周期和非周期信号，谁对电磁干扰的贡献更大？

不知不觉已经发了20篇原创，说多不多，也算是一个小小的里程碑。这里鼓足勇气，喊出自己的口号：要发100篇原创！现在已完成1/5，今天开始进行第二个1/5。也希望二火输出的文章，对屏幕前的你有所帮助。

结合上周发的频域相关的文章，感觉有些东西没聊完，还是要再说说。今天主要聊聊周期信号和非周期信号的频域转换。如果你对频域不感兴趣，可以直接跳过；如果你对EMC感兴趣，不妨往下看。

   

一道面试题

   

   

照例，先抛出来一道面试题：“周期信号和非周期信号哪个对EMC影响较大，为什么？”如果你有EMC整改经验，那么很容易知道哪个影响大，但是这道题的侧重点在于后面的“为什么”。要清楚原因，才能让面试官心服口服。

   

周期信号的频域

   

   

为方便大家理解，这里简单说下EMC。

EMC是电磁兼容，是Electro Magnetic Compatibility的缩写，主要分两部分：

① EMI是电磁干扰，是Electro Magnetic Interference的缩写，指的是设备在正常工作时，不能产生超出相应标准要求的电磁能量。这个主要是讲设备对外界的影响程度。

② EMS是电磁抗扰度，是Electro Magnetic Susceptibility的缩写，指的是设备在正常工作时，要能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰。这个主要是讲设备抵抗外界干扰能力。

今天聊的周期信号和非周期信号对EMC的影响，主要就是指EMI方面，设备对外界的影响。设备对外界影响，主要是通过RE(辐射发射)、CE(传导骚扰)和两种方式。至于如何发射、如何骚扰的，涉及内容较多，这里不做展开。这里主要讲EMC三要素中的第一要素：干扰源。

周期信号和非周期信号作为干扰源，谁对电磁干扰的贡献最大呢？一个重要维度就是看其在频域内的能量大小。能量越大，辐射传导出去的可能性越大，潜在的影响也就越大。有了这个基础逻辑，我们就看看周期和非周期信号频域内的差异。

周期信号，我们以50Hz，Vpp=2V的方波为例，下图是频域的幅值（幅频曲线）。可以看出，

① 左侧第一条直线，基波，幅值最大，约600mV；

②3次、5次、7次等奇次谐波幅值依次降低；

③2次、4次、6次等偶次谐波的幅值均为0。

④时域内的周期函数，在频域内是离散的；

我们再看下50Hz，Vpp=2V的正弦波信号的频域波形。如下图，发现：

①正弦波在频域内只有一条竖线，幅值500mV；

②正弦波不像方波那样有奇次和偶次谐波的区分；

③正弦波除了基波外，其余都是分量都是0。

为什么正弦波在频域内只有一条竖线，而方波有很多条竖线？

这个可以看看“花生油工人”这位大牛2018年在CSDN发的一篇文章，链接放这里了，相信你会有不一样的收获。

https://blog.csdn.net/qq_42393859/article/details/84651965

为什么方波只有奇次谐波，而没有偶次谐波？

好问题！前面我们看到的方波占空比是50%，如果占空比变成75%，会怎样呢？我们仿真看下效果。

如下图所示，当方波占空比变为65%时，在频域内同时存在奇次和偶次谐波。而当方波的占空比是50%，在做傅里叶级数展开时，偶次谐波分量则变为0。

所以，我们可以认为：

①当周期信号的占空比=50%时，幅频曲线中的偶次谐波分量均为0；

②当周期信号的占空比≠50%时，幅频曲线中会同时存在奇次和偶次谐波分量。

   

非周期信号的频域

   

   

用一段音频信号来作为输入的激励源，非周期的连续信号，Vpp=2V，随机跳变，下图为时域波形。

下图为音频信号的幅频曲线，可以看出幅值很低，不到5mV……比50Hz的幅频曲线小很多。

其实，上面波形有个问题，不晓得你有没有发现？

非周期信号的频谱应该是连续。但是由于TINA-TI软件的限制，只能做傅里叶级数分析，所以仿真出来的结果还是离散的频谱，且最大只能到64次谐波。

   

周期与非周期在频域内对比

   

   

通过对比，可以发现：周期信号在频域内的幅值要比非周期信号的大很多。那随之而来的，在辐射传导方面，周期信号也比非周期信号的“贡献”要大很多，辐射传导出去的可能性也大很多。

这两个问题也不错，感兴趣的，可以再研究下。

为什么正弦波在频域内只有一条竖线，而方波有很多条竖线？

为什么方波只有奇次谐波，而没有偶次谐波？

以上所述，部分内容涉及个人理解，如有觉得不妥，欢迎留言讨论。

怎么样？一个简短的问题，给出的回答可浅可深，就看你对这个知识点的理解达到怎样的程度。你学废了么？