電磁兼容性（EMC）指設(shè)備或系統(tǒng)可在所處電磁環(huán)境中穩(wěn)定達(dá)標(biāo)工作，同時(shí)不會(huì)向周邊設(shè)備輸出超標(biāo)的電磁干擾。EMC 包含兩大核心指標(biāo)：其一，設(shè)備正常工作時(shí)向外輻射、傳導(dǎo)的電磁干擾不得超出標(biāo)準(zhǔn)限定值；其二，設(shè)備具備相應(yīng)抗干擾能力，能夠耐受環(huán)境內(nèi)各類(lèi)電磁擾動(dòng)，也就是電磁抗擾性能。

電磁兼容主要研究對(duì)象

①各類(lèi)人為電磁噪聲：輸電線路電暈噪聲、車(chē)載電磁噪聲、接觸器本體噪聲、導(dǎo)體通斷放電噪聲、電力機(jī)車(chē)噪聲、城市綜合電磁噪聲等。

②同廊道內(nèi)輸電線路、通信線纜、軌道交通、公路設(shè)施、金屬輸油管道等公用設(shè)施之間的相互電磁干擾影響。

③超高層樓宇、輸電鐵塔等大型構(gòu)筑物造成電磁波反射引發(fā)的電磁問(wèn)題。

④電磁環(huán)境對(duì)人體及各類(lèi)生物產(chǎn)生的輻射作用，涵蓋工頻強(qiáng)電場(chǎng)、中短波與微波輻射帶來(lái)的影響。

⑤核電磁脈沖干擾：高空核爆生成的電磁脈沖可大范圍損毀地面指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)等信息系統(tǒng)。

⑥TEMPEST防信息泄漏技術(shù)：針對(duì)電子信息設(shè)備電磁輻射造成的信息泄露，圍繞信號(hào)截獲、電磁防護(hù)開(kāi)展相關(guān)研究。

⑦電子設(shè)備電磁誤觸發(fā)問(wèn)題，需通過(guò)配套設(shè)計(jì)提升設(shè)備抗干擾性能以規(guī)避故障。

⑧無(wú)線電頻譜規(guī)劃與管控：頻譜屬于有限非消耗資源，需統(tǒng)籌管控并高效開(kāi)發(fā)利用。

⑨電磁兼容相關(guān)測(cè)試與檢測(cè)技術(shù)。

⑩自然環(huán)境產(chǎn)生的各類(lèi)電磁干擾。

提高電磁兼容性的措施

①采用完整屏蔽結(jié)構(gòu)，可阻隔外部輻射侵入系統(tǒng)，同時(shí)抑制系統(tǒng)自身干擾向外輻射。屏蔽體需保證結(jié)構(gòu)完整，對(duì)必要的艙門(mén)、縫隙、通風(fēng)孔及電纜穿孔等位置做屏蔽處理，且屏蔽體必須可靠接地。

②優(yōu)化接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)，小信號(hào)電路、大信號(hào)電路及干擾源電路盡量分開(kāi)接地，同時(shí)最大限度降低接地電阻。

③匹配適配的濾波技術(shù)，合理選取濾波器通帶頻段，有效減小漏電損耗，提升濾波效果。

④應(yīng)用限幅防護(hù)技術(shù)，限幅閾值高于電路正常工作電平，并采用雙向限幅設(shè)計(jì)，兼顧正負(fù)向干擾防護(hù)。

⑤合理選型連接電纜、規(guī)范布線方式，長(zhǎng)距離傳輸場(chǎng)景可采用光纜替代傳統(tǒng)電纜，規(guī)避傳導(dǎo)干擾。

⑥采用平衡差動(dòng)電路、波形整形電路、積分電路及選通電路等抗干擾電路設(shè)計(jì)，提升系統(tǒng)抗擾能力。

⑦合理規(guī)劃系統(tǒng)工作頻率，多主頻信號(hào)同時(shí)工作時(shí)，各信號(hào)頻率相互錯(cuò)開(kāi)，規(guī)避頻率重疊及諧振干擾。

⑧同廊道布設(shè)的各類(lèi)設(shè)備，在工況條件允許的情況下，盡量增大設(shè)備間距，削弱設(shè)備間的電磁相互干擾。

電磁兼容性設(shè)計(jì)的基本原理

1. 接地

接地是電子設(shè)備設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，主要包含三大作用：

（1）接地能夠?yàn)檎纂娐废到y(tǒng)的所有單元電路提供統(tǒng)一的公共參考零電位，保障電路系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）抵御外界電磁場(chǎng)干擾。設(shè)備機(jī)殼接地可快速泄放靜電感應(yīng)積累的電荷，避免電荷積聚形成高壓，引發(fā)設(shè)備內(nèi)部火花放電干擾。同時(shí)，電路屏蔽體通過(guò)合理接地，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的屏蔽效果。

（3）保障設(shè)備與人員安全?？捎行б?guī)避雷電電磁感應(yīng)造成的設(shè)備損壞，也能防止工頻電源絕緣失效、機(jī)殼帶電引發(fā)的人員觸電事故。尤其醫(yī)療設(shè)備直接與人體接觸，機(jī)殼若接入市電電壓，將產(chǎn)生致命安全風(fēng)險(xiǎn)。

因此，接地是抑制電磁噪聲、防范電磁干擾的核心手段。接地可定義為電路或系統(tǒng)的等電位點(diǎn) / 等電位基準(zhǔn)面，其電位無(wú)需與大地電位完全一致。為防范雷擊損壞、保障人員安全，電子設(shè)備機(jī)殼、機(jī)房金屬結(jié)構(gòu)等必須可靠接地，且接地電阻需嚴(yán)格控制在規(guī)范限值以?xún)?nèi)。

電路接地方式主要分為單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地與混合接地三類(lèi)。單點(diǎn)接地是指整套電路僅設(shè)置一個(gè)接地參考點(diǎn)，其余所有接地點(diǎn)位均直接連接至該基準(zhǔn)點(diǎn)。多點(diǎn)接地是指系統(tǒng)內(nèi)各接地節(jié)點(diǎn)就近連接至接地平面，最大限度縮短接地引線長(zhǎng)度，其中接地平面可選用設(shè)備底板、系統(tǒng)地線、設(shè)備結(jié)構(gòu)框架等金屬載體。

混合接地通過(guò)旁路電容將高頻接地點(diǎn)與接地平面相連，設(shè)計(jì)過(guò)程中需規(guī)避旁路電容與引線電感形成諧振，避免產(chǎn)生新的干擾問(wèn)題。

2. 屏蔽

屏蔽是通過(guò)金屬結(jié)構(gòu)對(duì)空間區(qū)域進(jìn)行隔離，以此控制電場(chǎng)、磁場(chǎng)及電磁波在不同區(qū)域間的感應(yīng)與輻射傳遞。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，可利用屏蔽體包裹干擾源元器件、電路、組件、線纜及整機(jī)設(shè)備，阻斷電磁干擾向外擴(kuò)散；也可通過(guò)屏蔽體隔離接收端設(shè)備與電路，避免其受外界電磁場(chǎng)干擾。

屏蔽體可對(duì)內(nèi)外電磁干擾能量實(shí)現(xiàn)吸收、反射與抵消作用：通過(guò)渦流損耗吸收電磁波能量，通過(guò)界面反射阻隔電磁波傳播，同時(shí)利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生反向電磁場(chǎng)抵消干擾能量，從而有效削弱電磁干擾。

屏蔽體材料選型遵循以下原則：

（1）高頻電磁干擾場(chǎng)景：選用低電阻率、高電導(dǎo)率金屬材料，依靠材料內(nèi)部渦流損耗消耗干擾能量，抵消外部電磁波，實(shí)現(xiàn)高頻屏蔽。

（2）低頻電磁干擾場(chǎng)景：選用高磁導(dǎo)率材料，將磁力線約束在屏蔽體內(nèi)部，防止低頻磁場(chǎng)向外擴(kuò)散。

（3）全頻段屏蔽場(chǎng)景：針對(duì)高低頻混合干擾，采用多層不同金屬材料搭建復(fù)合屏蔽結(jié)構(gòu)，兼顧全頻段屏蔽性能。

3. 其他干擾抑制方法

（1）濾波

濾波是抑制電磁干擾的關(guān)鍵技術(shù)手段。

由于干擾信號(hào)與有用信號(hào)的頻譜頻率不同，濾波器可精準(zhǔn)抑制雜散干擾頻譜，大幅降低傳導(dǎo)干擾幅值，實(shí)現(xiàn)常規(guī)干擾抑制方式無(wú)法達(dá)成的效果。濾波網(wǎng)絡(luò)既可抑制干擾源、切斷干擾耦合路徑，也能提升接收設(shè)備的抗干擾能力。阻容、感容去耦網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)電路與電源的電氣隔離，消除電路間耦合串?dāng)_，阻擋干擾信號(hào)傳入工作電路。高頻電路可采用電容、電感組成的 CLCM π 型濾波器，通過(guò)匹配不同類(lèi)型濾波器，可有效消除各類(lèi)無(wú)用電磁耦合干擾。

（2）無(wú)源元件合理選型

實(shí)際應(yīng)用中的無(wú)源元件并非理想器件，電氣特性與理論特性存在偏差，甚至自身會(huì)成為電磁干擾源，因此無(wú)源元件的合理選型尤為重要。同時(shí)，可依托無(wú)源元件自身的電氣特性，針對(duì)性實(shí)現(xiàn)電磁干擾的抑制與防護(hù)。

（3）電路優(yōu)化技術(shù)

單純的屏蔽手段若無(wú)法滿足抗干擾要求，可結(jié)合屏蔽工藝，搭配平衡電路等優(yōu)化設(shè)計(jì)。平衡電路可使雙線電路及配套附屬電路對(duì)地、對(duì)其他線路保持一致阻抗，讓兩根導(dǎo)線拾取的干擾信號(hào)幅值相等，形成共模干擾，最終在負(fù)載端相互抵消、自行消除。

除此之外，接點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、整形電路、積分電路、選通電路等電路設(shè)計(jì)技術(shù)，均可有效優(yōu)化電路抗干擾性能。綜上，電路優(yōu)化設(shè)計(jì)是電磁干擾抑制體系中不可或缺的重要手段。