时钟电路的电磁波干扰-中电网杂志
时钟电路的电磁波干扰
Electromagnetic Wave Disturbance of Clock Circuit
Cypress 台湾区应用工程经理 Michael Hsieh
所有会产生电压频率信号的电子组件都是潜在的电磁波干扰（EMI）的来源，这些电磁波信号将会影响如收音机、电视或移动电话等电子产品的正常运作。大多数系统中产生电磁波噪声的主要来源是系统时钟的产生与分配电路，本文将探讨电磁波干扰产生的原因、如何测量电磁波干扰及如何降低电磁波干扰带来的影响。
电磁波发生的原理以物理学来说明，当带负电荷的电子在电场中移动时会产生电磁场，因此只要电路中有电流信号存在，就会形成电磁波。不过电磁波为什么会影响电子设备呢？为什么计算机的CPU运作频率会干扰收音机或无线电话呢？以收音机为例，通常无线电台的运作频率在88MHz~?108MHz，波段与波段之间必须有200KHz的空隔以避免相互干扰，为了清晰的接收远方电台的信号，收音机装置了高增益的接收放大电路以拾取微弱的电波信号。
个人计算机中的PCI总线与芯片组之间，通常使用33.3MHz的频率来作为同步时钟，跟随33.3MHz?的基础频率，同时会发生一系列的谐波频率（谐波频率是以基础频率为倍数发生），例如第三次谐波的频率为99.9MHz，恰巧落在收音机的工作频段内，若是个人计算机附近正好有收音机频率调谐到99.9MHz，就会受到个人计算机EMI的干扰而产生噪声。
世界各国为了防止此类电子产品发出来的电磁波干扰，纷纷设立专责机构并制定条文作为产品制造的规范，目的都在限制电子产品的电磁波，在特定距离量测特定波段中的强度，保证在规定的信号强度标准以下。
电磁波的形成
在高速数字电子产品中，时钟产生器因长时间运作在固定的频率上，使电磁波能量不断累积到极高的水平；其余变动的、异步的信号则不会造成如同时钟电路这么高的电磁波干扰。因此时钟信号成为主要造成电磁波干扰的来源，时钟会因其本身信号稳定震荡的特性，或是信号终结不够妥善，会产生大量的EMI，这些电磁波能量将透过类似天线的结构对外散发出去。天线会以各种不同形式存在，譬如印刷电路板上的线路、跳线、没有适当屏蔽的组件、连接器、缆线或是没有妥善的接地装置。
为了获得更快运算速度，电子产品不断提高系统工作的时钟频率，信号变换速度也随之提高。但信号波形的上升与下降速度加快，将使电磁波辐射的能量大幅增加。图1显示两个具有相同频率、振幅、相位与工作周期的信号，两者唯一的差别在于在信号的转换率。具有较快波形上升与下降速度的信号，测量出来的电磁辐射能量将高于波形转换速度较慢者。
图1 不同信号转换率对信号波形的影响（略）
第二个会造成电磁波的因素为电路中信号路径不正确的终结。若是终端阻抗不匹配，波形就会形成上缘凸起或下缘陷落的状况，使电磁波辐射的能量增强。视信号波形凸起或陷落程度的多寡，每个信号或节点可比正常的情况增加约3?~?4?dB的电磁波辐射，若同时有数十个信号或节点发生信号凸起的情形，想要通过FCC测试则根本不可能。图2-(a)显示不正确的信号终结所造成的凸起与陷落；图2-(b)为正确的信号终结状态，有着较图2-(a)低的EMI。
如何测量电磁波
通常测量EMI的方式是将受测的产品放置在一个受控制的环境中，例如无电磁波回声室或开放空间测试场所?测量由产品中辐射出来的电磁波强度，与FCC等单位所规定的限制值相比较。在1975年时，FCC规定所有在产品功能上并非有意发出电磁波的设备，所辐射的电磁波强度，在特定的距离与频率测量时，不得超过FCC所规定的最大能量。
FCC主要对辐射强度分成两大种类的标准，Class?A与Class?B。Class?A标准适用的产品类型为“数字设备标示为商业、工业或办公场合用途，并不得在公众场所与家庭内所使用”，Class?B标准的适用产品则为“数字产品标示为家庭使用，但也可以适用于其它场合”。Class?B标准较Class?A严格许多；表1显示FCC?Class?A与Class?B的规格标准。
图2 信号终结状态示意（略）
表1 FCC的Class“A”与Class“B”的规格（略）
当测试实验室完成受测产品的测量后，报告中的图表可显示出频率范围由30MHz到1000MHz的辐射能量强度。若是辐射能量强度的极大值低于上表中FCC对每个频段辐射强度的规范，则此产频就符合FCC的标准；若是某个频率中的极大值超过FCC的标准，产品就必须进行修改或重新设计以降低电磁波辐射的强度。
减少电磁波辐射
有几种方法可以降低数字产品电磁波辐射的问题，工程师可以选择为产品加上屏蔽的处理、对信号加上滤波器或是减低散发电磁波组件的功率。第一种加上屏蔽的方式，并非对电路上，而是一种在机械结构上的解决方案，利用金属材质的封装，将EMI封闭在产品内部，不致泄漏出来。这种方法在过去经常用来对抗EMI，但通常会大幅增加产品制造成本，并且若是问题发生在产品即将上市的时期，将无法及时修改机壳的设计以符合EMI测试标准。
其它如滤波器与降低组件功率的方法，则是试图找出发射电磁波的源头，将其隔离出来。利用无电磁波回声室之类的测试场所，测量出超过辐射强度规定的特定电波频率，锁定这个频率或其谐波频率，即可判别出是哪一条时钟电路造成的电磁波辐射。确定之后，首先必须确保所有的信号线都有妥善的终结，其次分析该条时钟信号是否有波形凸起或陷落的现象，并适当的调整终端电阻的阻抗，使波形尽量保持平缓。
若仍旧无法降低EMI水平，则再检查该时钟信号的波形转换速度，尽量选用转换速度较低的组件。许多时钟缓冲器同时具备高、低两种转换速度以供选择，这两种形式缓冲器的脚位大多相同，可以互换；或是具备可程序化的波形变化斜率，使工程师可依系统需求自行设定波形转换速度。在系统可以接受的状态下，采用较低的转换速度将减少电磁波的辐射，并不会对产品的生产成本造成太大的影响。
若无法以低转换速度组件替换时，滤波是最常用来降低信号波形的边缘速度的方法，也就是在信号路径中加上5到15pF的电容器，用以平缓信号的边缘速度。通常工程师会在电路设计中，靠近信号源头的位置，预留这些电容器的安装位置，到发生EMI问题时，再将电容器装置上去。若时钟电路采用串接式的终端电阻，滤波电容器装在电阻的两侧皆可，但为了获得最佳的信号终结与保持信号的完整性，滤波电容建议装在终端电阻之后靠信号来源的这一侧，如图3所示。
图3 滤波电容器的安装示意（略）
虽然加上滤波电容可以有效的降低EMI，也有其缺点存在：降低了信号的完整性，将原本轮廓鲜明、波缘转折明确的高速时钟信号，转变为波缘平滑的信号，使组件不易准确的锁定信号时序；并且在每个时钟信号的分布都需加上滤波电容器，会提高产品制造成本。
时钟频率展频
另一种降低电磁波辐射的方法为时钟调变。时钟调变又称做展频，最早于1995年时开始使用于计算机系统中，而现在几乎所有的个人计算机都设计有时钟展频的功能，用以降低EMI的发生。时钟展频可称的上是目前最能经济有效降低EMI的解决方案。
展频的工作原理，是将原本固定不变的时钟频率，以一定的周期，规律小幅度的调变时钟频率，使系统产生的电磁波辐射能量，平均散布于一段频率范围内，以免超过法规的标准。而且以原始时钟频率0.5%到5%的范围内，小幅调整运作频率，对于使用者而言，几乎无法察觉出展频前后有什么不同之处。若以原始时钟频率为中心进行展频，系统平均的运行效率完全不会受到展频的影响。
时钟展频降低EMI的程度，受调变方式、频率变动比率与调变速率这三个参数影响。展频的调变方式可以有许多种选择，像是线性调变、正弦波调变与Lexmark曲线调变等，目前证实能最有效降低EMI的调变方式，就属Lexmark曲线调变了，如下图4所示。
图4 Lexmark曲线调变之波形（略）
由图4的范例所示，原始频率为65MHz，展频调变后输出频率分布范围从最低的63.797MHz到最高的66.311MHz，这个例子因基础频率上下展频的比例相等，又称做“中央展频”。请注意Lexmark展频方式，在基础频率附近时，频率的变动较缓和；而在接近最高与最低频率时，频率的变动较剧烈。
展频的频宽可用时钟的最高频率减去最低频率而得，
BW = FMAX - FMIN
而一般会以展频频宽除以原始频率来表示时钟展频的程度，
BW% = ( BW / FREF ) 100%
以前例而言，
BW = 66.311MHz - 63.797MHz = 2.541MHz
BW% = ( 2.541MHz / 65MHz ) 100% = 3.87%
这个65MHz的时钟在展频前后EMI的变化，可以使用频谱显示器观察出来，图5中未经展频的时钟在65MHz的附近展现出极窄的频率范围，也较邻近频率带有极高的能量峰值；相比之下，经过展频后的时钟，虽然中央频率仍旧是65MHz，但频率范围较宽，连带使能量平均分布在整个展频频宽当中，使电磁波辐射的强度在65MHz峰值处降低了6.48dB。
最后一个影响EMI降低值的为展频的调变速率，这个速率是指展频方式重复的频率速度，在图5的Lexmark曲线范例中，调变速率为27.86KHz。一般调变的速度介于20KHz到200KHz之间，若是调变速度低于20KHz，有可能在系统中产生人耳可以听到的脉冲杂音；若调变速度高于200KHz，时钟下游串接的PLL回路即可能因为组件频宽不足，无法锁定时钟频率而使系统失效。
图5 原始频率为65MHz之下展频前后的EMI变化（略）
展频系统中其余组件的时钟跟随
时钟展频能够很容易的整合至系统的时钟电路设计中，并有效降低系统电磁波峰值的产生。但在另一方面，若电路中的展频时钟电路之后，设计了其它的锁相回路，并利用展频的时钟来做为这些锁相回路的信号来源，在设计上就必须特别注意了。因为展频对系统的时钟进行不断的调变，下游的锁相回路组件必须能够快速的反应，追随这些频率变动，此时若是锁相回路的频宽不足，就容易产生时钟追踪的歪斜，造成系统时钟抖动的增加。工程师们必须确定电路中所有的锁相回路组件都能够正确的追踪展频时钟频率的变动，若这些串接的锁相回路做为时钟电路缓冲器中的组成部分，可以采用像是Spread?Aware这一类专为展频电路所设计并测试合格的时钟组件。
目前的时钟电路运作频率极高，容易产生电磁波噪声，当电磁波的强度超过一定的程度时，将产生不可预期的影响，不可不注意预防。目前已有许多以机械结构或是改变电路布局方式的电磁波干扰防治解决方案，但是这些解决方案都耗时费事，若能在电路设计上的小细节多加留意，就可以有效的预防电磁波噪声的产生。
时钟信号若是没有妥善的被终结，或是时钟组件具有快速的瞬时特性，都会产生大量的电磁波噪声。若要控制电磁波噪声的产生，必须考虑下列几项原则：
●妥善的终结所有的时钟信号
●尽量采用波缘上升速度较低的时钟缓冲组件
●在信号线路中采用滤波电容器
●在高速的电路中采用展频时钟组件
只要在电路设计上遵守这些简单的规则，就可以以最低的成本，有效的控制电磁波噪声的产生，提高产品的竞争力。
版权所有《世界电子元器件》杂志社
地址：北京经济技术开发区科创十二街鸿坤云时代D座12层 邮编：100716
电话：(010) 传真：(010)关于电磁波的一个问题 - 问通信专家
已解决问题
关于电磁波的一个问题
大家好，电磁波在传播的过程中，传播的越远，频率会发生变化吗？比如离基站越远的地方，信号越弱，是因为信号在传播的过程中，受到介质的影响引起信号能量被吸收，造成是电磁波的幅度变小还是频率变小，如果UE与基站有个相对速度，接收到的频率会发生变化呢，根据多谱勒频移，我们往水里扔一块石头会引起振动，在振源近的水波就比离振源远的地方水波频率大啊！希望大家帮我解释一下！
提问者: &提问时间: &
• GSM未接通问题
• LTE速率问题
• LTE上传问题
• 你好我有个问题可以问吗
• 关于基站配置问题
• VOLTE用户拨打问题
• 中兴TD-LTE网络开启ANR功能后掉线上升问题如何解决？
• 请教一下RBS6601的问题，大神进来解答一下。。。
其他答案&(9)
在空气中，微尘颗粒、大气中的水分子、气体分子都会对电磁波有吸收和散射作用，使通过大气的电磁波能量衰减，即损耗。
信号弱是因为电磁波的能量变小了，能量小了，信号功率自然就弱了。
电磁波的能量大小由坡印廷矢量决定，即S=E×H,其中s为坡印庭矢量，E为电场强度，H为磁场强度。
E电场H磁场都正比于振幅，所以总能量都只与振幅有关。
综上所述：振幅变小了。
&&&&专家指数：4180&&&&
我想问一下，你说的是总能量只与振幅有关，那么能量发生了变化会不会引起频率也会有多多少少的变化，你的意思是不是迫在振幅越大，总能量越大，但说回来，能量的变化会不会引起频率的变化，在高中物理书本上说，电磁波的能量与频率有关，就是那个普朗克常量，这个怎么理解！
&&&&专家指数：116&&&&
&&& 电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，波本身带动能量，任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。&& 所以电磁波传播的越远，在空间损耗的能量也越大，根据E=hv （h为一常数，v为频率）可知当能量减小时，电磁波的频率也减小。
&&& 根据多普勒效应，接收到的频率会增大。
&&&&专家指数：1152&&&&
&&&&专家指数：1&&&&
和频率无关啊 ，只是振幅彼变了而已，当然在通信上就是功率了
&&&&专家指数：121&&&&
频率在发射机内决定，振幅才和路损有关
&&&&专家指数：320&&&&
路过的人也学习啦!谢谢各位..
&&&&专家指数：105&&&&
有关，电磁波（或光）具有波粒二相性。以粒子性来看，对于单个光子，能量E=hf（h为普朗克常量，f为频率），能量正比于频率。但是辐射的强度，还取决于有多少光子，这里的光子数如果以波的性质来看，可以看作波幅。所以电磁波的辐射大小取决于电磁波的频率和波幅
&&&&专家指数：116&&&&
谢谢各位..
&&&&专家指数：17&&&&
• GSM未接通问题
• LTE速率问题
• LTE上传问题
• 你好我有个问题可以问吗
• 关于基站配置问题
• VOLTE用户拨打问题
• 中兴TD-LTE网络开启ANR功能后掉线上升问题如何解决？
• 请教一下RBS6601的问题，大神进来解答一下。。。
相关资料下载
<font color="#84人关注
<font color="#5人关注
<font color="#3人关注
<font color="#13人关注
<font color="#47人关注
<font color="#3人关注
<font color="#9人关注
<font color="#78人关注
<font color="#0人关注
<font color="#98人关注
聘： 需求人数：2 人
地点：广州市
聘： 需求人数：2 人
地点：东莞市
聘： 需求人数：2 人
地点：广东省
聘： 需求人数：2 人
地点：汕尾市
聘： 需求人数：50 人
地点：四川省
聘： 需求人数：3 人
地点：清远市
聘： 需求人数：5 人
地点：辽宁省
聘： 需求人数：10 人
地点：西安市
聘： 需求人数：4 人
地点：四川省
聘： 需求人数：10 人
地点：盐城市
赞助商链接
Powered bydiàn cí bō
由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动
传播方向：
垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量
概述/电磁波
电磁波从科学的角度来说，电磁波是能量的一种，凡是能够释出能量的，都会释出电磁波。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样，人们也看不见无处不在的电磁波。电磁波就是这样一位人类素未谋面的“朋友”。
基本简介/电磁波
定义电磁波是的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变动的电会产生磁，变动的磁则会产生电。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为。产生电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁波频率高时即可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。举例来说，太阳与地球之间的距离非常遥远，但在户外时，我们仍然能感受到和煦阳光的光与热，这就好比是“借由辐射现象传递能量”的原理一样。电磁波为。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，波本身带动能量，任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。其速度等于光速c（每秒3×10的8次方米）。在空间传播的电磁波，距离最近的电场（磁场）强度方向相同，其量值最大两点之间的距离，就是电磁波的波长λ，电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。运动通过不同介质时，会发生、、、及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少，电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。编辑本段电磁波的计算c=λfc：波速(这是一个常量，c约等于3*10^8m/s)单位：m/sf：单位：mf：单位：Hz性质
电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。原因是在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁波频率高时即可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。举例来说，太阳与地球之间的距离非常遥远，但在户外时，我们仍然能感受到和煦阳光的光与热，这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。
电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的平方成反比，波本身带动能量，任何位置之能量功率与振幅的平方成正比。
其速度等于光速c（3×10^8m/s）。在空间传播的电磁波，距离最近的电场（磁场）强度相同，其量值最大两点之间的距离，就是电磁波的波长λ，电磁每秒钟变动的次数便是频率f。三者之间的关系可通过公式c=λf。
电磁波的传播不需要介质，同频率的电磁波，在不同介质中的不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。且电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播，若同一种介质是不均匀的，电磁波在其中的折射率是不一样的，在这样的介质中是沿曲线传播的。通过不同介质时，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少，电磁波的波长越长也越容易绕过障碍物继续传播。机械波与电磁波都能发生折射、反射、衍射、干涉，因为所有的波都具有波动性。衍射、折射、反射、干涉都属于波动性。能量
电磁波的能量大小由坡印廷矢量决定，即S=E×H,其中s为坡印廷矢量，E为电场强度，H为磁
场强度。E、H、S彼此垂直构成右手螺旋关系；即由S代表单位时间流过与之垂直的单位面积的电磁能，单位是W/m2。
电磁波具有能量，电磁波是一种物质。
发现历史/电磁波
1864年，科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后，人们又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。
电磁波谱/电磁波
按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来，就是电磁波谱。如果把每个波段的频率由低至高依次排列的话，它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。以无线电的波长最长，宇宙射线的波长最短。无线电波3000米～0.3。0.3毫米～0.75微米。0.7微米～0.4微米。0.4微米～10毫微米10毫微米～0.1毫微米0.1毫微米～0.001毫微米高能射线小于0.001毫微米传真（电视）用的波长是3～6米；雷达用的波长更短，3米到几毫米。
电磁辐射/电磁波
广义的电磁辐射通常是指电磁波频谱而言。狭义的电磁辐射是指电器设备所产生的辐射波，通常是指红外线以下部分。电磁辐射是传递能量的一种方式，辐射种类可分为三种：游离辐射有热效应的非游离辐射无热效应的非游离辐射基地台电磁波绝非游离辐射波
电磁辐射对人体的伤害/电磁波
电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和积累效应等。热效应人体内70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到身体其他器官的正常工作。非热效应人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦受到外界电磁波的干扰，处于平衡状态的微弱电磁场即遭到破坏，人体正常循环机能会遭受破坏。电磁波累积效应：热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及自我修复之前再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态或危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使功率很小，频率很低，也会诱发想不到的病变，应引起警惕！各国科学家经过长期研究证明：长期接受电磁辐射会造成人体免疫力下降、新陈代谢紊乱、记忆力减退、提前衰老、心率失常、视力下降、听力下降、血压异常、皮肤产生斑痘、粗糙，甚至导致各类癌症等；男女生殖能力下降、妇女易患月经紊乱、流产、畸胎等症。随着人们生活水平的日益提高，电视、电脑、微波炉、电热毯、电冰箱等家用电器越来越普及，电磁波辐射对人体的伤害越来越严重。但由于电磁波是看不见，摸不着，感觉不到，且其伤害是缓慢、隐性的，所以尚未引起人们的广泛注意。家用电器尽量勿摆放于卧室，也不宜集中摆放或同时使用。看电视勿持续超过3小时，并与屏幕保持3米以上的距离；关机后立即远离电视机，并开窗通风换气，以洗面奶或香皂等洗脸。用手机通话时间不宜超过3分钟，通话次数不宜多。尽量在接通1一2秒钟之后再移至面部通话，这样可减少手机电磁波对人体的辐射危害。&具有防电磁波辐射危害的食物有绿茶、海带、海藻、裙菜、Va、Vc、Vb1、卵磷脂、猪血、牛奶、甲鱼、蟹等动物性优质蛋白等。
特性介绍/电磁波
与和相似，电磁波具有波的性质。可以发生折射等现象。它的速度，波长，频率之间满足关系式：速度=波长*频率。
应用介绍/电磁波
电磁波为横波，可用于探测、定位、通信等等。电磁波谱是无线电波,微波,红外线,,,(X射线),.应用◆无线电波用于通信等◆微波用于微波炉◆红外线用于遥控、热成像仪、红外制导导弹等◆可见光是所有生物用来观察事物的基础◆紫外线用于医用消毒,验证假钞,测量距离,工程上的探伤等◆X射线用于CT照相◆伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的射线等.◆无线电波。无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。在无线电广播中，人们先将声音信号转变为电信号，然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。而在另一地点，人们利用接收机接收到这些电磁波后，又将其中的电信号还原成声音信号，这就是无线广播的大致过程。而在电视中，除了要像无线广播中那样处理声音信号外，还要将图像的光信号转变为电信号，然后也将这两种信号一起由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播，而电视接收机接收到这些电磁波后又将其中的电信号还原成声音信号和光信号，从而显示出电视的画面和喇叭里的声音。电磁波的电场(或磁场)随时间变化，具有周期性。在一个振荡周期中传播的距离叫波长。振荡周期的倒数，即每秒钟振动(变化)的次数称频率。很显然，波长与频率的乘积就是每秒钟传播的距离，即波速。令波长为λ，频率为f，速度为V，得：λ=V/f波长入的单位是米(m)，速度的单位是米/秒(m/sec)，频率的单位为赫兹(Hertz，Hz)。整个电磁频谱，包含从电波到宇宙射线的各种波、光、和射线的集合。不同频率段落分别命名为无线电波(3KHz—3000GHz)、红外线、可见光、紫外线、X射线、丫射线和宇宙射线。在19世纪末，意大利人马可尼和俄国人波波夫同在1895年进行了无线电通信试验。在此后的100年间，从3KHz直到3000GHz频谱被认识、开发和逐步利用。根据不同的持播特性，不同的使用业务，对整个无线电频谱进行划分，共分9段：甚低频(VLF）、低频(LF)、中频(MF)，高频(HF)、甚高频(VHF)\特高频(uHF)\超高频(sHF)\极高频(EHF)和至高频，对应的波段从甚(超)长波、长波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、毫米波和丝米波(后4种统称为微波)。见下表。无线电频谱和波段划分段号频段名称频段范围（含上限不含下限）波段名称波长范围（含上限不含下限）1甚低频（VLF）3～30千赫（KHz）甚长波100～10km2低频（LF）30～300千赫（KHz）长波10～1km3中频（MF）300～3000千赫（KHz）中波m4高频（HF）3～30兆赫（MHz）短波100～10m5甚高频（VHF）30～300兆赫（MHz）米波10～1m6特高频（UHF）300～3000兆赫（MHz）分米波微波100～10cm7超高频（SHF）3～30吉赫（GHz）厘米波10～1cm8极高频（EHF）30～300吉赫（GHz）毫米波10～1mm9至高频300～3000吉赫（GHz）丝米波1～0.1mm
电磁波的传播/电磁波
电磁波的电场（E）与磁场（H）互相垂直并同时传播； 电磁场与电磁波的传播方向垂直； 电磁波的传播速度由媒体决定。在自由空间以光速运动。即?=3*10^8m/s。
&计算/电磁波
c：波速(光速是一个常量，真空中约等于3×108m/s)&单位：m/s
f：频率（单位：Hz,1MHz=1000kHz=1×106Hz）
λ：波长（单位：m）
真空中电磁波的波速为c，它等于λ和频率f的乘积
真空中电磁波传播的速度c—大约30万千米每秒，是宇宙间物质运动的最快速度。c是物理学中一个十分重要的常数，目前公认的数值是：
c=km/s≈3×108m/s单位电磁波频率的单位也是（Hz）。但常用的单位是千赫（KHz）和兆赫（MHz）。
发现/电磁波
理论1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。证实1887年，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后，1898年，马可尼又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的。
&降低电磁辐射的方法/电磁波
降低电磁波的不良影响，就必须养成自我防范的习惯。一般行都有贩售「电磁波测试笔」，可以轻易测出电磁波的强度，只要超过标准就会发出警讯，使用者就应远离被测物直至警讯消失为止。
要测知电气产品是否有辐射或电磁波，也可以采取比较简便的方式，就是利用家用、小型可接收AM（调幅）频道的收音机，打开后将频道调在没有广播的地方，并且靠近所要测量的电视、冰箱、微波炉或电脑等家电用品，如果发现收音机所传出的噪音突然变大，说明该电器周围有较强的电磁辐射。走出一段距离后，噪声就会恢复原来较小的噪音量；如此即可测出「安全」距离来。
不同的电器也有不同的防范办法，像电脑用过最好只关荧幕不关机，萤幕改换成液晶荧幕；接听手机时，手机最好不要放在腰间或裤子口袋中，而应该用手持或放置于距离人体五十公分处；购买住宅则在远离变电设备及基地台设置地点。
1993年瑞典北欧三国研究调查公布，受到2mG以上电磁辐射影响，罹患白血病的机会是正常人的2.1倍，罹患脑肿疡的机会是正常人的1.5倍，以上资料摘自日本1996年3月出版SAPIO杂志。使用电脑辐射消除器
电脑辐射消除器通过电源处以电子屏蔽波形整形、震荡干涉、导出及吸收的方法；使电脑及附属设备的交流电，达到接近理想的状态，它能够动态发现并跟踪电脑主板、CPU、硬盘、显示器、键盘、鼠标以及与电脑相连接设备所产生的辐射，通过产品内部的智能芯片模块吸收、、消除，有效的从根源上消除了影响我们健康的隐形杀手——电脑辐射！专家建议其实并不是任何电磁辐射对人体都有影响，只要强度不大，对人体就没有多少危害。至于市场上卖的防电磁辐射的产品，大多没有任何作用，大家不要上当受骗。切记，屏蔽电磁波的方法只有用金属网或金属板，要么就用厚的混凝土或泥土来吸收。如果无法屏蔽强度较强的电磁波，让你不受影响唯一方式就是远离辐射源，因为电磁波的强度和距离的平方成反比，即距离为原来两倍，就降低为原来四分之一。
电磁波的特性/电磁波
与声波和水波相似，电磁波具有波的性质。可以发生折射等现象。它的速度，波长，频率之间满足关系式：
传播速度=波长×频率。计算
电磁波在空气中的传播速度为光速，波长λ=300/频率F（GHz）mm。从同步卫星到地球的传播时间大约1/8秒。
波速不变，波长和频率成反比
电磁波的种类/电磁波
电磁波为横波，可用于探测、定位、通信等等。
电磁波谱(波长从长到短)是，微波，红外线，可见光,紫外线，伦琴射线(X射线),伽玛射线.应用
无线电波用于通信等微波雷达
微波用于微波炉、等
红外线用于遥控、热成像仪、红外制导导弹等
可见光是所有生物用来观察事物的基础
紫外线用于医用消毒，验证假钞，测量距离，工程上的探伤等
X射线用于CT照相
伽玛射线用于治疗,使原子发生跃迁从而产生新的等.
电磁辐射分类的英文缩写：
γ&=&伽马射线X射线
HX&=&硬X射线
SX&=&软X射线紫外线
EUV&=&极端紫外线
NUV&=&近紫外线红外线
NIR&=&近红外线
MIR&=中红外线
FIR&=&远红外线微波
EHF&=&极高频
UHF&=&特高频无线电波
VHF&=&甚高频
VLF&=&甚低频
ULF&=&特低频
ELF&=&极低频
电磁波污染/电磁波
定义&电磁波污染，又称电磁污染或称射频辐射污染。它是以电磁场的场力为特征，并和电磁波的性质、功率、密度及频率等因素密切相关。由于电子技术的广泛应用，无线电广播、移动电话、电视以及微波技术等事业的迅速发展和普及，射频设备的功率成倍提高，地面上的电磁辐射大幅度增加。已达到可以直接威胁人体健康的程度。电磁污染是一种无形的污染，已成为人们非常关注的公害，给人类社会带来的影响已引起世界各国，被列为环境保护项目之一。
分类天然污染
天然的电磁波污染是某些自然现象引起的。最常见的是雷电，雷电除了可能对电气设备、飞机、建筑物等直接造成危害外，还会在广泛的区域产生从几千Hz到几百MHz的极宽频率范围内的严重电磁干扰。火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁爆等都会产生电磁干扰。天然的电磁波污染对短波通信的干扰极为严重。人为污染
人为的电磁波污染包括有：
①脉冲放电。例如切断大电流电路时产生的火花放电，其瞬变电流很大，会产生很
强的电磁。它在本质上与雷电相同，只是影响区域较小。
②工频交变电磁场。例如在大功率电机、变压器以及输电线等附近的电磁场，它并不以电磁波的形式向外辐射，但在近场区会产生严重电磁干扰。
③射频电磁辐射。例如无线电广播、电视、微波通信等各种射频设备的，频率范围宽，影响区域也较大，能危害近场区的工作人员。射频电磁辐射已经成为电磁波污染环境的主要因素。传播方式
1&广播电视发射设备，主要系无线电广播通讯，为各地广播电视的发射台和中转台等部门。
2&通信雷达及导航发射设备通信，包括短波发射台，微波通信站、地面卫星通信站、移动通信站。
3&工业、科研、医疗高频设备。该类设备把电能转换为热能或其它能量加以利用，但伴有电磁辐射产生并泄漏出去，引起工作场所环境污染。
工业用电磁辐射设备：主要为高频感应加热设备，例如高频淬火、高频焊接和高频炉、高频熔炼设备等，以及高频介质加热设备，例如塑料热合机、高频干燥处理机、高频介质加热联动机等。
医疗用电磁辐射设备：主要为短波、超短波理疗设备，例如高频理疗机、超短波理疗机、紫外线理疗机等。
科学研究电磁辐射设备：主要为电子加速器及各种超声波、电磁灶等。
4&交通系统电磁辐射干扰，包括：电气化铁路、轻轨及电气化铁道、有轨道电车、无轨道
5&电力系统电磁辐射，高压输电线包括架空输电线和地下电缆，变电站包括发电厂和变压器电站。
6&家用电器电磁辐射，有微波加热与发射设备，包括计算机、显示器、电视机、微波炉、无线电话等。
与人们日常生活密切相关的家庭生活中的电磁波污染，是指各种电子生活产品，包括空调机、、电视机、电冰箱、微波炉、卡拉OK机、VCD机、音响、电热毯、移动电话等，在正常工作时所产生的各种不同波长和频率的电磁波对人的干扰、影响与危害。主要危害
由于电磁波无色、无味、无形、无踪，加之污染既无任何感觉，又无处不在，故被科学家称之为“电子垃圾”或“电子辐射污染”，它给人们带来的危害实在不可小觑。主要表现在以下三个方面：影响电子设备正常工作
现代科技愈来愈倾向于运用大规模和超大规模集成电路，电路元件密度极高，加之所用电流为微电流，以致信号功率与噪声功率相差无几，寄生辐射可能造成电子系统或电子设备的误动作或障碍。另一方面，现代无线通讯业的迅猛发展，各种发射塔使得空中电波拥挤不堪，严重影响了各方面的正常业务。从1996年9月份开始，北京首都机场1.30兆赫以上的航空通讯频率遭到无线寻呼台干扰的事件频频发生。日上午8时15分，航空对空频道受到严重，10架飞机不得不在空中盘旋等待，致使出港的飞机不得不拉开5min~15min的飞行时间。同样的事件在全国其它地方也频频发生。在人们习惯上认为天高任鸟飞的地方，电磁波的干扰却给人们带来了极大的危害。电磁波对人体也有极大危害
电磁辐射对人体的危害是由电磁波的能量造成的。据有关专家介绍，我国使用的移动电
话的发射频率均在800～1000兆赫之间，其辐射剂量可达600微瓦，超出国家标准10多倍，而超量的电磁辐射会造成人体神经衰弱、食欲下降、心悸胸闷、头晕目眩等“电磁波过敏症”，甚至引发脑部肿瘤。电磁波污染对人体危害的例子多有发现，只不过其影响程度与所受到的辐射强度及积累的时间长短有关，目前尚未较大范围地反映出来，所以还没有引起人们的普遍重视。有关研究表明，电磁波的致病效应随着磁场振动频率的增大而增大，频率超过10万赫兹以上，可对人体造成潜在威胁。在这种环境下工作生活过久，人体受到电磁波的干扰，使机体组织内分子原有的电场发生变化，导致机体生态平衡紊乱。一些受到较强或较久电磁波辐射的人，已有了病态表现，主要反映在神经系统和心血管系统方面。如乏力、记忆衰退、失眠、容易激动、月经紊乱、、心悸、白细胞与血小板减少或偏低、免疫功能降低等。
（3）可能引发炸药或爆炸性混合物发生爆炸的危险
一些高大金属结构在特定条件下由于高频感应会产生火花放电。这种放电不但给人以不同程度的电击，还可能引爆危险物品，造成灾难性后果。这对火炸药生产企业来说是一个需要引起高度重视的问题。
（4）电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因之一
（5）电磁辐射会对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接
（6）电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素之一
（7）过量的电磁辐射直接影响儿童身体组织、骨骼发育，导致视力、肝脏造血功能下降，严重者可导致视网膜脱落
（8）电磁辐射可使男性性功能下降、女性内分泌紊乱。
污染途径/电磁波
电磁波的干扰传播途径有两种
一种是传导干扰，它是电流沿着电源线传播而引起的干扰；
另一种是辐射干扰，是电磁波发射源向周围空间发射导致。
为了防止和抑制电磁波干扰，主要采用合理设计电路、滤波、屏蔽等技术方法。合理设计电路就是在狭小的空间内，合理地排列元件和布置线路，可削弱寄生的电磁耦合，抑制电磁干扰。滤波器是电阻、电感与电容组成的线路，这种能允许某些频率的信号通过，而阻止其它频率的信号通过，正确设计和安装滤波器能将电磁干扰降到最低限度。屏蔽技术作为抑制电磁波辐射的基本手段已得到广泛应用。屏蔽的目的
是将辐射能量限制在特定区域内，或者是防止辐射能量进入另一特定区域。屏蔽材料是屏蔽效率高低的，新近开发的吸波材料已问世，它将为人类开辟洁净的空间做贡献。对电磁波辐射污染除采用上述技术方法进行抑制外，还可采用其它方法降低其危害，如在飞机场周围禁止设立大功率无线寻呼台，对经常接触射频设备的工作人员采取良好的屏蔽防护措施等。
总之，随着科学和生产的发展，电磁辐射污染的危害有恶化的趋势，研究电磁波污染的危害与防护有重大的现实。电磁波的穿透力
因为电磁波具有波粒二象性，波长与光子能量成反比关系，当波长越短光子能量越大，则穿透力越强。如高能X射线几乎能穿透所有非金属物，甚至还可以穿透薄铝；而伽马射线则能穿透大多数金属。某些重金属能够阻挡电磁波穿透，例如铅。相关案例
还在20多年前，家用微波炉在美国普及后，一些装有心脏起搏器的病人，常常会感到不适，有的起搏器甚至失灵骤停。后来，科学家的研究使其真相大白于天下，原因就是“电磁波污染”所致。
前几年，俄罗斯著名国际象棋大师尼古拉·克德可夫与一台电脑对弈，连胜3局后，不料突然被电脑释放出的强大电流击倒。经调查证实，这并不是硬件漏电，也不是软件设计了杀人程序，致死原因又是无形的电磁波。
有报道称，每天在计算机前操作6个小时以上的工作人员，易患上一种名为“VOT”的病症。该病症是指长期观看视频终端而使身体某些部位发生病变的总称。它的主要症状是：视力功能障碍；颈、肩、腕功能障碍；植物神经功能紊乱等；此外还能引起月经不调、流产等妇女病症和其他皮肤病。究其原因，也是电磁波辐射造成的。
移动电话和对讲机，也是一个高频电磁波污染的发射源，每通话一次就发射了一次电磁波。科学家认为，移动电话的电磁波辐射强度一般超过规定标准的4～6倍，个别类型甚至超过近百倍。我国电磁辐射测试中心和厦门长青源放射防护研究所经过两年的跟踪检测，目前我国使用的移动电话会对人体产生辐射危害。污染防范
减轻电磁波污染的危害，有许多易于操作的措施。总的原则有二
其一，由于工作需要不能远离电磁波发射源的，必须采取屏蔽的办法；
其二，尽量增大人体与发射源的距离。
因为电磁波对人体的影响，与发射功率大小及与发射源的距离紧密相关，它的危害程
度与发射功率成正比，而与距离的平方成反比。仅以移动电话为例，虽然其发射功率只有几瓦，但由于其发射天线距人的头部很近，其实际受到的辐射强度，却相当于距离几十米处的一座几百千瓦的广播电台发射天线所受到的辐射强度。好在人们使用的时间很短，一时还不会表现出明显的危害症状；但使用时间一长，辐射引起的症状将会逐渐暴露，辐射过度会使细胞的活动和分裂出现异常，并有致癌的可能。
鉴于此，我们在日常生活中应自觉采取，减少电磁波污染的危害。如在机房等电磁波较大的场所工作的人员，应特别注意工作期间的休息，可适当到远离电磁场的室外进行活动；在使用移动电话时要尽可能使天线远离人体，特别是头部，并尽量减少每次通话的时间；家用电器不宜集中放置，观看电视的距离应保持在4～5米，并注意开窗通风；微波炉、电冰箱不宜靠近使用；青少年尽量少玩电子游戏机；电热毯预热后，入睡应切断电源，儿童与孕妇不要使用电热毯；平时应多吃新鲜蔬菜与水果，以增强肌体抵御电磁波污染的能力。
一、保持距离。与电视机的距离应为视屏尺寸乘以6，与微波炉的距离应为2.5～3米，离高压输电线0.5万伏/米以外一般视为安全区。
二、减少接触。经常使用电脑的人，每工作一小时应休息一刻钟，而且每周工作最多不超
过32小时。
三、改善环境。注意空气流通，、湿度应适中，家用电器最好不要摆放在卧室里。
四、个体防护。孕妇、儿童、体弱多病者、对电磁波辐射过敏者、长期处于电磁波污染超标者，应选择使用适合自己的防护用品。
五、少用手机。要尽量减少使用手机、对讲机和无绳电话，必须使用时应长话短说；不要经常把手机挂在身上。
六、少用电热毯。电热毯的电磁波污染较严重，长时间通电使用对人体有害，天气寒冷必须使用时，建议通电烘暖被窝后立即切断电源，以减少电磁波污染。
七、采用屏蔽物减少电磁波污染。对产生电磁污染的设施，可采用屏蔽、反射或吸收电磁波的屏蔽物，如铜、铝、钢板、高分子膜等。
八、根据电磁波随距离衰减的特性，为减少电磁波对居民的危害，应使发射电磁功率较大、可能产生强电磁波的工作场所和设施，如电视台、广播电台、雷达通信台站、微波传送站等，尽量设在远离居住区的远郊区县或地势高的地区。必须设置在城市内、邻近居住区域和居民经常活动场所范围内的，如变电站等，应与居住区间保持一定安全防护距离，保证其边界符合环境电磁波卫生的要求。同时，对电磁波辐射源需选用能屏蔽、反射或吸收电磁波的铜、铝、钢等金属丝或高分子膜等材料制成的物品进行电磁屏蔽，将电磁辐射能量限制在规定的空间之内。
九、高压特别是超高压输电线路应远离住宅、学校、运动场等人群密集区。使用电脑时，应选用低辐射显示器，并保持人体与显示屏正面不少于75cm的距离，侧面和背面不少于90cm，最好加装屏蔽装置。
十&、应严格控制移动通信基站的密度，确保设置在市区内的各种发射基站天线高于周围建筑，在幼儿园、学校校舍、医院等建筑周围一定范围内不得建立发射天线。
十一、&为减轻家庭居室内电磁污染及其有害作用，应经常对居室通风换气，保持室内空气畅通。科学使用家用电器：例如，观看电视或家庭影院、收听组合音响时，应保持较远距离，并避免各种电器同时开启；使用电脑或电子游戏机持续时间不宜过长等。
十二&、使用手机电话时，尽量减少通话时间；手机天线顶端要尽可能偏离头部，尽量把天线拉长；在手机电话上加装耳机等。
十三、另外，可每天服用一定量的维生素C或者多吃些富含维生素C的新鲜蔬菜，如辣椒、柿子椒、香椿、菜花、菠菜等；多食用新鲜水果如柑橘、枣等。饮食中也注意多吃一些富含维生素A、C和蛋白质的食物，如西红柿、瘦肉、动物肝脏、豆芽等；经常喝绿茶。这些饮食措施，可在一定上起到积极预防和减轻电磁辐射对人体造成伤害的作用。
十四、电磁波辐射是近三四十年才被人们认识的一种新的环境，现在人们对电磁辐射仍处于认识和研究阶段。由于它看不见、摸不着、不易察觉，所以容易引起人们的疑虑。另外，有些关于电磁辐射的报道不太客观、缺乏科学性，导致了不必要的误解和恐慌。一般地说，判定电磁辐射是否对居住环境造成污染，应从电磁波辐射强度、主辐射方向、与辐射源的距离、持续时间等几方面综合考虑。所以，在加强电磁防护同时，对电磁波污染问题也应采取科学的态度，客观分析、严肃对待，切不可人云亦云，不负责的盲目夸大，造成人们认识的混乱。当然，随着科学技术水平的发展，人们对电磁波污染及其的认识会逐渐深人，许多谜底终将被揭开。相关规定
电磁环境标准及相关规定。为控制现代生活中电磁波对环境的污染，保护人们身体健康，日我国卫生部颁布了《环境电磁波卫生标准》(GB9175－88)，规定居住区环境电磁波强度限制值：长、中、短波应小于lOV/m，超短波应小于5V/m，微波应小于10μW/cm2。我国有关部门还制订了《电视塔辐射卫生防护距离标准》，国家环保局也颁布了《电磁辐射环境保护管理办法》。
针对移动通信发展状况，北京市环保局于日颁布了全国首例对电磁污染进行规范管理的《北京市移动通讯建设项目环境保护管理规定》(试行)，以规范移动通信台(站)的建设和运行，防止其对环境造成电磁污染。该规定中明确了能够产生电磁辐射的移动通信台(站)在建设前均要履行环保审批手续，并要办理环保验收审批，经环保部门的监测，当地功率密度国家《电磁辐射防护规定》中的频率在20&MHz～3000&MHz范围内、照射导出限值的功率密度在40μW/cm2这一标准，才可正式投人使用，大于这一标准的必须停用或整改；建设蜂窝移动通讯基站前要预测用户密度分布，采用最佳频率复用方式，尽量减少基站个数；在居民楼上建设移动通信台(站)，事前建筑物产权单位或物业管理单位必须征得所住居民意见；无线寻呼通信、集群通信天线最低允许高度不得低于40m,而蜂窝移动通信基站室外天线一般不得低于25m,发射天线主射方向50m范围内、非主射方向30m范围内，一般不得建高于天线的、幼儿园、学校、住宅等建筑；建设单位应在上述各类天线安装地点设置电磁辐射警示牌。
万方数据期刊论文
无机材料学报
万方数据期刊论文
万方数据期刊论文
&|&相关影像
互动百科的词条（含所附图片）系由网友上传，如果涉嫌侵权，请与客服联系，我们将按照法律之相关规定及时进行处理。未经许可，禁止商业网站等复制、抓取本站内容；合理使用者，请注明来源于。
登录后使用互动百科的服务，将会得到个性化的提示和帮助，还有机会和专业认证智愿者沟通。
此词条还可添加&
编辑次数：33次
参与编辑人数：22位
最近更新时间： 18:11:42
贡献光荣榜}