由自然界的电碰现象产生的电磁噪声，比较典型的有：静电放电(ESD)、大气噪声（如雷电）、太阳噪声（太阳黑子活动时产生的磁暴）。这里主要介绍雷电和静电放电这两种常见的自然电磁骚扰。

1．雷电

在大气电场、温差起电效应和破碎起电效应的同时作用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚，一般云的上部带有正电荷，下部带有负电荷。当电荷积聚到一定程度，雷云本身上下部分之间、两个距离较近的雷云之间或与地面较近的雷云与地之间，就会产生强烈的放电。放电电流很强，通常可达200～300kA，所以发出耀眼的强光，形成闪电。同时，放电所产生的能量将放电通道上的空气瞬间加热，其温度可达6000～20000℃。闪道上的高温使空气急剧膨胀，从而产生冲击波，形成雷声。

雷电的危害分为直击雷危害和感应雷危害。当雷云很低时，就在距离其最近的地面突出物上感应出异性电荷，继而造成与地面突出物之间的放电。下雨时，被雨淋的物体都变成良导体，此时地面上突出的物体，如电视塔、楼房、树木、架空电力线、甚至雨伞、人体本身等都可能是直击雷的目标。通常采取在高的建筑物顶部安装避雷针的方法来预防雷击。避雷针通过导线接地，其接地电阻应该尽可能小，从而使放电电流通过避雷针时其接地部分的地电位不会被显著抬高，保证设备和人员的安全。例如，国际关于计算机房场地的标准规定防雷接地电阻不大于102。

最常见的电子设备危害木是直击雷引起的，而是由于XC2S50-5TQG144I雷击发生时在电源和通信线路中感应的浪涌引起的：雷电放电时，瞬态的强电流在周围产生辐射电磁场，继而使周围的金属导体（如电源线、信号线等）感应出很高的脉冲电压，即通常我们说的浪涌。感应雷产生浪涌的原理。浪涌并不只源于感应雷，电力系统中的短路、电网中并人大负载、强烈的电磁脉冲干扰等情况都会引起浪涌的产生。另外，需要注意的是，当建筑物上使用避雷针时，由于避雷针的存在，落雷的机会反而会增加，建筑物内部设备遭感应雷危害的机会也相应地增加。因此，在避雷针附近的电子设备应该尤其注意浪涌的危害。常用的浪涌抑制器件有气体放电管(gasdischargetube，GDT)、金属氧化物压敏电阻(metaloxidevaristor，MOV)、瞬态电压抑制器(transientvoltagesuppressor，TVS)等。有关浪涌抑制器件的特性及参数可以参阅相关资料。这里不做详细介绍。

2．静电

静电产生的原因是两种不同物质的物体相互摩擦时，由于它们对电子的吸引力不同，使得电子在物体间发生转移，其中的一个物体失去一定数量的电子而带正电荷，而另一物体得到这些电子而带负电荷。如果摩擦后分离的带电物体与周围绝缘，则电荷无法泄漏，停留在物体表面形成静电。常见材料的摩擦起电序列为：人体、玻璃、云母、聚酰胺、毛皮、丝绸、铝、纸、棉花、钢铁、木头、硬橡胶、聚酯薄膜、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PVC)。在该序列中的任何两种物质相互摩擦时，序列前面的物体带正电，序列后面的物体带负电，而且两种物体在序列中相隔越远、摩擦起电越容易。但并不是说摩擦起电越容易，材料表面积累的静电荷就越多。摩擦起电的电荷积累还受到材料的导电性、分离速度、周围空气的湿度等其他条件的限制。例如，湿润的空气是正负电荷中和的良好途径。在湿度为10%～20%的干燥空气中，在地毯上行走的人体所带静电的电压可达35kV左右，但在湿度为65%～90%的空气中，人体所带静电电压仅为1.5kV左右。通常人体所带静电电压为8～20kV。

静电产生的危害主要是通过静电的放电引起的。通过分析实际中各种可能产生静电放电的静电源，人们已经建立起相应的静电放电模型，主要有人体模型(humanbodymodel，HBM)、机器棋型(machinemodel，MM)和带电器件模型(chargeddevicemodel，CDM)。由于人体的静电放电是引起电子设备故障和引发火工品意外爆炸的最主要因素，因此国内外的防静电研究以防人体静电为主，人体模型也是静电模型中建立最早和最主要的一种。大部分研究人员认为一组串联的电容器和电阻是较为合理的人体放电的电气模型。目前广泛采用的人体模型是美国海军1980年提出的一个电容值为lOOpF，电阻值为1.5kQ的“标准人体模型”，。以此模型为例，如果人体所带静电电压U=lokV，则静电所含能量为

w=1/2CU2=5(mJ)

可见，尽管静电电压高达lokV，但能量只有5mJ，不会对人体产生伤害。放电电流的峰值为

Ip≈U/R≈6.7(A)

放电时间可近似为

td≈RC一150(ns)

人体与被放电体之间的放电方式有两种：接触放电和空气放电。接触放电指的是人体（通常是人手）与设备接触时，静电放电电流直接侵入设备。空气放电是在人体与被放电体之间有一定距离时，空气被电离而产生电弧放电。

静电放电对电子电路的干扰有两种方式。一种是传导方式，即静电电流通过导体（如设备的I/O端子、同轴插座的芯绒、印刷电路板上的引线、芯片管脚等）流人设备内部，对设备内的电路造成干扰甚至损害电路上的芯片。另一种是辐射干扰。由于放电过程中电流在很短的时间内发生很大变化，所以伴随着静电放电会产生很强的辐射电磁场，从而在附近的导体上感应出骚扰电动势或骚扰电流。

抑制静电放电干扰的方法大致有以下几种：

(1)减少摩擦起电。一般通过采用合适的材料来实现减少静电产生的目的。例如，机房的工作台和地板应铺设防静电材料，操作人员不穿化纤等易产生静电的衣服等。

(2)接地。设备及人体的接地是泄放静电的最重要的措施。接地可以将带电物体上产生的静电通过接地装置导人大地，从而消除静电荷的积累，抑制静电火花的产生。

(3)绝缘。采用绝缘能力大于2KV的绝缘材料，防止人手和敏感设备之间产生放电。例如，在设备表面涂绝缘漆或使用绝缘机壳。

(4)屏蔽。由于放电产生的辐射电磁场也可能通过空间传播来干扰设备，所以有时也需要用屏蔽的方法来抑制放电产生的辐射干扰。例如，使用屏蔽机箱、屏蔽电缆、或对设备内部的敏感电路增加屏蔽壳。

(5)增加空气湿度。在条件允许时，采用提高设备内部和设备周围空气相对湿度的办法，增加空气的导电性能，消除静电的积聚。