什么是“电磁骚扰”

 问：最近在看资料时，常遇到“电磁骚扰”和“电磁干扰”两个术语，它们有什么不同？
 答：根据中华人民共和国国家标准GB/T4365-1995，“电磁兼容术语”，电磁骚扰和电磁干扰的定义分别如下： 
 电磁骚扰：任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。
 电磁干扰：电磁骚扰引起的设备、转输通道或系统性能的下降。
 从上面定义可知，电磁骚扰仅仅是电磁现象，即客观存在的一种物理现象，它可能引起降级或损害，但不一定已经形成后果。而电磁干扰则是电磁骚扰引起的后果。
 问：电磁骚扰什么场合最多，它们是怎样产生的？
 答：电磁骚扰最多的场合如下：高速数字信号线路、开关电路、脉冲发生电路和大功率控制电路等在极短的时间内电压电流急速变化的场合，所含有电感和电容的电路通断的场合。
 另外，磁场、电场、电荷等电量急速变化时，同样产生电磁骚扰。
 开关动作的电路中，电压/电流的增大或衰减时间t越短，则噪声的带宽越宽；急速变化的电压V及电流I的幅值越大，则噪声的幅度越大。
 特别是在电感性负载的电路中，电路从通转换成断的瞬间，容易产生如图1所示的断续的电磁干扰。图中的噪声波形由小逐渐变大，这对应了开关触点之间的距离由小到大的过程。
 问：高压线会产生什么样的电磁波，它会有什么影响，怎么对付这种骚扰？
 答：随着电力需求的增长，电力传送越来越高压化。高压往往会发生局部放电，向空间发射电磁波。这种电磁波对中波广播信号和VHF频带的电视信号影响最大。
A. 噪声特性 
 局部放电可以分为正电晕放电、负电晕放电和火花放电三种。三种放电的频率特性如图1所示。从图中可以看出，正电晕放电产生噪声随着频率的增加按照正比例规律衰减，因此重要对中波广播信号产生骚扰。火花放电产生的噪声，从广播频段到电视频段几乎没有衰减，因此对广播和电视都有影响。
 另外，导体表面电位的变化越大，越容易发生正电晕放电，因此导体表面上一旦有水滴状突起物，噪声旧会增加。因此雨天的噪声比晴天要大，雨越大，噪声越强，但是当降雨量超过10mm / h时，噪声就不再增加。
B. 对策：使用较粗的导体或多根导体能够减小导体表面电位变化，从而抑制噪声。绝缘子上的放电往往是由于受到盐分等污染或固定不好产生。这时，可用噪声检测器查出问题所在，然后采取适当的措施。 
 问：那些方法能够减小电磁骚扰？请简单介绍一下。
 答：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，如图1所示。 
 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。图2是一个锁相环路的实例。（a）是采取措施前的情况，（b）是采取措施以后的情况。所采取的措施包括将集成电路之间的联线缩短为1/2，地线改为地线网格。从图中可以看出，辐射改善了20dB以上。