第10 讲印刷电路板的电磁兼容问题（2）
10.1 数字电路的抗扰度设计
分析数字电路敏感度时要注意的一个基本原理是逻辑阈值更靠近0V，而离Vcc 值较远，因此，无论是共模射频干扰还是瞬态干扰，大部分都是在地线上产生的。差模干扰不会从外部接口传入到内部电路的深处。在布线时要注意使地线干扰电流远离逻辑电路。当单独依靠布线不能解决干扰问题时，应对I/O 引线进行滤波或隔离，为干扰电流提供一条安全的通路。对于在电路内部感应差模电压的辐射射频场的处理方法，同减小差模辐射的方法一样，这就是使电路环路面积最小，并且限制敏感电路的带宽。
在选择逻辑电路器件时，应尽量使用噪声阈值高的逻辑系列，其中74HC 系列最理想；4000B 系列一般适用于低速电路，使用中一定要注意容性耦合干扰。另外在设计中，应尽量使用同步时序设计；并且尽量避免使用边沿触发的输入电路。
尽管我们可以将电路的抗扰性设计的相当好，但是总会遇到瞬态的干扰。因此，，在使用微处理器的产品的设计中，要使用“看门狗”技术；同时配合使用软件技术来减小由干扰引起的中断所造成的不良影响。
10.1.1 瞬态干扰的路径
在高频时，采用微处理器控制的产品，其中的电源、操作面板、处理器板、机箱和外部连线，可以用图10.1 的布局来描述。注意，0V 路径表现为一个与机箱之间存在寄生电容的感性网络。从电源入口进来的共模瞬态干扰在电路的0V 线上传输，在传输过程中，通过以下几种路径中的一种或多种途径产生地尖峰干扰：
a) 通过电源与0V 之间的寄生电容感应到0V 线上，然后通过内部电路与机箱之间的寄生电容到机箱；
b) 同上，但是通过外部连接传出机箱；
c) 直接到机箱，然后通过寄生电容到0V 线上，最后通过外部连接传出机箱；
如果设备没有外部连接，则第一条路径起主要作用，这时可通过使用电源线滤波器，或带有静电屏蔽层的电源变压器来解决。
第二种路径的产生主要是由于外部连接提供了一条到0V 线的低阻抗通路，它比机箱分布电容所提供的路径的阻抗还要低。由于到外部连接地线的阻抗无法控制，因此这条路径很难避免；为了防止瞬态电流流过电路，应该为瞬态电流提供一条经过机箱的通路。实现这个目的的方法是使机箱的各连接部位良好地搭接在一起，并在电缆进、出机箱的接口处使用去耦电路。如果机箱是非导体的，则瞬态电流除了流过电路以外没有其它路径选择，这时必须将接口局部编组。当有外部连接时，路径3 的形成原因可以归结到电源线滤波器。因为在高频时，机箱的某些部分可能是浮地的。即使一个大的导体结构也可能有较高的阻抗，当有瞬态干扰时就会产生电位差，也许这个概念很难接受。安全地(黄绿线)在高频时并不是真正的参考点，因此如果这个安全地是唯一的地连接点时，机箱相对于大地的电位则由电感(接地线)、寄生电容组成的复杂网络所决定，这个网络是很难确定的。无论如何，将所有I/O 地线与电源地线编成一组能够提供一条低阻抗通路，这条通路将干扰电流旁路，避免其流过PCB 走线。
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图10.1 对于瞬态干扰的高频等效电路
10.1.2 静电放电的干扰路径
设备的任何暴露部分都可能发生ESD 。常见的部位如图10.2 所示，是在键盘、控制部件、外界电缆和能够直接接触的金属构件。静电向附近导体(可以是设备本身上的非接地金属板)的放电产生很大的局部瞬态电流，这个电流通过感应或公共阻抗耦合的方式在设备中产生感应电流。
电于有许多潜在的放电点，因此放电电流流向大地的路径很多。这些路径包括PCB 地线的某些局部、寄生电容、外部设备，或暴露的电路等，并且感应的瞬态地电位差会导致电路的误操作。放电电流总是选择阻抗最小的路径，如果机箱良好接地，则自然构成了一个流入点。如果机箱没有接地，或机箱是由非导体构成的，则阻抗最小的路径可能是连接电缆。另外，如果PCB 的边缘暴露，最好加一道防护栏，防护栏不能与任何电路连接，且独立地连接到地线上。
图10.2 静电放电的高频等效电路
当机箱由几块金属面板构成时，这些金属板必须按照屏蔽机箱的设计原则良好地搭接在一起，否则，当瞬态电流流过缝隙时，面板的边缘处会产生高强度的瞬态场强。如果这些面板通过导线连接起来，则当瞬态电流流过导线时，在导线周围会产生高强度磁场，这个磁场将与附近的线路板走线产生耦合。
放电脉冲的上升沿很短(亚纳秒)，因此寄生电容对它来说是直接导通的；而即使接地线仅有几纳亨电感，相对来讲也具有较高的阻抗。所以有无安全地线(具有较高的感抗)对系统的静电放电影响不大。
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10.1.3 瞬态干扰和静电放电的防护
瞬态干扰和静电放电的防护技术与RF 发射防护的技术很相近，往往同一种措施会达到对两种干扰同时防护的目的。一个特殊的对策是防止入侵的瞬态干扰和RF 电流流进电路，而将它们吸收掉或直接旁路到地(图10.3)。为实现这个目的，可采取以下措施：
(1) 使所有外部接口在空间上相互靠近；
(2) 在所有接口的入口处进行对地滤波；
(3) 用共模扼流圈或光电耦合器隔离敏感接口；
(4) 使用有屏蔽层电缆，并将屏蔽层直接连接到地；
(5) 用接地的金属板，将PCB 与暴露的金属件或外部放电点隔离开；
键盘是频繁受到静电放电影响的操作接口。处理时，键盘电缆应采用铝箔和编织网双层屏蔽电缆，并且将电缆屏蔽层的两端360 度搭接到低电感金属机箱件上。塑料键帽与PCB 基板(直接连接到电缆屏蔽层上)之间用金属箔进行屏蔽，避免瞬态电流流过电路。屏蔽地应在电缆入口处，通过一只10~1000nF 的电容器连接到电路地上，防止在静电放电过程中发生地电位分离。另外，薄膜键盘的聚酯表面具有较高的绝缘强度，能够阻止静电放电；但应该增加一个接地板为累积的电荷提供一个泄放通路。这个地线面必须密封在薄膜后面，
以防止可能的放电。
图10.3 静电放电防护
10.2 逻辑电路的抗扰度
逻辑器件在干扰环境中正确工作的能力比通常所讲的静态干扰余量要复杂得多。只有当外界瞬态干扰造成器件的状态发生改变，并且这个状态改变传遍整个系统时，才产生干扰问题。有定时存储器件或工作速度快(瞬态信号可以等同于有用信号)的电路比没有存储器件(仅含组合逻辑)或速度较慢的电路更加敏感。 10.2.1 动态噪声阈值
快速瞬态的影响取决于耦合进逻辑电路输入端的峰值电压和器件的响应速度。任何从幅度低于逻辑开关阈值(对于TTL 电路，通常为1.8V)的正向干扰脉冲不会使器件的输入端从0 变化到1，因而不会影响系统。相反，超过阈值的脉冲会使器件产生状态变化。但是，比响应时间短的脉冲要造成器件的翻转需要更高的电压值，图10.4 给出了不同逻辑系列相对于脉冲宽度、幅度的敏感度。注意，开关动作和ESD 瞬态在1～5ns 范
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围内。这是优先选用低速逻辑的另一个论据。
图10.4 动态噪声阈值
对于同步逻辑，瞬态干扰相对于系统时钟的到达时间是十分重要的(这里假设瞬态发生在数据线上，而不是时钟线上；因为前者具有更大的信号环路面积)。如果瞬态没有与时钟的有效沿重合，则数据线上的错误数据不会传播到系统内。因此，你可以在图10.32 中加入有关时钟沿的信息。Tront 用这个方法模拟了一个用CMOS 触发器构成的组合逻辑电路，并形成了一系列“翻转窗口”来描述这个特殊电路对干扰的敏感性。这个模拟过程使用了模拟软件包SPICE3，它能够精确地指出电路中的高敏感性部位。
10.2.2 瞬态的耦合
以差模方式耦合进入逻辑电路的脉冲，其幅度取决于暴露在瞬态场H tr 中的差模耦合环路的面积和电路的
阻抗；瞬态场是由瞬态地电流I tr 产生的。
电路的阻抗越低，则耦合的电压越低。因此，与HCMOS 相比，LSTTL 较低的逻辑0 阈值电压可以通过其较高的逻辑0 输出吸收能力得到补偿。另外，如果敏感信号的走线(采用为减小发射所推荐的方式)靠近其地线时，环路面积很小，干扰则很难耦合进入敏感电路，如图10.5。
集成电路对射频的敏感性与瞬态干扰对比，主要集中在20～200MHz 的范围内。器件级的敏感性通常是宽带的。尽管由于耦合路径的谐振，在某些频率上会有峰值出现。但随着频率升高到微波频段，由于寄生电容的作用，为射频能量提供了旁路路径，耦合效率会逐步降低，器件对干扰的响应敏感程度也会逐步降低。
对于小规模集成电路，我们可以对数字电路的射频敏感度进行预测；但对于大规模集成电路，其射频电路参数的建模是相当复杂的。另外，由于新器件的迅速出现，对微处理器以及相关外围电路的建模也是非常困难的。
图10.5 通过信号回路产生的瞬态耦合
10.3 微处理器“看门狗”
减小干扰幅度和控制破坏性干扰路径的电路设计技术，往往集中在对微处理器电路进行硬件加固，使其免受干扰。但这不能彻底消除干扰所带来的危险。一个足够强的瞬态干扰刚好与数据传输的薄弱点重合起来完全是一个随机性事件。保证微处理器控制设备的可靠性的最经济的方法是认可程序会受到干扰这一事实，并提供一种方法使程序能够自动恢复，当然最好对用户是透明的。这就是“看门狗”的作用。
现在市场上的一些新的微处理器产品，其内部包含“看门狗”逻辑电路，它的形式可以是一个非法操作码陷井，也可以是一个通过读取特殊寄存器内的地址来周期性复位的计数器。如果微处理器中有这种装置，就应该充分地利用它，因为它能够与微处理器的操作和谐地配合起来，否则你必须在电路中设计一个这种功能的电路。
12.3.1 基本操作
瞬态干扰造成的最严重情况是使处理器的程序计数器或地址寄存器翻转，使处理器将解释数据或空存储单元当作有效指令。这将导致处理器进入一个死循环，或者什么也不做，或者执行一些没有意义甚至非常危险的指令，当堆栈寄存器或存储器受到干扰时，也会发生同样的后果；不管那种情况，处理器都会发生动态停止。
“看门狗”通过使处理器定期执行一条特殊的简单操作来避免这种情况的发生，不管处理器当时在做什么工作，这个特殊操作一般是复位。“看门狗”实际是一个输出端连接到RESET 输入端的计数器，这个计数器本身定期由处理器的操作来触发，处理器一般通过一个空余的输出端口对其进行操作。这个操作过程如图10.6 所示。
图10.6 看门狗操作
12.3.2 超时间隔
如果计数器在超时间隔的时间内没有得到来自输出端口“触发(喂)”，它的输出将变为低电平(吠叫)，使微处理器复位。超时间隔必须足够长，使处理器不必中断关键性的工作来为“看门狗”服务，同时处理器也有充分的时间从复位状态转入到服务程序中(否则，它将不断在吠叫，系统永远不能正确重新启动)。但超时间隔也不能过长，使设备受到干扰后产生危险的操作。因此，超时间隔要通过试验来摸索，没有一个固定的数值适合所有的应用程序，通常选在10ms～1s 之间。
12.3.3 计数器硬件
“看门狗”电路的可靠性必须超过其它电路，因此设计越简单越好。利用一个标准的计数器芯片来设计
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“看门狗”电路是比较适合的，但这种电路的时间输出周期有较大的偏差，并且需要一些外围分立元件。
一个更好的方法是采用输入较高频率时钟的数字分频器，如4060B ，它在处理器触发脉冲的作用下产生周期性复位，这种方法不需要其它器件。如果电路中使用了ASIC ，我们可以将这个分频器集成到ASIC 中。其输入时钟必须在瞬态干扰出现的情况下非常可靠，这个时钟可以从没有经过平滑处理的50/60Hz 输入端获得。数字分频器的另一个优点是，当没有再触发时，它的输出是脉冲串，而不是单个脉冲。因此，当处理器在第一个脉冲后没有复位时，或者处理器触发“看门狗”之前又受到干扰，“看门狗”将在处理器正确复位之前连续吠叫。这个比只叫一声的单稳“看门狗”更可靠，如图10.7 所示。
尽管从节省器件的角度考虑，可编程计数器很具吸引力，但绝不能用它来实现“看门狗”功能。瞬态干扰可能会使计数器程序跑飞，使“看门狗”成为哑巴。同样，在进行一个长操作时使“看门狗”关闭也是不
安全的，在这个期间发生的干扰将不能恢复，在这种长操作中，最好额外插入对“看门狗”的触发操作。
图10.7 无稳态看门狗的优点
12.3.4 与微处理器的连接
图10.6 中，“看门狗”的Q 输出端与上电复位(POR)信号一起连接到RESET 输入端。在许多场合中，为了在上电时确保微处理器上有一个可靠的复位脉冲，当可能时，最好使用POR 信号来触发计数器的输出。只能使用微处理器的RESET 端作为“看门狗”的信号输入，而不能利用处理器的其它信号端，如中断(即使是非屏蔽的)。当“看门狗”吠叫时，处理器可能处在任何状态，必须使其回到一个完全确定的状态。能保证正确重新启动的唯一状态就是RESET 。如果软件必须知道是“看门狗”引起了复位，可以通过在初始化时读一个锁存器输人端来获得状态值。
12.3.5 再触发脉冲源
同样重要的是，要避免处理器连续不断地触发“看门狗”。这需要将“看门狗”的触发输入端设计为交流耦合的形式，如图10.6 中的R_C_D 电路。它保证了仅有脉冲沿能再触发“看门狗”，防止触发端保持为高或低的输出而使“看门狗”失效。同样也可以采用靠脉冲沿触发的计数器来实现。
当使用可编程处理器端口输出触发信号时，采用交流耦合有两个优点：一是需要两条独立的指令来设置和清除，使其大大减小执行死循环的处理器套死的可能性。这与当某个特定地址出现时，使用地址译码器来产生触发脉冲的方法是相反的，后一种方法对处理器在地址空间内随机跳动是敏感的。其次，当可编程处理器端口器件自身受到干扰而不正常时，尽管处理器试图向这个端口写入触发数据，但“看门狗”的触发输入端无法接收到，这样，“看门狗”依然可产生复位信号，使处理器复位，确保端口重新初始化。作为软件设计的一个原则，可编程外围器件应该周期性的重新初始化。
图10.8 看门狗软件再触发程序
12.3.6 软件产生再触发脉冲
如果可能的话，应尽量使用两个独立的程序模块来产生触发脉冲的两个沿，如图10.8。使用一个如上所述的端口输出，两个沿对于保持“看门狗”沉寂是必要的。这使程序循环产生有效再触发脉冲的机会减小。至少一个脉冲沿只在程序的一个地方产生；如果使用了实时中断，可以将一个触发沿操作放在中断服务程序的入口处，而另一个放在主程序模块中。这样还有一个好处是防止中断被意外地屏蔽。
在软件中设置“看门狗”的触发脉冲是“看门狗”设计中最关键的一部分，需要仔细地分析。一方面，不同模块中对触发脉冲产生程序的频繁调用会降低“看门狗”的安全性和有效性。但是另一方面，任何实用的软件都会有变化的执行时间，并且在不同的时间使用不同的模块，因此，脉冲必须从不同的地方产生。
分析触发脉冲的最佳位置，保证在所有正确操作条件下它们都在超时间隔内产生，决不是一项简单的工作。
12.3.7 测试“看门狗”
测试“看门狗”绝不是一件容易的事，因为电路的其它部分设计都是努力使“看门狗”永远不会吠叫。在软件中产生一个人为的干扰条件不是一个令人满意的方法，因为这种情况没有代表性。在大多数应用实例中，一个较为合适的测试方法是对系统施加能够引起处理器操作受到破坏的重复瞬态脉冲，必要时使用一个“弱化”的硬件。对于安全性要求高的关键系统，应该对试验进行统计分析，以确定能够获得满意结果的测试脉冲的重复率和周期。测试时可在“看门狗”的输出端安装一只发光二极管，以观察其吠叫状态。
最严酷的试验情况是脉冲串测试，这可以使处理器刚从上一个复位中恢复出来又受到新的干扰。这种情况在实际中是一种很有害的但很常见的情况。
12.4 防护性软件编程
在软件中可以采取一些预防干扰的措施。应该广泛使用数据确认和纠错等标准技术。硬件的性能也能通过精心设计软件来改善。在对硬件的抗干扰性进行最优化时，用一些方法去除软件的错误检查功能是很必要的，否则硬件中的薄弱点会被软件的恢复能力所掩盖。例如，一个软件如果在对输人数据进行三次确认并得到同样结果才认可时，则对瞬态干扰有较好的抗扰性。如果在测试中仅使用短脉冲或单瞬态，设备可能抗扰性较好，但较长的脉冲会引起误操作，这种误操作可能已经通过改善的硬件敏感性得到防护。
并非所有的微处理器出错都是由干扰引起。其它的干扰源还有中断连线、边缘硬件设计、软件故障；非同步电路的亚稳态等。典型的软件技术包括：
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(1) 对所有输入数据进行类型和范围检查；
(2) 对输入数据进行多次采样；对模拟数据进行平均计算；对数字数据进行确认处理
(3) 在所有数据传输中，加入奇偶校验及检查和；
(4) 在可变存储器中用纠错和修正算法保护数据块；
(5) 可能时尽量使用电平触发，避免使用沿触发；
(6) 周期性对可编程接口芯片(PIA，ACIA 等)初始化。
12.4.1 输入数据确认和平均
如果能对输入到软件的数据设置一个已知的限值，就可以排除超过限值的数据；象在大多数数据控制和监测系统中所遇到的情况一样，每个传感器输入一串连续的数据，这时只要对错误数据不采取响应就可以了。由于造成数据错误的最可能的原因是突发性干扰或瞬态干扰，数据流中的后续数据可能还是正确的，忽略错误数据并不会损失信息太多。在数据标识的应用中可能需要在错误数据上设置标识，而不是仅仅忽略它。
当数据的最大变化率限值已知时，这个技术可以拓展。对于一个输入数据如果其变化率超过这个限值，则即使它的数值落在范围内，也会被忽略。对数据流进行平均的方法来使噪声平滑也能够减小个别数据的影响。
在使用复杂软件来进行错误检查时，要注意不要锁住需要标识或已修正的错误，例如传感器故障标识；软件的算法越复杂，越需要通过测试来确保这些异常情况的妥善处理。
12.4.2 数字输入
对数字输入应该使用类似的检验过程。由于数字信号只有两个状态，因此范围检验的方法不再适用。这时可以用足够高的速率对输入数据进行检验，比较连续的一串数据，只有当2～3 个数据一致时，才执行操作。使用这种方法时，处理器对与检验时间一致的突发性干扰是无效的。检验速率，必须比特定的响应时间快2～3 倍，因此需要处理器具有更高的速度。
12.4.3 中断
如上所述，尽量不要使用对脉冲沿敏感的中断输入。这种中断可以对干扰脉冲产生如同对正确信号一样的响应。毫无疑问，对沿敏感的中断在一些应用中是必要的，但在这些场合，应该象对待输入到锁存器或计数器的时钟那样处理，并在布局和驱动阻抗方面采取额外的措施来降低敏感度。如果在设计时可以选择，应该选择电平触发的中断输入。
12.4.4 数据和存储器的保护
随机存取存储器RAM 对各种形式的数据干扰都很敏感，我们可以采用下列方法来预防；在RAM 中开辟一些存储单元，将一些比较关键的数据放置在这些单元中，每个单元由存储在里面的“检验和”保护。“检验和”诊断可以由后台程序在认为有必要检查RAM 错误的任意时刻自动执行，并可以根据需要对错误标识或软件复位。如果每次对存储单元修改后重新计算检验和，则不必知道RAM 数据的绝对值。注意诊断程序应不被存储单元内容变动所影响。当然，将数据分配到存储单元中是一项关键的系统设计，因为它会影响系统的整体性能。
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图10.9 用NOP 指令保护没有使用的存储单元
12.4.5 未使用程序存储单元
在看门狗”一节中，我们讨论了一种干扰情况，由于程序计数器遭到破坏，使微处理器进入到空闲的程序存储空间。如果发生这种情况，它会将任何数据都解释为程序指令。此时，这种现象要是能推测出结果就太好了。
通常当总线上接收到一个不存在地址时，就返回数据#FFH ，对此没有任何解决办法。但是不执行程序的ROM 也返回#FFH ，这时就可以变通了。一个好的方法是将所有#FFH 单元变成处理器的单字节NOP(无操作)指令，见图10.9。ROM 的最后几个单元可以填入JMP RESET 指令，一般占用三个字节，其功能是使处理器复位。于是，当处理器受到干扰并进人到未使用的存储空间时，它会遇到一串NOP 指令，并执行这些指令直至遇到JMPRESET ，这时系统会重新启动。
由于处理器被干扰时，分配给它的地址是随机的，因此这种技术的有效性取决于存储空间中有多少单元被填入NOP 指令。如果处理器接收到空总线数据，它的响应取决于#FFH 的含义。如果你的程序仅需要很小的存贮空间，由于大规模ROM 或EPROM 的价格较低，你可以考虑使用这些器件来填满所有存储空间。 12.4.6 重新初始化
不仅RAM 中的数据需要保护，还要注意保护诸如I/O 端口或UART 这些可编程器件的设置状态。许多程序员错误地认为一旦内部控制寄存器被设置好后(通常在初始化程序中)，它就永远不会变了。试验证明，在干扰的作用下，即使控制寄存器不与外部总线相联，它们的内容也会发生变化。对于这些变化，处理器往往不能察觉，例如，如果一个输出端口被重新设置为输入端口时，处理器还会照样向它写入数据。
最安全的方法是周期性地对关键寄存器进行初始化；初始化可以安排在主空闲程序中。当然计数器不能用这种方法来保护。重新初始化的间隔取决于软件能够允许寄存器被破坏的时间，以及用于重新复位的软件开销。
12.5 模拟电路的瞬态和射频抗扰度
模拟电路不象数字电路那样对瞬态干扰敏感，但可能对射频能量的解调更加敏感。这有可能造成直流偏置的迁移，而这种偏置变化会造成测量数据的非线性或电路本身不能正常工作，或作为调制信号的检波器工作；这在音频和视频电路中应特别注意。这种偏置变化一般不会影响数字电路的工作，除非大到影响逻辑电平，那将使功能彻底失效。通常最大的射频信号是从外部接口电缆耦合进来的，因此接口电路应该引起最大的重视。可以从下面四个方面采取措施来改善模拟电路的抗扰度：
(1) 电路带宽最小化；
(2) 信号电平最大化；
(3) 使用平衡信号结构；
(4) 隔离特别敏感的路径。
12.5.1 音频整流
这是一个描述低频电路对射频信号检波的术语，是模拟和数字产品对射频敏感的主要原因。
当一个电路输入一个远远超过其带宽的射频信号时，电路可能产生线性响应或非线性响应，如图10.10所示。如果信号的电平很低，能够使电路保持线性响应，则它从输入端传到输出端而不影响有用信号或电路操作。如果信号电平很高，使电路进入非线性区，则在电路的输出端会出现信号的包络(可能已经严重失真)。这时，它与有用信号无法分离，有用信号也会受到电路非线性的影响。电路的实际响应取决于它的线性动态范围和干扰信号的电平。宽动态范围电路比窄动态范围电路具有更好的射频抗扰度。
图10.10 非线性电路的射频解调作用
12.5.2 带宽、电平和平衡
干扰信号的电平可以通过限制电路工作带宽来减小，采用的方法有：
(1) 在输入端设置RC 或LC 滤波电路(图10.10)
(2) 反馈RC 滤波电路
(3) 在输入端直接加小电容器(10～33PF)
RC 滤波器会使电路的稳定性降低或共模抑制特性变坏。为防止这种情况发生，电容值必须足够。有文献报道，在一个普通的倒相运算放大电路中，当使用一只27pF 的反馈电容器时，在0.15 至150MHz的频率范围内可以使射频干扰抑制改善10~35dB。高频共模抑制比取决于平衡电路输入端的不平衡电容。如果电阻值太大，影响了电路的直流条件，可使用损耗性铁氧体芯扼流圈或磁珠。
在设计电路时，应使信号电平尽量高；同时使阻抗尽量低，以减小容性耦合；这些要求有时是相互矛盾的。最终的结论取决于电感耦合是否是主要的干扰源。如果是(因为电路环路面积不能足够小)，则较高的阻抗将产生较小的耦合干扰。
平衡电路结构使运算放大电路具有很好的共模抑制特性。但应注意，共模抑制在高频时会变差，并且受到容性耦合和布局不平衡性的影响，因此不能过高地期望平衡电路在任何情况都具有良好的射频和瞬态抗扰度。试验表明，在1～20MHz 的频率范围内，双极型场效应运算放大器的射频干扰解调平均值比双极型运算放大器低10～20dB。
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图10.10 带宽限制
12.5.3 隔离
输入和输出端的信号可以通过使用光电耦合器件或变压器进行隔离，如图10.11 所示。前一种方法的典型应用是光纤数据传输；随着光纤器件成本的降低，其应用范围非常广泛。由于干扰的主要耦合途径是连接电缆，如果用光纤宋代替导线，则可以彻底消除这一途径，剩下的干扰途径仅是通过机箱的直接耦合和通过电源线的耦合，而这些耦合途径比信号接口好处理得多。但为了保证精确的交流或直流信号的传输，使用光电耦合器件可能需要增加一些信号处理技术，这将增加总体的成本和线路板的面积。
隔离切断了电路之间的地线连接，因而消除了共模噪声的注入，并且允许直流或低频交流电位差的存在。但由于残留电容的存在，在高频或高dV/dt 共模电压存在时会减弱隔离效果。通常每个光电耦合器件的杂散电容约为3pF，当有多个通道用光耦隔离时，总的电容量(从一个地到另一个地)可达到数十微法；这个共模阻抗在100MHz 时有数十欧姆，此时就起不到良好的隔离作用了。
可以使用具有静电屏蔽的变压器和光电耦合器，这里屏蔽层减小了共模信号向接收电路的耦合，因此可以提高电路的共模抗扰度。这种改进的代价是增加了跨过隔离层的总电容量，因此降低了瞬态或射频到其它电路的耦合路径的阻抗。解决这个问题的一个成本较高的方法是串联使用两个非屏蔽变压器，中间耦合电路分别接地。
最好使用串行数据来使传输通道最少。不要使被隔离的两个电路上的走线靠近，以防进一步破坏隔离。
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图10.11 信号隔离
参考书：
[1] Mark I. Montrose. EMC and the printed circuit board. New York: IEEE Press, 1999
[2] Clayton R. Paul. Introduction to electromagnetic compatibility. New York; John Wiley and Sons, 1992.
[3] David A. Weston. Electromagnetic compatibility: principles and applications (2nd ed.). New York: Marcel Dekker, Inc., 2000
[4] 陈穷，蒋全兴，周开基，王素英. 电磁兼容性工程设计手册. 北京：国防工业出版社，1993.10
[5] 杨继深. 实践电磁兼容技术
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???!????????? 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
设计早期对电磁兼容性(EMC)问题的考虑 随着产品复杂性和密集度的提高以及设计周期的不断缩短，在设计周期的后期解决电磁兼容性（EMC）问题变得越来越不切合实际。在较高的频率下，你通常用来计算EMC的经验法则不再适用，而且你还可能容易误用这些经验法则。结果，70%～90%的新设计都没有通过第一次EMC测试，从而使后期重设计成本很高，如果制造商延误产品发货日期，损失的销售费用就更大。为了以低得多的成本确定并解决问题，设计师应该考虑在设计过程中及早采用协作式的、基于概念分析的EMC仿真。 较高的时钟速率会加大满足电磁兼容性需求的难度。在千兆赫兹领域，机壳谐振次数增加会增强电磁辐射，使得孔径和缝隙都成了问题；专用集成电路（ASIC）散热片也会加大电磁辐射。此外，管理机构正在制定规章来保证越来越高的频率下的顺应性。再则，当工程师打算把辐射器设计到系统中时，对集成无线功能（如Wi-Fi、蓝牙、WiMax、UWB）这一趋势提出了进一步的挑战。 传统的电磁兼容设计方法 正常情况下，电气硬件设计人员和机械设计人员在考虑电磁兼容问题时各自为政，彼此之间根本不沟通或很少沟通。他们在设计期间经常使用经验法则，希望这些法则足以满足其设计的器件要求。在设计达到较高频率从而在测试中导致失败时，这些电磁兼容设计规则有不少变得陈旧过时。 在设计阶段之后，设计师制造原型并对其进行电磁兼容性测试。当设计中考虑电磁兼容性太晚时，这一过程往往会出现种种EMC问题。
对设计进行昂贵的修复通常是唯一可行的选择。当设计从系统概念设计转入具体设计再到验证阶段时，设计修改常常会增加一个数量级以上。所以，对设计作出一次修改，在概念设计阶段只耗费100美元，到了测试阶段可能要耗费几十万美元以上，更不用提对面市时间的负面影响了。 电磁兼容仿真的挑战 为了在实验室中一次通过电磁兼容性测试并保证在预算内按时交货，把电磁兼容设计作为产品生产周期不可分割的一部分是非常必要的。设计师可借助麦克斯韦（Maxwell）方程的3D解法就能达到这一目的。麦克斯韦方程是对电磁相互作用的简明数学表达。但是，电磁兼容仿真是计算电磁学的其它领域中并不常见的难题。 典型的EMC问题与机壳有关，而机壳对EMC影响要比对EMC性能十分重要的插槽、孔和缆线等要大。精确建模要求模型包含大大小小的细节。这一要求导致很大的纵横比（最大特征尺寸与最小特征尺寸之比），从而又要求用精细栅格来解析最精细的细节。压缩模型技术可使您在仿真中包含大大小小的结构，而无需过多的仿真次数。 另一个难题是你必须在一个很宽的频率范围内完成EMC的特性化。在每一采样频率下计算电磁场所需的时间可能是令人望而却步的。诸如传输线方法（TLM）等的时域方法可在时域内采用宽带激励来计算电磁场，从而能在一个仿真过程中得出整个频段的数据。空间被划分为在正交传输线交点处建模的单元。电压脉冲是在每一单元被发射和散射。你可以每隔一定的时间，根据传输线上的电压和电流计算出电场和磁场。
专题二辨析并修改病句 考情分析2018年，病句题以情景材料的形式出现，材料均为带有说明性、科普性、论述的逻辑性的语言材料。考查形式由原来的“辨析病句”提升到“辨析并修改”层次。常考类型为结构混乱、搭配不当、成分残缺或赘余、语序不当等。 备考建议2018年全国卷“语病”的命题形式焕然一新，但命题角度没有变化，通过试做近6年全国卷(15个语病题，45个错误选项)考查辨析病句的试题，让考生熟悉并感悟高考是怎样考查病句的，哪些是考查重点和高频语病类型，哪些极少考查甚至从未考查，从而在辨析病句时有侧重、有方向。 导致语病的根源在于句子成分不明，句子结构不清，厘清句子成分和结构，将复杂的长难句化繁为简，化长为短，其“病”与“不病”立马显现。这就涉及一个语法知识问题，语法知识，初中不教，高中不学，成为考生的知识短板，因此，很有必要给考生补上这欠缺的一课。 和复句)→句群。 语素是最小的音义结合体，最小的语法单位，比如：单音节语素(山)、双音节语素(徘徊、坦克)、多音节语素(高尔夫、奥林匹克)。 句群是最大的语法单位，句群也叫句组或语段，是前后衔接连贯的，能表达一个明晰的中心意思的一组句子。 就高考辨析病句而言，我们要重点了解“句子”这一级语法单位。 一、词 词是最小的能够独立运用的语言单位，是构成短语和句子的备用单位。一部分词加上句调可以单独成句，如：“好！”
根据词的意义和语法功能，词可分为实词、虚词两大类。实词有名词(山水)、动词(游玩)、形容词(美丽)、数词(一些)、量词(辆)、代词(你们)等；虚词有副词(非常)、介词(关于)、连词(如果)、助词(的)、拟声词(叮咚)、叹词(啊)等。 二、短语 短语是由词和词组合而成的语言单位，加上句号、问号、感叹号等标点符号可以独立成句。按照结构特点可分为并列短语、偏正短语、动宾短语、后补短语、主谓短语等。
五年级数学奥数精品讲义1-34 讲 第一讲消去问题（一） 第二讲消去问题（二） 第三讲一般应用题 第四讲盈亏问题（一） 第五讲盈亏问题（二） 第六讲流水问题 第七讲等差数列 第八讲找规律 能力测试（一） 第九讲加法原理 第十讲乘法法原理 第十一讲周期问题（一） 第十二讲周期问题（二） 第十三讲巧算（一） 第十四讲巧算（二） 第十五讲数阵问题（一） 第十六讲数阵问题（二） 能力测试（二） 第十七讲平面图形的计算（一） 第十八讲平面图形的计算（二） 第十九讲列方程解应用题（一） 第二十讲列方程解应用题（二） 第二十一讲行程问题（一） 第二十二讲行程问题（二） 第二十三讲行程问题（三） 第二十四讲行程问题（四） 能力测试（三） 第二十五讲平均数问题（一） 第二十六讲平均数问题（二） 第二十七讲长方体和正方体（一） 第二十八讲长方体和正方体（二） 第二十九讲数的整除特征 第三十讲奇偶性问题 第三十一讲最大公约数和最小公倍数 第三十二讲分解质因数（一） 第三十三讲分解质因数（二） 第三十四讲牛顿问题 能力测试（四） 第一讲消去问题（一） 在有些应用题里, 给出了两个或者两个以上的未知数量间的关系, 要求出这些未知数的数量。我们在解题时, 可以通过比较条件, 分析对应的未知数量变化的情况, 想办法消去其中的一个未知量, 从而把一道数量关系较复杂 的题目变成比较简单的题目解答出来。这样的解题方法, 我们通常把它叫做“消去法”。 例题与方法 在学习例题前, 我们先进行一些基本数量关系的练习, 为用消去法解题作好准备。
(1)买 1 个皮球和 1 个足球共用去 40 元 , 买同样的 5 个皮球和 5 个足球一共用去多少元？ (2)3 袋子、大米和 3 袋面粉共重225、千克 ,1 袋大米和 1 袋面粉共重多少千克？ （3） 6 行桃树和 6 行梨树一共 120 棵, 照这样子计算 8 行桃树和 8 行梨树一共有多少棵？ （4）学校买了 4 个水瓶和 25 个茶杯 , 一共用去 172 元 , 每个水瓶 18 元 , 每个茶杯多少元？ 例 1学校第一次买了 3 个水瓶和20 个茶杯 , 共用去 134 元；第二次又买了同样的 3 个水瓶和 16 个差杯 , 共用去 118 元。水瓶和茶杯的单价各是多少元？ 例 2买3个篮球和5 个足球共、用去480 元 , 买同样的 6 个篮球和 3 个足球共用去519 元。篮球和足球的单价各是多少元？ 练习与思考 １、 1 袋黄豆和 1 袋绿豆共重50 千克 , 同样的 7 袋黄豆和7 袋绿豆共重（）千克。 ２、买 5 条毛巾和 5 条枕巾共用去 90 元 , 买 1 条毛巾和 1 条枕巾要（）元。 ３、买 4 本字典和 4 本笔记本共、用去了 68 元, 买同样的 9 本字典和9 本笔记本一共要（）元。 ４、 9 筐苹果和9 筐梨共重495 千克 , 找这样计算 ,2 筐苹果和 2 筐梨共重（）千克。 ５、妈妈买了５米画布和３米白布, 一共用去１０２元。花布每米１５元, 白布每米多少元？ ６、果园里有１４行桃树和２０行梨树, 桃树和梨树一共有４４０棵。每行梨树１５棵, 每行桃树多少棵？ ８、食堂第一次运来６袋大米和４袋面粉, 一共重 400 千克；第二次又运来9 袋大米和 4 袋面粉 , 一共重 550 千克。每袋大米和每袋面粉各重多少千克？ 9、 3 豹味精和7 包糖共重3800 克 , 同样的 3 包味精和14 包糖共重7300 克。每包味精和每包糖各重多少克？ 10、育新小学买了8 个足球和12 个篮球 , 一共用去了984 元；青山小学买了同样的16 个足球和10 个篮球 , 一共用去1240 元。每个足球和每个篮球各多少元？ 11、买 15 张桌子和25 把椅子共用去3050 元；买同样的 5 张桌子和20 张椅子 , 需要 1600 元。买一张桌子和
1、什么是电磁干扰？什么是电磁干扰效应？什么是电磁干扰形成的三要素？答：（1）任何可能引起装置、设备或者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，有这种电磁现象引起设备、传输通道或者系统性能的下降称为电磁干扰。 （2）由干扰源发出的电磁能，经某种传播途径传输至敏感设备，敏感设备又对此表现某种形式的“响应”，并产生干扰的“效果”，这种作用过程和结果称为电磁干扰效应。 （3）电磁干扰形成的三要素：电磁干扰源，对该干扰敏感的设备，将电磁干扰源传输到敏感设备的媒介（传输通道或者耦合途径）。 2、什么是电磁兼容性？它和抗干扰有何区别？ 答：（1）电磁兼容性：设备或系统在电磁环境中能正常工作并且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。 （2）抗干扰是指设备或者系统抵抗电磁干扰的能力电磁发射控制设备和系统发射的电磁能量的控制。 3、什么是实施电磁兼容性的“问题解决法”？什么是“规范法”？什么是“系统法”？ 答：（1）“问题解决法”：先进行系统的设计和制造，出现了电磁干扰问题再逐一解决。 （2）“规范法”：按照电磁兼容的标准和规范进行系统或者设备的设计和制造。 （3）“系统法”：先对系统或者设备的设计方案进行电磁兼容性的分析和预测，并贯穿于设计、试制和制造的全过程，并不断地解决可能出现的电磁干扰问题。 4、实施电子、电气设备的电磁兼容性，通常经过哪几个步骤？ 答：（1）首先根据设备或者系统明确实施电磁兼容的技术措施：问题解决法、规范法和系统法； （2）确定该系统或设备所面临的电磁环境，例如欲屏蔽的电磁干扰源是什么，它属于哪种类型，是高阻抗电场、低阻抗磁场还是平面波等等； （3）确定最易接受干扰的电路敏感度，以明确对这个系统所采取电磁兼容措施的要求； （4）进行该设备的屏蔽体的结构设计和工艺设计。 5、电磁兼容性标准的主要内容以及特点是什么？ 答：电磁兼容标准可分为：基础标准、通用标准、产品类标准和专用产品标准（1）基础标注：表述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备，定义了等级和性能判据，该标准不涉及具体产品。 （2）通用标准：按照设备使用环境划分的，当产品没有特定的产品类标准可以遵循是，使用通用标准来进行EMC测试。 （3）产品类标准：针对某种产品系列的EMC测试标准，往往引用基础标准，但是根据产品的特殊性提出更详尽的规定。 （4）专用产品标准：通常不单独形成电磁兼容标准，而是已专门条款包含在产品的通用技术条件中。 6、传导干扰在低频和高频传输时有何特点？处理方法有何不同？ 答：传导干扰在低频传输时干扰主要是以差模形式存在，在高频传输时主要是以共模形式存在。因此处理方法也不同，对于低频时的差模形式减少干扰的方法是：信号线和电源线上串联差模扼流圈、并联电容或者用电容或电感组成低通滤波器，对于减小高频时的共模干扰方法是在信号线或者电源线中串联共模扼流圈，
第2讲先秦时期的经济 主干梳理巧点妙拨 一先秦时期农业的发展 1．耕作方式 2．耕作技术 (1)商周时期懂得了开沟排水、除草培土、沤制肥料、治虫灭害等技术。 (2)春秋战国时期，使用当时世界上先进的□03垄作法。 3．水利灌溉 战国时期：秦国李冰主持修建都江堰。郑国主持修建郑国渠。 4．经营方式 (1)集体劳作：商周时期，土地归□04国家所有，劳动者在田间集体耕作。 (2)小农经济(个体农耕) ①开始出现：春秋战国。 ②原因：铁农具和□05牛耕推广，生产力提高，封建□06土地私有制确立。 ③特点：以□07一家一户为单位；男耕女织，自给自足。 ④地位：是中国传统农业社会生产的□08基本模式。
5．土地制度 (1)原始社会：土地属于氏族公社所有。 二手工业的兴起和发展 1．经营形态 (1)官营手工业：政府直接经营，进行集中的□01大作坊生产；生产不计□02成本，产品大多精美，冶金、制瓷、纺织等行业在世界上保持领先地位。(2)民间手工业：民间私人经营，产品在市场流通，主要生产供□03民间消费的产品。 [漫画证史] 牛耕的出现
[概念阐释] 精耕细作 精耕细作是小农经济的主要特点之一，主要目的是提高亩产量，主要表现是：生产工具和劳动技术的改进、水利设施的完善。 [图解历史] 耕作方式与农业经营方式的演进及其互动关系 [易错点拨] “自给自足”中的“足”并非富足，而是指只能满足自家生活需要和缴纳赋税，但是很少进行商品交换。事实上，封建制度下的农民生活非常艰苦。 [图解历史] 中国古代的土地所有制度 (3)家庭手工业：是农户的副业，产品用于缴纳□04赋税和家庭消费，剩余一小部分作为商品出卖。 2．发展概况
第四讲复杂盈亏问题 【专题知识点概述】 盈亏问题是一类生活中很常见的问题．按不同的方法分配物品时，经常发生不能均分的情况．如果有物品剩余就叫盈，如果物品不够就叫亏，这就是盈亏问题的含义． 【授课批注】 本节与实际生活练习较为紧密，生活中经常遇到此类问题，学生较感兴趣。合理提炼分配的总量和份数，能够在多个条件下，统一关系，对于盈亏问题的变型，更是学生需要注意的，是对学生能力的考察，对学生来说是一个挑战。 解盈亏问题的公式： （1）一次有余（盈），一次不够（亏），可用公式： （盈+亏）÷（两次每人分配数的差）=人数。 （2）两次都有余（盈），可用公式： （大盈-小盈）÷（两次每人分配数的差）=人数。 （3）两次都不够（亏），可用公式： （大亏-小亏）÷（两次每人分配数的差）=人数。 （4）一次不够（亏），另一次刚好分完，可用公式： 亏÷（两次每人分配数的差）=人数。 （5）一次有余（盈），另一次刚好分完，可用公式： 盈÷（两次每人分配数的差）=人数。 【授课批注】 注意总量与份数是恒定不变的，能够将多个条件统一到统一条件关系下，利用画图表解题。 【重点难点解析】 1．理解掌握并运用直接计算型盈亏问题； 2．理解掌握条件转换型盈亏问题；
3．理解掌握关系互换型盈亏问题． 【竞赛考点挖掘】 1.条件转换 2.关系互换 【习题精讲】 【例1】（难度等级※） 实验小学学生乘车去春游，如果每辆车坐60人，则有15人上不了车；如果每辆车多 坐5人，恰好多出一辆车.问一共有几辆车，多少个学生？ 【分析与解】 每辆车坐60人，则多余15人，每辆车坐60+5=65人，则多出一辆车，也就是差65人.因此车辆数目为： （65+15）÷5=80÷5=16（辆）. 学生人数为： 60×（16-1）+15=60×15+15 =900+15=915（人）. 答：一共有16辆车，915名学生. 【例2】（难度等级※） 小胖的爷爷买回一筐梨，分给全家人.如果小胖和小妹二人每人分4个，其余每人分2个，还多出4个，如果小胖1人分6个，其余每人分4个，又差12个.问小胖家有多 少人？这筐梨子有多少个？ 【分析与解】 第一次分法是小胖、小妹各4个，其余每人2个，多余4个.假设小胖、小妹也分2个，那么会多多少个梨呢？很容易想，那就会多出：2×2+4=8（个）. 第二次分法是小胖一人得6个，其余每人4个，差12个，假如小胖也只分4个呢，那么就只差：12-2=10（个）. 这样一想，就变成和前面讲的例子一样了. 解小胖家的人数为： ［2×2+4+（12-2）］÷2=（8+10）÷2=9（人）. 梨子数为：
电磁兼容设计及其应用 摘要：以实际工程中常遇到的电磁兼容问题为背景，简要地介绍了有关电磁干扰及有关抗干扰措施方面的内容。通过对接地方法、屏蔽思想和滤波手段的详细论述和独到见解，提出了系统电磁兼容的设计思想以及解决方法，并对实际工作中常见的干扰、滤波及接地等电磁兼容现象给出相应分析与解决建议。 关键词：电磁兼容；抗干扰措施；滤波手段；屏蔽；接地方法 0 引言 电磁兼容技术是一门迅速发展的交叉学科，涉及电子、计算机、通信、航空航天、铁路交通、电力、军事以至人民生活各个方面。在当今信息社会，随着电子技术、计算机技术的发展，一个系统中采用的电气及电子设备数量大大增加，而且电子设备的频带日益加宽，功率逐渐增大，灵敏度提高，联接各种设备的电缆网络也越来越复杂，因此，电磁兼容问题日显重要。 1 基本概念和术语 1．1 电磁兼容性定义 所谓电磁兼容性(EMC)是指电子线路、系统相互不影响，在电磁方面相互兼容的状态。IEEE C63．12-1987规定的电磁兼容性是指“一种器件、设备或系统的性能，它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰”。 1．2 电磁干扰三要素 一个系统或系统内某一线路受电磁干扰程度可以表示为如下关系式： 式中：G为噪声源强度；C为噪声通过某种途径传到受干扰处的耦合因素；I为受干扰设备的敏感程度。 G，C，I这三者构成电磁干扰三要素。电磁干扰抑制技术就是围绕这三要素所采取的各种措施，归纳起来就是：抑制电磁干扰源。切断电磁干扰耦合途径；降低电磁敏感装置的敏感性。 1．3 地线的阻抗与地环流 1．3．1 地线的阻抗 电阻指的是在直流状态下导线对电流呈现的阻抗，而阻抗指的是交流状态下导线对电流的阻抗，这个阻抗主要是由导线的电感引起的。如果将10 Hz时的阻抗近似认为是直流电阻，当频率达到10 MHz时，它的阻抗是直流电阻的1 000～100 000倍。因此对于射频电流，当电流流过地线时，电压降是很大的。为了减小交流阻抗，一个有效的办法是多根导线并联，以减少和地线之间的电感。当两根导线并联时，其总电感L为： 式中：L1是单根导线的电感；M是两根导线之间的互感。 1．3．2 地环流 由于地线阻抗的存在，当电流流过地线时，就会在地线上产生电压。这种干扰是由电缆与地线构成的环路电流产生的，因此成为地环路干扰，如图1所示。
一、单项选择题 1．(2011年聊城高三第一次)N A 表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( ) A ．33.6 L(常温常压)氯气与2.7 g 铝充分反应，转移电子数为0.3N A B ．标准状况下，22.4 L 乙烷含有共价键数目为8N A C ．由N A 个CO 和N A 个N 2组成的混合物中含有10N A 个电子 D. 1 L 1 mol·L －1的Na 2SO 4溶液中含有4N A 个离子 解析：选A 。A 项中氯气过量，铝全部被氧化，转移电子数为0.3N A ，该项正确；每个乙烷分子中含有6个碳氢键和1个碳碳键，共7个共价键，标准状况下的22.4 L 乙烷为1 mol ，共含共价键数目为7N A ，B 项错误；每个CO 分子和每个N 2分子均含有14个电子，故由 N A 个CO 和N A 个N 2组成的混合物中共含有28N A 个电子，C 项错误；1 L 1 mol·L －1的Na 2SO 4 溶液中含有3N A 个离子，D 项错误。 2．设N A 表示阿伏加德罗常数。下列说法中，不． 正确的是( ) A ．标准状况下，22.4 L 氢气和氧气的混合气体，所含分子数为N A B ．1 mol Al 3＋含有的核外电子数为3N A C ．常温常压下，1 mol 氦气含有的原子数为N A D ．1 L 1 mol·L －1FeCl 3溶液中Fe 3＋的数目小于N A 解析：选B 。标准状况下，22.4 L 任何气体所含分子都是1 mol ，A 项正确；1 mol Al 3 ＋含有的核外电子数为10N A ，B 项错误；1 mol 氦气含有的原子数为N A ，与所处的温度、压 强等条件无关，C 项正确；因FeCl 3溶液中Fe 3＋的水解，故1 L 1 mol·L －1FeCl 3溶液中Fe 3 ＋的数目小于N A ，D 项正确。 3．常温下，在密闭容器里分别充入两种气体各0.1 mol ，在一定条件下充分反应后，恢 复到原温度时，压强降低为开始时的14 。则原混合气体可能是( ) A ．H 2和O 2 B ．HCl 和NH 3 C ．H 2和Cl 2 D ．CO 和O 2 解析：选A 。根据阿伏加德罗定律，充分反应后并恢复到原温度时，容器中应有0.05 mol 气体。B 项、C 项中两种气体均完全反应，B 项中剩余气体为零，C 项中生成氯化氢气体为0.2 mol ；A 项中根据2H 2＋O 2===2H 2O ，剩余0.05 mol 的氧气；D 项中根据2CO ＋O 2===2CO 2，剩余氧气0.05 mol ，生成0.1 mol 的二氧化碳，气体总物质的量是0.15 mol 。 4．在标准状况下①6.72 L CH 4 ②3.01×1023 个HCl 分子 ③13.6 g H 2S ④0.2 mol NH 3，下列对这四种气体的关系从大到小表达正确的是( ) a ．体积②>③>①>④ b ．密度②>③>④>① c ．质量②>③>①>④ d ．氢原子个数①>③>④>② A ．abc B ．bcd C ．acd D ．abcd 解析：选D 。比较a 、c 、d 时先将不同的物理量转化为物质的量再进行比较；密度可根据同温同压下，密度之比等于气体的摩尔质量之比，直接根据摩尔质量判断即可。 5．(2011年北京西城区高三第二次模拟)在NaCl 、MgCl 2和MgSO 4三种盐配成的混合溶 液中，若Na ＋的浓度为0.1 mol/L 、Mg 2＋的浓度为0.25 mol/L 、Cl －的浓度为0.2 mol/L ，则SO 2－4 的物质的量浓度为( ) A ．0.5 mol/L B ．0.45 mol/L C ．0.2 mol/L D ．0.25 mol/L 解析：选C 。因为溶液不显电性，所以溶液中阴、阳离子所带的电荷总数相等，即n (Na ＋)＋2n (Mg 2＋)＝n (Cl －)＋2n (SO 2－4)。设溶液的体积为1 L ，SO 2－4的物质的量为x ，代入上式： 0.1＋0.25×2＝0.2＋2x ，解得x ＝0.2 mol ，即SO 2－4的物质的量浓度为0.2 mol/L 。
第4 讲盈亏问题 教学目标本讲主要学习三种类型的盈亏问题： 1. 理解掌握条件转型盈亏问题： 2. 理解掌握关系互换性盈亏问题; 3. 理解掌握其他类型的盈亏问题，本节课要求老师首先上学生理解盈亏问题其本公式的含义，在通过例题让学生掌握解答应困问题的其本技巧，培养学生的思维分析能力。经典精讲盈亏问题，故名思意有剩下就叫盈，不够分就叫亏，不同的方法分配物品时，经常会产程这种盈亏现象。盈亏问题的关键是专注两次分配时盈亏总量的变化。我们把盈亏问题分为三类：“一盈一亏”、“两盈” “两亏”。 1. “盈亏”型例如：学而思学校四年级基础班的同学分糖果，如果每人分4 粒就多9 粒，如果每人分5 粒则少6 粒，问：有多少位同学分多少粒糖果？【分析】由题目条件知道，同学的人数与糖果的粒数不变，比较两种分配方案，第一种没人分4 粒就多9 粒，，第二种每人分5 粒则少6 粒，两种不同方案一多一少差9+6=15（粒），相差原理在于两种方案分配数不同，两次分配数之差为15 1 15 （位），糖果的粒数为： 4 15 9 69 （粒）。 2. “盈盈”型 例如：老猴子给小猴子分桃，每只小猴10 个桃，就多出9 个桃，每只小猴分11个桃则多出2 个桃，那么一共有多少只小猴子？老猴子一共有多少个桃子？
分析：老猴子的第一种方案盈9 个桃子，第二种方案盈2个，所以盈亏综合是9-2=7（个），两次分配之差是11-10-1（个）有盈亏问题公式得，有小猴子：7 1 7 （只），老猴子有7 10 9 79 （个）桃子。 3. “亏亏”型例如：学而思学校新近一批书，将它们分给几位老师，如果每人发10本，还差9本，每人发9本，还差9本，第二次就只差2本了呢？因为两次分配数量不一样，第一次分配时每人少发一本，也就是共有7 1 7 （人）书有7 10 9 61（本）。根据以上具体题目的分析，可以得出盈亏问题的基本关系式： （盈+亏）两次分得之差=人数或单位 数 （盈-盈）两次分得之差=人数或单位数 （亏-亏）两次分得之差=人数或单位数条件转化型的盈亏问题这种类型的题目不能直接计算，要将其中的一个条件转化，使之成为普通盈亏问题。 【例1】军队分配宿舍，如果每间住3 人，则多出20 人；如果每间住6 人，余下2 人可以每人住一个房间，现在每间住10 人，可以空 出多少个房间？ 【分析】每间住6 人，余下2人可以每人各住一个房间，说明多出两个房间，同时多出两个人，也就是第二次分配少6 2 2 10 （人），那么两次分配方案人数相差20+10=30（人），即可以空出10-50 10 5 （间）房间。 【铺垫】学校给一批新入学分配宿舍。如果每个房间住12人，则34 人没有位置；如果每个房间住14人，则空出4 个房间。求学生宿舍有多少间，住
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
第2讲 力与直线运动[高考统计·定方向] (教师授课资源)
匀变速直线运动规律的应用(5年4考)
1．(2018·全国卷Ⅰ·T14)高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动。在启动阶段，列车的动能() A．与它所经历的时间成正比 B．与它的位移成正比 C．与它的速度成正比 D．与它的动量成正比 B[列车启动的过程中加速度恒定，由匀变速直线运动的速度与时间关系 可知v＝at，且列车的动能为E k＝1 2m v 2，由以上整理得E k＝ 1 2ma 2t2，动能与时 间的平方成正比，动能与速度的平方成正比，A、C错误；将x＝1 2at 2代入上式 得E k＝max，则列车的动能与位移成正比，B正确；由动能与动量的关系式E k ＝p2 2m可知，列车的动能与动量的平方成正比，D错误。] 2．(2019·全国卷Ⅰ·T18)如图所示，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮， 离地后重心上升的最大高度为H。上升第一个H 4所用的时间为t1，第四个 H 4所用 的时间为t2。不计空气阻力，则t2 t1满足()
A ．1 第一部分专题二第2讲 (2016·浙江衢州1月质检)气流由陆面经湖面时，速度会持续增强。下图示意某锋面系统过境后的风速等值线分布(单位：米/秒)状况。读图完成1～2题。 1．下列说法正确的是(A) A．此时甲测站的风向为西北风 B．此时丁测站的风向为东南风 C．此时四测站中风速最大的为丙 D．此时四测站中风速最大的为乙 2．关于图中信息解读正确的是(B) A．纬度低气温高导致甲测站风速大 B．摩擦力变化导致甲、乙两测站间风速变化 C．天气系统过境时丙测站大风、增温、降水 D．天气系统过境后丁测站气压降低 解析：第1题，由图可知，该湖为太湖，从风速等值线图上判断出风从太湖西北岸至东南岸速度持续增强，最大风力在东南部甲处，由题干可知“气流由陆面经湖面时，因摩擦力减小，速度会持续增强”，所以甲处的风向是由西北部经过湖泊吹向东南部的，所以甲测站为西北风。选A项。同理丁处风向应为西北风，B错；甲处是风力最大处，C、D错。第2题，甲处风力较大是因为气流由陆面经湖面时，因摩擦力减小，速度会持续增大的缘故，摩擦力的大小，会产生风力大小的差异，A错，B对；由上题判断，该地为西北风，故该锋面应为冷锋天气系统，而冷锋过境后一般会出现大风、降温、气压上升等现象，C错；冷锋过境后，太湖天气转晴，气温降低，气压升高，丁处气压应该升高，D错。 (2016·福建莆田3月质检)下图示意局部区域某日海平面等压线分布。读图完成3～4题。 3．该日最可能是(A) A．大寒(1月21日前后) B．谷雨(4月21日前后) C．大暑(7月23日前后) D．霜降(10月23日前后) 4．该图所反映的天气现象是(C) A．海南岛受西南气流影响，迎风坡降水较多 B．福建各地普遍降雨，雾霾天气严重 C．冷锋正接近香港，未来数日天气转冷 D．台湾海峡西北季风强劲，海面风浪加大 解析：第3题，由图可知，该日我国大部分地区为高压控制，海洋上没有明显的低压系统，因此，应该是冬季，选A。第4题，据图可知，此时海南岛受偏北气流影响；福建部分位于冷锋锋前，不可能各地普遍降雨；冷锋由北向南移动正接近香港，未来数日天气转冷；台湾海峡位于冷锋锋前，等压线稀疏，风力不大。选C。 读东亚地区冬季某日海平面等压线分布图(单位：hPa)，回答5～6题。 5．从气压分布状况看，图中甲、乙两处之间最大气压差可能为(A) A．39 第四讲：盈亏问题（三） 公式： 1、一盈一亏：（盈+亏）÷（两次每人分配数的差）=份数 2、双盈：（大盈-小盈）÷（两次每人分配数的差）=份数 3、双亏：（大亏-小亏）÷（两次每人分配数的差）=份数 例一、用绳子测游泳池水深，绳子两折时，多余60厘米；绳子三折时，还差40厘米。求绳长和游泳池水深。 练习：1、小李拿一根绳子测水井的深度，绳子两折时，还余286厘米，绳子五折时，还差185厘米。问：绳子有多长？ 2、在桥上测量桥的高度。把绳长对折后垂到水面，还余4米；把绳长3折后垂到水面，还余1米。桥高多少米？绳长多少米？ 例二、小红家买来一篮桔子，分给全家人。如果其中二人每人分4只，其余每人分2只，还多出4只，如果一人分6只，其余每人分4只，又缺12只，小红家买来多少只桔子？小红家共有多少人？ 练习：少先队员去植树，如果每人挖5个树坑，还有3个树坑没人挖，如果其中2人各挖4个，其余的人各挖6个树坑，就恰好挖完所有树坑。少先队员一共挖了多少树坑？ 例三、一个学生从家到学校，先用每分钟50米的速度走2分钟后，感到如果这样走下去，他上课就要迟到8分钟。后来他改用每分钟60米的速度前进，结果早到5分钟，这个学生家到学校的距离是多少？ 练习：某人从A地到B地如果每分钟90米的速度走，那么要迟到5分钟；如果每分钟走100米，那么仍迟到3分钟。他应以每分钟多少米的速度走才能准时到达？ 例四、幼儿园将一筐苹果分给小朋友。如果分给大班的小朋友，每人5个余10个；如果分给小班的小朋友，每人8个缺2个。已知大班比小班多3个小朋友。这一筐苹果有多少个？ 【课堂练习】 1、五（4）班同学春游去划船，如果少租一条船，每条船上正好坐9个人，如果多租一条船，每条船上正好坐6个人，五（4）班有学生多少人？ 2、学校将一批钢笔奖给三好学生，若每人奖8支就缺11支；若每人奖7支就缺7支。问：这批钢笔有多少只？三好学生有多少人？ 3、同学们修补图书，若每人修5本，还剩5本，若其中两人各修4本，其余人就要各修6本，正好修完，这里有多少名同学？多少本书？ 4、李娟从家去学校，如果每分钟走60米，那么要迟到5分钟；如果每分钟走90米，那么能提前4分钟到。请问：李娟的家到学校的距离是多少米？ 5、大猴子采到一堆桃子，平均分给小猴吃，每只小猴分10个桃子，有两只小猴没分到，第二次重分，每只小猴8个桃子，刚巧分完。问一堆桃子有多少个？小猴有几只？ 【家庭作业】 1、学雷锋小组为学校搬砖。如果每人搬18块，还剩2块；如果每人搬20块，就有一位同学没砖可搬。问共有多少块砖？ 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.doczj.com/doc/00883420.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，【通用版】2019届高考地理二轮复习对点练：第1部分_专题二_大气运动_专题2_第2讲_逐题_含答案
第四讲：盈亏问题
电磁兼容原理与设计
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