞清楚许多电子设备上发生的电磁干扰问题的原因

（三）电子设备电磁污染的防护

要彻底解决电磁兼容的问题应该从产品的开发阶段开始,并贯穿整个产品或系统的开发研制和生产全过程从国内外大量的经验表明,在产品或系统的研制生产过程中越早注意解决电磁兼容问题,越可以节约人力与财力

电磁兼容技术设计的关键是对电磁干扰源的研究,从电磁干扰源处控制其电磁发射是治本的方法控制干扰源的发射,除了从电磁干扰源产生的机理着手降低其产生电磁噪声的电乎外,还需广泛应用屏蔽(包括隔离)滤波和接地技术屏蔽主要运用各种导电材料制造成各种壳体并与大地连接,以切断通过空间的静电耦合,感应耦合或交变电磁场耦合形成的电磁噪声途径隔离主要运用继电器,隔离变压器或光电隔离器件来切断电磁噪声以传导的形式的传播途径,其特点是将两部分电路的地线系统分隔开来,切断通过阻抗进行耦合的可能滤波是在频域内处理电磁噪声的技术,采用滤波器为电磁噪声提供一条低阻抗的通路,以达到抑制电磁噪声的目的例如,电源滤波器对50Hz的电源频率呈现高阻抗,而对电磁噪声频谱呈现抵阻抗线路接地是为泄放电荷或建立电路基准电平而设置的导线连接在电子设备中,接地是抑制电路噪声和防止干扰的重要方法电子电路的地线除了提供电位基准之外,在某一局部还可能作为各级电路之间信号传输的返回通路和各级电路的供电通路

设备越复杂,地线系统的设计越重要一般在产品中,首先,部件或装置内的地线兼作信号回流线(包括印制版)其次,系统分系统及设备间的地线仅作为提供电位基准电平,地线上下不流通工作电流因此系统分系统及设备间的信号传输一律采用双线或双绞线在电子设备中,接地体的设计地线的布置接地线在各种不同频率下的阻抗等不仅涉及产品或系统的电气安全,而且关联着电磁兼容性能的优劣

电磁污染防护具体技术方案可以归纳为五个方面:

a.传输通道抑制具体方法有滤波屏蔽搭接接地和布线

b.空间分离地点位置控制自然地形隔离方位角控制和电场矢量方向控制

c.时间分隔时间共用准则雷达脉冲同步主动时间分隔和被动时间分隔

d.频率管理频率管制滤波频率调制数字传输和光电转换

e.电器隔离变压器隔离光电隔离继电器隔离和DC/DC变换

电磁干扰具有普遍存在的特征,这就决定电磁兼容技术无所不用的实际电磁干扰及其抑制问题日益突出在本世纪,电磁兼容将吸收各学科的理论精化,充分发挥其边缘性,交叉性的特点形成高度综合完整的学科,并且,电磁兼容将在预测协调监控应用等方面得到飞速发展