電磁兼容性（Electro Magnetic Compatibility，EMC），是指設備或係統在其電磁環境中符合要求運行並不對其環境中的任何設備產(chan) 生無法忍受的電磁幹擾的能力。因此，EMC包括兩(liang) 個(ge) 方麵的要求：一方麵是指設備在正常運行過程中對所在環境產(chan) 生的電磁幹擾不能超過一定的限值；另一方麵是指器具對所在環境中存在的電磁幹擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。本係列將為(wei) 新手們(men) 講述EMC理論基礎知識，本文主要介紹電磁騷擾的耦合機理。

　　電磁騷擾傳(chuan) 播或耦合，通常分為(wei) 兩(liang) 大類：即傳(chuan) 導騷擾傳(chuan) 播和輻射騷擾傳(chuan) 播。通過導體(ti) 傳(chuan) 播的電磁騷擾，叫傳(chuan) 導騷擾；通過空間傳(chuan) 播的電磁騷擾，叫輻射騷擾。

　　

　　上圖傳(chuan) 染病的模型非常近似：

　　

　　電磁騷擾的常用單位

　　騷擾的單位通用分貝來表示，分貝的原始定義(yi) 為(wei) 兩(liang) 個(ge) 功率的比：

　　

　　通常用 dBm 表示功率的單位，dBm 即是功率相對於(yu) 1mW 的值：

　　

　　

　　通過以下的推導可知電壓由分貝表示為(wei) （注意有一個(ge) 前提條件為(wei) R1=R2）：

　　

　　通常用 dBuV 表示電壓的大小，dBuV 即是電壓相對於(yu) 1uV 的值。

　　

　　對於(yu) 輻射騷擾通常用電磁場的大小來度量，其單位是 V/m。通常用的單位是dBuV/m。

　　傳(chuan) 導幹擾

　　a、共阻抗耦合

　　由兩(liang) 個(ge) 回路經公共阻抗耦合而產(chan) 生，幹擾量是電流 i，或變化的電流 di/dt。

　　

　　當兩(liang) 個(ge) 電路的地電流流過一個(ge) 公共阻抗時，就發生了公共阻抗耦合。我們(men) 在放大器中，級與(yu) 級之間的一種耦合方式是“阻容”耦合方式，這就是一種利用公共阻抗進行信號耦合的應用。在這裏，上一級的輸出與(yu) 下一級的輸入共用一個(ge) 阻抗。

　　由於(yu) 地線就是信號的回流線，因此當兩(liang) 個(ge) 電路共用一段地線時，彼此也會(hui) 相互影響。一個(ge) 電路的地電位會(hui) 受到另一個(ge) 電路工作狀態的影響，即一個(ge) 電路的地電位受另一個(ge) 電路的地電流的調製，另一個(ge) 電路的信號就耦合進了前一個(ge) 電路。

　　對於(yu) 兩(liang) 個(ge) 共用電源的電路也存在這個(ge) 問題。解決(jue) 的辦法是對每個(ge) 電路分別供電，或加解耦電路。

　　b、容性耦合

　　在幹擾源與(yu) 幹擾對稱之間存在著分布電容而產(chan) 生，幹擾量是變化的電場，即變化的電壓 du/dt。

　　c、感性耦合

　　在幹擾源與(yu) 幹擾對稱之間存在著互感而產(chan) 生，幹擾量是變化的磁場，即變化的電流 di/dt。

　　當信號沿傳(chuan) 輸線傳(chuan) 播時，信號路徑與(yu) 返回路徑之問將產(chan) 生電場，圍繞在信號路徑和返回路徑周圍也有磁場。如圖所示，基板材料為(wei) FR4的50Ω微帶線橫截麵上的電力線和磁力線，可見，這些場並不僅(jin) 僅(jin) 局限於(yu) 微帶線的正下方，而是會(hui) 延伸到周圍的空間。這些延伸出去的場稱為(wei) 邊緣場。

　　

　　根據電磁場基本理論，變化的電場產(chan) 生感應電流，變化的磁場產(chan) 生感應電壓。那麽(me) ，當一個(ge) 網絡（靜態網絡）的布線進入另一網絡（動態網絡）的邊緣場時，一旦動態網絡上的信號電壓和電流發生變化，將會(hui) 引起邊緣場的變化，邊緣場的變化又將在靜態網絡上感應出噪聲電壓或電流，這就是串擾產(chan) 生的物理根源。

　　這種兩(liang) 個(ge) 網絡之間通過場相互作用被稱做耦合，耦合又可以分為(wei) 容性耦合和感性耦合，而把耦合電容和耦合電感分別稱做互容和互感。

　　互容和互感都對串擾有貢獻，但要區別對待。當返回路徑是很寬的均勻平麵時，如PCB上的布線，容性耦合和感性耦合大體(ti) 相當。因此，要精確預測耦合傳(chuan) 輸線的串擾，兩(liang) 種因素都必須考慮。如果返回路徑不是很寬的均勻平麵，比如引線，雖然容性耦合和感性耦合也都存在，但串擾主要來自於(yu) 互感。這時，如果動態網絡上有一個(ge) 快速變化的電流，如上升、下降沿，將會(hui) 在靜態網絡上引起不可忽視的噪聲。

　　d. 共阻抗耦合幹擾抑製方法

　　1）讓兩(liang) 個(ge) 電流回路或係統彼此無關(guan) 。信號相互獨立，避免電路的連接，以避免形成電路性耦合。

　　2）限製耦合阻抗，使耦合阻抗愈低愈好，當耦合阻抗趨於(yu) 零時，稱為(wei) 電路去耦。為(wei) 使耦合阻抗小，必須使導線電阻和導線電感都盡可能小。

　　3）電路去耦：即各個(ge) 不同的電流回路之間僅(jin) 在唯一的一點作電的連接，在這一點就不可能流過電路性幹擾電流，於(yu) 是達到電流回路間電路去耦的目的。

　　4）隔離：電平相差懸殊的相關(guan) 係統（比如信號傳(chuan) 輸設備和大功率電氣設備之間），常采用隔離技術。

　　e. 容性耦合幹擾抑製方法

　　為(wei) 了抑製電容性幹擾可以采取以下措施：

　　1）幹擾源係統的電氣參數應使電壓變化幅度和變化率盡可能地小；

　　2）被幹擾係統應盡可能設計成低阻；

　　3）兩(liang) 個(ge) 係統的耦合部分的布置應使耦合電容盡量小。例如電線、電纜係統，則應使其間距盡量大，導線短，避免平行走線；

　　4）可對幹擾源的幹擾對象進行電氣屏蔽，屏蔽的目的在於(yu) 切斷幹擾源的導體(ti)

　　表麵和幹擾對象的導體(ti) 表麵之間的電力線通路，使耦合電容變得最小；

　　f. 感性耦合幹擾抑製方法

　　1） 幹擾源係統的電氣參數應使電流變化的幅度和速率盡量小；被幹擾係統應該具有高阻抗；

　　2）減少兩(liang) 個(ge) 係統的互感，為(wei) 此讓導線盡量短，間距盡量大，避免平行走線，采用雙線結構時應縮小電流回路所圍成的麵積；

　　3）對於(yu) 幹擾源或幹擾對象設置磁屏蔽，以抑製幹擾磁場。

　　4）采用平衡措施，使幹擾磁場以及耦合的幹擾信號大部分相互抵消。如使被幹擾的導線環在幹擾場中的放置方式處於(yu) 切割磁力線最小（環方向與(yu) 磁力線平行），則耦合的幹擾信號最小；另外如將幹擾源導線平衡絞合，可將幹擾電流產(chan) 生的磁場相互抵消。

　　輻射幹擾

　　a. 近場和遠場

　　幹擾通過空間傳(chuan) 輸實質上是幹擾源的電磁能量以場的形式向四周空間傳(chuan) 播。場可分為(wei) 近場和遠場。近場又稱感應場，遠場又稱輻射場。判定近場遠場的準則是以離場源的距離 r 也定的。

　　r》λ/2π 則為(wei) 遠場

　　r《λ/2π 則為(wei) 近場

　　我們(men) 常用波阻抗來描述電場和磁場的關(guan) 係，波阻抗定義(yi) 為(wei) Zo=E/H

　　在遠場區電場和磁場方向垂直並且都和傳(chuan) 播方向垂直稱為(wei) 平麵波，電場和磁場的比值為(wei) 固定值，為(wei) Zo=120∏=377 歐。下圖為(wei) 波阻抗與(yu) 距離的關(guan) 係。

　　

　　b. 減少輻射幹擾的措施

　　減小輻射幹擾的措施主要有：

　　1） 輻射屏蔽：在幹擾源和幹擾對象之間插入一金屬屏蔽物，以阻擋幹擾的傳(chuan) 播。

　　2） 極化隔離：幹擾源與(yu) 幹擾對象在布局上采取極化隔離措施。即一個(ge) 為(wei) 垂直極化時，另一個(ge) 為(wei) 水平極化，以減小其間的耦合。

　　3） 距離隔離：拉開幹擾源與(yu) 被幹擾對象之間的距離，這是由於(yu) 誌在近場區，場量強度與(yu) 距離平方或立方成比例，當距離增大時，場衰減很快。

　　4） 吸收塗層法：被幹擾對象有時可塗複一層吸收電磁波的材料，以減小幹擾。