【導讀】作為剛入手EMI/EMC領(lǐng)域的新手來(lái)說(shuō),特別是在校沒(méi)有接觸過(guò)EMI/EMC的就更可能迷茫了。會(huì )感覺(jué)不知道從何處入手。這里電磁兼容領(lǐng)域的專(zhuān)家陶老師親授方法:學(xué)習EMI/EMC設計應該從何處入手?
陶老師您好,我是應用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)的,現在做設計,要考慮EMI/EMC問(wèn)題,可在學(xué)校里沒(méi)學(xué)過(guò)相關(guān)內容???想問(wèn)陶老師,我要自學(xué)這些東西應該從哪里著(zhù)手?

答復:顧名思義,EMI就是關(guān)于如何解決電子設備產(chǎn)生的電磁場(chǎng)對其它電子設備產(chǎn)生干擾的問(wèn)題,而EMC就是如何防止電子設備被其它電子設備產(chǎn)生的電磁場(chǎng)干擾的問(wèn)題,所以掌握電磁場(chǎng)理論和電路分析是解決EMI/EMC技術(shù)問(wèn)題的最基本方法。
這里的電磁場(chǎng)理論主要是指交變電磁場(chǎng)理論,恒定電磁場(chǎng)的概念在中學(xué)時(shí)代就已經(jīng)基本學(xué)完了,但交變電磁場(chǎng)理論屬于大學(xué)的課程。在恒定電磁場(chǎng)的概念中,電場(chǎng)(即靜電場(chǎng))和磁場(chǎng)之間互相是獨立的,或只跟直流電路有聯(lián)系;而在交變電磁場(chǎng)理論中電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相不是獨立的,而是統一的,即有電場(chǎng)的地方一定有磁場(chǎng),交變電磁場(chǎng)的基本理論就是麥克斯韋方程式。由于電磁場(chǎng)理論比較抽象,涉及數學(xué)方面的內容也比較多,很多大學(xué)生在大學(xué)里讀書(shū)的時(shí)候對它都不感興趣,因此,想學(xué)電磁場(chǎng)理論或認真學(xué)習電磁場(chǎng)理論的人越來(lái)越少。不過(guò)在工作中結合實(shí)際問(wèn)題重新學(xué)習電磁場(chǎng)理論,要比在大學(xué)里學(xué)習進(jìn)步更快。
電路分析也是解決EMI/EMC技術(shù)問(wèn)題的重要技術(shù),從一定意義上來(lái)說(shuō),電路分析也屬于電磁場(chǎng)理論的范疇。例如,當電路的工作頻率高到一定的程度之后(如微波),對電路進(jìn)行分析就只能用電磁場(chǎng)理論了;再如:電路中的電流就是因為在導體內部存在電場(chǎng),使電子在電場(chǎng)的作用下做遷移運動(dòng)而產(chǎn)生的,與電路中的電阻對應的就是導體中電子的遷移率,因此,在一定程度上用電磁場(chǎng)理論對電路進(jìn)行分析,會(huì )更微觀(guān)一些。
這里所說(shuō)的電路分析,主要是指對電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,而不是一般電工技術(shù)中的對穩態(tài)電路進(jìn)行分析。對電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的基本方法就是用一個(gè)或一組信號通過(guò)電路,然后對電路的響應結果進(jìn)行分析。例如用一個(gè)方波電壓輸入電路,然后對輸出電壓進(jìn)行分析;或用很多很多不同頻率的信號輸入電路,然后對輸出信號進(jìn)行分析。前一種分析方法稱(chēng)為時(shí)域法,后一種方法稱(chēng)為頻域法。用示波器看波形屬于時(shí)域法,它可以看出電路中不同節點(diǎn)處電壓或信號的幅度和相位;用頻譜儀測量信號屬于頻域法,它可以看出電路對不同頻率信號的響應,即:不同頻率信號的幅度。實(shí)際上兩者是互相對應的,因為一個(gè)非正弦波,可以看成是很多變化速率和幅度不同波形的迭加,而速率不同,其對應正弦波的頻率也不同。一個(gè)有經(jīng)驗的工程師,只需測量電壓波形的上升時(shí)間和下降時(shí)間,就很容易知道電路的帶寬。
如果你想成為一個(gè)優(yōu)秀的工程師,我建議你多學(xué)一點(diǎn)電路過(guò)渡方面的知識,對電路過(guò)渡過(guò)程的分析必須要涉及到解微分方程,解微分方程是數學(xué)物理方法中最基本的分析方法,對電磁場(chǎng)進(jìn)行理論分析也要經(jīng)常用到解微分方程,如麥克斯韋方程。最后還要涉及到拉普拉斯變換和傅立葉變換理論,這兩個(gè)理論是分析各種信號(非正弦波)在電路中產(chǎn)生響應(即過(guò)渡過(guò)程)的重要工具。例如,用一個(gè)單位脈沖信號對電路進(jìn)行沖擊,并對其結果進(jìn)行分析,這種方法就是拉普拉斯變換;而用無(wú)限多個(gè)不同頻率的正弦波一個(gè)一個(gè)地通過(guò)電路,其后對其結果一一進(jìn)行分析,這種方法就是傅立葉變換,這兩種方法是對線(xiàn)性電路進(jìn)行理論分析的最有效方法。如果你掌握的方法多了,解決問(wèn)題的能力就會(huì )相應提高。