電磁兼容性這一術(shù)語能夠運(yùn)用到電子系統(tǒng)的各個(gè)層面。在電路層面,設(shè)備層面,系統(tǒng)軟件層面都能夠運(yùn)用。絕大多數(shù)硬件工程師重視電磁兼容性這一術(shù)語,還是從她們所研發(fā)的電子器件必須歷經(jīng)電磁兼容性實(shí)驗(yàn)下手的。在我國(guó),電磁兼容要求早已做為強(qiáng)制性認(rèn)證工程項(xiàng)目,因而,把握電磁兼容性的專業(yè)知識(shí)早已變成硬件工程師不可避免的要求。
電子設(shè)備具有良好的電磁兼容性,含有兩種含義。
第一,這種電子設(shè)備,或由這種電子設(shè)備組成的系統(tǒng),可以在預(yù)定的電磁環(huán)境中工作。
第二,電子設(shè)備之間,或系統(tǒng)之間,不會(huì)有不良影響。
首先,我們來看一個(gè)例子,系統(tǒng)和環(huán)境沒有達(dá)到電磁兼容的狀態(tài)。
右圖是2011年發(fā)生的高鐵追尾事故,兩列高鐵因信號(hào)燈錯(cuò)誤追尾,造成人員傷亡嚴(yán)重,其中一個(gè)事故原因的解釋是雷電干擾信號(hào)控制系統(tǒng),造成系統(tǒng)錯(cuò)誤信號(hào)。
如果真的是雷電造成的,那就是典型的電磁兼容故障。由于雷電是一種常見的自然現(xiàn)象,在這種環(huán)境下,任何電子系統(tǒng)都必須考慮可靠的工作。
閃電的本質(zhì)是瞬時(shí)的空氣穿透和放電。因?yàn)榭諝獯┩噶藢?dǎo)電系統(tǒng),它散發(fā)出耀眼的光芒,這就是我們所看到的閃電現(xiàn)象。我們聽到的是雷聲,因?yàn)檫@種放電過程中的電流非常大,可以達(dá)到20萬安培。巨大的電流產(chǎn)生巨大的熱量。這種現(xiàn)象可以發(fā)生在兩個(gè)云之間,也可以發(fā)生在云塊和地球之間。當(dāng)兩個(gè)極性電荷不同的云塊發(fā)生在云塊之間時(shí),當(dāng)它們之間的電場(chǎng)強(qiáng)度足以穿透它們之間的空氣絕緣時(shí),人們有時(shí)會(huì)稱之為天雷。當(dāng)這種現(xiàn)象發(fā)生在云塊和地球之間時(shí),如左圖所示,人們稱之為地雷。
傳統(tǒng)上,我們特別注意觸碰地雷。因?yàn)檫@種雷電會(huì)對(duì)建筑物和人員造成直接的傷害。人們發(fā)現(xiàn)地球凸起的導(dǎo)向體更易受到雷擊,于是發(fā)明了避雷針。作為避雷針,其實(shí)是引雷針,人們?cè)谥匾ㄖ锱园惭b更高的金屬物體,以防止在重要建筑物上發(fā)生雷擊,吸引雷電。
事實(shí)上,閃電進(jìn)程伴隨著著非常強(qiáng)的電磁波輻射,這類電磁波會(huì)危害電子電路的一切正常工作中。傳統(tǒng)式的電子系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì),全是以維護(hù)系統(tǒng)在出現(xiàn)閃電的情況下,不會(huì)產(chǎn)生硬件毀壞為目地的。當(dāng)代防雷設(shè)計(jì),不只是硬件不會(huì)毀壞,還規(guī)定數(shù)據(jù)信號(hào)不會(huì)出現(xiàn)不正確。電磁兼容實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)關(guān)鍵新項(xiàng)目叫浪涌電壓實(shí)驗(yàn),便是仿真模擬閃電造成的電磁騷擾。GJ151中的CS116主要是仿真模擬閃電在電纜線上造成的功效。