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电子线路与电磁干扰电磁兼容设计分析

电子线路与电磁干扰电磁兼容设计分析
电子线路与电磁干扰电磁兼容设计分析

电子线路与电磁干扰/电磁兼容设计分析

一个好的电子产品,除了产品自身的功能以外,电路设计和电磁兼容性(EMC)设计的技术水平,对产品的质量和技术性能指标起到非常关键的作用。本文通过举例对开关电源的电磁兼容设计,介绍了一般电子产品中电磁干扰的解决方法。

现代的电子产品,功能越来越强大,电子线路也越来越复杂,电磁干扰(EMI)和电磁兼容性问题变成了主要问题,电路设计对设计师的技术水平要求也越来越高。先进的计算机辅助设计(CAD)在电子线路设计方面很大程度地拓宽了电路设计师的工作能力,但对于电磁兼容设计的帮助却很有限。

电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行优化设计,使之能成为符合各国或地区电磁兼容性标准的产品。EMC的定义是:在同一电磁环境中,设备能够不因为其它设备的干扰影响正常工作,同时也不对其它设备产生影响工作的干扰。

电磁干扰一般都分为两种,传导干扰和辐射干扰。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。因此对EMC问题的研究就是对干扰源、耦合途径、敏感设备三者之间关系的研究。

美国联邦通讯委员会在1990年、欧盟在1992提出了对商业数码产品的有关规章,这些规章要求各个公司确保他们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性。

目前全球各地区基本都设置了EMC相应的市场准入认证,用以保护本地区的电磁环境和本土产品的竞争优势。如:北美的FCC、NEBC认证、欧盟的CE认证、日本的VCCEI 认证、澳洲的C-tick人证、台湾地区的BSMI认证、中国的3C认证等都是进入这些市场的“通行证”。

电磁感应与电磁干扰

很多人从事电子线路设计的时候,都是从认识电子元器件开始,但从事电磁兼容设计实际上应从电磁场理论开始,即从电磁感应认识开始。

一般电子线路都是由电阻器、电容器、电感器、变压器、有源器件和导线组成,当电路中有电压存在的时候,在所有带电的元器件周围都会产生电场,当电路中有电流流过的时候,在所有载流体的周围都存在磁场。

电容器是电场最集中的元件,流过电容器的电流是位移电流,这个位移电流是由于电容器的两个极板带电,并在两个极板之间产生电场,通过电场感应,两个极板会产生充放电,形成位移电流。实际上电容器回路中的电流并没有真正流过电容器,而只是对电容器进行充放电。当电容器的两个极板张开时,可以把两个极板看成是一组电场辐射天线,此时在两个极板之间的电路都会对极板之间的电场产生感应。在两极板之间的电路不管是闭合回路,或者是开路,在与电场方向一致的导体中都会产生位移电流(当电场的方向不断改变时),即电流一会儿向前跑,一会儿向后跑。

电场强度的定义是电位梯度,即两点之间的电位差与距离之比。一根数米长的导线,当其流过数安培的电流时,其两端电压最多也只有零点几伏,即几十毫伏/米的电场强度,就可以在导体内产生数安培的电流,可见电场作用效力之大,其干扰能力之强。

电感器和变压器是磁场最集中的元件,流过变压器次级线圈的电流是感应电流,这个感应电流是因为变压器初级线圈中有电流流过时,产生磁感应而产生的。在电感器和变压器周

边的电路,都可看成是一个变压器的感应线圈,当电感器和变压器漏感产生的磁力线穿过某个电路时,此电路作为变压器的“次级线圈”就会产生感应电流。两个相邻回路的电路,也同样可以把其中的一个回路看成是变压器的“初级线圈”,而另一个回路可以看成是变压器的“次级线圈”,因此两个相邻回路同样产生电磁感应,即互相产生干扰。

在电子线路中只要有电场或磁场存在,就会产生电磁干扰。在高速PCB及系统设计中,高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射电磁波并影响其它系统或本系统内其他子系统的正常工作。

开关电源EMC设计实例

目前大多数电子产品都选用开关电源供电,以节省能源和提高工作效率;同时越来越多的产品也都含有数字电路,以提供更多的应用功能。开关电源电路和数字电路中的时钟电路是目前电子产品中最主要的电磁干扰源,它们是电磁兼容设计的主要内容。下面我们以一个开关电源的电磁兼容设计过程来进行分析。

图1是一个普遍应用的反激式(或称为回扫式)开关电源工作原理图,50Hz或60Hz 交流电网电压首先经整流堆整流,并向储能滤波电容器C5充电,然后向变压器T1与开关管V1组成的负载回路供电。图2是进行过电磁兼容设计后的电气原理图。

图1

图2

1、对电流谐波的抑制

一般电容器C5的容量很大,其两端电压纹波很小,大约只有输入电压的10%左右,而仅当输入电压Ui大于电容器C5两端电压的时候,整流二极管才导通,因此在输入电压的一个周期内,整流二极管的导通时间很短,即导通角很小。这样整流电路中将出现脉冲尖峰电流,如图3所示。

图3

这种脉冲尖峰电流如用傅立叶级数展开,将被看成由非常多的高次谐波电流组成,这些谐波电流将会降低电源设备的使用效率,即功率因数很低,并会倒灌到电网,对电网产生污染,严重时还会引起电网频率的波动,即交流电源闪烁。脉冲电流谐波和交流电源闪烁测试标准为:IEC61000-3-2及IEC61000-3-3。一般测试脉冲电流谐波的上限是40次谐波频率。

解决整流电路中出现脉冲尖峰电流过大的方法是在整流电路中串联一个功率因数校正(PFC)电路,或差模滤波电感器。PFC电路一般为一个并联式升压开关电源,其输出电压一般为直流400V,没有经功率因数校正之前的电源设备,其功率因数一般只有0.4~0.6,经校正后最高可达到0.98。PFC电路虽然可以解决整流电路中出现脉冲尖峰电流过大的问题,但又会带来新的高频干扰问题,这同样也要进行严格的EMC设计。用差模滤波电感器可以有效地抑制脉冲电流的峰值,从而降低电流谐波干扰,但不能提高功率因数。

图2中的L1为差模滤波电感器,差模滤波电感器一般用矽钢片材料制作,以提高电感量,为了防止大电流流过差模滤波电感器时产生磁饱和,一般差模滤波电感器的两个组线圈都各自留有一个漏感磁回路。

L1差模滤波电感可根据试验求得,也可以根据下式进行计算:

E=L*di/dt (1)

式中E为输入电压Ui与电容器C5两端电压的差值,即L1两端的电压降,L为电感量,di/dt为电流上升率。显然,要求电流上升率越小,则要求电感量就越大。

2、对振铃电压的抑制

由于变压器的初级有漏感,当电源开关管V1由饱和导通到截止关断时会产生反电动势,反电动势又会对变压器初级线圈的分布电容进行充放电,从而产生阻尼振荡,即产生振铃,如图4所示。变压器初级漏感产生反电动势的电压幅度一般都很高,其能量也很大,如不采取保护措施,反电动势一般都会把电源开关管击穿,同时反电动势产生的阻尼振荡还会产生很强的电磁辐射,不但对机器本身造成严重干扰,对机器周边环境也会产生严重的电磁干扰。

图4

图2中的D1、R2、C6是抑制反电动势和振铃电压幅度的有效电路,当变压器初级漏

感产生反电动势时,反电动势通过二极管D1对电容器C6进行充电,相当于电容器把反电动势的能量吸收掉,从而降低了反电动势和振铃电压的幅度。电容器C6充满电后,又会通过R2放电,正确选择RC放电的时间常数,使电容器在下次充电时的剩余电压刚好等于方波电压的幅度,此时电源的工作效率最高。

3、对传导干扰信号的抑制

图1中,当电源开关管V1导通或者关断时,在电容器C5、变压器T1的初级和电源开关管V1组成的电路中会产生脉动直流i1,如果把此电流回路看成是一个变压器的“初级线圈”,由于电流i1的变化速率很高,它在“初级线圈”中产生的电磁感应,也会对周围电路产生电磁感应,我们可以把周围电路都看成是同一变压器的多个“次级线圈”,同时变压器T1的漏感也同样对各个“次级线圈”产生感应作用,因此电流i1通过电磁感应,在每个“次级线圈”中都会产生的感应电流,我们分别把它们记为i2、i3、i4 ···。

其中i2和i3是差模干扰信号,它们可以通过两根电源线传导到电网的其它线路之中和干扰其它电子设备;i4是共模干扰信号,它是电流i1回路通过电磁感应其它电路与大地或机壳组成的回路产生的,并且其它电路与大地或机壳是通过电容耦合构成回路的,共模干扰信号可以通过电源线与大地传导到电网其它线路之中和干扰其它电子设备。

与电源开关管V1的集电极相连的电路,也是产生共模干扰信号的主要原因,因为在整个开关电源电路中,数电源开关管V1集电极的电位最高,最高可达600V以上,其它电路的电位都比它低,因此电源开关管V1的集电极与其它电路(也包括电源输入端的引线)之间存在很强的电场,在电场的作用下,电路会产生位移电流,这个位移电流基本属于共模干扰信号。

图2中的电容器C1、C2和差模电感器L1对i1、i2和i3差模干扰信号有很强的抑制能力。由于C1、C2在电源线拔出时还会带电,容易触电伤人,所以在电源输入的两端要接一个放电电阻R1。

对共模干扰信号i4要进行完全抑制,一般很困难,特别是没有金属机壳屏蔽的情况下,因为在感应产生共模干扰信号的回路中,其中的一个“元器件”是线路板与大地之间的等效电容,此“元器件”的数值一般是不稳定的,进行设计时对指标要留有足够的余量。图2中L2和C3、C4是共模干扰信号抑制电路器件,在输入功率较大的电路中,L2一般要用两个,甚至三个,其中一个多为环形磁心电感。

根据上面分析,产生电磁干扰的原因主要是i1流过的主要回路,这个回路主要由电容器C5、变压器T1初级和电源开关管V1组成,根据电磁感应原理,这个回路产生的感应电动势为:

e=dψ/dt=S*dB/dt (2)

式中e为感应电动势,ψ为磁通量,S电流回路的面积,B为磁感应密度,其值与电流强度成正比,dψ/dt为磁通变化率。由此可见,感应电动势与电流回路的面积成正比。因此要减少电磁干扰,首先是要设法减小电流回路的面积,特别是i1电流流过的回路面积。另外,为了减少变压器漏感对周围电路产生电磁感应的影响,一方面要求变压器的漏感要做得小,另一方面一定要在变压器的外围包一层薄铜皮,以构成一个低阻抗短路线圈,把漏感产生的感应能量通过涡流损耗掉。

4、对辐射干扰信号的抑制

电磁辐射干扰也是通过电磁感应的方式,由带电体或电流回路及磁感应回路对外产生电磁辐射的。任何一根导体都可以看成是一根电磁感应天线,任何一个电流回路都可以看成是一个环形天线,电感线圈和变压器漏感也是电磁感应辐射的重要器件。要想完全抑制电磁辐射是不可能的,但通过对电路进行合理设计,或者采取部分屏蔽措施,可以大大减轻电磁干扰的辐射。

例如,尽量缩短电路引线的长度和减小电流回路的面积,是减小电磁辐射的有效方法;正确使用储能滤波电容,把储能滤波电容尽量近地安装在有源器件电源引线的两端,每个有源器件独立供电,或单独用一个储能滤波电容供电(充满电的电容可以看成是一个独立电源),防止各电路中的有源器件(放大器)通过电源线和地线产生串扰;把电源引线的地和信号源的地严格分开,或对信号引线采取双线并行对中交叉的方法,让干扰信号互相抵消,也是一种减小电磁辐射的有效方法;利用散热片也可以对电磁干扰进行局部屏蔽,对信号引线还可以采取双地线并行屏蔽的方法,让信号线夹在两条平行地线的中间,这相当于双回路,干扰信号也会互相抵消,屏蔽效果非常显著;机器或敏感器件采用金属外壳是最好的屏蔽电磁干扰方法,但非金属外壳也可以喷涂导电材料(如石墨)进行电磁干扰屏蔽。

5、对高压的静电的消除

图1中,如果输出电压高于1,000V,必须考虑静电消除。虽然大多数的开关电源都采取变压器进行“冷热地”隔离,由于“热地”,也叫“初级地”,通过电网可构成回路,当人体接触到“初级地”的时候会“触电”,所以人们都把“初级地”叫做“热地”,表示不能触摸的意思。而“冷地”也叫“次级地”,尽管电压很高,但它与大地不构成回路,当人体接触到“次级地”的时候不会“触电”,因此,人们都把“次级地”叫做“冷地”,表示可以触摸的意思。

但不管是"冷地"或者是"热地",其对大地的电位差都不可能是零,即还是会带电。如彩色电视机中的开关电源,"热地"对大地的电位差大约有400VP-P(峰峰值),"冷地"对大地的电位差大约有1500VP-P(峰峰值)。

“热地”带电比较好理解,而"冷地"带电一般人是难以理解的。那么"冷地"带电这个电压是怎样产生的呢?这个电压是由变压器次级产生的,虽然变压器次级的一端与“冷地”连接,但真正的零电位是在变压器次级线圈的中心,或整流输出滤波电容器介质的中间。这一点称为电源的“浮地”,即它为零电位,但又不与大地相连。由此可知“冷地”带电的电压正好等于输出电压的一半,如电视机显像管的高压阳极需要大约3万伏的高压,真正的零电位是在高压滤波电容(显像管石墨层之间的电容)的中间,或高压包的中间抽头处,由此可以求出电视机中的冷地与地之间的电压(静电)大约为1,5000V。同理,“热地”回路的“浮地”是在储能滤波电容器C5的中间,所以“热地”正常的带电电压为整流输出的一半,约为200 VP(峰值),如把开关管导通或截止时产生的反电动势也叠加在其之上,大约有400VP-P(峰峰值)。

图2中的R3就是用来降低冷地与大地之间静电电压的,C8的作用是降低冷热地之间的动态电阻。一般数字电路IC的耐压都很低,如果“冷地”带电的电压很高,通过静电感应,或人体触摸,很容易就会把IC击穿。

“冷地”带电是属于静电的范畴,它只相当于对一个小电容充电,这个小电容的一端是大地,电容量相当于“冷地”对大地之间的等效电容。另外,图2中的C1、C2、C3、C4、C8、R1、R8、T1属于安全器件,使用时要注意安全要求。

EMC常用标准:

EMC通用系列标准:IEC61000-4-X

工业环境抗扰度通用标准:EN50082-2

脉冲电流谐波测试标准:IEC61000-3-2

交流电源闪烁测试标准:IEC61000-3-3

作者:陶显芳康佳集团

电磁兼容原理和抑制技术(一)

???!????????? 2/2!????????? 当代以半导体工业为基础和支柱的微电子技术,它的迅速发展和应用已渗透到社会生活的各个领域,特别是通信领域近期发展之快和变化之大往往超出人们的预料。最为明显的几个特征是从全球移动卫星系统到无线局域网的出现,无线技术正向通信的各个方面渗透,Internet和www网络继续保持指数的增长势头,并产生对高速公众数据网的强烈需求。但是广泛应用上述微电子技术的设备,它的安全性、可靠性和电磁兼容性实在令人担忧,因为上述超大规模集成电路和公众数据网络的不断发展,导致了对人为或自然的过电压或过电流的冲击更加敏感到几乎成指数增长的趋势,可以说是目前人类享受高科技给人类带来的各种效益,是同人类百年来为之奋斗的电磁兼容事业密不可分。因此,联合国确定电磁污染是继环境中的空气、水质、噪声等污染之后的第四大环境污染。 本章所指的电磁兼容(Electromagnetic Compatibility——EMC)对于设备或系统的性能指标来说,应为“电磁兼容性”。但作为一门学科来说,应为“电磁兼容”。 它的确切定义按国家军用标准GJB——85《电磁干扰和电磁兼容性名词术语》为:“设备(分系统、系统)在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即:该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级;它也不会使同一电磁环境中其它设备(分系统、系统),因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。” 所以电磁兼容是研究在有限的空间、时间和频谱资源等条件下,各种用电设备(广义的还包括生物体)可以共存,并不致引起降级的一门科学。电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境下能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。它有以下三方面的含意。 1)电磁环境应是给定的或预期的。 2)设备、分系统或系统不应产生超过标准或规范所规定的电磁骚扰发射(EMI)限值的要求电磁骚扰发射就是从骚扰源向外发出电磁骚扰能量的现象,它是引起电磁骚扰的原因。 3)设备、分系统或系统应满足标准或规范所规定的电磁敏感性(EMS)限值或抗扰度(immu-nity);其中电磁敏感性为在存在电磁骚扰的情况下,设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下所呈现不希望有的响应程度;抗扰度为设备、分系统或系统抗电磁骚扰的能力。 2/2/2?????? 由电磁骚扰源发射的电磁能量,经过耦合途径传输到敏感设备,这个过程称为电磁干扰效应。因此形成电磁干扰后果必须具备三个基本要素: 1)电磁骚扰源:任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量,能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害,或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害,导致性能降级或失效,即称为电磁骚扰源。 2)耦合途径:即传输骚扰的通路或媒介。 3)敏感设备(Victim):是指当受到电磁骚扰源所发出的电磁能量的作用时,会受到伤害的人或其它生物,以及会发生电磁危害,导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。 为了实现电磁兼容,必须从上面三个基本要素出发, 电磁兼容原理和抑制技术(一) 区健昌

电磁干扰EMI与电磁兼容EMC

电磁干扰E M I与电磁 兼容E M C 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

二.电磁干扰E M I与电磁兼容E M C 电磁干扰(ElectromagneticInterference),简称EMI,有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(ElectromagneticCompatibility)。电磁兼容性EMC标准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是各国政府或经济组织,保护自己利益经常采取的手段。 1.传导干扰 传导干扰一般是通过电压或电流的形式在电路中进行传播的,图6 是测试电子设备产生传导干扰的基本方法,或表示传导干扰通过电源线传输的几种方式。图6中,电子设备表示干扰信号源,CI表示共模干扰信号,DI表示差模干扰信号;V1、V2、V3分别表示用仪表对干扰信号进行测量的连接方法,低通滤波器是为了便于对V1、V2、V3进行测试,而另外加接进去的;R1、R2、R3、R4分别为各电子设备的接地电阻,也包括大地之间的电阻,接地电阻一般为几欧姆到几十欧姆,其阻值与地线的安装和地表面土壤结构有关;C1为电子设备对大地的电容,其容量与

电子设备的体积还有地面距离有关,一般为几微微法到几千微微法。从图6中我们可以看出: V1=CI?DI(17) V2=CI+DI(18) V3=DI(19) 从图6中我们还可以看出,差模干扰信号DI是通过电子设备两根电源输送线传输的,因此,必须用低通滤波器对它进行隔离;而共模干扰信号CI是通过电子设备对大地的电容C1传输的,由于C1的容量一般都非常小,C1对低频共模干扰信号的阻抗很大,因此,在低频段,共模干扰信号一般很容易进行抑制,但在的高频段,对共模干扰信号进行抑制,难度却要比差模干扰信号抑制的难度大很多。 1-1.回路电流产生传导干扰 图7是一个开关电源电路的几个主要部分,图中,C1、C2、C3、C4是各主要部分的对地电容或对机壳的电容,R1、R2、R3是地电阻或机壳的电阻(机壳接地);i1、i2、i3、i4是开关电源电路中几个主要部分的回路电流,i1是交流输入回路电流,i2是整流回路电流,i3是开关回路电流,i4是输出整流回路电流。在这4个电流之中,i3的作用是最主要的,因为它受开关管Q1控制,其它电流全部都受它牵动而发生变化。 从电路中我们可以看出,i1、i2、i3所属的3个回路都是相互连接的,根据回路电流定律,i1、i2、i3之间具有代数和的关系,因此,只要3个电流中有一个电流的高频谐波对其它电路产生干扰,那么,3个电流都会对其它电路产生干扰,并且这种干扰主要是差模信号干扰。

电磁兼容原理与设计试题

电磁兼容原理与设计试题 (总分100分,时间120分钟) 1. 区别电磁骚扰和电磁干扰两个术语的不同。(10分) 答:电磁噪声(骚扰):(强调原因和过程)任何可能引起设备或系统性能下降的包磁现象——强调任何可能的电磁危害现象原因。 电磁干扰:(强调的是结果)。 2. EMI 、EMS 和EMC 分别指什么,有何区别?(5分) 答:Electromagnetic Interference ,EMI ,电磁干扰。 Electromagnetic Susceptibility,EMS ,电磁敏感性。 Electromagnetic Compatibility ,EMC ,电磁兼容。 电气和电子设备在正常运行的同时,也往外发射有用或无用的电磁能量,这些能量会影响其它设备的正常工作,这就是电磁干扰。 对电磁干扰进行分析、设计和验证测试的学科领域就是电磁兼容。 电磁敏感性是指设备、器件或系统因电磁干扰可能导致工作性能下降的特性。 3.电磁干扰三要素是什么?(5分) 答:电磁干扰三要素是干扰源、耦合通道、敏感设备。 4.功率信号发生器XG26,最小输出功率10-8mW ,请换算成dB (mW )。(5分) 5. 已知V=1mV ,求:dBmV V 、V dB V 。(5分) 答:(1mV )dBmV=20lg (1mV/1V*10-3 )=20(lg1+3)=20*0+60=60 dBmV (1mV )dBuV=20lg(1mV/1V*10-6)= 20(lg1+6)= 20*0+120=120 dBuV 6. 术语解释:静电放电(5分) 答:静电放电是指不同静电电位的物体靠近或直接接触是发出的电荷转移 7. 什么是传导耦合?(5分) 答:传道耦合是指电磁干扰能量从干扰源沿金属导体传播至被干扰对象(敏感设备) 8.电磁屏蔽的作用原理是什么? (10分) 答:电磁屏蔽是指同时抑制或削弱电场和磁场。 电磁屏蔽一般也是指高频交变电磁屏蔽(10kHz ~ 40GHz)。 在频率较低(近场区,近场随着骚扰源的性质不同,电场和磁场的大小有很大差别。 高电压小电流骚扰源以电场为主(电准稳态场-忽略了感应电压),磁场骚扰较小(有时可忽略)。

电磁兼容技术的发展状况及应用

电磁兼容技术的发展状况及应用 摘要: 电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术.电磁兼容设计的目的是解决电 路之间的相互干扰,防止电子设备产生过强的电磁发射,防止电子设备对外界干扰过度敏感.近 年来,电磁兼容设计技术的重要性日益增加。 电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术.电磁兼容设计的目的是解决电路之间 的相互干扰,防止电子设备产生过强的电磁发射,防止电子设备对外界干扰过度敏感.近年来,电磁兼容设计技术的重要性日益增加,这有两个方面的原因:第一,电子设备日益复杂,特别是模拟电路和数字电路混合的情况越来越多、电路的工作频率越来越高,这导致了电路之间的干扰更加严重,设计人员如果不了解有关的设计技术,会导致产品开发周期过长,甚至开发失败.第二,为 了保证电子设备稳定可靠的工作,减小电磁污染,越来越多的国家开始强制执行电磁兼容标准, 特别是在美国和欧洲国家,电磁兼容指标已经成为法制性的指标,是电子产品厂商必须通过的指标之一,设计人员如果在设计中不考虑有关的问题,产品最终将不能通过电磁兼容试验,无法走 上市场. 因此近年来,电磁兼容教育也在迅速发展,一方面,各种有关电磁兼容设计的书籍层出不穷,各种电子设计的期刊上也不断刊登有关的文章,另一方面,电磁兼容培训越来越受到欢迎.20世纪90年代末,美国参加电磁兼容培训的费用平均为每人每天330美元,目前,已经达到450美元左右,并且企业如果需要专场培训,往往需要与提供培训的公司提前半年签订合同,由此可以看 到电子设计人员对电磁兼容技术的需求日益增加. 我国电磁兼容技术起步很晚,无论是理论、技术水平,还是配套产品(屏蔽材料、干扰滤波器等)制造,都与发达国家相差甚远.而与此形成强烈反差的是,在我们加入WTO以后,我们面对的是公平的国际竞争,各国之间唯一的贸易壁垒就是技术壁垒.而电磁兼容指标往往又是众多技术壁垒中最难突破的一道.因此,怎样使设计人员在较短的时间内,掌握电磁兼容设计技术,能够充满信心地面对挑战是我们努力实现的目标. 1 什么是电磁兼容标准 为了规范电子产品的电磁兼容性,所有的发达国家和部分发展中国家都制定了电磁兼容标准.电磁兼容标准是使产品在实际电磁环境中能够正常工作的基本要求.之所以称为基本要求, 也就是说,产品即使满足了电磁兼容标准,在实际使用中也可能会发生干扰问题.大部分国家的 标准都是基于国际电工委员会(IEC)所制定的标准. IEC有两个平行的组织负责制定EMC标准,分别是CISPR(国际无线电干扰特别委员会)和TC77(第77技术委员会).CISPR制定的标准编号为:CISPR Pub. XX ,TC77制定的标准编号为IEC XXXXX . 关于CISPR:1934年成立.目前有七个分会:A分会(无线电干扰测量方法与统计方法)、B分会(工、科、医射频设备的无线电干扰)、C分会(电力线、高压设备和电牵引系统的无线电干扰)、D分会(机动车和内燃机的无线电干扰)、E分会(无线接收设备干扰特性)、F分会(家电、电动工具、照明设备及类似电器的无线电干扰)、G分会(信息设备的无线电干扰) 关于TC77:1981年成立.目前有3个分会:SC77A(低频现象)、 SC77B(高频现象)、 SC77C(对高空核电磁脉冲的抗扰性). 我国的民用产品电磁兼容标准是基于CISPR和IEC标准,目前已发布57个,编号为GBXXXX - XX,例如GB 9254-98. 欧盟使用的EN标准也是基于CISPR和IEC标准,其对应关系如下: EN55××× = CISPR标准, (例: EN55011 = CISPR Pub.11) EN6×××× = IEC标准, (例: EN61000-4-3 = IEC61000-4-3 Pub.11) EN50××× = 自定标准, (例: EN50801) 我国军用产品采用的标准GJB是基于美国军标,例如GJB151A = MIL-STD -461D. 电磁兼容标准分为基础标准、通用标准、产品类标准和专用产品标准. 基础标准:描述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备,定义了等级和性能判据.基础标准不涉及具体产品.

常见电磁兼容(EMC)问题及解决办法

常见电磁兼容(EMC)问题及解决办法 通讯类电子产品不光包括以上三项:RE,CE,ESD,还有Surge--浪涌(雷击,打雷)医疗器械最容易出现的问题是:ESD--静电,EFT--瞬态脉冲抗干扰,CS--传导抗干扰,RS--辐射抗干扰。针对于北方干燥地区,产品的ESD--静电要求要很高。针对于像四川和一些西南多雷地区,EFT防雷要求要很高。 如何提高电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性: 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰: (1)微控制器时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。 (2)系统含有大功率,大电流驱动电路,如产生火花的继电器,大电流开关等。 (3)含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。 2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施: (1)选用频率低的微控制器: 选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波,方波中的高频成份比正弦波多得多。虽然方波的高频成份的波的幅度,比基波小,但频率越高越容易发射出成为噪声源,微控制器产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3倍。 (2)减小信号传输中的畸变微控制器主要采用高速CMOS技术制造。信号输入端静态输入电流在1mA左右,输入电容10PF左右,输入阻抗相当高,高速CMOS 电路的输出端都有相当的带载能力,即相当大的输出值,将一个门的输出端通过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端,反射问题就很严重,它会引起信号畸变,增加系统噪声。当Tpd>Tr时,就成了一个传输线问题,必须考虑信号反射,阻抗匹配等问题。 信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关,即与印制线路板材料的介电常数有关。可以粗略地认为,信号在印制板引线的传输速度,约为光速的1/3到1/2之间。微控制器构成的系统中常用逻辑电话元件的Tr(标准延迟时间)为3到18ns之间。 在印制线路板上,信号通过一个7W的电阻和一段25cm长的引线,线上延迟时间大致在

电磁兼容性原理与设计

第一章电磁兼容性原理与设计 1.电磁兼容性的基本概念 电磁兼容性是一个新概念,它是抗干扰概念的扩展和延伸。从最初的设法防止射频频段内的电磁噪声、电磁干扰,发展到防止和对抗各种电磁干扰。进一步在认识上产生了质的飞跃,把主动采取措施抑制电磁干扰贯穿于设备或系统的设计、生产和使用的整个过程中。这样才能保证电子、电气设备和系统实现电磁兼容性。 1. 1电磁兼容性的概念 A、电磁噪声与电磁干扰 电磁噪声是指不带任何信息,即与任何信号都无关的一种电磁现象。 在射频频段内的电磁噪声,称为无线电噪声。 由机电或其他人为装置产生的电磁现象,称为人为噪声。 来源于自然现象的电磁噪声,称为自然噪声。 电磁干扰则是指任何能中断、阻碍,降低或限制通信电子设备有效性能的电磁能量。 由大气无线电噪声引起的,称为天线干扰。 由银河系的电磁辐射引起的,称为宇宙干扰。 由输电线、电网以及各种电子和电气设备工作时引起的,称为工业干扰。 B、电磁兼容 电磁兼容性是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中,按设计要求正常工作的能力。它是电子、电气设备或系统的一种重要的技术性能。其包括两方面的含义: ①设备或系统应具有抵抗给定电磁干扰的能力,并且有一定的安全余量。 ②设备或系统不产生超过规定限度的电磁干扰。 从电磁兼容性的观点出发,电子设备或系统可分为兼容、不兼容和临界状态三种状态:IM=Pi-Ps(dB) 式中:IM -------电磁干扰余量 Pi-------干扰电平 Ps-------敏感度门限电平 当Pi>Ps即干扰电平高于敏感度门限电平时,IM>0, 表示有潜在干扰,设备或系统处于不兼容状态 当Pi

变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题要点

变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题 黄海1, 张辉2, 华栋3 (1. 海口威特电气有限公司, 海口市,570311;2. 广东工业大学, 广州市,510090;3. 华南理工大学, 广州市,510641 [摘要]变电站是一二次设备最集中的场所, 系统运行方式的改变, 开关的动作, 雷电流的出现以及二次电缆间 的电磁耦合都会对二次回路产生干扰, 特别是引进微机监控和保护设备后, 电磁干扰问题更不容忽视。海南省几个变电站改造, 采用在互感器原、副绕组间装设屏蔽层, 加装浪涌吸收器, 采用多层电缆并将电缆外皮多点接地, 以及对控制室信号线和计算机室进行屏蔽等抗电磁干扰措施后, 收到了良好的效果。 [关键词]变电站电磁干扰电磁兼容性 中图分类号:TM15文献标识码:B文章编号:1000-7229(2002 02-0032-02 Problems of Electromagnetic Interference and Compatibility Substations Huang Hai 1 , Zhang Hui 2 , Hua Dong 3 (1. Haikou Weite Electrical Co. Ltd. , Haikou , 570311; 2. , 510090; 3. South China University of Science and , , [Abstract]The substation is the place and is concentrated mostly. So change of oper 2ation mode of the system , action of thunder current and electromagnetic coupling

电磁兼容原理与设计

电磁兼容原理与设计 招生对象 --------------------------------- 【主办单位】中国电子标准协会 【咨询热线】0 7 5 5 – 2 6 5 0 6 7 5 7 1 3 7 9 8 4 7 2 9 3 6 李生【报名邮箱】martin#https://www.wendangku.net/doc/064688461.html, (请将#换成@) 课程内容 --------------------------------- 课程大纲: 第一章电子系统电磁兼容设计目的与方法 1.1电子系统电磁干扰与电磁兼容EMI/EMC 1.2电子系统EMC标准与规范 1.3电子系统电磁兼容的重要性,实例分析 1.4电子系统有源器件的选型和电磁干扰发射的抑制 1.5共模(CM)干扰和差模(DM)干扰 第二章电子系统接地设计 2.1电子系统接地分类 2.2电子系统参考接地 2.3接地方式-实例分析 第三章电子系统屏蔽设计 3.1辐射耦合与传导耦合 3.2屏蔽效能的概念 3.3屏蔽分类 3.4静电屏蔽与电磁屏蔽 3.5磁场屏蔽 3.6实际屏蔽体的问题-实例分析 第四章电子系统滤波设计 4.1低通滤波器 4.2高通滤波器

4.3 瞬态干扰抑制器 第五章电磁兼容测试技术 5.1 测试标准 5.2 测试场地及测试环境、测试设备 5.3 电磁兼容测试举例分析 第六章主板设计及排查技术 6.1印制电路板概述 6.2 PCB布线及布局基本原则 6.3 高速电子线路的信号完整性设计 6.4 排查实例分析 讲师介绍 --------------------------------- 张老师,博士学位。通信与微波工程研究室主任。国家自然科学基金、北京市自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目同行评议专家,教育部学位与研究生教育发展中心评议专家,中国电子学会DSP应用专家委员会委员,中国工业和信息化部科技人才库专家,北京市科学技术奖励评审专家,北京电子电器协会电磁兼容分会委员,中华医学预防会自由基委员会委员,中国电子学会高级会员,通信学会电磁兼容分会委员,IET高级会员,北京邮电大学育人标兵。IEEE Transaction on Communications、Journal of Electromagnetic Waves and Applications、通信学报等刊物特约评审专家。 从事电磁兼容、先进信息获取与处理、认知无线电、生物电子等领域的教学和研究工作。发展出电磁环境与信息安全、射频与微波工程、信号处理与模式识别等新的研究方向。在国内外重要刊物发表论文180余篇,其中SCI、EI检索100余篇。主持电磁兼容与信息安全、无线通信中的信号处理与模式识别、超宽带通信、基于嵌入式的认知无线电演示平台、电磁兼容数据库开发等20余项国家及省部级项目。获得优秀期刊论文奖4项、优秀论文指导教师奖4项,教学成果奖2项,北邮有突出贡献指导教师奖1项,申请专利5项,主编著作2部,参编标准1部。 博士招生专业:电子科学与技术 研究方向:电磁兼容、先进信息获取与处理、宽带通信与网络技术; 硕士招生专业:生物医学工程、电子与通信工程;研究方向:先进信息获取与处理; ************************************************** 【温馨提示】:本公司竭诚为企业提供灵活定制化的内部培训和顾问服务,培训内容可根据客户的需要灵活设计,企业内部培训人数不受限制,培训时间由企业灵活制定。顾问服务由中国电子标准协会顶尖顾问服务团队组成,由专人全程跟进,签约型绩效考核顾问服务效果,

单片机原理与应用赵德安习题答案

第一章习题 2. 根据程序存储器的差别,单片机可以分为哪几种类型? 答:MCS-51 系列单片机按片内不同程序存储器的配置来分,可以分为以下 3 种类型: ①片内带Mask ROM(掩膜ROM)型:8051 、80C51 、8052 、80C52 。此类芯片是由半导体厂家在芯片生产过程中,将用户的应用程序代码通过掩膜工艺制作到ROM 中。其应用程序只能委托半导体厂家“写入” ,一旦写入后不能修改。此类单片机适合大批量使用。 ②片内带EPROM 型:8751、87C51 、8752 。此类芯片带有透明窗口,可通过紫外线擦除存储器中的程序代码,应用程序可通过专门的编程器写入到单片机中,需要更改时可擦除重新写入。此类单片机价格较贵,不宜于大批量使用。 ③片内无ROM(ROMLess)型:8031、80C31 、8032 。此类芯片的片内没有程序存储器,使用时必须在外部并行扩展程序存储器存储芯片。此类单片机由于必须在外部并行扩展程序存储器存储芯片,造成系统电路复杂,目前较少使用。 3. 单片机的主要特点是什么?它适宜构成通用微机系统还是专用微机系统?为什么? 答:单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据 处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。其主要特点如下: 1、价格便宜。10 元以内计算机。 2、功能不大。只能专用在适用的领域。但在适用的领域中,性价比却是最 佳。 3、可靠性高,抗干扰能力强。 4 、功耗比较低。对电源要求低。适用面广。 5、外围扩展能力强。可以应用到不同的控制系统中。根据其特点可知,单片机功能不

电磁干扰与电磁兼容浅谈2

电磁干扰与电磁兼容浅谈之一:电磁干扰无处不在 一年前,我曾在《电子工程专辑》杂志上发表过一篇名为“电子线路与电磁兼容设计”的文章。此文章引起了很多读者的关注,下面文章的内容拟作为前一篇文章的继续或补充,希望再次引起读者的关注和兴趣。 1.一个让人胆战心惊的星球 电磁干扰对人类危害最大的,实际上还是我们居住的地球,其中雷电干扰对人类的生活危害最大。雷电不但对人类的生存造成很大的威胁,对树木、森林、房屋、建筑,以及电器设备都会造成很大的损害和破坏。 根据统计,地球每一秒钟就有100多次闪电,每次闪电产生的能量可供一个100瓦的灯泡点亮3个月;在雨季,平均每6分钟就有一个人被雷电击中;每年有成千上万的人因雷电击中而丧伤,还有大片的森林因雷电击中而起火烧毁,雷电还经常使高压电网、以及通信出现故障,使城市供电和通信中断,引起城市交通失控出现混乱;连英国的白金汉宫也曾遭受过雷电严重破坏,上个世纪50年代,白金汉宫就是因一块窗帘布被雷电击中而起火燃烧;上海电视台平均每年要遭受33次大的雷击,每次雷击都会使电子设备遭受不同程度的损坏;1992年6月22日,北京国家气象中心多台计算机接口因感应雷击被毁,损失二仟多万元;1992年8 月23日,赣州市60%的有线电视和50%闭路电视遭受过雷击,其中91台电视机因感应雷击而毁于一旦;2006年6月9日,南韩一架大型客机在空中遭受雷击,头部解体脱落,幸好没有人员伤亡。 很多人都不清楚,地球也是一个带电体。根据实验测试,在地球表面存在一个垂直向下的稳定电场,电场强度E约为100伏/米,场强的大小随高度的增加而减弱。另外,根据实验测试,在地面附近大气的电导率σ0约为3×10-14西蒙/米,且随高度的增加而增加。由此可知地球表面的电流密度j的方向指向地心,大小为: 故从大气流向地球表面的总电流强度I为:

电磁兼容(EMC)设计原理和整改流程

电磁兼容设计和整改流程 随着中国参与国际经济贸易活动的深入,产品认证成了生产厂家产品推向市场的瓶颈,其中尤其电子产品的电磁兼容认证成为整个产品认证的拦路虎,往往在认证的最后阶段才发现要解决电磁兼容问题不得不对原设计的电路和结构重新修改,临时的修改还往往使产品的性能和可靠性降低。电磁兼容的测试只是评估产品电磁兼容设计的水平,测试本身并不能改变产品的电磁兼容,电磁兼容是设计出来的、生产出来的,只有生产厂家的产品电磁兼容设计水平提高了,产品电磁兼容的质量才能提高,产品设计的可靠性才能有保障。本文详细剖析产品设计和电磁兼容整改的过程,并详细说明每个设计和整改过程中怎样运用电磁兼容的测试手段发现问题、选择最佳的解决方案。 电磁兼容控制所运用的方法和程序在产品研制不同阶段是不同的,方案、设计、开发/样机、生产、测试/认证和运行,各阶段均为实施电磁兼容工程提供了一定的机会。实施电磁兼容是一项极其复杂的任务,如右图所示在研制开发电视、音响等电子产品时,应在尽可能早的阶段上注意保证它们的电磁兼容性。随着电视、音响等电子产品研制开发工作的完成,可以利用的抑制干扰和抗干扰措施的数目减少,而其成本反而增加。方案阶段是提供最佳费效比的机会,而生产阶段提供的可能性通常最少,据国外资料介绍,在产品的研制开发阶段及时采取措施可以避免(80~90)%的与干扰影响有联系的、潜在可能的困难。相反,在较晚的阶段上采用解决方法,结果表明将更加复杂,需要追加工作量和增加原材料的消耗,增加研制周期,有时甚至根本不可能解决。有效的电磁兼容控制常常是比较困难的,因为电磁干扰方位与耦合途径的大量可能组合涉及到许多变量,敏感电路的抗扰度与电路参数的设计有关,电路参数必须保证的灵敏度往往使提高抗扰度受到一定限制。由于电磁兼容情况的固有复杂性,若要及时地、有效地和高费效比的解决电磁兼容问题,有条理的方法和程序就是相当的重要了。 针对电磁兼容设计的这种特点,我们提出了从产品的设计阶段就要开始分步的进行电磁兼容的设计和整改,把最终的设计目标大事化小,如下图所示,在产品开发的各个阶段适时进行电磁兼容性能的评估和改进,不断地把电磁兼容的整改措施溶入到产品的电路和结构设计中,这样整个产品的开发周期不会有太大的非预期时间延迟,产品的设计不会有太多的非预期成本增加,生产工艺不会有临时的增加,产品的可靠性和性能也不会受到损害。 产品开发一般分为设计概念阶段,设计阶段,样机制作阶段,设计评审阶段和委托检验阶段,分阶段地控制把各阶段的电磁兼容设计和整改溶入到整机的设计方案之中,电磁兼容设计和整改各阶段的工作任务和可以采取的电磁兼容措施如下: 1) 电磁兼容认证要求咨询 首先要明确产品电磁兼容设计的目标,针对产品销售的目标市场,了解目标市场对该产品电磁兼容要求的执行标准,相应需要测试的内容,做出一个电磁兼容性能指标一览表,每个指标都对产品各部分电路和结构提出了相应的要求,由此也就清楚了解了产品应该具备的电磁兼容性能和设计要求。 2) 产品设计布局评估 在考虑各部分电路的总体布局时,尤其注意电源线出口的位置,如果客户没有特殊的位置要求,就主要考虑电路输出的顺序和尽量使电源滤波电路和机内高频发射部分电路或器件之间的空间距离最大,经过电源滤波电路之后留在机内的电源线最短。其次在电源公共地和其它功能模块电路之间布置一条较宽的公共地线。电路板排版时应该使各种功能集成块与其输入输出负载的路径最短,特别是传输脉冲数据信号的导线。脉冲信号的高频成分很丰富,这些高频成分可以借助导线辐射,使线路板的辐射超标。非常遗憾的是我们大部分的生产企业由于开发周期越来越短的压力,都把这个阶段的时间压缩的很短,无法做比较全面细致的检查和评审工作,导致到了产品认证的最后阶段才发现元件布局和排版的缺陷,不得不投入大量的人力和物力来整改,造成欲速而不达的局面。如果要避免这种被动的局面发生,开发方可以在产品设计定型之前委托专业的电磁兼容技术服务机构做一个设计评估,一般来说专业的电磁兼容技术服务机构能够根据开发方提供的设计方案,分析原理框图、电路图、现有的外观结构要求,提出符合电磁兼容原理的内部电路结构布局、电路板布局、外壳接地等要求。通过了解各单元电路的工作流程,关键元器件的电磁兼容特性,分析预测各单元电路的电

2018电磁兼容原理及应用习题

电磁兼容习题及答案 习题一 1.1干扰源:微波炉,宇宙射线,雷电,雷达,整流式电动机; 敏感设备:印刷电路版,晶体管电视,人体, 既是干扰源又是敏感设备:手机,雷达探测系统, 1.2电磁危害:太阳黑子爆发产生大量电磁辐射,造成地球上大部分通讯受到影响。 1.3电磁骚扰:任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象 电磁干扰:电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降; 电磁骚扰是一种现象,只是可能造成影响,而电磁干扰是已经造成了影响和损害,是一种后果。 1.4质检总局第5号令《强制性产品认证管理规定》做了一系列严格规定,认证标志的名称为“中国强制认证”(china compulsory certification),缩写为CCC,简称3C。根据认证委的规定,强制性产品认证新制度自2002年5月1日起实施。 1.5 EME:electromagnetic environment电磁环境; EMI:electromagnetic interference电磁干扰; EMS:electromagnetic susceptibility电磁抗干扰; EMC:electromagnetic compatibility电磁兼容。 1.6电磁兼容三要素:干扰源、干扰耦合途径、敏感设备。 电磁干扰源:分为自然干扰源和人为干扰源。P8 图1-1 电磁耦合途径:空间辐射和导线传导;两者距离>波长:干扰以电磁波的形式传播,需要研究干扰电波的传播特性;两者距离<波长:干扰的耦合可看成近场感应,即电场(电容)耦合或磁场(电感)耦合。 1.7采用屏蔽、滤波、接地三项最基本的干扰抑制技术; 屏蔽:切断通过空间辐射的干扰的传输途径,根据其性质可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽。 滤波:抑制沿导线传输的传导干扰,主要讨论抗共模干扰、差模干扰和浪涌的滤波电路和装置的设计; 接地:提供设备的安全保护地,还提供了设备运行所必需的信号参考地。接地的方式有单点、多点、混合接地和浮地。 1.8电磁兼容学科研究内容: 1.干扰源的研究; 2.耦合途径的研究; 3.敏感设备的研究; 4.电磁兼容性控制技术; 5.测量的研究; 6.标准的研究; 7.电磁兼容性分析、预测和电磁兼容性设计。 习题五 (1)其中把相线(L)与地(E)和中线(N)与地(E)间存在的EMI信号称为共模干扰信号,共模干扰信号可视为在L线和N线上传输的电位相等,相位相同的噪音信号。把L与N之间存在的干扰信号称作差模干扰信号,也可把它视为在L和N线上有180度相位差的共模干扰信号。(2)抑制原理:Ll和只Cy,L2和另一只Cy,分别构成L-E和N—E两对独立端口的低通滤

电磁干扰与电磁兼容课程论文

电磁干扰与电磁兼容 课程论文 论文题目:PCB电磁兼容性技术 专业: 班级: 学号: 姓名: 年月

目录 一:电磁兼容性技术概述.......................................................................................................... - 1 - 二:PCB设计中的电磁兼容问题 ............................................................................................. - 1 - 2.1 PCB形成干扰的基本要素: .......................................................................................... - 1 - 2.2 PCB中存在的电磁干扰分类: ................................................................................... - 2 - 三:印制电路板电磁兼容设计原则.......................................................................................... - 3 - 3.1印制电路板的层数、尺寸选择原则............................................................................ - 3 - 3.2器件布局原则................................................................................................................ - 3 - 3.3地线与电源线的设计原则............................................................................................ - 3 - 四:信号线设计原则.................................................................................................................. - 4 - 五:PCB 电磁兼容性设计中的相关注意事项 ........................................................................ - 5 - 六:结束语.................................................................................................................................. - 5 - 参考文献:.................................................................................................................................. - 6 -

电磁兼容原理及应用试题及答案

电磁兼容原理及应用试题及答案 、填空题(每空 0.5分,共20 分) 构成电磁干扰的三要素是【干扰源】 、【传输通道】和【接收器】 磁干扰可分为【传导干扰】和【辐射干扰】 。 电磁兼容裕量是指【抗扰度限值】和【发射限值】之间的差值。 准。 电容性干扰的干扰量是【变化的电场】;电感性干扰在干扰源和接受体之间存在 【交连的磁通】; 电路性干扰是经【公共阻抗】耦合产生的。 场】主要是干扰源的感应场,而【远区场】呈现出辐射场特性。 随着频率的【增加】,孔隙的泄漏越来越严重。因此,金属网对【微波或超高频】频段不具备 屏蔽效能。 静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】 电磁屏蔽的材料特性主要由它的【电导率】和【磁导率】所决定。 氧体】材料所组成的。 【20lg (U2/U1)】分贝。 多级电路的接地点应选择在【低电平级】电路的输入端。 电子设备的信号接地方式有【单点接地】 、【多点接地】、【混合接地】和【悬浮接地】。其中, 若设备工作频率高于 10MHz 应采用【多点接地】方式。 二、简答题(每题 5分,共20 分) 1 .电磁兼容的基本概念? 答:电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能够执行各自功能的共存状态,即要求在 同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作,且不对该环境中任何其它设备构成不能承担的电磁 ;如果按照传输途径划分,电 2. 3. 抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】 【屏蔽】和【接地】。 4. 常见的机电类产品的电磁兼容标志有中国的【 CCC 标志、欧洲的【CE 标志和美国的【FCC 5. 志。 IEC/TC77主要负责指定频率低于【9kHz 】 和【开关操作】等引起的高频瞬间发射的抗扰性标 6. 7. 辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射。如果根据场区远近划分, 【近区 8. 9. 电磁干扰耦合通道非线性作用模式有互调制、 【交叉调制】和【直接混频】 10. 11. 12. 滤波器按工作原理分为【反射式滤波器】和【吸收式滤波器】 ,其中一种是由有耗元件如【铁 13. 设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压, 则插入损耗可定义为 14. 15.

电磁兼容考题及答案

电磁兼容原理与应用考题 一、简答题(每题8分) 1、写出电磁干扰三要素,并简要说明其含义。 2、写出电振子和磁振子的远区场电磁分布(注意矢量方向)。 3、叙述瞬态干扰的特征,并举出三种瞬态干扰。 4、写出电磁兼容性预测算法的四级筛选。 5、写出四种常见的抑制电磁干扰技术,简要说明其含义。 6、写出电磁干扰滤波器安装时需要注意的的事项。 二、某无线发射机频率为450MHz ,基波辐射功率为10dBW ,预测其其二次谐 波和三次谐波辐射功率。已知发射机谐波模型统计如表。(12 分) 三、电磁兼容中常用纵向扼流圈抑制地线干扰,其等效电路图如图所示。已知信 号频率为f ,12,12,22RC RC RL L L M fM RC π=<<==>>,分析证明纵向扼流圈的差模低阻抗,共模高阻抗。(14分) 四、已知反射损耗() 20lg 20lg 4w w Z R t Z ηη+=-=&&,其中Z w 为空间波阻抗,金属特性阻 抗7(1)(1) 3.69102r r f f j j μπμη σσ-=+≈+?& M s U g U 1 L 2 L 1C R 2 C R L R

1)计算厚度为0.5mm的铜板在远区场对频率100MHz的入射平面波的屏蔽效能。(8分) 2)把该铜板换成两块厚度分别为0.5mm的铜板,中间间隔空气隙,隙厚度为d,计算当d分别为多少时,多层屏蔽体取得最大和最小的屏蔽效能,并计算屏蔽效能的值。(6分) 五:如图所示的部分屏蔽的电容耦合模型,U1为骚扰源电压。 1)、将电路化简单为平面电路图,写出U N的表达式;(5分) 2)、当R分别为低阻抗的时,化简U N;(3分) 3)、说明相应的抑制措施。(4分)

电磁兼容原理及应用试题及答案

电磁兼容原理及应用试题及答案 一、填空题(每空0.5分,共20分) 1. 构成电磁干扰的三要素是【干扰源】、【传输通道】和【接收器】;如果按照传输途径划分,电磁干扰可分 为【传导干扰】和【辐射干扰】。 2. 电磁兼容裕量是指【抗扰度限值】和【发射限值】之间的差值。 3. 抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】、【屏蔽】和【接地】。 4. 常见的机电类产品的电磁兼容标志有中国的【CCC标志、欧洲的【CE标志和美国的【FCC 标志。 5. IEC/TC77主要负责指定频率低于【9kHz】和【开关操作】等引起的高频瞬间发射的抗扰性标准。 6. 电容性干扰的干扰量是【变化的电场】;电感性干扰在干扰源和接受体之间存在【交连的磁通】; 电路性干扰是经【公共阻抗】耦合产生的。 7. 辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射。如果根据场区远近划分,【近区 场】主要是干扰源的感应场,而【远区场】呈现出辐射场特性。 & 随着频率的【增加】,孔隙的泄漏越来越严重。因此,金属网对【微波或超高频】频段不具备屏蔽效能。 9. 电磁干扰耦合通道非线性作用模式有互调制、【交叉调制】和【直接混频】 10. 静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】。 11. 电磁屏蔽的材料特性主要由它的【电导率】和【磁导率】所决定。 12. 滤波器按工作原理分为【反射式滤波器】和【吸收式滤波器】,其中一种是由有耗元件如【铁氧 体】材料所组成的。 13. 设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压,则插入损耗可定义为【20lg(U2/U1)】分贝。 14. 多级电路的接地点应选择在【低电平级】电路的输入端。 15. 电子设备的信号接地方式有【单点接地】、【多点接地】、【混合接地】和【悬浮接地】。其中,若设 备工作频率高于10MHz应采用【多点接地】方式。 二、简答题(每题5分,共20分) 1 .电磁兼容的基本概念?

《电磁兼容原理实验》指导书

《电磁兼容原理》实验指导书

目录 实验一静电放电抗扰度实验 (3) 实验二电快速瞬变脉冲群抗扰度实验 (5) 实验三浪涌抗扰度实验 (7) 实验四开关电源传导骚扰测试实验 (9) 实验五电子镇流器的传导骚扰测试实验 (11) 实验六辐射骚扰测试实验 (13)

实验一静电放电抗扰度实验 概述 引用标准:GB/T17626.2(IEC61000-4-2) 标准的依据:人体放电 试验等级:空气放电、接触放电四级。 一、实验目的 1.掌握静放电试验的步骤和要求。 2.掌握静电放电试验的试验室配置。 3.了解静电放电枪功能及使用方法。 二、实验设备: 静电放电枪、接地系统、试验台、水平和垂直耦合板、绝缘垫、耦合板放电线 三、实验内容: 1.介绍试验的标准配置要求。 接地系统、设备要求(位置、接地、线缆)、耦合板 台式设备:收音机等 2.介绍静电放电枪的功能及使用。 结构及附件:接地线、放电头、主机 功能及使用联接 3.试验的实施 试验应根据试验计划进行。试验计划内容包括: ——受试设备的典型工作条件; ——受试设备是按台式还是按落地式设备进行试验; ——确定施加放电点; ——在每个点上,是采用接触放电还是空气放电; ——所使用的试验等级 ——符合性试验中在每个点施加放电的次数(至少施加十次单次放电(以最敏感的极性),连续单次放电的时间间隔至少1秒。 ——是否还进行安装后的试验 直接放电试验:空气放电、接触放电 静电放电试验等级表

I.选择放电试验点、面 II.选择放电方式及要求: 选择空气放电或接触放电。 空气放电和接触放电的放电要求。 间接放电试验:对水平耦合、垂直耦合板的接触放电。放电位置及要求。 四、实验报告要求 对多波段收音机测试并记录以下表格数据: 1.直接放电试验情况

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