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陶老師親授:學(xué)習(xí)EMI/EMC設(shè)計從何入手?

發(fā)布時間:2014-11-12 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】作為剛?cè)胧諩MI/EMC領(lǐng)域的新手來說,特別是在校沒有接觸過EMI/EMC的就更可能迷茫了。會感覺不知道從何處入手。這里電磁兼容領(lǐng)域的專家陶老師親授方法:學(xué)習(xí)EMI/EMC設(shè)計應(yīng)該從何處入手?
 
陶老師您好,我是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)畢業(yè)的,現(xiàn)在做設(shè)計,要考慮EMI/EMC問題,可在學(xué)校里沒學(xué)過相關(guān)內(nèi)容?。肯雴柼绽蠋?,我要自學(xué)這些東西應(yīng)該從哪里著手?
 
答復(fù):顧名思義,EMI就是關(guān)于如何解決電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁場對其它電子設(shè)備產(chǎn)生干擾的問題,而EMC就是如何防止電子設(shè)備被其它電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁場干擾的問題,所以掌握電磁場理論和電路分析是解決EMI/EMC技術(shù)問題的最基本方法。
 
這里的電磁場理論主要是指交變電磁場理論,恒定電磁場的概念在中學(xué)時代就已經(jīng)基本學(xué)完了,但交變電磁場理論屬于大學(xué)的課程。在恒定電磁場的概念中,電場(即靜電場)和磁場之間互相是獨(dú)立的,或只跟直流電路有聯(lián)系;而在交變電磁場理論中電場和磁場互相不是獨(dú)立的,而是統(tǒng)一的,即有電場的地方一定有磁場,交變電磁場的基本理論就是麥克斯韋方程式。由于電磁場理論比較抽象,涉及數(shù)學(xué)方面的內(nèi)容也比較多,很多大學(xué)生在大學(xué)里讀書的時候?qū)λ疾桓信d趣,因此,想學(xué)電磁場理論或認(rèn)真學(xué)習(xí)電磁場理論的人越來越少。不過在工作中結(jié)合實(shí)際問題重新學(xué)習(xí)電磁場理論,要比在大學(xué)里學(xué)習(xí)進(jìn)步更快。
 
電路分析也是解決EMI/EMC技術(shù)問題的重要技術(shù),從一定意義上來說,電路分析也屬于電磁場理論的范疇。例如,當(dāng)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理論了;再如:電路中的電流就是因為在導(dǎo)體內(nèi)部存在電場,使電子在電場的作用下做遷移運(yùn)動而產(chǎn)生的,與電路中的電阻對應(yīng)的就是導(dǎo)體中電子的遷移率,因此,在一定程度上用電磁場理論對電路進(jìn)行分析,會更微觀一些。
 
這里所說的電路分析,主要是指對電路進(jìn)行動態(tài)分析,而不是一般電工技術(shù)中的對穩(wěn)態(tài)電路進(jìn)行分析。對電路進(jìn)行動態(tài)分析的基本方法就是用一個或一組信號通過電路,然后對電路的響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行分析。例如用一個方波電壓輸入電路,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。前一種分析方法稱為時域法,后一種方法稱為頻域法。用示波器看波形屬于時域法,它可以看出電路中不同節(jié)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(yīng),即:不同頻率信號的幅度。實(shí)際上兩者是互相對應(yīng)的,因為一個非正弦波,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(yīng)正弦波的頻率也不同。一個有經(jīng)驗的工程師,只需測量電壓波形的上升時間和下降時間,就很容易知道電路的帶寬。
 
如果你想成為一個優(yōu)秀的工程師,我建議你多學(xué)一點(diǎn)電路過渡方面的知識,對電路過渡過程的分析必須要涉及到解微分方程,解微分方程是數(shù)學(xué)物理方法中最基本的分析方法,對電磁場進(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,這兩個理論是分析各種信號(非正弦波)在電路中產(chǎn)生響應(yīng)(即過渡過程)的重要工具。例如,用一個單位脈沖信號對電路進(jìn)行沖擊,并對其結(jié)果進(jìn)行分析,這種方法就是拉普拉斯變換;而用無限多個不同頻率的正弦波一個一個地通過電路,其后對其結(jié)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,解決問題的能力就會相應(yīng)提高。
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