EMI/EMC 术语表

基本概念

电磁干扰(EMI)Electromagnetic Interference (EMI)

电磁骚扰导致设备性能降低,或产生该骚扰的发射。

电磁兼容(EMC)Electromagnetic Compatibility (EMC)

设备在其电磁环境中正常工作,且不对其他任何事物产生不可接受的电磁骚扰的能力。

抗扰度Immunity

设备在电磁骚扰存在的情况下不降低性能而正常工作的能力,试验中依据性能判据 A、B、C 进行判定。

发射Emission

设备通过传导或辐射向外发出的电磁能量,标准规定了允许限值。

敏感度Susceptibility

设备易受骚扰影响而性能降低的特性,是抗扰度的对应概念,主要用于军用标准。

传导发射Conducted Emission

沿电源线、信号线等导体向外传出的电磁能量,通常使用 LISN 在 150 kHz~30 MHz 范围内测量。

辐射发射Radiated Emission

向空间辐射的电磁能量,通常在 30 MHz 以上使用天线测量。

共模(CM)Common Mode (CM)

在两根导体上沿相同方向流动的电流分量。电缆会对其起到天线作用,因此是辐射发射的主要成因。

差模(DM)Differential Mode (DM)

在两根导体上沿相反方向流动的正常信号电流分量;环路面积越小,辐射越小。

近场Near Field

靠近源的区域,其 E/H 比不同于平面波,可能以电场为主或以磁场为主。

远场Far Field

可将波视为平面波的区域:E/H 约为 377 Ω,场强与距离成反比衰减。

谐波Harmonic

频率为基波整数倍的频率分量。时钟和开关电源的谐波是发射超标的典型原因。

杂散发射Spurious Emission

位于预期信号频带之外的不需要的发射,例如谐波和互调产物。

互调Intermodulation

两个或多个信号在非线性元件中混合,产生和频与差频分量的现象。

上升时间Rise Time

信号从其最终值的 10 % 上升到 90 % 所需的时间。上升时间越短,高频成分越多。

串扰Crosstalk

信号通过容性和感性耦合在相邻走线之间泄漏的现象。

谐振Resonance

在由 L 和 C(或结构长度)决定的频率上响应被显著放大的现象。电缆和缝隙的谐振会使发射增大。

Q 值Q Factor

表示谐振尖锐程度的指标;Q 越高,峰值越高、越窄。

阻抗匹配Impedance Matching

使信号源、传输线与负载的阻抗相匹配以减少反射;匹配不良会使 VSWR 升高。

转移阻抗Transfer Impedance

屏蔽电缆或电流探头上感应电压与电流之比;数值越小,屏蔽性能越好。

趋肤效应Skin Effect

高频电流主要在导体表面附近流动的现象;频率越高,趋肤深度越小。

回流路径Return Path

信号电流返回信号源的路径。在高频下,走线正下方的平面是电感最低的路径。

地弹Ground Bounce

多个输出同时切换时,地电位因地线电感而产生波动的现象。

测量与仪器

dBm

以 1 mW(0 dBm)为参考的绝对功率电平。

dBµV

以 1 µV 为参考的电压电平。在 50 Ω 下,dBµV = dBm + 107。

dBµV/m

以 1 µV/m 为参考的场强电平,是辐射发射限值所用的单位。

天线系数(AF)Antenna Factor (AF)

将接收机电压换算为入射场强的系数(dB/m):E = V + AF。

LISN / AMN

线路阻抗稳定网络 / 人工电源网络:在传导发射测量时提供规定的阻抗,并隔离电网噪声。

阻抗稳定网络(ISN)Impedance Stabilisation Network (ISN)

用于测量通信端口和信号端口上不对称(共模)传导发射的网络。

耦合/去耦网络(CDN)Coupling/Decoupling Network (CDN)

在传导抗扰度试验中,将骚扰耦合到电缆上并对辅助设备去耦的网络。

分辨率带宽(RBW)Resolution Bandwidth (RBW)

测量滤波器的宽度。减小它可降低本底噪声,但会延长扫描时间。

视频带宽(VBW)Video Bandwidth (VBW)

检波后滤波器的带宽;减小它可使噪声起伏变得平滑。

准峰值检波器(QP)Quasi-Peak Detector (QP)

按信号重复率加权的检波器,重复率越高,读数越大。是 CISPR 限值的基准检波器。

峰值检波器Peak Detector

捕获输入最大值的检波器。速度最快,且读数始终不小于准峰值或平均值,因此用于预扫描。

平均值检波器(AV)Average Detector (AV)

测量信号平均电平的检波器,有助于区分窄带信号与宽带噪声。

EMI 接收机EMI Receiver

符合 CISPR 16-1-1、带有预选器和标准化检波器的专用接收机。

频谱分析仪Spectrum Analyzer

按频率显示信号电平的仪器,广泛用于预合规测试;正式测试则需要具备 EMI 接收机功能。

预扫描Pre-scan

在精确的 QP/AV 测量之前,通过快速峰值扫描找出候选频率。

本底噪声Noise Floor

由接收机自身噪声决定的可测最低电平。

环境噪声Ambient Noise

与 EUT 无关而存在的外部信号(广播、通信等),会降低辐射试验的可靠性。

前置放大器Preamplifier

将微弱信号提升到高于接收机噪声的低噪声放大器;换算时必须扣除其增益。

衰减器Attenuator

将信号衰减固定 dB 数的无源器件,可保护接收机免受过载并改善匹配。

定向耦合器Directional Coupler

分别取出前向波和反射波的器件,用于在抗扰度试验中监测前向功率和反射功率。

电流探头Current Probe

可非接触地测量导体电流的钳式探头,利用其转移阻抗进行换算。

近场探头Near-Field Probe

用于定位电路板上电场或磁场源的小型探头,用于查找发射源。

1 dB 压缩点(P1dB)1 dB Compression Point (P1dB)

放大器增益比线性值下降 1 dB 时的输出电平,是实际工作的上限。

校准Calibration

将仪器、天线或电缆与标准器比对,以确定修正值和不确定度的过程。

试验场地与天线

半电波暗室(SAC)Semi-Anechoic Chamber (SAC)

地面为金属反射面、墙壁和天花板贴有吸波材料的试验室,是 3 m/10 m 辐射发射试验的标准环境。

全电波暗室(FAR)Fully Anechoic Room (FAR)

包括地面在内的所有表面均布置吸波材料的试验室,用于 1 GHz 以上的发射试验和辐射抗扰度试验。

开阔场(OATS)Open-Area Test Site (OATS)

位于开阔地面上的室外试验场,是基准场地,但受天气和环境噪声影响。

屏蔽室Shielded Room

以金属壁阻挡外部电磁场的房间,用于传导试验并隔绝环境噪声。

接地平面Ground Plane

试验布置中作为基准的导电板;标准规定了其尺寸、材料以及与 EUT 的间距。

转台Turntable

使 EUT 旋转 360° 以寻找最大发射方向的旋转平台。

天线升降塔Antenna Mast

使天线在 1~4 m 范围内升降,以寻找地面反射干涉最大点的升降杆。

双锥天线Biconical Antenna

由两个锥形单元构成、适用于约 30~300 MHz 的宽带天线。

对数周期天线Log-Periodic Antenna

覆盖约 200 MHz 至 1 GHz 及以上的定向宽带天线。

双对数天线Bilog Antenna

双锥与对数周期设计的混合型天线,一副天线即可覆盖 30 MHz~1 GHz。

喇叭天线Horn Antenna

用于 1 GHz 以上测量和抗扰度试验的定向天线,增益稳定。

归一化场地衰减(NSA)Normalized Site Attenuation (NSA)

通过将实测场地衰减与理想值在容差(通常为 ±4 dB)内比较,来验证试验场地的指标。

均匀场区域(UFA)Field Uniformity Area (UFA)

辐射抗扰度试验中场强保持在容差范围内的平面区域,试验前需进行校准。

TEM 小室 / GTEM 小室TEM Cell / GTEM Cell

内部产生 TEM 波的类波导试验装置,用于测试小型设备。

混响室Reverberation Chamber

利用多重反射和搅拌器产生统计均匀场的金属腔室。

设计与抑制措施

屏蔽效能(SE)Shielding Effectiveness (SE)

无屏蔽与有屏蔽时场强电平之比(dB),等于吸收损耗与反射损耗之和。

插入损耗Insertion Loss

在电路中插入滤波器或元件时信号的衰减量(dB)。

回波损耗Return Loss

入射功率与反射功率之比(dB);越大表示匹配越好。

VSWR

传输线上驻波电压最大值与最小值之比;越接近 1,匹配越好。

反射系数Reflection Coefficient

反射波与入射波的幅度比 Γ。VSWR 和回波损耗都可用 Γ 表示。

特性阻抗Characteristic Impedance

无限长传输线上电压与电流之比;同轴电缆常见值为 50 Ω 和 75 Ω。

铁氧体磁珠Ferrite Bead

在高频下呈电阻性阻抗、将噪声以热的形式耗散的元件,用于电源线和信号线。

共模扼流圈Common-Mode Choke

将两根导线绕在同一磁芯上,使仅共模电流遇到高阻抗的元件。

X 电容X Capacitor

跨接在电源线之间(L–N)的安规电容,用于降低差模噪声。

Y 电容Y Capacitor

接在相线与地之间(L–PE)的安规电容,用于旁路共模噪声;其容量受泄漏电流限值制约。

去耦电容Decoupling Capacitor

放置在 IC 电源引脚附近、就近提供高频电流并降低电源噪声的电容。

自谐振频率(SRF)Self-Resonant Frequency (SRF)

元件因寄生参数而发生谐振的频率;超过该频率后,电容表现为电感。

吸收电路(Snubber)Snubber

用于抑制开关器件振铃和尖峰的 RC(或 RCD)电路。

扩频时钟(SSC)Spread-Spectrum Clocking (SSC)

对时钟频率进行轻微调制,使能量分散到更宽的频带;可降低峰值,但总能量不变。

EMI 导电衬垫EMI Gasket

封堵机箱接缝以防止泄漏的导电部件。

孔缝泄漏Aperture (Slot) Leakage

通过屏蔽体的缝隙和孔洞泄漏的电磁能量;当最长尺寸接近 λ/2 时,几乎失去屏蔽作用。

猪尾线(Pigtail)Pigtail

用一小段导线将电缆屏蔽层接地的做法;其电感会使高频屏蔽性能大幅下降。

360° 屏蔽端接360° Shield Termination

将电缆屏蔽层沿整个圆周与连接器外壳相连的做法,远优于猪尾线。

搭接Bonding

以低阻抗连接金属部件;接触面的表面处理和面积决定高频性能。

电源滤波器(EMI 滤波器)Mains Filter (EMI Filter)

由 X/Y 电容和共模扼流圈构成的滤波器,用于降低传导发射及电网侵入的噪声。

TVS 二极管TVS Diode

钳位瞬态电压以保护电路的器件,是 ESD 和浪涌防护的基本元件。

巴伦(Balun)Balun

在平衡与不平衡线路之间进行转换的器件,可抑制因不平衡产生的共模电流。

抗扰度试验

静电放电(ESD)Electrostatic Discharge (ESD)

带电物体之间发生的短促而强烈的放电。IEC 61000-4-2 规定了接触放电和空气放电试验。

电快速瞬变(EFT/脉冲群)Electrical Fast Transient (EFT/Burst)

因感性负载开关而产生的快速脉冲群,按 IEC 61000-4-4 进行试验。

浪涌Surge

由雷击或大型开关操作产生的高能量瞬态电压/电流,按 IEC 61000-4-5 进行试验。

辐射敏感度/抗扰度试验Radiated Susceptibility/Immunity Test

对 EUT 施加外部场并检查其是否出现故障的试验,例如 IEC 61000-4-3 和 MIL-STD-461 RS103。

传导敏感度/抗扰度试验Conducted Susceptibility/Immunity Test

向电缆或电源线注入骚扰并检查其是否出现故障的试验,例如 IEC 61000-4-6 和 MIL-STD-461 CS114。

大电流注入(BCI)Bulk Current Injection (BCI)

使用注入探头向线束注入感应电流的试验方法,广泛用于汽车和军用标准。

幅度调制(AM)Amplitude Modulation (AM)

用信号改变载波幅度;抗扰度试验中的标准条件为 1 kHz、80 % AM。

性能判据(A/B/C)Performance Criteria (A/B/C)

对抗扰度试验期间或之后允许的性能降低程度进行的分级;A 最为严格。

电压暂降Voltage Dip

供电电压的短时下降,按 IEC 61000-4-11 进行试验。

闪烁Flicker

因供电电压波动引起的照明可见闪烁;用闪烁仪测量,发射标准和抗扰度标准均有涉及。

高空电磁脉冲(HEMP)High-Altitude EMP (HEMP)

由高空核爆炸产生的宽带电磁脉冲,相关试验见 IEC 61000-4-25 等标准。

受试设备(EUT)Equipment Under Test (EUT)

被测产品;试验期间使其工作在最严酷的模式。

辅助设备(AE)Auxiliary Equipment (AE)

为使 EUT 工作而连接的附加设备(负载、笔记本电脑、传感器等);需加以控制,以免影响结果。

不确定度、认证与法规

裕量Margin

限值与测量值之差(dB);设计目标通常要求至少 3~6 dB。

测量不确定度Measurement Uncertainty

对结果可能偏离真值的范围的量化,由电缆、天线、接收机和失配等分量构成。

包含因子(k)Coverage Factor (k)

乘以合成标准不确定度以得到扩展不确定度的因子;k = 2 约对应 95 % 的置信水平。

扩展不确定度Expanded Uncertainty

合成标准不确定度乘以包含因子:U = k·u_c。

方和根(RSS)Root-Sum-Square (RSS)

合成相互独立误差项的方法:u_c = √(Σu²)。

保护带Guard Band

为考虑不确定度而在限值内侧设定的内部判定线,由认证机构或制造商的政策确定。

不确定度分布Uncertainty Distribution

不确定度分量的概率分布(矩形、三角、U 形、正态),每种分布有各自的除数。

场地验证Site Validation

确认试验场地满足标准要求的过程(例如 NSA)。

预合规测试Pre-Compliance

在正式试验之前使用自有或外部设施进行的初步评估,可降低重测成本和进度风险。

测试计划Test Plan

预先确定 EUT 配置、工作模式、适用试验、限值和合格判据的文件。

A 类 / B 类Class A / Class B

按使用环境对设备进行的分类;B 类用于住宅环境,限值更严格。

基础标准Basic Standard

仅规定试验方法的标准(例如 IEC 61000-4-x);试验等级和判定由产品标准给出。

产品(族)标准Product (Family) Standard

规定某一产品族的限值、试验等级和判据的标准(例如 CISPR 32、CISPR 35)。

CE 标志CE Marking

面向欧洲市场的符合性标志,必须符合 EMC 指令(2014/30/EU)。

KC 认证KC Certification

在韩国市场销售的设备所需的安全和 EMC 符合性标志。

FCC Part 15

美国 FCC 规则中规定有意辐射器和无意辐射器发射要求的部分,分为 A/B 类。

CISPR

IEC 的国际无线电干扰特别委员会,发布发射限值和测量标准(CISPR 11、16、32 等)。

MIL-STD-461

美国国防部规范军用设备电磁干扰特性的标准。

版次 / 修订Edition / Amendment

标准会定期修订,限值或方法可能发生变化,因此试验时必须注明所适用的版次。