?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。
?EMC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。
?EMC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
6、强烈的依赖于测量
Tips：最有用的
2dB = 3、lg2=0.3
3dB=4.77、lg3=0.477
电压电流乘20，功率乘10
dBm 表示法P rec=电缆增益+P source
?功能性干扰源与非功能性干扰源有什么区别？举例说明。
P49
功能性干扰源：指设备、系统在实现自身功能的过程中所产生的有用电磁能量对其他设备、系统造成干扰的用电装置，例如广播信号、雷达信号产生的干扰。
非功能性干扰源：指设备、系统在实现自身功能的过程中所产生的无用电磁能量对其他设备、系统造成干扰的用电装置，例如开关闭合断开产生电弧的放电干扰。
?什么是传导干扰与辐射干扰？骚扰主要通过什么途径传输（传播）。
P27
辐射干扰：由任何部件、天线、电缆或连接线辐射的电磁干扰
传导干扰：沿着导体附近传输的电磁干扰
辐射和传导
?怎样描述电磁骚扰的性质？
P53
描述：
1、频谱宽度
2、幅度或电平
3、波形
4、出现率
5、辐射骚扰的极化特性
6、辐射骚扰的方向特性
7、天线有效面积
?环境的电磁现象如何分类、怎样界定？
P56
分类：
低频现象、高频现象、静电放电
低频现象是指电磁骚扰频谱中低于9kHz分量占主要成分的情况
高频现象是指电磁骚扰频谱远大于9kHz分量占主要成分的情况
?举例说明应用辐射骚扰的极化特性解决干扰问题。
传导耦合
?传导耦合
?电基本振子与磁基本振子的概念
在分析骚扰源时，常常用到两个基本的骚扰源（天线）模型：长为l的电基本阵子（短线天线）以及半径为a的磁基本阵子（小圆环天线）
“短”和“小”是相对于其辐射的电磁波的波长λ而言的，即l?λ，a?λ。
?
近区场与远区场的概念、划分准则、特征
P82
当 kr>>1或r>>人/2π时
场点P 与源点的距离r 远大于波长，与这些点相应的区域称为远区。 场点P 与源点的距离r 远小于波长，与这些点相应的区域称为近区。 在近区场主要取决于分母中含的kr 的最低次项 在近区场主要取决于分母中含的kr 的最高次项
在远区，电、磁基本阵子的波阻抗均趋于媒质的波阻抗ZW ；
在近区，电基本阵子产生的电场占优势，在电磁兼容工程中称电基本振子的骚扰源模型为电场骚扰源； 在近区，磁基本阵子产生的磁场 占优势，在电磁兼容工程中称磁基本振子的骚扰源模型为磁场骚扰源。 在近区场中，由于波阻抗不是常数，必须分别考虑电场和磁场；
在远区场中，电场和磁场结合起来形成了平面电磁波 （具有媒质的波阻抗）；
当讨论平面电磁波的时候，假定电场、磁场处于远区场；当分开讨论电场、磁场时，认为电场、磁场处于近区场。
?
电流元长度和磁流元长度相同，哪一个辐射的电磁能大，比值是多少？
?
近场阻抗的概念、表达式、工程应用
P85
通常将空间某处的电场与磁场的横向分量的比值称为波阻抗Z W
E E Z H H φθ
φθ
==
电基本振子：
611(
)11EW
w
kr Z Z kr +=??+ ???
近区：2r λπ
<<
2w EW w Z Z Z kr r
λπ=
=
远区：
EW w Z Z =
磁基本振子：
在远区，电、磁基本阵子的波阻抗均趋于媒质的波阻抗ZW；
在近区，电基本阵子产生的电场占优势，在电磁兼容工程中称电基本振子的骚扰源模型为电场骚扰源；在近区，磁基本阵子产生的磁场占优势，在电磁兼容工程中称磁基本振子的骚扰源模型为磁场骚扰源。 辐射耦合的主要方式有哪些？详述之
P89
天线耦合
导线感应耦合
闭合回路耦合
孔缝耦合
问题四
?实现并行和系统的电磁兼容性设计，需要采取的技术措施如何分类，包含哪些内容。
P92
1、尽可能选用互相干扰最小、符合电磁兼容性要求的器件、部件、电路，并进行合理布局、装配、已组成设备或系统。
2、考虑形成电磁干扰的三要素，实施屏蔽、滤波、接地和搭接等技术以抑制和隔离电磁干扰。
?分析和解决电磁兼容性问题的一般方法有哪些？各有什么优缺点。
P92
问题解决法：在电路、设备和系统建立之前不专门考虑电磁兼容问题，而后根据出现的电磁兼容问题应用各种抑制干扰的技术去解决。由于设备和系统可能已经装配好，为解决问题可能要进行大量的拆卸和修改，也可能要进行重新设计，可能造成人力物力的浪费，延误电路设备和系统的研制周期，有可能会使性能下降。
规范法：这种方法在一定程度上可以预防电磁干扰的出现，比问题解决发法更加合理，但是标准和规范不是针对某一设备和系统制定，因此不一定能够解决问题。而且没有进行电磁兼容的分析和预测，有可能导致过量的预防储备，导致成本增加。
系统法：在设计阶段就用分析程序预测在设备系统中将要遇到的电磁干扰问题，并在设计、实验、制造、装配环节不断进行分析和预测，一般可以避免出现电磁干扰过量。
?抑制电磁骚扰的策略采用什么思维方法？
P94
主动预防、整体规划、对抗疏导相结合
?抑制电磁骚扰的方法如何分类？具体方法包含哪些技术措施。
P95
传输途径抑制：滤波、屏蔽、接地、搭接、布线
空间分离：地点位置、自然地形、方位角、电磁场矢量方向
时间分隔：时间公用准则、雷达脉冲同步、主动时间分隔、被动时间分隔
频域管理：频谱管制、滤波、频率调制、数字传输、光电转换
电器隔离：变压器隔离、光电隔离、继电器隔离、DC/DC变换、电动-发电机组
问题五
?何谓屏蔽？抑制何种类型的电磁骚扰。
P102
屏蔽：由导电或导磁材料制成的金属屏蔽体将电磁骚扰源限制在一定范围内
凡是通过空间传输的电磁骚扰可以采用屏蔽的方法抑制。
?静电屏蔽、交变电场的屏蔽、低频磁场的屏蔽、高频磁场的屏蔽、电磁屏蔽的原理及其应用
时的注意问题。
P102
静电屏蔽：完整的屏蔽导体和良好的接地
交变电场的屏蔽：采用接地良好的金属屏蔽体将骚扰源
低频磁场的屏蔽：利用铁磁材料的高磁导率对骚扰磁场进行分离；注意问题，磁导率越高、屏蔽罩越厚、磁阻越小则屏蔽效果越好。
用铁磁材料做的屏蔽罩，在垂直磁力线方向不应开口或者有缝隙。
铁磁材料的屏蔽不能用于高频磁场屏蔽。
高频磁场的屏蔽：利用磁感现象在屏蔽体表面所产生的涡流的反磁场达到屏蔽目的；注意问题：无需考虑屏蔽盒厚度；垂直涡流方向不应该有缝隙或开口，实际中应接地。
?屏蔽效果怎样定量表示？如何计算屏蔽效能。
P109
屏蔽系数：加屏蔽体后的感应电压与未加屏蔽的电压之比。
传输系数：存在屏蔽体时的电场强度与无屏蔽的电场（或磁场）强度之比
屏蔽效能：不存在屏蔽体时某处的电场强度与存在屏蔽体时同一处的电场强度之比，常用分贝表示。
SE E=20lg（E0/E S）
系数与效能互为倒数关系
?当屏蔽盒为长方形时，如何放置屏蔽盒，才能是其低频磁屏蔽效能最大？
P114
屏蔽盒为长方形时，应使长边平行于磁场方向，而短边垂直于磁场方向
?相同半径的球形屏蔽体，其高频、低频电场及磁场的屏蔽效果随频率如何变化。
P119
频率越高，吸收损耗越大。
平面波的反射损耗以频率一次方的速率减小，磁场的反射损耗以频率的一次方的速率增加，电场的反射损耗以频率的三次方的速率减小。
计算：
静磁场：无限长磁性材料屏蔽效能计算公式： 圆柱体腔壁厚度：t=b-a 平均半径R = (a+b)/2
]
)
()(1log[20)21log(200b a a b R t
SE r +-+=+=μμμ
低频磁场： 矩形截面盒：
220log(1)
r t SE a
μ=+ a 为垂直磁场方向边长
圆柱体：
20log(1)
2r e
t SE R μ=+
e R 为平均半径
球形：
220log(1)
3r e
t
SE r μ=+
问题六
?屏蔽体的屏蔽效能由什么损耗组成。利用屏蔽效能计算的解析方法，如何选择屏蔽体材料？P127 P128
吸收损耗、反射损耗
随着频率的增加，需要的屏蔽壳体厚度也越小
屏蔽材料的电导率越高，磁导率越低，反射损耗就越大
?比较常见孔缝的几何形状、线度对孔缝屏蔽效能的影响，如何设计孔缝的几何形状、线度以
降低电磁泄漏。
P131
孔隙的电磁泄漏与孔隙的最大线性尺寸、孔隙的数量和骚扰源的波长有密切关系；
随着频率的增高，孔隙电磁泄漏将更严重；
在相同面积情况下，缝隙比孔隙的电磁泄漏严重，矩形孔比圆形孔的电磁泄漏严重；
当缝隙长度接近工作波长时，缝隙就成为电磁波辐射器，即缝隙天线；
对于孔隙，要求其最大线性尺寸小于λ/5；对于缝隙，要求其最大线性尺寸小于λ/10，λ为最小工作波长。
带孔隙的金属板、金属网，对超高频以上的频率基本上没有屏蔽效果。因此超高频以上的频率需要采用截止波导管来屏蔽。
?举例阐述你在工程实践中抑制电磁泄漏的具体方法、效果和理论依据。
P139
?计算
?
为什么要进行接地设计，工程实践接地如何详细分类。
p156
接地技术是任何电子、电气设备或系统正常工作时必须采用的重要技术，它不仅是保护设施和人身安全的必要手段，也是抑制电磁干扰、保障设备或系统电磁兼容性、提高设备或系统可靠性的重要技术措施。接地一方面可引起接地阻抗干扰，另一方面良好的接地还可抑制干扰。
?
2.导体的直流电阻与交流电阻存在怎样的关系(p161)，为什么电磁兼容性设计中要求元器件
的引线尽可能的短(p156)。如何选择接地线(p163 p166)。
高频交流电阻与工作频率的平方根成正比AC DC R K R f =??
为了降低电路的地电位，每个电路的地线应尽可能短，以降低地线阻抗。
在高频时，由于集肤效应，高频电流只流经导体表面，即使加大导体厚度也不能降低阻抗。为了在高频时降低地线阻抗，通常要将地线和公共地镀银。
在导体截面积相同的情况下，为了减小地线阻抗，常用矩形截面导体做成接地导体带。
?
从系统的观点出发，如何进行接地设计？阐述单点接地、多点接地、混合接地、悬浮接地的特点和应用限制。
p164
单点接地适用于低频，多点接地适用于高频 频率在1MHz 以下可采用单点接地方式 频率高于10MHz 应采用多点接地方式
频率在1~10MHz 之间可以采用混合接地（在电性能上实现单点接地、多点接地混合使用） 如用一点接地，其地线长度不得超过λ/20，否则应采用多点接地
?地回路骚扰的成因，你遇到的地回路骚扰案例及排除方法。
P172
共地阻抗的共模干扰；
场对导线的共模干扰
接地电流的存在是产生接地干扰的根源:
导电耦合引起的接地电流
电容耦合形成的接地电流
电磁耦合形成的感应电流
金属导体的天线效应形成地电流
?抑制电磁骚扰，如何设计电缆屏蔽层的接地方式，为什么？
P169 P171
当电路有一个接地信号源与一个不接地的放大器连接时，连接电缆的屏蔽层接地应接至信号源的公共端
当电路有一个不接地信号源与一个接地的放大器连接时，连接电缆的屏蔽层接地应接至放大器的公共端
?如何选择多级电路的接地点，使参考地电位最小。
P175
一般来说，电子设备中的低电平级电路是受干扰的电路，因此接地点的选择应使低电平级电路受干扰最小。多极电路的接地点应选择在低电平级电路的输入端。
?抑制地回路骚扰的主要技术措施有哪些？
P176
信号回路隔离变压器
信号回路纵向扼流圈
信号线上使用磁环
在数据线路中使用光电耦合器或光纤
使用差分放大器
?简述隔离变压器抑制地回路骚扰的原理，应用注意事项。
P177
原理：电路1的输出信号经变压器耦合到电路2，地回路被隔离变压器阻隔
注意事项：不能传输直流信号，对低频信号影响较大。因此，对直流和低频信号电路不宜采用, 对低频干扰有较好的抑制能力。
?阐述纵向扼流圈抑制地回路骚扰的原理，选用原则。
P178
原理：对于流过接地线的共模干扰电流，流经两线电流方向相同,所产生的磁场相长，故扼流圈对回路干扰电流呈现高阻抗，起到抑制地回路的作用。
注意事项：纵向扼流圈的铁芯截面积应该足够大，以便有一定数量的不平衡直流流过时不致饱和。
?EMI滤波器的特点（p199）
1、电磁干扰滤波器往往在阻抗失配的条件下工作。
2、骚扰源的电平变化幅度大，有可能使电磁干扰滤波器出现饱和效应。
3、电磁骚扰源的频带范围很宽，其高频特性非常复杂，难以用集总参数电路来模拟滤波电路的高频特性。
4、工作频带内必须具有较高的可靠性。
?反射式滤波器的工作原理(p201)
原理：把不需要的频率成分的能量反射回信号源或者骚扰源，而让需要的频率成分的能量通过滤波器施加于负载，以达到选择和抑制信号的目的。
?吸收式滤波器的工作原理(p205)
吸收式滤波器：由有耗元件构成，将信号中不需要的频率分量的
能量消耗在滤波器中，而允许需要的频率分量通过。
?电源线滤波器的构成与设计(210)
为了抑制共模干扰和差模干扰，电源线滤波器由许多LC低通网络构成，分为共模滤波器和差模滤波器。
?滤波器安装需要考虑的问题(212)
1、位置: 取决于骚扰的入侵途径。
2、输入端引线与输出端引线的屏蔽隔离。
3、高频接地。滤波器应加屏蔽，其屏蔽体应良好接地，否则高频接地阻抗将直接降低高频滤波效果。因此，滤波
器的安装位置应尽量接近金属设备壳体的接地点，滤波器的接地线应尽量短。
4、搭接方法。一半将滤波器的屏蔽体外壳直接安装在设备的金属外壳上，以降低连接电阻。
5、电源线滤波器应安装在敏感设备或者屏蔽体的入口处，并对滤波器加以屏蔽。
?什么为标准(p220)？我国制定标准的原则和方法(p245)？
标准：一个一般性的导则或者预期要满足的准则
原则和方法：
1、积极采用国际标准和国外先进标准；
2、我国的EMC标准绝大多数引自国际标准；
3、大量系统间电磁兼容标准是根据我国自己的科研成果制定的。
?表述IEC电磁兼容性标准体系的构成(p225)
基础发射标准基础标准基础抗扰度标准
通用标准
通用发射标准通用抗扰度标准B类：居民
区、商业区、轻工业区A类：工业区产品标准
B类：居民
区、商业区、
轻工业区
A类：工业区
在基础标准、通用标准和产品标准三层次中，下一层次的标准通过引用上一个层次的标准来构成本层次标准的一部分。标准层次越低，规定越详细、明确，操作性就越强；反之米标准的包容性越强，使用范围越宽。
?简述国家EMC标准编号的形式，并举例(p245)
举例：GB4824-1995：GB代表强制性国家标准；4824代表工业、科学和医疗射频设备无线电干扰特性的测量方法和限值；1995代表制定年份。
GB/T17618-1998：GB/T代表推荐性国家标准；17618代表信息技术设备扰度限值和测量方法；1998代表制定年份。
?我国三军通用的军用EMC标准(p252)、美国最新军用EMC标准是什么(p251)？
三军通用的新的电磁兼容标准GJB151A-97和GJB152A-97。
MIL-STD-461E
?阐述GJB151A-97及GJB152A-97的频率范围要求？以及标准适应性的具体要求？
? 习题集
? 名词解释：
电磁兼容：略
传导干扰：沿着导体附近传输的电磁干扰。
辐射干扰：由任何部件、天线、电缆或连接线辐射的电磁干扰
电磁敏感性：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。 电磁环境：存在于给定场所的所有电磁现象的总和
电磁干扰：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：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。 电磁干扰安全系数：敏感度门限与出现在关键试验点或信号线上的干扰之比
? 如何根据近区场的波阻抗判断干扰源的性质，并给出干扰源的波阻抗表达式（10分）。
答：在近场（the near field ）中，波阻抗取决于源的性质和源到观察点的距离。如果源具有高电流、低电压（近场波阻抗小于媒质的波阻抗）的特性，那么近场中占优势的场是磁场。相反地，如果源具有低电流、高电压（近场波阻抗大于媒质的波阻抗）的特性，那么近场中占优势的场是电场。
在近场中，必须分别考虑电场和磁场，因为近区场的波阻抗不是常数。然而，在远场（the far field ）中，电场和磁场结合起来形成了平面电磁波（具有媒质的波阻抗）。
因为近区场的波阻抗表示式比较复杂，且电基本振子和磁基本振子的近区场的波阻抗表示式完全不同，所以我们分开讨论。
1． 电基本振子近场的波阻抗
电基本振子产生的辐射场的波阻抗定义为：φ
θ
H E Z W =
将
()()jkr
e kr j kr kr j Ilk E -?????
?-+=
32314sin πωε
θθ；
()jkr
e kr kr j Il k H -?????
?+=
2214sin π
θ
φ
两个式子带入上式，简化后得到下式：
()()
()[]
3
2
22/11/11/1/1/1kr j kr Z r jk r r jk k j Z W EW
-+=+---=ωε
所以波阻抗Z EW 的模为：
()()
2
6
/11/11kr kr Z Z W
EW ++=
对于近区场，πλ2/< ，在上式的分子和分母中，相对于kr /1的高次幂项而言1可以忽略，所以近区场 的波阻抗的模近似为： r Z kr Z Z W W EW πλ2/== 2． 磁基本振子近场的波阻抗 磁基本振子产生的辐射场的波阻抗定义为： θ φH E Z W = 将 jkr e r k r jk r IS H -??? ? ??-+=2231sin 4θπθ； jkr e r r jk ISk j E -?? ? ??+-=21sin 4θηπφ 两个式子带入上式，简化后得到下式： ()[]()[] 3 2 2 /11/11/1kr j kr kr Z Z W HW ++-- = 所以波阻抗的模为： () ()[]kr kr kr Z Z W HW /11/1/112 2 6 +-+= 对于磁基本振子的近区场，πλ2/< λ πr Z kr Z Z W W HW 2== 在近场区，电基本振子的波阻抗大于媒质的波阻抗，它产生的近区场中电场占优势，在电磁兼容性工程中，简单地称电基本振子的骚扰源模型为电场骚扰源；磁基本振子的波阻抗小于媒质的波阻抗，它产生的近区场中磁场占优势，在电磁兼容性工程中，简单地将其称为磁场骚扰源 ? 屏蔽同轴电缆一端与信号源相连，另一端与运算放大器相连，试说明在低频、高频情况下，屏 蔽同轴电缆的屏蔽层如何接地（10分）。 答：频率低于1MHz 时 电缆屏蔽层的接地一般采用一端接地方式，以防止骚扰电流流经电缆屏蔽层，使信号电路受到干扰。当电路有一个不接地的信号源与一个接地的放大器连接时，连接电缆的屏蔽层应接至放大器的公共端。当一个接地的信号源与一个不接地的放大器连接时，连接电缆的屏蔽层应接至信号源的公共端。 当频率高于1MHz 时或电缆长度超过信号波长的1/20时，常采用多点接地方式，以保证屏蔽层上的地电位，最常用的是两端接地。长电缆应在每隔1/10波长处接地一次。同轴电缆在高频时多点接地能提供一定的屏蔽作用。另外由于高频杂散电容的耦合会形成地环路，这时电缆屏蔽层通过杂散电容实际上已被接地。若用一个小电容代替杂散电容，则可形成混合接地（复合接地）。在高频时，小电容的阻抗变得很低，电路变成多点接地，所以这种接地方法对宽频带工作是有利的。 ? 什么是屏蔽？简述低频磁屏蔽的原理，应用低频磁屏蔽体时应注意什么（10分）。 答：屏蔽就是用导电或导磁材料制成的金属屏蔽体将电磁骚扰源限制在一定的范围内，使骚扰源从屏蔽体的一面耦合或当其辐射到另一面时受到抑制或衰减。 低频磁场屏蔽原理是利用铁磁材料的高磁导率对骚扰磁场进行分路。 注意要点： ①选用高磁导率材料，并要使屏蔽罩有足够的厚度，有时需用多层屏蔽。 ②用铁磁材料做的屏蔽罩在垂直磁力线方向不应开口或有缝隙。 ③铁磁材料的屏蔽不能用于高频磁场屏蔽。 ? 屏蔽抑制何种类型的电磁骚扰、屏蔽效果怎样定量表示？ 电场屏蔽：静电屏蔽、交变电场屏蔽 磁场屏蔽：静磁屏蔽、交变电场屏蔽 电磁场屏蔽 屏蔽效能：不存在屏蔽体时某处的电场强度与存在屏蔽体时同一处的电场强度之比，常用分贝表示。 SE E =20lg （E 0/E S ） ? 表述EMI 滤波器和信号滤波器的异同？叙述反射式EMI 滤波器与吸收式EMI 滤波器抑制电磁骚 扰的原理，及它们在EMC 工程应用中的注意问题（10分）。 答：EMI 滤波器是以能够有效抑制电磁干扰为目的的滤波器。信号滤波器是指能有效去除不需要的信号分量， 同时对被选择信号的幅度、相位影响最小的滤波器。两者既具有共同的特点，又具有不同点，相同点是：在一定的通频带内，滤波器的衰减很小，能量可以很容易地通过，在此通频带之外则衰减很大，抑制了能量的传输，因此凡与需要传输的信号频率不同的骚扰，都可以采用滤波器加以抑制。 EMI 滤波器与信号滤波器相比有如下几点不同： 1. EMI 滤波器往往在阻抗失配的条件下工作； 2. 骚扰源的电平变化幅度大，有可能使EMI 滤波器出现饱和效应； 3. 电磁骚扰源的频带范围很宽，其高频特性非常复杂，难以用集总参数电路来 模拟滤波电路的高频特性； 4. EMI 滤波器的工作频带必须具有较高的可靠性。 反射式滤波器的工作原理是把不需要的频率成分的能量反射回信号源或者骚扰源，而让需要的频率成分的能量通过滤波器施加于负载，以达到选择和抑制信号的目的。 注意问题：反射式滤波器的应用选择，由滤波器型式、源阻抗和负载阻抗之间的组合关系确定。使用电源干扰抑制滤波器时，遵循输入端、输出端最大限度失配原则，以求获得最佳抑制效果。 吸收式EMI 滤波器又名损耗滤波器。它将信号中不需要的频率分量的能量消耗在滤波器中（或被滤波器吸收），而允许需要的频率分量通过，来达到抑制干扰的目的。 注意问题：吸收式滤波器的缺点在于滤波器通带内有一定得插入损耗，这是由于吸收式滤波器中的有耗媒质引起的。因此，必须选择合适的损耗材料，合理的设计吸收式滤波器，以减小滤波器通带内的损耗。 ? 一台50Ω的信号发生器与输入阻抗为25Ω的信号测量仪相连，信号发生器指示的输出电平为 20dBm -，求信号测量仪的输入电压，以dB V μ为单位（15分）。 解： 20P dBm =-= 510-W=0.01mW 当20dBm -输出到50Ω负载上得到的电压为： out U == 22.36mV 所以此时开路电压（由于 50s L R R ==Ω）为： 一．填空 1．电磁干扰按传播途径可以分为两类：传导干扰和辐射干扰。构成电磁干扰的三要素是【干扰源】、【干扰途径】和【敏感单元】。抑制电磁干扰的三 大技术措施是【滤波】、【屏蔽】和【接地】。 8．辐射干扰的传输性质有：近场藕合及远场藕合。 传导干扰的传输性质有电阻藕合、电容藕合及电感藕合。 什么是传导耦合？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） 2.辐射干扰源数学模型的基本形式包括电流源和磁流源辐射。或辐射干扰源 可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射 3.如果近场中，源是电场骚扰源，那么干扰源具有小电流、大电压的特点。6．屏蔽效能SE 分别用功率密度、电场强度和磁场强度来描述应为10logP1/P2 ，20logH1/H2 ，20logU1/U2 。 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。 7．反射滤波器设计时，应使滤波器在通带内呈低的串联阻抗和高并联阻抗。 13 ．常见的电阻藕合有哪些? (1) 公共地线阻抗产生的藕合干扰。 (2) 公共电源内阻产生的藕合干扰。 (3) 公共线路阻抗形成的藕合干扰。 9．双绞线多用于高频工作范围，在单位长度线长中互绞圈数越多，消除噪声效果越好。在额定互绞圈数中，频率越高屏蔽效果越好。 10 ．反射滤波器设计时，应使滤波器在阻带范围，其并联阻抗应很小而串联阻抗 则应很大。 11 ．100V= 40 dBV= 40000 dBmV 。 12 ．一般滤波器由电容滤波器和电感滤波器构成。 13 ．减小电容耦合干扰电压的有效方法有三种：减小电流强度、减小频率、 减小电容。 14 ．金属板的屏蔽效能SE(dB) 包括吸收损耗、反射损耗和多次反射损耗 三部分。 15 ．传导敏感度通常用电压表示、辐射敏感度可以用电场，或V/m 表示。 17 ．信号接地的三种基本概念是多点、单点和浮地。 18 ．（1）静电的产生有摩擦、碰撞分离带电和感应带电。 （2））术语解释：静电放电（答：静电放电是指静电积累到一定程度，产生 很强的电场，找到合适的路径二产生的放电现象 （3））静电放电需要满足三个要素，“不”属于静电放电三要素的是P58 【三要素：积累一定电荷、放电途径、静电敏感器件 （4））静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】。 （5））CMOS 集成芯片很容易受严重的静电影响 19 ．硬件技术法、软件技术法、软硬件结合法是计算机电磁兼容性设计的 三种方法，其中软件技术法是计算机电磁兼容性设计特有的方法。 20 ．一般辐射源依其特性可分为电压源和电流源，电压源在近场为高阻抗场，电流源 在近场为低阻抗场场，近场和远场的粗略划分为，当r 0.15915 λ时为远区场。 辐射近区场场点与源点之间的距离及和干扰源的工作波长λ的关系是r＜0.15915 λ 电磁兼容考试试卷答案 2009--2010学年一学期时间110分钟日期2009年12月29日 电磁兼容及应用课程 32 学时 2 学分考试形式：闭卷 专业年级：自动化2006级总分100分，占总评成绩 70 % 一、填空题（本题30分，每小题1分） 1、电磁干扰的三要素是（干扰源）、（传输通道）、（敏感体）。 2、国际电磁兼容技术标准体系分为（基础标准）、（通用标准）、（产品标准）和系统间电磁标准等4 类。 3、2001年，我国发布（CCC）认证，对相应产品的安全性、电磁兼容性等作了详细规定。 4、当某系统的输入功率等于输出功率的10倍时，也就是说系统对信号衰减了（20）dB。 5、分析传导干扰通道低频特性多采用（集总）参数电路模型，而分析其高频特性则采用（分布）参 数电路模型。 6、两导线的干扰电流振幅相近、相位相同的称为（共模）干扰，干扰电流振幅相等、相位相反的称 为（差模）干扰。 7、研究辐射干扰源数学模型是一般归纳为（电偶极子）辐射和（磁偶极子）辐射两大类。 8、低频磁场屏蔽主要是利用高（导磁）材料对干扰磁场进行（分路）；高频磁场屏蔽则采用低（电阻 抗）材料在屏蔽体表面产生（涡流）的屏蔽目的。 9、按照频率特性进行分类，常见的滤波器包括（低通）、（高通）、（带通）和（带阻）等4类。 10、根据滤波原理进行分类，（反射式）滤波器一般由电抗元件构成，对干扰建立串联高阻抗和 并联低阻抗；（吸收式）滤波器采用铁氧体等有耗元件，通过（吸收）不需要的频率成分能量达到抑制干扰的目的。 11、扼流圈由两个（匝数）相同和（绕向）相同的绕组组成，对地回路干扰电流呈高阻抗作用。 12、电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。 二、简答题（本题20分，每小题5分） 13、简述电磁兼容的基本概念。 答：电气及电子设备在共同的电磁环境中能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又互不干扰，达到“兼容”状态。或者说，电子电路、设备、系统互相不影响，从电磁角度具有相容性的状态。 14、简述安全接地的基本概念。 答：安全接地又称保险接地，它采用低阻抗的导体将用电设备的外壳连接到大地上，使操作人员不致因设备外壳漏电或静电放电而发生触电危险。安全接地也包括建筑物、输电线导线、高压电力设备的接地，其目的是为了防止雷电放电造成设施破坏和人身伤亡。 15、简述对消式有源滤波器的基本原理。 答：对消式有源滤波式能产生与干扰源幅值大小相同、方向相反的输出电流，通过高增益反馈电路将电磁干扰对消掉，达到滤除掉流向被干扰对象的干扰电流的目的。 16、简述各波段无线电波的特性和用途。 答：长波，衍射性强，能够紧靠着地面表面传播到地平线视角以下，适用于导航和固定业务；中波，也具备沿着地表传播的能力，但受地面性质，如地貌、地物等影响较大，适用于导航、广播、固定业务和移动业务；短波，又称天波，由于障碍高度比波长大，因而电波在地面上不绕射，而是按直线传播，但能够在地面与电离层之间来回反射传播至较远的地方，适用于导航、广播、固定业务、移动业务等；微波， 一、 填空题（每题2分，共10题） 1、 1、 对模拟信号（一维信号，是时间的函数）进行采样后，就是 信号，再 进行幅度量化后就是 信号。 2、 2、 )()]([ω j e X n x FT =，用)(n x 求出)](Re[ω j e X 对应的序列 为 。 ３、序列)(n x 的N 点DFT 是)(n x 的Z 变换在 的N 点等间隔采样。 ４、)()(5241n R x n R x ==，只有当循环卷积长度L 时，二者的循环卷积等于线性卷积。 ５、用来计算N ＝16点DFT ，直接计算需要_________ 次复乘法，采用基2FFT 算法，需要________ 次复乘法，运算效率为__ _ 。 ６、FFT 利用 来减少运算量。 ７、数字信号处理的三种基本运算是： 。 ８、FIR 滤波器的单位取样响应)(n h 是圆周偶对称的，N=6， 3)3()2(2 )4()1(5.1)5()0(======h h h h h h ，其幅度特性有什么特性？ ，相位有何特性？ 。 ９、数字滤波网络系统函数为 ∑=--= N K k k z a z H 111)(，该网络中共有 条反馈支路。 １０、用脉冲响应不变法将)(s H a 转换为)(Z H ，若)(s H a 只有单极点k s ，则系统)(Z H 稳定的条件是 （取s T 1.0=）。 二、 选择题（每题3分，共6题） 1、 1、 )6 3()(π-=n j e n x ，该序列是 。 A.非周期序列 B.周期 6π = N C.周期π6=N D. 周期π2=N 2、 2、 序列 )1()(---=n u a n x n ，则)(Z X 的收敛域为 。 A. a Z < B. a Z ≤ C. a Z > D. a Z ≥ 3、 3、 对)70()(≤≤n n x 和)190()(≤≤n n y 分别作20点DFT ，得)(k X 和)(k Y ， 19,1,0),()()(Λ=?=k k Y k X k F ，19,1,0)],([)(Λ==n k F IDFT n f ， n 在 范围内时，)(n f 是)(n x 和)(n y 的线性卷积。 A.70≤≤n B.197≤≤n C.1912≤≤n D.190≤≤n 4、 4、 )()(101n R n x =，) ()(72n R n x =，用DFT 计算二者的线性卷积，为使计算量尽可 能的少，应使DFT 的长度N 满足 。 A.16>N B.16=N C.16 (适应专业：楼宇智能化工程技术) 一．单项选择 1．世界上第一台PLC生产于（ c ） A．1968年德国 B．1967年日本 C．1969年美国 D． 1970年法国 2．世界上第一代PLC所在的年代是（），其特点主要为（）。 A．1973-1980，8位CPU．磁芯存储器 B．1969-1972，1位CPU．磁芯存储器 C．1981-1983，16位CPU．半导体存储器 D．1968-1973，4位CPU．磁芯存储器 3．世界上第二代PLC所在的年代是（），其特点主要为（）。 A．1973-1975，8位CPU．半导体存储器 B．1969-1972，1位CPU．磁芯存储器 C．1981-1983，16位CPU．磁芯存储器 D．1972-1976，4位CPU．半导体存储器 4．世界上第三代PLC所在的年代是（），其特点主要为（）。 A．1973-1975，8位CPU．半导体存储器 B．1969-1972，8位CPU．磁芯存储器 C．1976-1983，8．16位CPU．半导体存储器 D．1983-1999，16．32位CPU．闪存技术应用 5.使用16位．32位高性能微处理器，而且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理是（）PLC的突出特点。 A．第五代B．第二代C．第三代D．第四代 6． PLC英文名称的全称是（） A．programming logic controller B．programmable logical controller C．programmer logical controller D．programing logic controller 7.下列不属于PLC硬件系统组成的是（） A.中央处理单元 B.输入输出接口 C.用户程序 O扩展接口 8. 下列不属于PLC硬件系统组成的是（） A. 用户程序 B.输入输出接口 C. 中央处理单元 D.通讯接口 9．PLC的系统程序不包括（） A.管理程序 B.供系统调用的标准程序模块 C.用户指令解释程序 D.开关量逻辑控制程序 10. 以下哪条不是系统管理程序的主要功能( ) A系统自检 B 运行时序分配管理 C 程序执行 D 存储空间分配管理 11. PLC的工作方式是( ) 。 A 等待工作方式 B 中断工作方式 C 扫描工作方式 D 循环扫描工作方式 12. 在扫描输入阶段，PLC将所有输入端的状态送到( )保存。 A 输出映象寄存器 B变量寄存器 C 内部寄存器 D 输入映象寄存器 13. 通讯能力是指PLC与PLC．PLC与计算机之间的( ) 能力 A.数据交换 B．数据运算 C．数据传送D．数据传送及交换 14. PLC模块化结构的特点是（） A．拆卸容易，占地小 B．检修方便，易更换 C．易于编程，占地方小 D．利于维护，功能扩充方便 一、填空题（每空1分, 共10分） 1．序列()sin(3/5)x n n π=的周期为 。 2．线性时不变系统的性质有 律、 律、 律。 3．对4()()x n R n =的Z 变换为 ，其收敛域为 。 4．抽样序列的Z 变换与离散傅里叶变换DFT 的关系为 。 5．序列x(n)=(1，-2，0，3；n=0，1，2，3), 圆周左移2位得到的序列为 。 6．设LTI 系统输入为x(n) ，系统单位序列响应为h(n)，则系统零状态输出y(n)= 。 7．因果序列x(n)，在Z →∞时，X(Z)= 。 答案： 1.10 2.交换律，结合律、分配律 3. 4 11,01z z z --->- 4. k N j e Z π2= 5.{0，3，1，-2; n=0,1,2,3} 6.()()()y n x n h n =* 7. x(0) 二、单项选择题（每题2分, 共20分） 1．δ(n)的Z 变换是 （ a ） A.1 B.δ(ω) C.2πδ(ω) D.2π 2．序列x 1（n ）的长度为4，序列x 2（n ）的长度为3，则它们线性卷积的长度是 （ c ） A. 3 B. 4 C. 6 D. 7 3．LTI 系统，输入x （n ）时，输出y （n ）；输入为3x （n-2），输出为 （ b ） A. y （n-2） B.3y （n-2） C.3y （n ） D.y （n ） 4．下面描述中最适合离散傅立叶变换DFT 的是 （ d ） A.时域为离散序列，频域为连续信号 B.时域为离散周期序列，频域也为离散周期序列 C.时域为离散无限长序列，频域为连续周期信号 D.时域为离散有限长序列，频域也为离散有限长序列 5．若一模拟信号为带限，且对其抽样满足奈奎斯特条件，理想条件下将抽样信号通过 即可完 全不失真恢复原信号 （ a ） A.理想低通滤波器 B.理想高通滤波器 C.理想带通滤波器 D.理想带阻滤波器 6．下列哪一个系统是因果系统 （ b ） A.y(n)=x (n+2) B. y(n)= cos(n+1)x (n) C. y(n)=x (2n) D.y(n)=x (- n) 7．一个线性时不变离散系统稳定的充要条件是其系统函数的收敛域包括 （ c ） A. 实轴 B.原点 C.单位圆 D.虚轴 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。 8．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？ 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骚扰的能力。或者说，电磁兼容是指电子线路、设备、系统相互不影响，从电磁角度具有相容性的状态。 2．电磁屏蔽的基本概念和原理？ 答：电磁屏蔽是以某种材料（导电体或导磁体）制成的屏蔽壳体，将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即其内的电磁场不能越出这一区域，而外来的辐射电磁场不能进入这一区域（或者进入该区域的电磁能量将受到很大的衰减）。 3．高频、低频磁场屏蔽措施的主要区别？ 答：（1）高频磁场屏蔽采用低电阻率的良导体材料，如铜、铝等。其屏蔽原理是利用电磁感应现象在屏蔽体表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目的。 （2）低频磁场屏蔽常用高磁导率的铁磁材料，如铁、硅钢片坡莫合金。其屏蔽原理是利用铁磁材料的高磁导率对干扰磁场进行分路。 4．接地的基本概念和作用？ 答：（1）接地是指系统的某一选定点与某个接地面之间建立低阻的导电通路。 江 苏 大 学 试 题 课程名称 数字信号处理 开课学院 使用班级 考试日期 江苏大学试题第2A页 江苏大学试题第3A 页 江苏大学试题第页 一、填空题：（每空1分，共18分） 8、 数字频率ω是模拟频率Ω对采样频率s f 的归一化，其值是 连续 （连续还是离散？）。 9、 双边序列z 变换的收敛域形状为 圆环或空集 。 10、 某序列的DFT 表达式为∑-== 10 )()(N n kn M W n x k X ，由此可以看出，该序列时域的长度为 N ， 变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是 M π 2 。 11、 线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为2 52) 1(8)(22++--=z z z z z H ，则系统的极点为 2,2 1 21-=-=z z ；系统的稳定性为 不稳定 。系统单位冲激响应)(n h 的初值4)0(=h ； 终值)(∞h 不存在 。 12、 如果序列)(n x 是一长度为64点的有限长序列)630(≤≤n ，序列)(n h 是一长度为128点的有限长 序列)1270(≤≤n ，记)()()(n h n x n y *=（线性卷积），则)(n y 为 64+128-1＝191点 点的序列，如果采用基FFT 2算法以快速卷积的方式实现线性卷积，则FFT 的点数至少为 256 点。 13、 用冲激响应不变法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时，模拟频率Ω与数字频率ω之间的映射变换 关系为T ω = Ω。用双线性变换法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时，模拟频率Ω与数字频率ω之 间的映射变换关系为)2tan(2ωT = Ω或)2 arctan(2T Ω=ω。 当线性相位FIR 数字滤波器满足偶对称条件时，其单位冲激响应)(n h 满足的条件为)1()(n N h n h --= ， 电磁兼容EMC设计及测试技巧 摘要：针对当前严峻的电磁环境，分析了电磁干扰的来源，通过产品开发流程的分解，融入电磁兼容设计，从原理图设计、PCB设计、元器件选型、系统布线、系统接地等方面逐步分析，总结概括电磁兼容设计要点，最后，介绍了电磁兼容测试的相关内容。 当前，日益恶化的电磁环境，使我们逐渐关注设备的工作环境，日益关注电磁环境对电子设备的影响，从设计开始，融入电磁兼容设计，使电子设备更可靠的工作。 电磁兼容设计主要包含浪涌（冲击）抗扰度、振铃波浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、工频电源谐波抗扰度、静电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导骚扰、辐射骚扰、射频场感应的传导抗扰度等相关设计。 电磁干扰的主要形式 电磁干扰主要是通过传导和辐射方式进入系统，影响系统工作，其他的方式还有共阻抗耦合和感应耦合。 传导：传导耦合即通过导电媒质将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较低的部分(低于 30MHz)。在我们的产品中传导耦合的途径通常包括电源线、信号线、互连线、接地导体等。 辐射：通过空间将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上，属频率较高的部分(高于30MHz)。辐射的途径通过空间传递，在我们电路中引入和产生的辐射干扰主要是各种导线形成的天线效应。 共阻抗耦合：当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗时出现的相互干扰。在电源线和接地导体上传导的骚扰电流，多以这种方式引入到敏感电路。 感应耦合：通过互感原理，将在一条回路里传输的电信号，感应到另一条回路对其造成干扰。分为电感应和磁感应两种。 对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策：传导采取滤波（如我们设计中每个IC的片头电容就是起滤波作用），辐射干扰采用减少天线效应（如信号贴近地线走）、屏蔽和接地等措施，就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力，也可以有效的降低对外界的电磁干扰。 电磁兼容设计 对于一个新项目的研发设计过程，电磁兼容设计需要贯穿整个过程，在设计中考虑到电磁兼容方面的设计，才不致于返工，避免重复研发，可以缩短整个产品的上市时间，提高企业的效益。 一个项目从研发到投向市场需要经过需求分析、项目立项、项目概要设计、项目详细设计、样品试制、功能测试、电磁兼容测试、项目投产、投向市场等几个阶段。 在需求分析阶段，要进行产品市场分析、现场调研，挖掘对项目有用信息，整合项目发展前景，详细整理项目产品工作环境，实地考察安装位置，是否对安装有所限制空间，工作环境是否特殊，是否有腐蚀、潮湿、高温等，周围设备的工作情况，是否有恶劣的电磁环境，是否受限与其他设备，产品的研制成功能否大大提高生产效率，或者能否给人们的生活或工作环境带来很大的方便，操作使用方式能否容易被人们所 EDP电磁兼容设计平台专注EMC解决方案，规范EMC设计流程； 打造智能化的EMC设计平台。 1、企业面临的EMC设计应用现状 ?投入成本高，解决问题周期长；为解决产品EMC问题，不断进行测试验证， 反复的进行改版设计。 ?企业设计人员EMC知识储备不全面；解决EMC问题往往靠设计人员过去的 工作经验。 ?EMC设计流程不规范，EMC设计没有参透于电子产品开发过程各个阶段（总 体方案阶段、设计阶段、开发阶段、测试阶段、认证阶段等）。 ?公司技术文献和多年积累的产品开发经验不能良好的共享、消化，没有一个 系统将公司无形的技术经验转化为有形的产品开发技术要求。 2、企业面临的EMC问题 ?激烈的产品竞争要求企业开发的产品有更高的品质。 ?快速的市场变化要求企业有更高的产品开发效率。 ?高规格的EMC认证和EMC设计技术要求企业有更高的产品开发能力。 ?规范化的企业文化要求有更高效的产品开发流程。 3、EDP电磁兼容设计平台优势 ?赛盛技术多位专家10多年的经验融合荟萃； ?赛盛技术多项产品电磁兼容设计专利技术； ?智能化标准化项目管理设计平台 ?几十种典型接口电磁兼容解决方案； ?上百种PCB层叠电磁兼容设计方案； ?完整的电磁兼容布线设计规则； ?完整的结构屏蔽电磁兼容设计方案； ?多行业电缆与连接器电磁兼容解决方案； ?多行业、近百个产品实际电磁兼容设计验证与经验总结; 4、EMC设计平台介绍 利用计算机技术，整合人工智能、数据库、互联网等开发手段，对于现有的电磁兼容技术资源（包括各种设计规则，解决方案等）以及企业产品研发积累的技术检验等进行全面的管理和应用，实现现阶段对于企业电磁兼容的研发流程规范化和研发工程师电磁兼容设计的技术支持和辅助开发；未来电磁兼容专家系统一提供智能化技术支持（包括产品开发电磁兼容风险评估功能，自动检查和纠正电磁兼容设计功能、产品设计系统仿真和功能电路仿真等）为主要目标和发展方向。 电磁兼容设计平台：主要包括PCB设计、原理图设计、结构设计、电缆设计等四部分组成；系统依据用户设计要求和EMC设计要素，智能化输出相应的产品PCB设计方案、产品原理图设计方案、产品结构设计方案、产品电缆设计方案，然后用户依据产品信息保存方案（方案为标准技术设计模板，内容依据设计内容自动生成格式化的文件）。 使用电磁兼容设计(EDP)软件,会让我们很轻松的完成这些复杂困难的工作，用户输入产品产品设计的相关要素，软件就能够智能化输出产品EMC设计方案。 不管企业之前是否有电磁兼容设计经验？是否有电磁兼容设计规范？是否有电磁兼容标准化设计流程？是否有电磁兼容技术专家？企业在应用EDP软件后,EDP软件能够快速帮助企业解决以下方面问题： 1、快速提升企业产品电磁兼容性能：系统一旦使用上就能够快速地指导企业产品进行电磁兼容有效的设计工作，迅速提升企业产品的电磁兼容性能； 2、能够解决企业多型号产品同时开发，技术专家资源不够使用的情况：智能化的软件可以同时多款多个型号产品，不用设计阶段并行进行开发；能够在很短的时间内给出相应的设计方案，结合产品设计要求指导设计人员进行设计，不耽误产品由于专家资源不足而造成正常设计进度延误； 3、提高产品研发人员EMC技术设计水平：由于有规范化、标准化的方案输出，设计人员在进行新产品开发的时候，能够参考、学习标准化的技术方案；提升自身EMC设计知识水平，减少后期类似设计问题； EDP软件在手,EMC设计得心应手! 《PLC与控制技术》课程试题库 (适应专业：楼宇智能化工程技术) 一．单项选择 1．世界上第一台PLC生产于（c ） A．1968年德国B．1967年日本 C．1969年美国D．1970年法国 2．世界上第一代PLC所在的年代是（），其特点主要为（）。 A．1973-1980，8位CPU．磁芯存储器 B．1969-1972，1位CPU．磁芯存储器 C．1981-1983，16位CPU．半导体存储器 D．1968-1973，4位CPU．磁芯存储器 3．世界上第二代PLC所在的年代是（），其特点主要为（）。 A．1973-1975，8位CPU．半导体存储器 B．1969-1972，1位CPU．磁芯存储器 C．1981-1983，16位CPU．磁芯存储器 D．1972-1976，4位CPU．半导体存储器 4．世界上第三代PLC所在的年代是（），其特点主要为（）。 A．1973-1975，8位CPU．半导体存储器 B．1969-1972，8位CPU．磁芯存储器 C．1976-1983，8．16位CPU．半导体存储器 D．1983-1999，16．32位CPU．闪存技术应用 5.使用16位．32位高性能微处理器，而且在一台PLC中配置多个微处理器，进行多通道处理是（）PLC的突出特点。 A．第五代B．第二代C．第三代D．第四代 6．PLC英文名称的全称是（） A．programming logic controller B．programmable logical controller C．programmer logical controller D．programing logic controller 7.下列不属于PLC硬件系统组成的是（） A.中央处理单元 B.输入输出接口 C.用户程序O扩展接口 8. 下列不属于PLC硬件系统组成的是（） A. 用户程序 B.输入输出接口 C. 中央处理单元 D.通讯接口 9．PLC的系统程序不包括（） A.管理程序 B.供系统调用的标准程序模块 C.用户指令解释程序 D.开关量逻辑控制程序 10. 以下哪条不是系统管理程序的主要功能( ) A系统自检 B 运行时序分配管理 C 程序执行 D 存储空间分配管理 11. PLC的工作方式是( ) 。 A 等待工作方式 B 中断工作方式 C 扫描工作方式 D 循环扫描工作方式 一、 填空题（每题2分，共10题） 1、 1、 对模拟信号（一维信号，是时间的函数）进行采样后，就是 信号，再 进行幅度量化后就是 信号。 2、 2、 )()]([ω j e X n x FT =，用)(n x 求出)](Re[ω j e X 对应的序列 为 。 ３、序列)(n x 的N 点DFT 是)(n x 的Z 变换在 的N 点等间隔采样。 ４、)()(5241n R x n R x ==，只有当循环卷积长度L 时，二者的循环卷积等于线性卷积。 ５、用来计算N ＝16点DFT ，直接计算需要_________ 次复乘法，采用基2FFT 算法，需要________ 次复乘法，运算效率为__ _ 。 ６、FFT 利用 来减少运算量。 ７、数字信号处理的三种基本运算是： 。 ８、FIR 滤波器的单位取样响应)(n h 是圆周偶对称的，N=6， 3)3()2(2 )4()1(5 .1)5()0(======h h h h h h ，其幅 度特性有什么特性？ ，相位有何特性？ 。 ９、数字滤波网络系统函数为 ∑=--= K k k z a z H 111)(，该网络中共有 条反馈支路。 １０、用脉冲响应不变法将)(s H a 转换为)(Z H ，若)(s H a 只有单极点k s ，则系统)(Z H 稳定的条件是 （取s T 1.0=）。 二、 选择题（每题3分，共6题） 1、 1、 )6 3()(π-=n j e n x ，该序列是 。 A.非周期序列 B.周期 6π = N C.周期π6=N D. 周期π2=N 2、 2、 序列)1()(---=n u a n x n ，则)(Z X 的收敛域为 。 A.a Z < B.a Z ≤ C.a Z > D.a Z ≥ 3、 3、 对)70() (≤≤n n x 和)190()(≤≤n n y 分别作20点DFT ，得)(k X 和)(k Y ， 19,1,0),()()( =?=k k Y k X k F ，19,1,0)],([)( ==n k F IDFT n f ， n 在 范围内时，)(n f 是)(n x 和)(n y 的线性卷积。 A.70≤≤n B.197≤≤n C.1912≤≤n D.190≤≤n 4、 4、 )()(101n R n x =，)()(72n R n x =，用DFT 计算二者的线性卷积，为使计算量尽可 能的少，应使DFT 的长度N 满足 。 A.16>N B.16=N C.16 《电磁兼容原理与技术》考试卷 姓名学号学院年级专业 题号 一 二 三 总分 评分人 题分 得分 本试卷共3页，满分100分，考试时间150分钟 一、名词解释(每个5分) 1. 电磁兼容三要素 电磁干扰源、敏感设备(受扰设备)、以及在干扰源与敏感设备之间传递干扰的途径(介质)，就是电磁兼容三要素。电磁兼容就是围绕这三要素进行的。 2. 差模干扰与共模干扰 由信号线与地线形成的回路，在信号线与地线上产生的干扰电压和电流，在信号线上产生的干扰和在地线上所形成的干扰，具有不同的极性，所以叫差模干扰。 共模干扰：在信号线与公共地，地线与公共地之间产生的干扰，两个干扰电压极性相同，干扰电流方向相同，所以叫共模干扰。 3 比吸收率；英文缩写SAR(Special Absorption Rate)，指单位质量生命体所吸收的电磁功率密度SAR= (单位：W/kg) 4. 抗扰度：电子电器产品、设备保持自己正常工作状态能够容忍的最大电磁干扰强度，分为辐射抗扰度和传导抗扰度两种。通过专用仪器，可以测出产品的辐射抗扰度和传导抗扰度。 5. CCC认证 是Compulsory Certification of China 的缩写, 即：中国强制认证标准的标志。根据这个标准，电子电器产品性能必须符合电磁兼容标准的要求，才允许生产和销售。该标准于2002年5月1日正式实施。 6. 辐射耦合 辐射耦合是指雷电电磁脉冲能量以电磁场形式耦合到接收器具体有空间电磁波至接收天线的耦合、空间电磁波对电缆的耦合、电缆对电缆的耦合等 二、问答题(每小题6分) 1. 画出电容、电感的实际等效电路与幅频特性，并加以分析说明。 电容和电感在高频情况下，不再只是单一元件，而是转变成两个或三个基本元件的串联或并联。 理想电容的频率特性，是随着频率的增高，阻抗线性下降；而实际电容器的频率特性是，随着频率的增加，总阻抗在下降到某一最小值后，开始随着频率增加而增大，感抗起主要作用。 数字信号处理试题及答案 一、填空题:(每空1分,共18分) 1、 数字频率ω就是模拟频率Ω对采样频率s f 的归一化,其值就是 连续 (连续还就是离 散？)。 2、 双边序列z 变换的收敛域形状为 圆环或空集 。 3、 某序列的 DFT 表达式为∑-==1 0)()(N n kn M W n x k X ,由此可以瞧出,该序列时域的长度为 N ,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔就是 M π 2 。 4、 线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为2 52) 1(8)(22++--=z z z z z H ,则系统的极点为 2,2 1 21-=-=z z ;系统的稳定性为 不稳定 。系统单位冲激响应)(n h 的初值 4)0(=h ;终值)(∞h 不存在 。 5、 如果序列)(n x 就是一长度为64点的有限长序列)630(≤≤n ,序列)(n h 就是一长度为128 点的有限长序列)1270(≤≤n ,记)()()(n h n x n y *=(线性卷积),则)(n y 为 64+128-1＝191点 点的序列,如果采用基FFT 2算法以快速卷积的方式实现线性卷积,则FFT 的点数至少为 256 点。 6、 用冲激响应不变法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时,模拟频率Ω与数字频率ω之间的 映射变换关系为T ω = Ω。用双线性变换法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时,模拟频率Ω 与数字频率ω之间的映射变换关系为)2 tan(2ω T =Ω或)2arctan(2T Ω=ω。 7、当线性相位 FIR 数字滤波器满足偶对称条件时,其单位冲激响应)(n h 满足的条件为 )1()(n N h n h --= ,此时对应系统的频率响应)()()(ω?ω ωj j e H e H =,则其对应的相位函数为 ωω?2 1 )(-- =N 。 8、请写出三种常用低通原型模拟滤波器 巴特沃什滤波器 、 切比雪夫滤波器 、 椭圆滤波器 。 二、判断题(每题2分,共10分) 1、 模拟信号也可以与数字信号一样在计算机上进行数字信号处理,只要加一道采样的工序就可 以了。 (╳) 结构件电磁兼容设计规范 目 次 117.3.2 示例 (11) 7.3.1 编码描述规定 (10) 7.3 屏蔽材料的编码描述 (10) 7.2.3 示例 (10) 7.2.2 标注说明 (10) 7.2.1 绘图和标注规定 (10) 7.2 屏蔽材料的绘图和标注 (9) 7.1 屏蔽材料命名规则 (9) 7. 屏蔽材料 (8) 6.5.2 滤波器的安装 (8) 6.5.1 线缆的屏蔽措施 (8) 6.5 线缆的屏蔽 (7) 6.4.3 其他孔洞的屏蔽 (6) 6.4.2 通风孔的屏蔽 (6) 6.4.1 孔洞屏蔽效能影响因素 (6) 6.4 孔洞的屏蔽 (5) 6.3 缝隙的屏蔽 (4) 6.2 屏蔽方案的选择 (4) 6.1 屏蔽设计的基本原则 (4) 6. 结构件屏蔽设计指引 (3) 5.4 成本控制 (3) 5.3 屏蔽效能等级的确定 (2) 5.2 屏蔽效能测试标准 (2) 5.1 屏蔽效能等级的划分 (2) 5. 结构件屏蔽效能等级 (2) 4. 结构件电磁兼容设计程序要求 (1) 3. 术语 (1) 2. 引用标准 (1) 1. 范围................................................................. 129. 标识 (12) 8.3 地线的屏蔽 (12) 8.2 防静电设计 (11) 8.1 接地线 (11) 8. 接地 (11) 7.4 屏蔽材料选用原则................................................... 结构件电磁兼容设计规范 1. 范围 本规范规定了结构件电磁兼容设计（主要是屏蔽和接地）的设计指标、设计原则和具体设计方法。 本规范适应于结构设计人员进行结构件的电磁兼容设计，目的是规范机电协调中电磁兼容方面的内容，指导结构设计人员正确地选择方案和进行详细设计。 2. 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GJB 1046 《舰船搭接、接地、屏蔽、滤波及电缆的电磁兼容性要求和方法》 GJB 1210 《接地、搭接和屏蔽设计的实施》 GJB/z 25 《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽设计指南》 MIL-HDBK-419 《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽》 IEC 61587-3 （草案）《第三部分：IEC 60917-...和IEC 60297-...系列机箱、机柜和插箱屏蔽性能试验》 《结构件分类描述优化方案及图号缩写规则》 3. 术语 本规范中的专业术语符合IEC50-161《电磁兼容性术语》的规定。 电磁兼容培训测试题 参考答案 1.为什么要对产品做电磁兼容设计？（1） 答：满足产品功能要求、减少调试时间，使产品满足电磁兼容标准的要求，使产品不会对系统中的其它设备产生电磁干扰。 2.对产品做电磁兼容设计可以从哪几个方面进行？（1） 答：电路设计（包括器件选择）、软件设计、线路板设计、屏蔽结构、信号线/电源线滤波、电路的接地方式设计。 3.在电磁兼容领域，为什么总是用分贝（dB）的单位描述？10μV是多少dBμV？（1） 答：因为要描述的幅度和频率范围都很宽，在图形上用对数坐标更容易表示，而dB就是用对数表示时的单位，10μV是20dBμV。 4.为什么频谱分析仪不能观测静电放电等瞬态干扰？（1） 答：因为频谱分析仪是一种窄带扫频接收机，它在某一时刻仅接收某个频率范围内的能量。而静电放电等瞬态干扰是一种脉冲干扰，其频谱范围很宽，但时间很短，这样频谱分析仪在瞬态干扰发生时观察到的仅是其总能量的一小部分，不能反映实际的干扰情况。 5.在现场进行电磁干扰问题诊断时，往往需要使用近场探头和频谱分析仪，怎样用同轴电缆制作一个简易的 近场探头？（1） 答：将同轴电缆的外层（屏蔽层）剥开，使芯线暴露出来，将芯线绕成一个直径1~2厘米小环（1~3匝），焊接在外层上。 6.一台设备，原来的电磁辐射发射强度是300μV/m，加上屏蔽箱后，辐射发射降为3μV/m，这个机箱的屏蔽 效能是多少dB？（1） 答：这个机箱的屏蔽效能应为40dB。 7.设计屏蔽机箱时，根据哪些因素选择屏蔽材料？（1） 答：从电磁屏蔽的角度考虑，主要要考虑所屏蔽的电场波的种类。对于电场波、平面波或频率较高的磁场波，一般金属都可以满足要求，对于低频磁场波，要使用导磁率较高的材料。 8.机箱的屏蔽效能除了受屏蔽材料的影响以外，还受什么因素的影响？（2） 答：受两个因素的影响，一是机箱上的导电不连续点，例如孔洞、缝隙等；另一个是穿过屏蔽箱的导线，如信号电缆、电源线等。 9.屏蔽磁场辐射源时要注意什么问题？（2） 答：由于磁场波的波阻抗很低，因此反射损耗很小，而主要靠吸收损耗达到屏蔽的目的。因此要选择导磁率较高的屏蔽材料。另外，在做结构设计时，要使屏蔽层尽量远离辐射源（以增加反射损耗），尽量避免孔洞、缝隙等靠近辐射源。 一. 填空题 1、一线性时不变系统，输入为x（n）时，输出为y（n）；则输入为2x（n）时，输出为2y(n) ；输入为x（n-3）时，输出为y(n-3) 。 2、从奈奎斯特采样定理得出，要使实信号采样后能够不失真还原，采样频率fs与信号最高频率 f max关系为：fs>=2f max。 3、已知一个长度为N的序列x(n)，它的离散时间傅立叶变换为X（e jw），它的N点离散傅立叶变换X（K）是关于X（e jw）的N 点等间隔采样。 4、有限长序列x(n)的8点DFT为X（K），则X（K）= 。 5、用脉冲响应不变法进行IIR数字滤波器的设计，它的主要缺点是频谱的交叠所产生的现象。 6．若数字滤波器的单位脉冲响应h（n）是奇对称的，长度为N，则它的对称中心是(N-1)/2 。 7、用窗函数法设计FIR数字滤波器时，加矩形窗比加三角窗时，所设计出的滤波器的过渡带比较窄，阻带衰减比较小。 8、无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的结构上有反馈环路，因此是递归型结构。 9、若正弦序列x(n)=sin(30nπ/120)是周期的,则周期是N= 8 。 10、用窗函数法设计FIR数字滤波器时，过渡带的宽度不但与窗的类型有关，还与窗的采样点数有关 11．DFT与DFS有密切关系，因为有限长序列可以看成周期序列的主值区间截断，而周期序列可以看成有限长序列的周期延拓。 12．对长度为N的序列x(n)圆周移位m位得到的序列用x m(n)表示，其数学表达式为x m(n)= x((n-m))N R N(n)。 13．对按时间抽取的基2-FFT流图进行转置，并将输入变输出，输出变输入即可得到按频率抽取的基2-FFT流图。 14.线性移不变系统的性质有交换率、结合率和分配律。 15.用DFT近似分析模拟信号的频谱时，可能出现的问题有混叠失真、泄漏、栅栏效应和频率分辨率。 16.无限长单位冲激响应滤波器的基本结构有直接Ⅰ型，直接Ⅱ型，串联型和并联型四种。 17.如果通用计算机的速度为平均每次复数乘需要5μs，每次复数加需要1μs，则在此计算机上计算210点的基2 FFT需要10 级蝶形运算，总的运算时间是______μs。 二．选择填空题 1、δ(n)的z变换是 A 。 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电磁兼容题库整理终极版本
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