电子电信系统电磁兼容问题

一种大型复杂电子信息系统电磁兼容顶层量化设计新方法

摘要:提出一种适用于飞机类大型复杂电子信息系统的电磁兼容顶层量化设计的新方法。按照飞机结构外型及装机分系统、电子设备、机载天线结构和相对布局,依据机载电子系统的设计原理、输入输出端口特性及电特性摸底测试数据,建立整机电磁兼容数字飞机模型和机载电子系统的电磁兼容行为级仿真模型。根据机载电子系统的工作带宽、接收灵敏度、极化特征、信号特征、前端的非线性特征、接收天线特性、发射功率、带外杂散发射特性、发射天线特性、在飞机上的可能布局、连接线缆的衰减特性等,采用场-场、场-路、路-路的“场路耦合协同分析法”,建立全机装机设备的电磁干扰关联矩阵,并根据装机电子系统的电磁干扰和敏感特征,对装机电子分系统进行电磁兼容安全性分类。从而实现整机的电磁兼容性预测、顶层电磁兼容性指标的制定、分系统电磁兼容性指标的分解、全机电磁兼容性的量化评估,并达到全机电磁兼容性的量化控制。该方法已成功应用于三类飞机整机的电磁兼容顶层设计和全机电磁兼容性整改。实践试验表明,全机电磁兼容性良好,无重大电磁兼容性问题出现,飞机设计研制及整改一次性成功。

关键词:飞机;电子信息系统;电磁兼容;顶层设计;系统建模;行为级仿真

引言

随着信息时代的进步,催生了一大批专用的复杂电子信息系统,在有限的空间和平台上集成大量的电子信息设备,呈现出“四性”特点:信息化的高度集成性、性能指标的高度先进性、使用环境和使用模式的高度复杂性、电磁兼容对系统安全的决定性。系统的电磁兼容问题已成为多学科高度交叉、系统内/系统间/系统与环境间的电磁干扰耦合交融的系统工程问题,成为决定现代大型复杂电子信息系统研制成败的关键问题之一[1~6]。

但是,由于电磁兼容性问题特别是系统级电磁兼容问题所具有的复杂性、隐藏性、想定不已知性、考核指标的统计性等不同于一般电子信息系统电气电器性能指标的固有特点,使复杂电子信息系统的电磁兼容顶层设计一直是一个难题。特别是对于飞机这类对电磁兼容性要求极高、“四性”问题更为尖锐的系统,整机电磁兼容性的顶层量化设计技术更是一个重大技术难题。本文以飞机为背景,研究并提出了一种电磁兼容顶层量化设计技术。提出了一种飞机全机电磁兼容顶层量化设计和全过程量化控制流程,提出了基于灰度的“整机电磁兼容数字飞机”概念和机载电子系统的“电磁兼容行为级仿真模型”概念,提出了建立全机装机设备的电磁干扰关联矩阵的“场路耦合协同分析法”。本方法已成功应用于三类飞机的整机电磁兼容性预测、顶层电磁兼容性指标制定、分系统电磁兼容性指标分解、全机电磁兼容性量化评估、全机电磁兼容问题整改。试验表明,全机具有良好的电磁兼容性,无重大电磁兼容性问题出现,飞机设计研制及整改一次性成功[1~3]。

1整机电磁兼容问题特点与难点

电磁兼容性虽然是电子信息系统固有特性,但是了解电磁兼容性的特点和整机电磁兼容问题的难点,DOI:10.13435/https://www.wendangku.net/doc/e013470075.html,ki.ttc.002157对于飞机整机电磁兼容顶层量化设计研究十分重要[4]。电磁兼容性是电子信息系统固有的特性,但由于其隐蔽性和想定不已知性,使得电磁兼容性指标、电磁兼容模型、电磁兼容设计、电磁兼容检测、电磁兼容评估、电磁兼容试验等均有其特殊性。特殊性一,电磁兼容指标与其它电气电器指标不同,其指标具有概率统计特性。由于整机电磁兼容性是飞机所有电子信息系统综合作用的结果,因此不论是整机的电磁发射(EMI)特性还是整机敏感(EMS)特性,都具有概率统计特征。所以飞机整机电磁兼容的数据样本、数据样本的获取方法和数据样本的统计方法,对飞机整机电磁兼容性指标的确定十分关键。特殊性二,电磁兼容性设计与其它电气电器设计不同,其设计流程为“两部曲”。

传统电气电器系统的设计可称为“正常信号设计”,即根据其功能指标要求完成电气电器设计。如根据工作频率、射频带宽、工作方式及相关指标、接收机灵敏度、解调方式、带外抑制杂波谐波、发射功率、调制方式等参数设计机载电台。但本文提出的电磁兼容性设计包括

“正常信号设计流程”和“正常信号与非预计信号共同作为设计输入的设计流程”两个设计过程。其中,非预期信号特指电台安装到飞机上由飞机带来的干扰信号以及机载电台在空中面临的电磁环境信号的总和。飞机带来的干扰信号,主要指机上

电源和阻抗等加载条件不理想导致的干扰、其他机载电子信息设备对电台的干扰等综合影响,空中电磁环境信号主要指飞机飞行时所处环境中的电磁干扰,如民用通信对飞机的影响等。“正常信号与非预计信号共同作为设计输入的设计”特指将正常设计信号与机内外环境带来的干扰信号共同作为电台的输入,评估对电台的影响,只有当机载电台对上述干扰信号有相应的防护性设计,机载电台才具备装机能力,并能与机上其他设备兼容工作。特殊性三,电磁兼容试验与其它电气电器试验不同,它通过外观表象的检测诊断故障。系统级电磁兼容试验是一种对飞机整机进行的试验,检测的数据为整机工作时的综合数据。因此对飞机电磁兼容性问题的判断,类似“中医看病”,即通过外观表象判断内部存在的问题。系统级电磁兼容

试验的一个主要任务就是检测分系统合格的情况下,由于系统互联与耦合带来的新电磁兼容问题。这种“诊断式”试验使得全机电磁兼容试验复杂而重要。

特殊性四,系统级电磁兼容试验不同于设备分系统级试验,它属于大尺度系统的试验。

图1飞机全机电磁兼容顶层量化设计流程

从系统规模角度可以将电磁兼容问

题分为器件级、板级、设备级、分系统、系

统级、系统集级(多系统的集合)等不同层

次。由于飞机集合了大量电子信息及控

制设备,且分布于大尺度上,因此无论是

EMI试验还是EMS试验,测试天线均只能

覆盖飞机局部和部分设备,从而使系统级

电磁兼容试验无论是从指标上还是方法

上均与器件级、板级、设备级、分系统的试

验有本质不同。

2全机电磁兼容顶层量化设计流程

本文提出的飞机全机电磁兼容顶层

量化设计流程如图1所示。它包括八个主

要内容。

①飞机总体依据用户的顶层使用要

求和系统级电磁兼容标准等来制定整机顶层电磁兼容设计指标,并验证指标的合理性;

②飞机总体将全机顶层电磁兼容设计指标逐级向分系统进行量化分解;

③飞机总体依据整机电磁兼容数字模型,即数字飞机,采用“分系统与总体的协同设计”的方式,对分

系统设计方案的电磁兼容性进行量化评估;

④飞机总体在分系统设计定型之前完成对分系统电磁兼容性能的全面检测;

⑤飞机总体通过数字飞机和④中的检测数据,预测各分系统性能对实现全机电磁兼容顶层设计指标

的影响;

⑥飞机总体通过数字飞机对各分系统的指标以及整机集成方案进行调整和重新设计,解决分系统设

计及工艺实现中指标偏离(包括优于原设计指标和劣于原设计指标)对全机电磁兼容性的影响(新一轮分

系统与总体的协同设计,弥补分系统的缺陷);

⑦通过全机电磁兼容综合仿真测试平台(飞机全机电磁兼容铁鸟台),完成模拟装机环境的分系统联

调试验(分系统与总体的协同试验);

⑧全系统电磁兼容试验(验证设计有效性,排查残余隐患)。

3自顶向下全机电磁兼容量化设计

自顶向下全机电磁兼容量化设计技术是针对飞机研制中的复杂电磁环境及电磁兼容问题,为解决传

统的电磁兼容工作忽视预设计、缺乏系统性,解决后期暴露问题的难度较大等问题而提出的。

传统的飞机设计过程中,飞机总体依据全机系统的设计功能对各分

系统提出指标要求,这时往往没有系统科学地考虑各分系统间(包括强辐

射源与敏感端口之间)的相互关联;在分系统的研制或生产过程中,设备

供应商也主要依据飞机系统总体提供的技术协议来实现设计参数,对各分

系统间的电磁兼容相互关联关系未给予充分考虑,导致全机电磁兼容问题

在飞机系统集成的后期大量暴露。

为解决现代飞机机载任务系统数量多、系统工作频带宽、收发设备频

带交叠严重、发射设备辐射功率大、接收设备灵敏度高、天线数量多带来的严重电磁兼容问题,必须通过自顶向下全机电磁兼容量化设计技术,建立

全机电磁兼容的分析模型,建立所有关联设备的电磁兼容关联矩阵,通过

数字飞机、半实物仿真、协同仿真试验等方法,不断对系统设计方案进行分

析、设计、评估、检测、优化、调整,直至全机达到良好的电磁兼容。图2所

示为飞机自顶向下全机电磁兼容设计流程。

自顶向下全机电磁兼容量化设计技术的三个核心技术是全机电磁兼

容数字化模型(数字飞机)、全机电磁干扰关联矩阵,以及电磁兼容指标分

解和量化分配。本论文将重点对这三部分进行论述。

4数字飞机(电磁兼容数字化模型)

数字飞机是进行全机电磁兼容性量化设计评估的关键,是开展预测评

估的基础平台。

数字飞机的功能是能够在飞机整机系统层面分析全机各分系统间的

干扰关联关系,建立各分系统的特征分析模型。全机各分系统间的关联关

系包括设计信号流程和干扰信号流程,包括路—路层面的关联、路—场层

面的关联和场—场层面的关联。各分系统的特征分析模型,即各分系统的

行为级仿真模型。

建立数字飞机的流程为:①建立飞机参数化曲面模型;②建立飞机外部天线布局和内部设备布局的模

型;③建立各机载设备间的干扰关联关系;④分析飞机内部、外部电磁环境及可能的干扰源分布;⑤建立干

扰关联关系的数学描述模型;⑥建立数字飞机。图3为某飞机的全机电磁兼容数字化模型(数字飞机)。

图4为自动驾驶仪的电磁兼容行为级仿真模型。

图6中,非预计信号包含了窄带(高斯)随机过程的干扰影响、脉冲干扰对系统的影响、单频点连续波

干扰、宽带噪声对直扩电台的干扰影响以及任务电台对机载通信电台的干扰影响。

实践证明,数字飞机及行为级仿真模型对准确高效地分析整机电磁兼容问题、电磁兼容故障

定位及电

关系,便可以进一步完成全机电磁兼容顶层指标的制定和指标的量化分解。

根据电磁兼容三要素“辐射源、敏感设备和耦合途径”,在进行系统电磁兼容分析和评估时,除了把收

发设备和天线的部分性能参数纳入考虑范围,还要把耦合途径的指标纳入辐射源和敏感设备的指标体系

中。耦合路径由辐射源和敏感设备的安装位置确定,也就是说对于给定的机载平台,只要辐射源和敏感设

备的布局确定,则耦合途径相应固定。一般情况下,可以把辐射源中影响电磁兼容的参数分解

为八项,分别

为发射功率Pt、工作频段f、发射带外衰减LtB、发射天线功率增益Gt、发射馈线损耗Ltf、发射天线极化方式

p、发射设备安装位置V e、天线安装位置V a,记为E8i(Pt,f,LtB,Gt,Ltf,p,V e,V a);同样把敏感设备中影响电磁

兼容的参数分解为八项,分别为接收灵敏度Ps、工作频段f、接收带外抑制LrB、接收天线功率增益Gr、接收

馈线损耗Lrf、接收天线极化方式p、接收设备安装位置V r、天线安装位置V a,记为

R8j(Ps,f,LrB,Gr,Lrf,p,V r,

V a)。

这些影响系统电磁兼容的参数中,有些相对独立,不会受其它参数变化的影响,可由分系统承制商设

计完成,比如发射机发射功率、工作频率、发射带外衰减,接收机的灵敏度、工作频率、接收带外抑制等参

数;有些则相互关联,当其它参数发生变化时,该参数也会发生相应的改变,比如天线的功率增益、极化特

性等,当天线的安装位置发生变化时,天线的辐射特性、功率增益、天线间的极化损耗等参数均会发生变

化。

6.1顶层设计指标制定举例

机上某接收系统R和某发射系统T,通过对R的工作带宽、接收灵敏度、极化特征、信号特征、前端的

非线性特征、接收天线的特性等分析,对T的工作带宽、发射功率、带外杂散发射特性、发射天线的特性等

分析,考虑到T和R在飞机上的可能布局、T和R连接线缆的衰减特性,可得到T和R之间满足90dB的隔

离度时相互兼容。但90dB的隔离度指标并非T、R之间的最终设计指标。因为装机环境还将对R产生影响,

故还需对T和R装机环境进行分析。假设其它同机发射设备还会产生14dB的干扰,考虑到

6dB的安全裕

度,所以T和R之间的隔离度必须达到110dB才能兼容。可见, 110dB的隔离度才是T和R 之间应满足的设

计指标。

6. 2顶层设计指标分解举例

假设机上某接收系统R和某发射系统T具有110dB隔离度时方可兼容工作,飞机机体带来的隔离为

20dB,则余下90dB的隔离须由T和R两个系统分担,可有几种选择:

①T被分配A/dB的隔离,R被分配(90-A)/dB的隔离;

②T只能承担A/dB的隔离,R只能承担B /dB的隔离,飞机则需再承担(90-A-B) /dB的隔离;

③T被分配A/dB的隔离,R被分配(90-A)/dB的隔离;但T只能完成(A-a) /dB的隔离,则由R 承担

(90-A+a) /dB的隔离;

④T只能承担A/dB的隔离,R只能承担B /dB的隔离,飞机无法再承担(90-A-B) /dB的隔离———设计

闭锁措施。

综上所述,在整个系统的电磁兼容设计过程中,为了实现全机系统干扰关系关联矩阵各元素的求解和

全机电磁兼容性评估及优化等,需要完成的主要工作包括构建特种飞机的电磁仿真模型、构建飞机几何模

型、电磁环境分析、机体屏蔽性能分析、辐射源的确定、敏感点的选择、耦合模型建立、干扰关系关联矩阵构

建、隔离度计算、设备布局优化、天线布局优化、行为级仿真[7][8]、半实物仿真、机载天线辐射特性分析、频

率规划、全机电磁兼容性评估、指标分配、全机系统电磁兼容试验、试验与仿真数据交互迭代等。

7结束语

本文提出的“自顶向下全机电磁兼容量化设计”方法是实现飞机电磁兼容顶层设计和飞机全机电磁

兼容量化控制的新方法,数字飞机和机载设备的行为级仿真模型是实施“自顶向下全机电磁兼容量化设

计”基本手段,“场路耦合协同分析法”是准确分析机载设备电磁干扰关系的核心技术。实践试验表明,基

于本文提出的新方法,可以实现整机的电磁兼容性预测、顶层电磁兼容性指标的制定、分系统电磁兼容性

·7·2008年7月遥测遥控

系统电磁干扰关联矩阵

建立全机电子系统设备干扰关联关系之所以是实现电磁兼容顶层设计的关键部分,是因为全机系统

干扰关系复杂、分析工作量大。只有全面充分考虑所有设备间的干扰关联关系以及电磁环境的影响,才能

保证全机电磁兼容设计的准确有效。

全机系统干扰关系复杂性可以通过某机载平台实例说明。待分析的发射设备(通过天线端口产生辐

射的设备)、辐射/耦合设备(通过电磁泄露产生辐射或接收辐射的设备)、接收设备(通过天线端口接收辐

射的设备)和其它敏感设备多达几十个。经过对全机电磁兼容情况的分析、评估,产生有效电磁发射、辐

射、耦合的辐射源端口和敏感端口数量往往是实际设备数量的十几倍甚至数十倍。为了全面、清晰、准确

地反映全机系统的干扰关系,我们采用干扰关系关联矩阵的数学模型来描述全机的电磁干扰关联关系,建

立干扰关联矩阵。该方法不仅可以全面了解全机系统的干扰关系,而且可以进行各干扰要素干扰权重的

分析,进而对全机电磁兼容性进行评估和优化,对分系统进行电磁兼容量化指标分配[1][4]。设备受扰关联矩阵需考虑辐射源端口和敏感端口一一对应的关系。设(Ei,Rj)为辐射源端口Ei和敏

感端口Rj之间的能量传输关系,设Iij(f)为辐射源端口和敏感端口之间的隔离度,I(Ei,Rj)为敏感设备受

扰的隔离度矩阵。

天线隔离度矩阵可描述收发设备间通过天线端口进行能量传输时的隔离,由收发天线的辐射特性、在

机身表面的安装位置、收发天线间的电尺寸、遮挡情况、收发天线间的极化匹配等因素决定。在考虑发射设备和接收设备一对一关系的情况下,如果要求全机系统完全满足电磁兼容性要求,则此

时必须保证接收机不能出现受扰或减敏现象,定义此时的天线隔离度安全阈值矩阵为Acompat(dB) = (Acompij) = (Pt-LtB-Ltf) TE-(Psmin+LrB+Lrf-Sm) TR(1)

式中, 为Kronecker积。

其中,Pt为全机系统发射设备发射功率矩阵,LtB为发射设备在分析频点的发射衰减量矩阵,Ltf为发射

馈线损耗矩阵,Psmin为接收设备的灵敏度矩阵,LrB为接收设备在分析频点的接收抑制量矩阵,Lrf为接收设

备的接收馈线损耗矩阵,S/N为接收设备正常工作时所需的信噪比矩阵,Sm为接收设备所要求的电磁兼容

安全裕度矩阵,TE为发射转换矩阵(1×M1阶矩阵),TR为接收转换矩阵(N1×1阶矩阵)。

式(1)是电磁兼容设计的最理想阈值。满足此式,说明飞机系统内其它发射设备辐射的信号不会通过

天线端口对接收机产生干扰。当不满足上式时,不一定会出现干扰现象,对每一部接收设备来说如果同时

满足式(2)中两项,接收机就能够正常工作,只是接收机可能会出现减敏现象,相应的技术指标也会下降。

Psj/(Jj+Nj)≥(S/N)mj和Psj≥Psmin(2)

其中,Psj为接收机j接收到的信号功率,Jj为接收机j接收到的外部干扰功率,Nj为接收机j的内部噪

声功率,对于某一特定接收机来说,其值相对稳定在某一具体数值上。

事实上,对每一部接收机来说,在任一频谱分量上都会受到机载平台上任一部发射设备的影响,只是

影响的程度不同而已。考虑接收机受到所有发射设备影响时(通过天线辐射功率),耦合到接收机天线端

口的干扰功率矩阵为

JA= [J1…Jj…JN1] =10 lg(TE) +(Pt-LtB-Ltf) TE-(LrB+Lrf) TR-A(dBm)

i∈[1,M1],j∈[1,N1] (3)

在考虑所有辐射源辐射的功率耦合到敏感设备时,耦合端口不再只是天线端口,也可能通过孔缝、线

缆或其它复合干扰通道耦合,此时耦合到其它敏感端口的干扰功率可以根据不同的耦合途径,采用相同方

法计算得到JN1+1…JN2及相应的端口隔离安全阈值Icompat。

通过以上定义的关联矩阵,则可以基于这样的数学模型进行设备电磁兼容性分析。

6电磁兼容指标分解和量化分配

依据全机电磁兼容数字化模型(数字飞机),利用全机电磁兼容干扰关联矩阵给出的机载设备之间的

·6·苏东林等,一种大型复杂电子信息系统电磁兼容顶层量化设计新方法第29卷第4期

由图7(d)可见,改进前后辐射发射下降20dB,且改进后的辐射发射测试曲线与图7(c)预测的

改进效果吻合,说明基于行为级仿真模型进行电磁兼容整改设计是非常有效的。

另一个非常成功的实例为采取行为级仿真模型技术解决某数字传输系统受到电磁干扰问题。通过在

行为级仿真模型上进行改进方案的量化设计,使带外抑制指标改善接近30dB,实测结果与预测结果十分

吻合(实测数据为80dBm,预测数据为82. 8dBm)。

指标的分解、全机电磁兼容性的量化评估,并达到全机电磁兼容性的量化控制。本文方法已在三类飞机整

机的电磁兼容顶层设计和全机电磁兼容性整改中得到了成功应用。

参考文献

[1]苏东林,王冰切,金德琨等.电子战特种飞机电磁兼容预设计技术[J].北京航空航天大学学报, 2006, 32(10):

1239~1243.

[2]苏东林,雷军,王冰切.系统电磁兼容技术综述与展望[J].宇航计测技术, 2007(增刊): 34~38.

[3]王冰切.电子战特种飞机电磁兼容综合设计关键技术研究[D].北京航空航天大学, 2007.

[4]苏东林.复杂电子信息系统(系统级)电磁兼容(量化)设计检测评估技术(2007年系统级电磁兼容设计、检测与

评估高级研修班培训教材)[M]. 2007.

[5]赵刚.信息化时代武器装备电磁兼容技术发展趋势[J].舰船电子工程, 2007, 27(1): 20~24.

[6]孙光甦.舰船电磁兼容技术发展综述[J].舰船电子工程, 2007, 27(5): 20~24.

[7]蔡仁钢.电磁兼容原理、设计和预测技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 1997.

[8]WangQiong, Su Donglin. Prediction Design of theNoiseandGain Specifications of theRF Receiver[C]. Proceeding of

17th InternationalZurich Symposium on Electro-magnetic Compatibility. Singapore: 2006: 262~265.

[9]王琼,苏东林,谢树果等.射频接收机系统级建模中的噪声谱分析[J].北京航空航天大学学报, 2006, 32: 395

~398.

电力系统自动化设备的电磁兼容技术 马洁

电力系统自动化设备的电磁兼容技术马洁 发表时间：2019-08-28T16:04:20.310Z 来源：《云南电业》2019年2期作者：马洁 [导读] 本文阐述了电力系统自动化设备的电磁兼容的特殊性，着重指出了在产品设计和开发过程中遇到电磁兼容问题时应对的手段，同时预测了对电力系统自动化设备的电磁兼容的最新动向。 （内蒙古包头市包头供电局固阳分局内蒙古包头市 014200） 摘要：本文阐述了电力系统自动化设备的电磁兼容的特殊性，着重指出了在产品设计和开发过程中遇到电磁兼容问题时应对的手段，同时预测了对电力系统自动化设备的电磁兼容的最新动向。 关键词：电力自动化；电磁兼容 一、电力系统自动化设备中电磁兼容技术的发展现状 1.1 电磁兼容技术对电力系统自动化设备的有利作用 电磁兼容技术是伴随着电子技术和电子设备的出现而逐渐发展起来的。凡是有电子技术的领域都会有电子干扰，凡是有电子设备的地方都存在电磁干扰现象。而电磁兼容技术的研究对象就是电磁干扰。电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术，电力系统自动化设备中的电路之间的相互干扰，外界电磁干扰正是电磁兼容技术需要解决的问题。研究电磁兼容技术对于提高电力系统自动化设备水平利用效率具有重要作用。电磁兼容技术水平的提高有利于减轻电磁波对电子系统自动化设备的干扰，提高设备运行的准确度。电磁兼容技术可以有效防止电子系统自动化设备对外界干扰过度敏感这一问题。 1.2 电力系统自动化设备电磁兼容问题 电磁兼容技术是一门发展迅速的交叉科学，其理论几乎涉及到所有用电领域。在当今信息社会下，电力系统自动化设备的迅速发展对电磁兼容技术提出了更高的要求。电力系统自动化设备与电磁技术兼容，电子设备越是现代化，其造成的电磁环境就越是复杂；相对而言，复杂的电磁环境对电子系统自动化设备又提出了更高的要求。电磁兼容技术作为一种新兴学科，其领域内的理论研究，特性测量和产品开发需要投入高科技的人才和技术资金，其理论研究是一个长期过程，所以电力系统自动化设备中电磁兼容技术的理论研究成功和理论成果应用是一件耗时耗力的事。目前国内电力系统中电磁兼容技术的研究和利用正处于一种高投入，低产出的不良状态。究其原因，市场需求量少，技术更新慢。 二、电磁兼容技术的设计方法 2.1滤波 通过滤波器对电磁干扰进行抑制。滤波器的网络是由分布或集中参数的电感、电容和电阻共同组成，并能对信号的频率进行判断，提取有用信号的频率分量通过，防止干扰频率分量通过，使电磁干扰降低到能够接受的程度。防止和降低电磁干扰的主要措施是使用滤波器，滤波器也能有效减少辐射干扰如对无线电干扰进行抑制，将相应的电磁干扰滤波器安装在接受机的输入端和发射机的输出端，将干扰信号过滤以实现电磁兼容的目标。 2.2隔离 干扰电磁场也存在于干扰线路（馈线）附近，当干扰线路附近存在其他导线时出现电磁耦合产生干扰。将其它线路与干扰线路进行隔离能有效简便防止这种干扰：将馈线按照一定的距离隔离分布能够使线路之间的电磁耦合削弱或切断。以下为隔离的注意事项：不要使其他线路和干扰线路平行排列，如果遇到必须平行的情况，则导线的间距L和直径D的比值不应低于40，并尽可能增大导线间距，另外平行部分越短越好；如果一般线路与敏感线路或者信号线与电源馈线之间需要平行排列时，导线间距不应低于50 mm；对其他线路会造成最大干扰的高频导线需要屏蔽；一些脉冲功率较大的脉冲线路也会严重干扰到其他线路，可以按照干扰线路处理。根据具体情况可以将低功率、低电平的数字电路当做一般线路。 2.3接地 在系统中的一个接地面与选定点之间建立电阻小的导电通路接与地面相接，由于系统中各个电子元件处于零电位并且相互连通，就建立了一个等同于地面的参考点。就是将它的电阻和电位都看作零，并且以其来参考电路中的信号，没有电流通过就没有电压降的产生，所以通过接地设备将干扰电流导入大地，减少干扰源传播的能量。 2.4屏蔽 所谓的屏蔽，就是使用导磁或导电材料来制作壳、屏、板、盒等设备，将电磁能的范围限制在一定区域之内，用屏蔽体来减弱场的能量，最终防止电磁干扰。有三种屏蔽方法：磁屏蔽、电屏蔽以及电磁屏蔽。对不同功能、不同结构和不同安装地点的设备采取不同侧重点的电磁兼容技术措施。 三、电磁干扰对策 3.1 硬件抗干扰 在方案设计、结构设计、电路与线路板设计、电缆设计等四个方面进行相应的安排。 （一）方案设计 （1）设计接口电路，尽量使用平衡电路，必要时可以在接口电路上使用隔离变压器、光耦合器件等提高抗共模干扰的能力。（2）明确所开发的设备或系统要满足的电磁兼容标准。有时根据用户的要求或实际情况（例如，周围有高灵敏度的接受机，或产生强干扰的设备），需要提出专门的电磁兼容要求。 （3）电路中尽量避免使用高速的脉冲信号，脉冲信号的上升/ 下降沿尽量平缓，模拟电路的带宽尽量窄。 （4）根据系统工作原理和地线设计原则，画出系统地线图，不同性质的电路使用不同的地线，不同的地线用不同的符号表示。（5）确定需要采取那些干扰抑制措施，例如屏蔽、滤波等，需要屏蔽的效能和滤波性能（包括频率范围、衰减量等）。 （6）尽量使用大规模集成电路，这样可以获得很小的环路面积，提高抗扰性和减少发射。

汽车电子零部件电磁兼容标准

汽车电子零部件电磁兼容标准 目前，适用于汽车电子零部件产品的电磁兼容标准种类繁多，本文将从国际标准、地 区法规及指令、国家标准选取与电磁兼容相关内容，以方便业界研究与应用。 一、国际标准 1.CISPR 25 ——用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法。 该标准由CISPR/D技术委员会发布，对汽车电子零部件的辐射骚扰和传导骚扰的参考 限值要求、测量方法和技术指标要求进行了论述。 2. ISO 11452 道路车辆——窄带辐射电磁能量产生的电骚扰——零部件试验方法。 该标准是研究汽车电子零部件抗扰度测试方法的系列标准，依据ISO官方网站的最新 信息，共分为11个部分。 第一部分为总则和定义，2005年颁布，版本为3.0。 第二部分为装有吸波材料的屏蔽室，2004年颁布，版本为2.0。 第三部分为横向电磁波小室，2001年颁布，版本为2.0。 第四部分为大电流注入，2005年颁布，版本为3.0。 第五部分为带状线，2002年颁布，版本为2.0。 第六部分为平行板天线，1997年颁布，版本为1.0，但是该标准已在2002年9月17 日撤销。 第七部分为射频功率直接注入，2003年颁布，版本为2.0。 第八部分为磁场抗扰度，2007年颁布，版本为1.0版。 第九部分为便携发射机，文件编号是ISO/DIS 11452-9，DIS代表该部分还处在国际标准草案阶段。 第十部分为对扩展音频范围的传导骚扰的抗扰度性能，2009年颁布，版本为1.0。 第十一部分为混响室，文件编号是ISO/DIS 11452-11.2，该部分亦处于草案阶段。 ISO 11452系列标准主要研究不同频率范围，汽车电子零部件度电磁骚扰的抗干扰能力，针对耦合路径的不同，测试设备的不同，提供了不同的测试方法，厂家和实验室在标准使用上需要有针对性的选择。 3. ISO 10605：2008 道路车辆静电放电产生的电骚扰试验方法。 该标准规定了安装在道路车辆内的电子模块的静电放电（ESD）的试验方法，包括以下放电情况：装配过程中的静电放电、维护人员 产生的静电放电、司乘人员产生的静电放电。静电放电现象包括直接放电和间接放电。 4. ISO 7637 道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰。 该标准规定了安装于乘用车及12V 电气系统的轻型商用车，或24V 电气系统的商用车上的设备的传导电瞬态电磁兼容性测试的台架试验，包括瞬态注入和测量。该标准还规定了瞬态抗扰度失效模式严重程度分类。该标准适用于各种独立的动力系统（例如火花塞点火发动机或柴油发动机，或电机）的道路车辆。 该标准分为3个部分： 第一部分为总则和定义 第二部分为沿电源线的电瞬态传导 第三部分为除电源线外的导线通过容性和感性耦合的电瞬态发射 上述几个国际标准，构成了汽车电子零部件的电磁兼容标准的基本框架和主要考核项目。

ANSYS电磁兼容仿真软件解析

ANSYS电磁兼容仿真设计软件 用途：用于电子系统电磁兼容分析，包括PCB信号完整性、电源完整性和电磁辐射协同仿真，数模混合电路的噪声分析和抑制，以及机箱系统屏蔽效能和电磁泄漏仿真，确保系统的电磁干扰和电磁兼容性能满足要求。 一、购置理由 1现代电子系统设计面临越来越恶劣的电磁工作环境，一方面电子系统包括了电源模块、信号处理、计算机控制、传感与机电控制、光电系统及天线与微波电路等部分，系统内部相互不发生干扰，正常工作，本身就非常困难；另一方面，在隐身、电子对抗、静放电，雷击和电磁脉冲干扰等恶劣电磁环境下，设备还需要有足够的抗干扰能力，为电路正常工作留有足够的设计裕量。为了确保xx系统的工作可靠性，设备必须通过相关的电磁兼容标准，如国军标GJB151A，GJB152A。 长期以来，设备的电磁兼容设计和仿真一直缺乏必要的仿真设计手段，只能依赖于设备后期试验测试，不仅测量成本高昂，而且，如果EMI测量超标，后续的查找问题和修正问题基本上依赖于经验和猜测。而解决电磁兼容问题，也只能靠经验进行猜想和诊断，采取的措施也只能通过不断的试验进行验证，这已经成为制约我们产品进度的重要原因。。 2目前我所数字电路设计的经验和手段已经有很大改善，我们在复杂PCB布线、高速仿真方面取得了很多的成果和经验，并且已经开

始高速通道设计的预研。在相关PCB布线工具的帮助下，将复杂的多电源系统PCB布通，确保集成电路之间的正确连接已经基本上没有问题。但是随着应用深入，也存在一些困难，特别在模拟数字转换、高速计算与传输PCB和系统的设计中，我们不仅要保证电路板的正常工作，还要提高关键性的技术指标，例如数模转换电路的有效位数、信号传输系统的速率和误码率等，此外，还要满足整个卫星电子系统的电磁兼容/电磁干扰要求，为此，我们迫切需要建立的仿真功能包括： ●高速通道中，连接器，电缆等三维全波精确和建模仿真， 这些结构的寄生效应对于信号的传输性能有至关重要的影 响； ●有效的PCB电源完整性分析工具，对PCB上的电源、地等 直流网络的信号质量进行仿真 ●为提高仿真精度，需要SPICE模型，IBIS模型和S参数模 型的混合仿真 ●需要同时进行时域和频域仿真和设计，观察时域的眼图、 误码率，调整预加重和均衡电路的频域参数，使得信号通道 的物理特性与集成电路和收/发预加重、均衡等相配合，达到 系统性能的最优 ●有效的PCB的辐射控制与仿真手段，确保系统EMI性能达 标。 现在EDA市场上已经有一些SI/PI和EMI/EMC仿真设计工具，但存在多方面的局限性。我们的PCB布线工具虽然能解决一定的问题，

电气类外文翻译---电力电子系统的电磁兼容问题

外文资料译文 Power Electronics Electromagnetic Compatibility The electromagnetic compatibility issues in power electronic systems are essentially the high levels of conducted electromagnetic interference (EMI) noise because of the fast switching actions of the power semiconductor devices. The advent of high-frequency, high-power switching devices resulted in the widespread application of power electronic converters for human productions and livings. The high-power rating and the high-switching frequency of the actions might result in severe conducted EMI. Particularly, with the international and national EMC regulations have become more strictly, modeling and prediction of EMI issues has been an important research topic. By evaluating different methodologies of conducted EMI modeling and prediction for power converter systems includes the following two primary limitations: 1) Due to different applications, some of the existing EMI modeling methods are only valid for specific applications, which results in inadequate generality. 2) Since most EMI studies are based on the qualitative and simplified quantitative models, modeling accuracy of both magnitude and frequency cannot meet the requirement of the full-span EMI quantification studies, which results in worse accuracy. Supported by National Natural Science Foundation of China under Grant 50421703, this dissertation aims to achieve an accurate prediction and a general methodology. Several works including the EMI mechanisms and the EMI quantification computations are developed for power electronic systems. The main contents and originalities in this research can be summarized as follows. I. Investigations on General Circuit Models and EMI Coupling Modes In order to efficiently analyze and design EMI filter, the conducted EMI noise is traditional decoupled to common-mode (CM) and differential-mode (DM) components. This decoupling is based on the assumption that EMI propagation paths have perfectly balanced and time-invariant circuit structures. In a practical case, power converters usually present inevitable unsymmetrical or time-variant characteristics due to the existence of semiconductor switches. So DM and CM components can not be totally decoupled and they can transform to each other. Therefore, the mode transformation led to another new mode of EMI: mixed-mode EMI. In order to understand fundamental mechanisms by which the mixed-mode EMI noise is excited and coupled, this dissertation proposes the general concept of lumped circuit model for representing the EMI noise mechanism for power electronic converters. The effects of unbalanced noise source impedances on EMI mode transformation are analyzed. The mode transformations between CM and DM components are modeled. The fundamental mechanism of the on-intrinsic EMI is first investigated for a switched mode power supply converter. In discontinuous conduction mode, the DM noise is highly dependent on CM noise because of the unbalanced diode-bridge conduction. It is shown that with the suitable and justified

电磁兼容基本知识术语定义

电磁兼容基本知识 一、术语定义 1. 额定电压 EMI滤波器用在指定电源频率的工作电压（中国：250V, 50Hz，欧洲：230V，50Hz；美国：115V, 60Hz) 2.额定电流 在额定电压和指定温度条件下（常为环境温度40℃），EMI滤波器所允许的最大连续工作电流（Imax）。在其他环境温度下的最大允许工作电流是环境温度的函数，可用如下公式 得出： 3.试验电压 在EMI滤波器的指定端子之间和规定时间内施加的电压。试验电压分为两种，一种是加载在电源（或负载）端子之间，称为线-线试验电压；另一种是加载在电源（或负载）任一端与接地端（或滤波器金属外壳）之间，称为线-地试验电压。 4.泄漏电流 EMI滤波器加载额定电压后，断开滤波器的接地端与电源安全地线的条件下，测得接地端到电源（或负载）任一端间的电流，该值直接与接地电容的容量有关，可由如下公式得出：I LC=2×π× F×C×V 其中，F为工作频率， C为接地电容的容量， V为线-地电压 5.插入损耗 是衡量滤波器效果的指标。指的是在一定条件下，EMI滤波器对干扰信号的衰减能力。它用滤波器插入前信号源直接传送给负载的功率和插入后传送给负载的功率的对数来描述。在50Ω系统内测试时，可用下式来表示： IL=20Lg(E0/E1) 其中，IL-插入损耗（单位：dB）; EO-负载直接接到信号源上的电压； E1-插入滤波器后负载上的电压 6.气候等级 指EMI滤波器的工作环境等级，按IEC规定应按以下方式标注：XX/XXX/XX 前2位数字代表滤波器的最低工作温度 中间数字代表滤波器的最高工作温度 后2位数字代表质量认定时在规定稳态湿热条件下的试验天数 7. 绝缘电阻 绝缘电阻是指滤波器相线，中线对地之间的阻值。通常用专用绝缘电阻表测试。

集成电路的电磁兼容测试.pdf-2018-09-29-14-17-40-598

集成电路的电磁兼容测试 当今，集成电路的电磁兼容性越来越受到重视。电子设备和系统的生产商努力改进他们的产品以满足电磁兼容规范，降低电磁发射和增强抗干扰能力。过去，集成电路生产商关心的只是成本，应用领域和使用性能，几乎很少考虑电磁兼容的问题。即使单片集成电路通常不会产生较大的辐射，但它还是经常成为电子系统辐射发射的根源。当大量的数字信号瞬间同时切换时便会产生许多的高频分量。 尤其是近年来，集成电路的频率越来越高，集成的晶体管数目越来越多，集成电路的电源电压越来越低，加工芯片的特征尺寸进一步减小，越来越多的功能，甚至是一个完整的系统都能够被集成到单个芯片之中，这些发展都使得芯片级电磁兼容显得尤为突出。现在，集成电路生产商也要考虑自己产品电磁兼容方面的问题。 集成电路电磁兼容的标准化 由于集成电路的电磁兼容是一个相对较新的学科，尽管对于电子设备及子系统已经有了较详细的电磁兼容标准，但对于集成电路来说其测试标准却相对滞后。国际电工委员会第47A 技术分委会(IEC SC47A)早在 1990 年就开始专注于集成电路的电磁兼容标准研究。此外，北美的汽车工程协会也开始制定自己的集成电路电磁兼容测试标准 SAE J 1752，主要是发射测试的部分。1997 年，IEC SC47A 下属的第九工作组 WG9 成立，专门负责集成电路电磁兼容测试方法的研究，参考了各国的建议，至今相继出版了150kHz－1GHz的集成电路电磁发射测试标准IEC61967 和集成电路电磁抗扰度标准IEC62132 。此外，在脉冲抗扰度方面，WG9 也正在制定对应的标准 IEC62215。 目前，IEC61967 标准用于频率为 150kHz 到 1GHz 的集成电路电磁发射测试，包括以下 六个部分： 第一部分：通用条件和定义(参考 SAE J1752.1)； 第二部分：辐射发射测量方法——TEM 小室法(参考 SAE J1752.3)； 第三部分：辐射发射测量方法——表面扫描法(参考 SAE J1752.2)； 第四部分：传导发射测量方法——1?/150?直接耦合法； 第五部分：传导发射测量方法——法拉第笼法 WFC(workbench faraday cage)； 第六部分：传导发射测量方法——磁场探头法。 IEC62132 标准，用于频率为 150kHz 到 1GHz 的集成电路电磁抗扰度测试，包括以下五部分： 第一部分：通用条件和定义；

汽车电子电磁兼容测试标准解读

汽车电子电磁兼容测试 标准解读 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

汽车电子EMC测试，正在受到越来越多的关注。其中最重要的三个标准为，CISPR 25、ISO11452-2、ISO11452-4。本文给出了测试设备、所起到的作用和推荐方案，是汽车电子工程师的必备速查手册。 一、CISPR25标准 CISPR25目前用的是2007年第三版标准，与2002年的旧版，还是有很大差别。 1、CISPR25传导骚扰测试设备 CISPR25传导骚扰测试方法分为两种。一种是电压方法：电压测量只能用于单一导线的传导发射特性，故常用于测量电源线的发射，采用人工电源网络做隔离物；另外一种是电流探头方法：测量控制/信号线的发射。 CISPR25传导骚扰测试设备 2、CISPR25辐射骚扰测试方法 1）电波暗室（ALSE）方法：辐射场强测量应在ALSE 内进行，以消除来自电气设备以及广播台站产生的额外电磁骚扰的影响。 2）TEM小室方法：辐射场强度的测量应该在屏蔽室中进行，以消除来自电气设备和广播站的附加干扰。TEM 小室的工作如同屏蔽室一样。 3）带状线法方法：带状线是开方式的波导，由一个接地平板和一个主导电体（隔板）构成，有特征阻抗。一般采用的特征阻抗值是50Ω和90Ω。 目前关于零部件/模块的辐射骚扰测量的常见方法主要是：ALSE方法、TEM小室方法、带状线法。但目前由于TEM小室受电磁环境及场地限

制较多，带状线法则还处于研究和实践中。所以基本上都是用ALSE方法来进行汽车电子的辐射骚扰测量。 CISPR25辐射骚扰测试设备 二、ISO11452-2标准 ISO11452介绍的是用各种不同的测试方法来对车载电子进行抗骚扰类的测试。所以我们将对最常用的两种测试方法进行介绍。分别是电波暗室法（ISO11452-2）和大电流注入法（ISO11452-4）。 辐射抗干扰测试方法： 校准法：使用校准夹具标定的标准电流值，系统记录下发射功率后，再将样品摆放上去开始试验，测试过程中的注入功率不变，但产生的电流可能出现变化。 闭环法：无需校准，直接测试，系统根据监测钳的数据实时改变输出功率，尽量使电流稳定在测试要求的数值。 注：这两种方法产生的结果很可能有较大差别。其效果和产品自身的阻抗特性有关。其中闭环法不常见，而基本都是用校准法进行测试。 ISO11452-2测试设备 三、ISO11452-4 Part 4：大电流注入法，Bulk currentinjection (BCI) 道路车辆-用窄带发射的电磁能量进行电子干扰。部件试验方法-第4部分，该测试目的是检验设备对【1MHz– 400MHz】频带电磁场的抗干扰性能。 ISO11452-4测试设备

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

EMC电磁兼容概述综述

电磁兼容基础知识 引言电子电器产品的电磁兼容性能是一项非常重要的技术指标，它不仅关系到产品本身的安全性、可靠性，也关系到电磁环境的保护问题。国内外现都十分重视产品的电磁兼容质量管理。这就要求从事相关产品设计、制造和品质管理的人员均应该掌握电磁兼容的一些基本理论、标准要求和设计技术。 一、电磁兼容现象及基本理论 电磁兼容（Electromagnetic Compatibility——EMC），其定义是：设备或系统在其所处的电磁环境中能正常工作，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。从上述定义可以看出，一台设备或一个系统的电磁兼容性都包括两个方面，一是它对同一电磁环境中其它设备的抗干扰能力或称敏感性，二是它对其它产品的电磁骚扰特性。 电磁骚扰（Electromagnetic Disturbance——EMI）定义为“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”。电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。（注：一般意义上的“有用的电磁信号或电磁能量”在电磁兼容领域也有可能被认为是电磁骚扰源。） 电磁骚扰的表现形式一般有两种，一是通过导体传播骚扰电压、电流，一是通过空间传播骚扰电磁场。前者称为传导骚扰，后者称为辐射骚扰。例如，电视机的电磁骚扰主要有：对公用电网的无线电骚扰和低频骚扰（如注入谐波电流）、对公用电视天线系统的骚扰、向空间辐射的电磁场等。 抗扰度（Immunity to a Disturbance）定义为“装置、设备或系统面对电磁骚扰不降低运行性能的能力”。电磁敏感性（Electromagnetic Susceptibility——EMS）定义为“在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降低的能力”。实际上，抗扰度与敏感性都反映的是对电磁骚扰的适应能力，仅仅是从不同的角度而言，敏感性高即意味着抗扰度低。对应电磁骚扰的两种表现形式，设备对电磁骚扰的抗扰性也同样分为传导抗扰性和辐射抗扰性。

电力系统中开展电磁兼容测试的必要性

文章编号:1006-7345(2000)02-0044-02 电力系统中开展电磁兼容测试的必要性 毕志周,曹 敏 (云南省电力试验研究所,云南 昆明 650051) 摘要:介绍了国外特别是欧共体国家电磁兼容测试标准的研究情况,电磁兼容的基本概念以及电力系统中供电网络的电磁现象,说明电磁兼容测试的必要性。 关键词:电磁兼容;标准;电磁骚扰 中图分类号:T M93 文献标识码:A 1 概述 近来,电磁兼容性测试标准的研究及发展很快,国际电工委员会(简称IEC)要求各成员尽可能地将其转化为各国和地区的标准。欧共体步伐最快,首先采用国际标准为欧共体标准,然后再转化为各成员国国家标准,其次欧共体率先以法规形式强制执行电磁兼容测试标准,性能合格的产品才允许有 CE标记。CE标记在欧共体市场,相当于产品 通行证。现在,欧洲的进口商和零售行业的中间商已不再购买或出售无CE标记的电子、电气产品。美国联邦通信委员会(简称FCC),已颁布了一些有关电磁兼容性(简称EM C)的法规,并进行这方面的管理。对于通信发射机、接受机、电视机、计算机、各种医疗设备等电气设备均有相应的法律要求,任何出口到美国的这类设备必须取得FCC的认可,否则就是违反美国的法律。日本!电气用品取缔法?涉及甲类和乙类两种产品,甲类产品的安全及电磁骚扰试验是强制性的,乙类是自愿的。日本的通商产业省(简称通产省)负责!电气用品取缔法?中有关事务的处理。在日本生产或销售甲类电气产品,必须向日本通产省有关官员申请注册并到指定试验机构进行试验。甲类电气产品必须符合通产省认定的EM C技术规范。!电气用品取缔法?中还规定了若干惩罚法规,对于未取得注册登记就生产甲类电气用品的,或未通过甲类电气用品型式试验并进行该类电气用品销售的,可处以3年以下徒刑和30万日元以下的罚款。以上表明,欧共体各国,乃至世界各国已从商贸的角度来对待进出口产品生产或销售的电磁兼容问题。 随着我国加入世界贸易组织(World T rade Or gnization,WT O)谈判进程步伐的加快,不远的将来,会有大量的国外电气产品涌入我国市场和我国生产的电气产品出口。在国际贸易中,为消除在非关税壁垒中,由于技术法规、标准和认证体系(合格评定程序)等技术问题而引起的贸易障碍(技术壁垒),保护我国的经济和安全利益,有利于发达国家向我国转让技术,国家质量技术监督局和各部委在近几年也相继颁布了一系列新的国家和部级技术标准,都把电气产品电磁兼容的质量控制与管理技术标准的要求作为重要内容。此外,国家技术监督局正在积极筹备电磁兼容的认证工作,以达到尽快与国际接轨的目的。国家技术监督局指出,今后要在电气产品的市场检测监督和认证两方面深入开展工作,凡不符合电磁兼容标准的产品,不得生产和流通。有关部门将对生产或销售部门进行严肃处理,要求在华外国企业依据中国有关的法律、法规和技术标准,做好电气和电子产品的电磁兼容标准化工作。完善产品质量。 2 电磁兼容的基本概念 2 1 电磁兼容(Electromagnetic Compatibility)的定义 国家标准GB/T4365-1995!电磁兼容术语?对其所下的定义为: 设备或系统在其电磁环境中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能力,该标准等同采用IEC60050。这里有三层含义:第一,设备要在电磁环境中正常工作,设备对于电磁环境中的电磁干扰要有一定的抵御能力,而不会导致失效#包括元器件的失效或电 44 2000年第2期 云南电力技术 第28卷

汽车电子系统的电磁兼容设计

汽车电子系统的电磁兼容设计 1引言电磁兼容性（EMC，Electro-MagneTIc CompaTIbility）是指电器电子产品能在电磁环境中正常工作，并不对该环境中其它产品产生过量的电磁干扰（EMI，Electro- MagneTIc Interference）。这就包含着2方面要求，其一是要求产品对外界的电磁干扰有一定的承受能力；其二是要求产品在正常运转过程中，该产品对周围环境产生的电磁干扰不能超过一定的限度。汽车电器的电磁兼容性就是指在汽车及其周围空间中，在运行时间内，在可用的频谱资源条件下，汽车本身以及周围的用电设备可以共存，不致引起降级。ABS防抱死制动系统，发动机燃油点火电子控制系统，GPS全球定位系统等电子设备的正常可靠工作都必须重视对电磁兼容技术的设计和研究，可以从传统的汽车电器（诸如起动机、刮水电动机、闪光器、空调启动器、燃油泵等）入手进行探讨，交流发电机电缆的连接和间歇切断也是产生较大功率电磁辐射的干扰源，只是其它设备对其工作可靠性的影响较那些小功率高频段的电子设备为小。现在，交流发电机的调节器与电子点火系统一样，已经设计成集成模块化结构，同样面临抗干扰的问题。 2汽车电磁兼容性简介随着汽车电子产品数量的增加和复杂电子模块在整个车辆中分布的增加，工程师面临日益严峻的电磁兼容性设计挑战，问题主要存在于三个方面： 如何把电磁易感性(EMS)降低到最小？以保护电子产品免受其它电子系统(如移动电话、GPS或信息娱乐系统)的有害电磁辐射的影响。 如何保护电子产品免受恶劣汽车环境的影响？包括电源电压大的瞬间变化、重负载或感性负载(如车灯和启动机)引起的干扰。 如何将可能对其它汽车电子电路产生影响的EME控制为最小？ 随着系统电压、车载电子设备数量以及频率的增加，这些问题将更加具有挑战性。此外，许多电子模块将与廉价的、线性度较低、偏移较大的低功率传感器接口，这些传感器工作在小信号状态，电磁干扰对它们工作状态的影响可能是灾难性的。 随着现代汽车中电子设备的增加，越来越要求进行良好的设计以确保符合电磁兼容标准的要求。与此同时，随着集成度的提高，汽车设计工程师需要系统级芯片ASIC和ASSP方

西电EMC电磁兼容复习资料+习题集

?EMC基本问题 问题一 ?以亲身经历的EMI案例及其解决方法，阐述EMC的重要性。 ?什么是电磁干扰与电磁骚扰？它们的区别何在？ P10 电磁干扰是指电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。 电磁骚扰是指任何可能引起装置、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。电磁干扰是指由电磁骚扰产生的具有危害性的电磁能量或者引起的后果，电磁骚扰强调任何可能的电磁危害现象，而电磁干扰强调这种电磁危害现象产生的后果。 ?的定义是什么？依据系统组成，电磁兼容性应该如何分类？ P11 电磁兼容性：“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” 电磁兼容：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。 分类：系统电磁兼容性分为系统之间的电磁兼容性和系统内部的电磁兼容性。 ?学科形成的标志、起源是什么？ P13 标志：1933年CISPR成立，第一次会议提出的两个问题：可以接受的无线电干扰限制和测量无线电干扰的方法。 ?电磁兼容学科的研究内容、特点是什么 P17 研究内容： 电磁干扰特性及其传播理论 电磁危害及电磁频谱的利用和管理 电磁兼容性的工程分析和电磁兼容性控制技术 电磁兼容设计理论和设计方法 电磁兼容性测量和试验技术 电磁兼容性标准、规范与工程管理 电磁兼容性分析和预测 信息设备的电磁泄漏及防护技术 环境电磁脉冲及其防护 系统内与系统间的电磁兼容性 特点： 1、电磁兼容学科的理论体系以电磁场理论为基础 2、电磁兼容学科是一门新兴的综合性交叉学科 3、计量单位的特殊性 4、大量引用无线电技术的概念和术语 5、极强的实用性

电磁兼容基本知识整理

电磁兼容基础知识 1.电磁兼容性基本概念 电磁兼容性：（EMC，即Electromagnetic Compatibility，）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。EMC其实就是包含了干扰性、抗干扰性与电磁环境三部分内容。（1）EMI（电磁干扰） 即处在一定环境中的设备或系统，在正常运行时，不应产生超过相应标准所要求的电磁能量。相对应的测试项目有： ·电源线传导骚扰（CE） ·信号、控制线传导骚扰（CE） ·辐射骚扰（RE） ·谐波电流测量（Harmonic） ·电压波动和闪烁测量（Fluctuation and Flicker） （2）EMS（电磁抗扰度） 即处在一定环境中的设备或系统，在正常运行时，设备或系统能承受相应标准规范范围内的电磁能量干扰。相对应的测试项目有： ·静电放电抗扰度（ESD） ·电快速瞬变脉冲群抗扰度（EFT/B） ·浪涌（SURGE） ·辐射抗扰度（RS） ·传导抗扰度（CS） ·电压跌落与中断（DIP） （3）电磁环境 即系统或设备的工作环境。 2.传导、辐射与瞬态 （1）传导干扰 由一个设备中产生的电压/电流通过电源线、信号线传导并影响其他设备时，

这个电压/电流的变化被称为“传导干扰”。通过给发生源及被干扰设备的电源线等安装滤波器，阻止传导干扰的传输。另外，当信号线上出现噪声时，将信号线改为光纤，也可隔断传输途径。 （2）辐射干扰 通过空间传播，并对其他设备电路产生无用电压/电流，造成危害的干扰称为“辐射干扰”。辐射现象的产生必然存在着天线与源。由于传播途径是空间，因此屏蔽也是解决辐射干扰的有效方法。 注：当设备和导线的长度比波长短时，主要问题是传导干扰；当它们的尺寸比波长长时，主要问题是辐射干扰。 （3）瞬态干扰 环境中存在的一些短暂的高能脉冲干扰，这些干扰对电子设备的危害很大，一般称这种干扰为“瞬态干扰”。瞬态干扰可以通过电缆进入设备，也可以以宽带辐射干扰的形式对设备造成影响。产生瞬态干扰的原因主要有：雷电、静电放电、电力线上的负载通/断（特别是感性负载）和核电磁脉冲。可见，瞬态干扰是指时间很短，但幅度较大的电磁干扰。常见的瞬态干扰有三种：电快速脉冲（EFT）、浪涌（SURGE）和静电放电（ESD)。

汽车电子电磁兼容测试标准解读

汽车电子EMC测试，正在受到越来越多的关注。其中最重要的三个标准为，CISPR 25、ISO11452-2、ISO11452-4。本文给出了测试设备、所起到的作用和推荐方案，是汽车电子工程师的必备速查手册。 一、CISPR25标准 CISPR25目前用的是2007年第三版标准，与2002年的旧版，还是有很大差别。 1、CISPR25传导骚扰测试设备 CISPR25传导骚扰测试方法分为两种。一种是电压方法：电压测量只能用于单一导线的传导发射特性，故常用于测量电源线的发射，采用人工电源网络做隔离物；另外一种是电流探头方法：测量控制/信号线的发射。 CISPR25传导骚扰测试设备 2、CISPR25辐射骚扰测试方法 1）电波暗室（ALSE）方法：辐射场强测量应在ALSE 内进行，以消除来自电气设备以及广播台站产生的额外电磁骚扰的影响。 2）TEM小室方法：辐射场强度的测量应该在屏蔽室中进行，以消除来自电气设备和广播站的附加干扰。TEM 小室的工作如同屏蔽室一样。 3）带状线法方法：带状线是开方式的波导，由一个接地平板和一个主导电体（隔板）构成，有特征阻抗。一般采用的特征阻抗值是50Ω和90Ω。 目前关于零部件/模块的辐射骚扰测量的常见方法主要是：ALSE方法、TEM小室方法、带状线法。但目前由于TEM小室受电磁环境及场地限制较多，带状线法则还处于研究和实践中。所以基本上都是用ALSE方法来进行汽车电子的辐射骚扰测量。

CISPR25辐射骚扰测试设备 二、ISO11452-2标准 ISO11452介绍的是用各种不同的测试方法来对车载电子进行抗骚扰类的测试。所以我们将对最常用的两种测试方法进行介绍。分别是电波暗室法（ISO11452-2）和大电流注入法（ISO11452-4）。 辐射抗干扰测试方法： 校准法：使用校准夹具标定的标准电流值，系统记录下发射功率后，再将样品摆放上去开始试验，测试过程中的注入功率不变，但产生的电流可能出现变化。 闭环法：无需校准，直接测试，系统根据监测钳的数据实时改变输出功率，尽量使电流稳定在测试要求的数值。 注：这两种方法产生的结果很可能有较大差别。其效果和产品自身的阻抗特性有关。其中闭环法不常见，而基本都是用校准法进行测试。

电力电子装置的电磁兼容性和电磁干扰

第19卷第1期总　第　71　期1997年2月沈阳工业大学学报 Jour nal　of　Shenyang Polytechnic　Univer sity Vol.19No.1 Sum No.71 F eb.1997 电力电子装置的电磁兼容性和电磁干扰 林成武　刘焕生 (电子工程系) 摘　要　分析了电力电子装置产生电磁干扰的原因和种类以及抗电磁干扰的基本措施,并提出了分析电磁干扰和电磁兼容性之间关系的方法. 关键词:　电力电子装置;电磁干扰;电磁兼容性;基本措施 中图法分类:TN973.3 0　引　言 近年来,电力电子技术取得了飞速发展,成为电工领域最具活力的学科之一,并越来越对国民经济产生重大影响.同时电力电子装置所产生的电磁干扰对通讯系统和电子设备的正常运行也会产生不良影响.因此迫切需要抑制电力电子装置的电磁干扰和提高抗电磁干扰能力,即使电力电子装置具有电磁兼容性,能长期稳定可靠地运行. 1　电力电子装置的电磁兼容性 电磁兼容性是在不损失有用信号所包含的信息的条件下,信息和干扰共存的能力.电力电子装置在其使用环境下,在承受来自外部的电磁干扰的同时也向电网系统和周围环境释放电磁干扰.在设计制造电力电子装置时,应考虑到电力电子装置在工作时所产生的电磁干扰不对在同一环境中工作的其它电子设备的运行产生不良影响,同时来自外部环境的电磁干扰又不会影响电力电子装置的工作.能做到这一点,就称电力电子装置具有电磁兼容性. 电磁兼容性是一个与电气利用相关的环境问题.对现代技术社会的确立及确保其安全性具有重要意义.因此在电力电子装置的设计、制造过程中应引起高度的重视,并作为一个重要的课题进行研究. 电力电子装置对电磁干扰的承受水平以及装置自身所产生的电磁干扰水平均与电磁兼容性有关系.可用图1表示产生电磁干扰的水平、装置抗干扰的水平及与电磁兼容性之间的关系. 从电力电子装置设计制造的角度来看,如果允许产生较高的电磁干扰,而抗干扰水平又较低,设计制造要容易些.可是,若允许产生较高的电磁干扰,将会影响其它电子设备的正常工作.而且来自外部的电磁干扰又会影响电力电子装置自身的工作.所以,必须在两者之间取得平衡,满足电磁兼容性的要求.在正常使用环境中,应根据国家标准设定电磁兼容性的水平.电力电子装置自身所产生的电磁干扰必须低于电磁兼容性水平,而抗电磁干扰水平必须高于电磁兼容必须性水平.电力电子装置的主电路中的电流几乎都是工作在开关状态的,其控制系统多采用微电子技 本文收到日期:1996-05-31 第一作者:男.41.硕士.讲师