電磁干擾是人們早就發(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象，它幾乎和電磁效應(yīng)的現(xiàn)象同時被發(fā)現(xiàn)，1981年英國科學(xué)家發(fā)表“論干擾”的文章，標(biāo)志著研究干擾問題的開始。1989年英國郵電部門研究了通信中的干擾問題，使干擾問題的研究開始走向工程化和產(chǎn)業(yè)化。

　　電磁干擾是干擾電纜信號并降低信號完好性的電子噪音，EMI通常由電磁輻射發(fā)生源如馬達(dá)和機(jī)器產(chǎn)生的。

　　電磁干擾EMI，有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)電介質(zhì)把一個電網(wǎng)絡(luò)上的信號耦合到另一個電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源通過空間把其信號耦合到另一個電網(wǎng)絡(luò)。

　　在高速PCB及系統(tǒng)設(shè)計中，高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。

　　電磁干擾源包括微處理器、微控制器、傳送器、靜電放電和瞬時功率執(zhí)行元件，如機(jī)電式繼電器、開關(guān)電源、雷電等。在微控制器系統(tǒng)中，時鐘電路是的寬帶噪聲發(fā)生器，而這個噪聲被擴(kuò)散到了整個頻譜。隨著大量的高速半導(dǎo)體器件的發(fā)展，其邊沿跳變速率很快，這種電路將產(chǎn)生高達(dá)300 MHz的諧波干擾。

　　當(dāng)以點(diǎn)火發(fā)動機(jī)驅(qū)動的汽車在公路上運(yùn)行之時，汽油發(fā)動機(jī)的高壓點(diǎn)火系統(tǒng)會產(chǎn)生強(qiáng)電磁波，干擾其周圍的無線電廣播和無線電通訊業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行，并且對電磁環(huán)境造成污染。自此人們將電磁污染列人到汽車造成的三大污染源之一。

　　隨著汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，汽車電子電器設(shè)備的大量應(yīng)用，汽車電磁干擾的特點(diǎn)及其產(chǎn)生的影響也有了巨大的變化。汽車產(chǎn)生電磁干擾的源，不單純是點(diǎn)火系統(tǒng)，大量應(yīng)用于車輛上的各種電子電器設(shè)備也同樣產(chǎn)生電磁干擾。

　　車輛產(chǎn)生的電磁干擾不但對車輛外界的無線電設(shè)備造成影響，而且也會對車輛內(nèi)部的各種電子部件造成不良影響。早期人們普遍關(guān)心的是車輛電磁干擾對電磁環(huán)境的重大影響，隨著有效的治理，這種影響已經(jīng)得到了控制。

　　一、汽車內(nèi)電磁干擾現(xiàn)象

　　汽車產(chǎn)生電磁干擾的源有：高壓點(diǎn)火系統(tǒng)；各種感性負(fù)載；各種開關(guān)類部件；各種電子控制單元ECU；甚至各種燈具，無線電設(shè)備等。這些部件產(chǎn)生的干擾會在汽車內(nèi)部造成相互影響。下面列舉一些實(shí)際發(fā)生的現(xiàn)象。

　　現(xiàn)象1：某種中次轎車，具有高性能ABS系統(tǒng)。樣車在實(shí)況測試中遇到了雨天，啟動雨刮器，在某一車速運(yùn)行時，ABS突然失去了作用。

　　現(xiàn)象2：國內(nèi)生產(chǎn)的某一型號微型汽車，其發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器經(jīng)常出現(xiàn)易被擊穿損壞現(xiàn)象。經(jīng)查，當(dāng)雨刮器工作時，這種損壞現(xiàn)象就容易發(fā)生。

　　分析上述兩個實(shí)例，造成這種現(xiàn)象的主要原因是雨刮器。雨刮器驅(qū)動電機(jī)作為感性負(fù)載，在切斷電源時會產(chǎn)生反向電流并通過電源線傳輸?shù)焦╇娤到y(tǒng)中，從而在電源系統(tǒng)中產(chǎn)生干擾脈沖，一些電子部件在這種干擾脈沖條件下，不能正常工作，甚至導(dǎo)致?lián)p壞。

　　現(xiàn)象3：一種國內(nèi)開發(fā)生產(chǎn)的安全氣囊，在汽車整車裝配線上突然引爆。經(jīng)對該安全氣囊的電子引爆控制器進(jìn)行試驗(yàn)檢查，發(fā)現(xiàn)其不能承受較強(qiáng)的環(huán)境輻射電磁場，當(dāng)有靜電放電發(fā)生時，會有誤動作。

　　二、汽車內(nèi)電磁干擾的特點(diǎn)

　　車輛內(nèi)部的電磁干擾擾特點(diǎn)不同于車輛對外部的干擾。車內(nèi)電磁干擾可以通過各種連接線纜傳播，也會以耦合方式、空間輔射發(fā)射的方式進(jìn)行傳播。典型的形式有：沿電源線傳導(dǎo)干擾；人體靜電放電對電子部件的干擾；干擾能量通過空間輻射等。下面就一些典型干擾源的特點(diǎn)進(jìn)行分析。

　　三、發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生沿電源線傳導(dǎo)的干擾

　　發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的電路框圖如圖1。傳感器獲取點(diǎn)火信號Va，由驅(qū)動電路在點(diǎn)火線圈初級產(chǎn)生一通斷的脈沖電流Ib，線圈次級產(chǎn)生高壓脈沖使火花塞放電，點(diǎn)燃發(fā)動機(jī)燃油混合氣作功。當(dāng)線圈初級回路通斷變化過程時，初級繞組會產(chǎn)生瞬變電壓，次級繞組產(chǎn)生高電壓使火花塞放電，殘余能量形成高頻電磁波輻射到空間中。初級回路中的瞬變電壓則沿電源線傳到電源系統(tǒng)中，干擾電源系統(tǒng)，產(chǎn)生一波動電壓△V。如圖2。一般情況不一，實(shí)驗(yàn)測量得到△V為2～4V。

　　汽車中應(yīng)用的各種電子控制單元，要求有一個穩(wěn)定的電源電壓供電，才能正常工作。當(dāng)供電系統(tǒng)中出現(xiàn)電壓波動（如△V），會對電子模塊的正常工作產(chǎn)生影響。

　　四、感性負(fù)載產(chǎn)生沿電源線傳導(dǎo)的干擾

　　汽車內(nèi)使用的各種類型的電機(jī)都屬于感性負(fù)載。這類負(fù)載特性電路如圖3。當(dāng)感性負(fù)載的供電被突然切斷時，會產(chǎn)生反向瞬變電壓Vc，如圖4。線圈初始儲能越大，關(guān)斷速度越快，瞬變過電壓就越高。實(shí)測結(jié)果，一般Va為-100V～300V；is為0.2s～0.5s。

　　這種類型的干擾雖然不具有連續(xù)性，但是它的瞬變電壓的幅值相當(dāng)大，偶爾的出現(xiàn)會對電子模塊造成嚴(yán)重影響，甚至損壞。前文中介紹的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器擊穿損壞就是因這種反向瞬變電壓造成的嚴(yán)重后果。

　　五、靜電放電對車內(nèi)電子部件的干擾

　　人體會產(chǎn)生靜電，人體靜電遇到一些導(dǎo)體就會釋放出來。有直接放電，人們感覺不到。當(dāng)靜電儲存到一定程度后，會通過空氣放電，甚至?xí)谢鸹óa(chǎn)生，人們就會有強(qiáng)烈的放電感覺。人們在使用汽車時，這種靜電放電現(xiàn)象是不可避免地會產(chǎn)生。

　　靜電的放電過程，既可能是正放電過程，也可能是負(fù)放電過程，其一放電特性如圖5。放電電壓U達(dá)1.5kV～2.5kV；放電時間is，接觸放電：0.7ns～1ns，空氣放電：0.7ns～5ns；放電電流很小，nA級。

　　這種類型的干擾特點(diǎn)是：高電壓；短時間；微小電流。其干擾影響程度是巨大的，會使一些電子控制單元產(chǎn)生誤動作，嚴(yán)重的會損壞電子單元。如前文描述的安全氣囊的電子引爆控制器的誤動作。

　　六、部件或線纜間的相互耦合干擾

　　汽車中的各種線纜經(jīng)常將他們捆綁成一束沿汽車內(nèi)側(cè)布置，電源線中的瞬變干擾會耦合到信號線或控制線中，形成差模信號，會對車內(nèi)ECU等電子模塊產(chǎn)生影響。這一點(diǎn)常被人們所忽視。

　　七、輻射干擾

　　干擾能量的電磁波輻射形式，人們比較熟悉。人們關(guān)注的頻率范圍是150kHz～1000MHz。其他頻段的千擾也是存在的。

　　八、電磁干擾的抑制

　　電磁干擾的抑制措施的選用，首先考慮干擾源，要根據(jù)不同的干擾源的特點(diǎn)采取不同的抑制方式。其次，考慮干擾的傳播途徑，這對采取有效地抑制措施非常重要。干擾的途徑可以是：通過供電系統(tǒng)的電纜；通過天線或各種導(dǎo)線；通過耦合；通過空間直接輻射電磁波等方式。此外干擾抑制應(yīng)充畔慮抑制成本。一般的處理方式，限制干擾源產(chǎn)生的干擾噪聲達(dá)到規(guī)定的合理范圍內(nèi)；同時被干擾體應(yīng)具有一定的抵抗干擾的能力，以達(dá)到相互共存、互不影響的狀態(tài)。

　　對來自車內(nèi)供電系統(tǒng)的干擾，一種簡單而有效的方法是利用蓄電池作為一個極低阻抗、大容量的瞬變電壓抑制器，吸收各種瞬變電壓產(chǎn)生的干擾能量。的方式是保證蓄電池電纜接線良好。若負(fù)極搭鐵，應(yīng)保證搭鐵電阻值。見圖1和圖3，應(yīng)盡可能保證線路阻抗RO達(dá)值，甚至為零。

　　對于線纜間耦合引起的干擾、，一種節(jié)省成本的方法是在車內(nèi)布線時充分考慮合理而有效地布置線纜。的方式為將ECU控制線或信號線與電源線分開布置，以減小因耦合而引起的干擾信號侵入。

　　對于電感性負(fù)載引起的干擾，抑制方式可以采用并聯(lián)一個適當(dāng)數(shù)值的電容器，以消除反向過電壓。

　　九、結(jié)語

　　總之，汽車內(nèi)電磁干擾及其產(chǎn)生的影響是重大的，關(guān)系到汽車安全可靠性。人們應(yīng)該意識到現(xiàn)代電子化汽車中出現(xiàn)的許多新問題，在相當(dāng)程度上與電磁干擾的影響有關(guān)。實(shí)際中，采取適當(dāng)?shù)母蓴_抑制措施，同時提高汽車電子電器部件的電磁抗擾特性，可以有效地提高汽車運(yùn)行可靠性。