EMC问题对电子系统的挑战

　　在不久的将来，电子系统的电磁兼容（ＥＭＣ）问题比起今天来说，会令我们面临更大的挑战：即便是我们现在已经掌握了与电磁环境相关的理论，情况也是如此。本文将立足于今天的现状，面向未来探讨几个重要的问题。我们的讨论涉及到四个基本内容：
　a.什么是ＥＭＣ？
　b.ＥＭＣ的现状如何？
　c.ＥＭＣ的发展方向如何？
　d.怎样解决将来的ＥＭＣ问题？
　因为本文作者是国际电工委员会（ＩＥＣ）电磁兼容咨询分会（ＡＣＥＣ）的主席，所以本文论述的重点集中在ＩＥＣ的工作领域内。在过去的十年里，ＩＥＣ在发展和改进ＥＭＣ标准方面做出了许多卓有成效的工作。

１ ＥＭＣ的定义

　电磁兼容描述的是这样一种状态，在这种状态下，由自然现象以及其它电气和电子设备及系统不造成干扰。当然，为了达到这种状态，我们必须减少可控源的辐射，或者提高有可能被影响的设备的抗干扰能力，或者两者兼而有之。
　很重要的是，上面定义的ＥＭＣ并不能完全阻止干扰的发生。由不同源产生的干扰是变化的，例如，电源线上的放电脉冲与放电电流的等级以及它距离房间和办公室的远近有关。另外，某装置上特定部件的抗干扰能力也是多种多样的，例如，电路板上的感应电压与入射电磁场（ＥＭ）的入射角度和极化方式密切相关。认识到这一点，对于某种特定类型的干扰不但可以在辐射和抗干扰之间实现一种平衡，而且能够在很大程度上避免ＥＭＣ问题的发生，但毕竟不是全部。
　当我们试图通过进一步减小辐射并且提高抗扰度来消除所有干扰的时候，其结果很可能会导致工业的高投入，或是会阻止新技术的涌现。例如，为了让用户可以将他们的蜂窝电话搁置在任何电子装置上面，人们对蜂窝电话的发射功率做了限制，这样就要兼顾通信系统的性能和经济寿命。另一方面，如果对所有的商用电子设备均要求能够在５０Ｖ／m的环境等级中无故障地工作，会对产品制造商带来沉重的经济负担。较好的折中办法是提醒用户合理地使用限制（尽管当故障会对人身安全造成威胁时，仍需要较高的抗扰等级）。

２ ＥＭＣ的现状

　当今ＥＭＣ领域的工作重心是标准化，特别是在各种国际组织的内部。世贸组织的要求以及减少全球贸易壁垒的普遍愿望使得我们注重于颁布与执行国际标准的方面。当然，很明显的是区域性的发展，例如在ＥＭＣ方面的欧洲指令，已极大地影响了标准化的进程。
　在国际性的标准化组织中，ＩＥＣ承担了大部分的ＥＭＣ标准化工作。国际标准化组织（ＩＳＯ）和国际电信联盟（ＩＴＵ）也正在做着卓有成效的努力。
　ＩＥＣ和它的两个主要的同级ＥＭＣ委员会——国际无线电干扰特别委员会（ＣＩＳＰＲ）和第７７技术委员会——已经制定了，并且还在不断地制定范围广泛的基本ＥＭＣ标准，这些标准对一些测量和测试方法做出了规定，而这些方法对于制定可靠的技术标准来说是必不可少的。在辐射标准的方面，ＣＩＳＰＲ和７７Ａ分委会也正在分别制定高频电磁场和低频电源线干扰的辐射限值。ＡＣＥＣ协调ＩＥＣ内的ＥＭＣ工作并与其它标准化组织建立协作关系，以减少重复性的工作。
　ＩＳＯ和ＩＴＵ正在分别努力研究主要涉及移动交通工具和通信系统的ＥＭＣ标准。特别是，ＩＳＯ正在积极地制定汽车、航空和航天方面的ＥＭＣ标准；而ＩＴＵ主要涉及新出现的通信设备的ＥＭＣ标准制定，其中包括无线技术和有线技术。这两家组织都与ＩＥＣ进行协作，以尽可能地减少制定出的基本ＥＭＣ标准的数量。这样做的目的在于，不至于因为相互冲突的标准而导致在工业上需要对相同或相似的设备进行重复测试和认证。
　已制定的国际标准的一个重要方面就是它们执行的自愿性。不过，商业合同和地区性的标准化组织也许需要强制执行ＥＭＣ标准。
　　ＩＥＣ已经将其ＥＭＣ标准化工作放在四个主要的方面。其正在全力制定：
　a.所有产品的辐射限值；
　b.基本ＥＭＣ标准，包括针对发射和抗扰的测试与测量方法；
　c.普通ＥＭＣ标准，其中规定了针对发射和抗扰的一系列“基本”实验设置、测试方法以及适用于不同环境（如住宅）的测试等级；
　d.产品ＥＭＣ标准，这类标准要么是针对某一些类型的产品制定，要么针对某一特定的产品制定（同样包括发射与抗扰度两个方面）。
　前面已经提到，ＡＣＥＣ协调ＩＥＣ内的ＥＭＣ工作。由咨询委员会拟定ＩＥＣ１０７指南，指导ＩＥＣ委员会的ＥＭＣ标准制定工作。为了完成这项工作，ＡＣＥＣ每年举行两到三次会议商讨ＩＥＣ内外的ＥＭＣ标准化进展。每次会议之后，ＡＣＥＣ向ＩＥＣ执行委员会提出建议，以供参考。ＡＣＥＣ的成员由ＥＭＣ领域的技术专家以及制定基本、产品ＥＭＣ标准的ＩＥＣ主要委员会的代表组成。
　标准化工作面临的主要困难是如何将辐射限制和基本标准转化成产品标准。尽管ＣＩＳＰＲ在建立高频辐射限制方面已经做出了可观的努力，但相应的产品标准中的很多情况都被忽略或是被不正确的使用着。不幸的是，在产品标准出版之前，这些错误经常不会被发现，因此改正它们就需要花上几年的时间。ＡＣＥＣ正在制定一个规程，以便解决这个问题。主要是通过追踪处于开发阶段的产品标准，提高其中ＥＭＣ条款的准确性来达到这个目的。
　电子设备产生的工频谐波是我们关心的一个新问题。由于使用开关电源的电子设备大量应用，使得大量谐波通过电源网络向外传播，并对其它的用户设备两者需要的标准制定工作正在进行之中。
　开发适用于测试频率高于１ＧＨｚ的基本测试方法同样也成为我们关心的一个内容。由于比起以前来说有更多的计算机设备工作在更高的频率，所以对这方面的要求是很迫切的。新的测试方法比如混响室，在频率的高端具有很大的优势，即可以用较少的测试时间，覆盖更大的入射角度和更复杂的极化方式。ＩＥＣ正在制定一项基本标准６１０００－４－２１，准备将混响室定为可供选择的测试方法之一。