当前位置:文档之家› 电磁兼容培训教材之地线干扰与接地技术

电磁兼容培训教材之地线干扰与接地技术

电磁兼容 题库汇总

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。

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.

噪声与接地对音频系统的影响

噪声与接地对音频系统的影响 【摘要】噪声对音频系统指标影响很大,接地的重要性越来越受广大技术人员的关注。本文对噪声来源、接地系统分类以及抑制系统噪声的措施进行了简单介绍。 【关键词】星地信号地线保护接地屏蔽接地噪声抑制 在音频系统中,接地是抑制噪声和防止干扰、保证设备电磁兼容性、提高可靠性的重要技术措施。正确的接地即能抑制干扰的影响,又能抑制设备向外发射干扰;反之,错误的接地反而会引入严重的干扰,甚至使设备无法正常工作。 看来噪声与接地问题就像是一对形影不离的双胞胎,以下就接地对音频系统的影响进行分析探讨。 一. 噪声来源 作为音频系统的噪声来源主要可分为下面几大类: 第一类是系统设备本身的固有噪声。目前广播播控设备的单机技术指标都很高,有很低的本机噪声指标。但是当多台设备级连时,噪声就会积累增加。实践应用中,有些低档次的民用音响设备会因为内部电源滤波不好,使得设备本身的交流噪声很大,在音响系统中有时会形成很严重的噪声。 第二类是外部的电磁辐射干扰引起的噪声。如手机、对讲机等通讯设备的高频电磁波辐射干扰、周围环境的空调、汽车点火、电焊等电脉冲辐射、演播厅灯光控制采用可控硅整流设备所产生的辐射,都会通过音频传输线直接混入传输信号中形成噪声、或穿过屏蔽不良的机器设备的外壳干扰机内电路产生干扰噪声。 第三类是电源干扰噪声。音响设备的外部干扰,除电磁辐射方式外,电源部分引入干扰噪声将是另一个产生噪声的主要原因。由于各种照明设备、动力设备、控制设备共同接入,形成了一个十分严重的干扰源。如接在同一电网中的灯光调控设备、空调、马达等设备会在电源线路上产生尖峰脉冲、浪涌电路,不同频率的纹波电压,通过电源线路窜入音响设备的供电电源,总会有一部分干扰噪声无法通过音响设备的电源电路有效的滤除,将必然会在设备内部形成噪声。尤其是同一电网中的电磁兼容性不达要求的大功率设备,是干扰音响设备的主要原因。 第四类是接地回路噪声。在音响系统中,必须要求整个系统有良好的接地,接地电阻要求小于4欧姆。否则,在音响系统中设备由于各种辐射和电磁感应产生的感应电荷将不能够流入大地,从而形成噪声电压叠加在音频信号中。 如果在不同设备的地线之间由于接地电阻的不同而存在地电位差,或者在系统的内部接地存在回路时,则会引起接地噪声。两个不同的音响系统互连时,也有可能产生噪声,噪声是由两个系统的地线直接相连造成的。 二. 接地系统 系统接地的原意指与真正的大地连接以提供雷击放电的通路,例如避雷针的一端埋入大地,后来成为对电气设备和电力设施提供漏电保护的放电通路的技术措施。 声频系统的“地”,是零信号参考点,也叫做接地点。在声频系统中,这个点必须是单一的,不允许有第二个点或第三个点出现。因此,系统所有设备的接地点必须汇总接到一个“点”上,这个点也叫做“星地”。“星地”的接地电阻愈小愈好,一般须低于2欧。“星地”应该用一条足够粗的多股铜线接到大地上去,这就是信号地线。 1.接地系统的任务 广播中心的接地系统包括声频(工艺)接地、高频接地、计算机系统接地、电话接地、电力接地和防

电磁兼容培训教材(一

电磁兼容(EMC,Electromagnetic Compatibility),简单地说就是指设备在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。它包括三方面的含义:1)电磁环境应是给定的或者是可以预期的; 2)设备、分系统或系统不应产生超过标准或者规范所规定的电磁骚扰发射的限值要求; 3)设备和分系统或系统应满足标准或者规范所规定的电磁敏感性限值或抗扰度限值的要求。 也就是说在既定的环境中,电子设备不仅对外的电磁辐射要合乎规定,同时也能在符合规定的电磁辐射环境中正常工作和运行。 如何才能实现电磁兼容呢?这要从分析形成电磁干扰后果的基本要素出发。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的过程称之为电磁干扰效应。因此,形成电磁干扰后果必须具备电磁骚扰源、耦合途径和敏感设备三个基本要素。 电磁骚扰源:任何形式的自然现象或电能装置所发射的电磁能量,能使周边环境的人或其它生物受到伤害,或使其他设备、分系统或系统发生电磁危害,导致性能降级或失效的自然现象或电能装置。 耦合途径:传输电磁骚扰的通路或媒介。 敏感设备:在受到电磁骚扰源所发射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。很多时候器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。 实现电磁兼容,就必须从这三个方面入手,运用技术措施(抑制骚扰源、消除或减弱骚扰的耦合、降低敏感设备对骚扰的响应或增加电磁敏感性电平)和组织措施(制订完整的技术标准、规范,进行电磁兼容管理)来加以解决。 电磁兼容主要研究以下五个方面: 1、电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI):由电磁骚扰引起的 设备、传输通道或系统性能的下降。EMI主要包括设备向空间发射的干 扰(辐射干扰RE)和从电源线、互连线向电网或其他设备泻放的干扰(传 导干扰CE)。任何设备的EMI均应限制在某一个规定的极限值之内,以 保障在共同的电磁环境中与其他设备保持共存状态。对于信息技术设备 (ITE)而言,RE和CE必须满足GB9254-1998中规定的相应极限值。 注:电磁骚扰(Electromagnetic Disturbance)是指任何可能引起装置、设备和系统性能降低, 或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。

屏蔽与接地

屏蔽技术 1屏蔽的定义 屏蔽可通过各种屏蔽体来吸收或反射电磁场骚扰的侵入, 达到阻断骚扰传播的目的; 或者屏蔽体可将骚扰源的电磁辐射能量限制在其内部, 以防止其干扰其它设备。(对两个空间区域之间进行金属的隔离, 以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。) 1. 一种是主动屏蔽, 防止电磁场外泄; 2. 一种是被动屏蔽, 防止某一区域受骚扰的影响。 屏蔽就是具体讲, 就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来, 防止干扰电磁场向外扩散; 用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来, 防止它们受到外界电磁场的影响。因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗) 、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射) 和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波) 的作用, 所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。 2.屏蔽的分类 屏蔽可分为电场屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽三类。电场屏蔽又包括静电场屏蔽和交变 电场屏蔽; 磁场屏蔽又包括静磁屏蔽和交变磁场屏蔽。 1. 静电屏蔽常用于防止静电耦合和骚扰, 即电容性骚扰; 2. 电磁屏蔽主要用于防止高频电磁场的骚扰和影响; 3. 磁屏蔽主要用于防止低频磁感应, 即电感性骚扰。 2.1静电场屏蔽和交变电场屏蔽 用来防止静电耦合产生的感应。屏蔽壳体采用高导电率材料并良好接地,以隔断两个电路之间的分布电容偶合,达到屏蔽作用。静电屏蔽的屏蔽壳体必须接地。 以屏蔽导线为例,说明静电屏蔽的原理。静电感应是通过静电电容构成的,因此,静电屏蔽是以隔断两个电路之间的分布电容。静电感应,既两条线路位于地线之上时,若相对于地线对导体1 加有V1的电压,则导体2 也将产生与V1成比例的电V2。由于导体之间必然存在静电电容,若 设电容为C10、C12 和C20,则电压V1 就被C12 和C20 分为两部分,该被分开的电压就为V2,可用下式加以计算; 导体1 和2 之间加入接地板便可构成静电屏蔽。这样,在接地板与导体1、导体2之间就产生了静电电容C`10 和C`20。等效电路,增加了对地静电电容,消除了导体1、2 之间直接偶合的静电电容。按示2.1,由于C12=0,故与V 1 无关,V2=0。这就是静电屏蔽的原理。

电磁兼容中差模与共模干扰及抑制技术

电磁兼容中差模与共模干扰及抑制技术 于 虹 (国家计算机外设质检中心,杭州310012) 摘 要 本文分析了引起差模和共模干扰现象的原因,提出了测量和确定辐射场源特性的方法,对差模干扰和共模干扰提出了抑制方法。 关键词 电磁兼容 差模干扰 共模干扰 一、引起差模与共模干扰的物理原因 电磁兼容辐射干扰问题主要来自电路中的电流突变产生的磁场变化或电压突变产生的电场变化;当把距辐射源的距离与波长λ作比较作为近场与远场区域的分界点(一般把距离λ的区域定义为近场区域,把距离 λ的区域定义为远场区域),若近场范围以磁场为主时,表明它与差模电流有密切关系,而电场与共模电流有密切关系。 电流的变化会引起电压的变化,反之亦然。但在实际电路中是其中之一占主导地位。辐射源的阻抗决定着近场是以磁场为主还是以电场为主。一般来讲,磁场是由仪器中某一局部回路产生的,这些回路可以分解为不同的模式。 电路中的阻抗概念是正确理解问题的一个重要概念,这里所提及的阻抗是指在特定辐射频率下的总的阻抗,这与通常所理解的阻抗概念有所不同。比如,电路中的连结器常被认为是低阻抗,但在高频条件下由于电路中的感应现象而实际上呈高阻抗。在一个电路中所有导线变为高阻抗的最常见方式就是线路中接地线显著的感应现象,在有些频率下,地线被感应成为高阻抗状态。对于整个线路来讲,地线实际上是以高阻抗状态与线路中其它线相串联起来了。在这种情形下,通过电容耦合形成回流。低阻场或者由电流产生的场,主要是磁场,在近场处以磁场为主。低阻场与低阻源相联系,也就是说与差模干扰有密切关系。 二、确定差模与共模干扰的诊断技术 低源阻抗引起电流变化的场,这决定了在近场区域以磁场为主,反之亦然,这就是确定辐射是否为差模干扰的基础。测量场阻的变化采用近场探头和频谱分析仪联合进行,其仪器配置及测试方法见图1所示。设E∶E场场强; H∶H场场强;P F∶探头性能因子;Z∶场阻抗;则H=Vh+P Fh-52;E=Ve+PFe;Z= 10(e-h)/20;若Z<377Ψ,那么d i/d t是主要的,辐射可能是差模;若Z>377Ψ,d v/d t是主要的,辐射可能是共模的 。 图1 在测量H场时要注意探头的取向,一般沿着源的两个径向测量,每个方向上测量2~6个点,点距为1~4m,在近场处间距要小一点。每个测量点上同时测出H场和E场的数据。 对于得到的实验数据采用两种方式处理均可:①作出H场和E场场强随距离变化的曲线,其中一个比另一个变化快。当H场变化较快时,为低阻抗源问题;当E场变化较快时为高阻抗源问题。②在同一测量点上(近场范围)利用Z=E/H来求出该测量点的场阻,并 25 计量技术 1997.№2

电磁兼容中的接地技术

电磁兼容中的接地技术 【摘要】当前信息化时代,电子电磁设备在人们日常生活中的应用越来越广泛,同时电磁兼容设备的安全性和可靠性也成为了重点关注问题。为了解决这一问题,需要通过电磁兼容原理,电磁兼容设备的接地种类,以及每种接地方式的适用范围出发,合理搭配接地方式,让电磁兼容设备的安全性和稳定性系数达到最高,从而符合建设生态经济的需求。 【关键词】电磁兼容接地技术电磁干扰 1 引言 电磁兼容性(EMC)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干扰的能力。现代科技飞速发展,尤其电子技术中每18个月就完全更新一次,电子电磁设备的集成度越来越高,设备运转的频率不断提高,电子设备时所产生的电磁辐射对人们的通信和身体健康带来的影响越来越大。设备的电磁兼容性已经受到了全世界电子产品行业的广泛关注。 2 电磁干扰的危害 2.1 影响无线电传输 现代社会,手机,电脑,无线通讯遍布世界每一个角落,电磁干扰也逐步成为环境污染的重点监控对象。尤其是科技的发展,电磁干扰让短波电台的传播距离大大下降。电磁干扰是无线电传输的大敌。 2.2 电磁干扰导致设备功率提高 由于电磁干扰,以前的设备功率远远不能满足当前的通信需求,设备功率竞赛在各行各业中展开,电磁设备的功率增加,从而进一步的加剧的电磁干扰和电磁污染,同时功率过大的电磁设备容易影响人的脑电波,造成失眠,心烦的不良症状。 2.3 电磁干扰对设备危害较大 电磁干扰直接降低了设备的各项性能指标,例如,对于话音系统的影响,导致通信话音断断续续,语言不清晰;对于图像显示系统,电视机产生雪花点,干扰飞机飞行和雷达工作;对电子计算机的计算和信息传递,电磁干扰下电子计算机误码率升高;对指针仪表系统,在航空,航海领域中,仪表指针由于电磁干扰而指示不准确;对于自动控制系统的影响,灵敏电机,低压开关,继电器等都会降低其工作准确性。

电磁兼容国家标准一览表要点

发表于 2006-11-20 21:19:08 电磁兼容国家标准一览表 序号标准编号标准名称类别对应国际标准 1 GB/T 4365 1995 电磁兼容术语基础IEC 50 (161) 1990 2 GB/T 6113.1 1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范基础CISPR16 1 1993 3 GB/T 6113.2 1998 无线电干扰和抗扰度测量方法基础CISPR16 2 1993 4 GB 3907 83* 工业无线电干扰基本测量方法基础CISPR16 1977 5 GB 4859 84* 电气设备的抗干扰特性基本测量方法基础 6 GB/T 15658 1995 城市无线电噪声测量方法基础 7 GB/T 17624.1 1998 电磁兼容基本术语和定义的应用与解释基础IEC 61000 1 1 8 GB 17625.1 1998 低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流≤16A)基础IEC 6100 0 3 2 9 GB 17625.2 1999 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制基础IEC 61 000 3 3 10 GB/T 17626.1 1998 抗扰性测试综述基础IEC 61000 4 1 11 GB/T 17626.2 1998 静电放电抗扰性试验基础IEC 61000 4 2 12 GB/T 17626.3 1998 辐射(射频)电磁场抗扰性试验基础IEC 61000 4 3 13 GB/T 17626.4 1998 快速瞬变电脉冲群抗扰性试验基础IEC 61000 4 4 14 GB/T 17626.5 1998 浪涌(冲击)抗扰性试验基础IEC 61000 4 5 15 GB/T 17626.6 1998 射频场感应的传导骚扰抗扰性试验基础IEC 61000 4 6 16 GB/T 17626.7 1998 供电系统及所联设备的谐波和中间谐波的测量仪器通用导则基础IEC 61000 4 7 17 GB/T 17626.8 1998 工频磁场抗扰性试验基础IEC 61000 4 8 18 GB/T 17626.9 1998 脉冲磁场抗扰性试验基础IEC 61000 4 9 19 GB/T 17626.10 1998 衰减振荡磁场抗扰性试验基础IEC 61000 4 10 20 GB/T 17626.11 1999 电压暂降、短时中断和电压变化抗扰性试验基础IEC 61000 4 11 21 GB/T 17626.12 1998 振荡波抗扰性试验基础IEC 61000 4 12 22 GB 8702 1988 电磁辐射防护规定通用 23 GB/T 13926.1 1992 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性总论通用IEC 801 1 24 GB/T 13926.2 1992 〃静电放电要求通用IEC 801 2 25 GB/T 13926.3 1992 〃辐射电磁场要求通用IEC 801 3 26 GB/T 13926.4 1992 〃电快速瞬变脉冲群要求通用IEC 801 4 27 GB/T 14431 1993 无线电业务要求的信号/干扰保护比和最小可用场强通用 28 GB 4343 1995 家用和类似用途电动、电热器具、电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值产品类CISPR 14 1993 GB 4343.2 1999 CISPR 14 –2 1993 29 GB 4824 1996 工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值产品类CISPR 11 199 0 30 GB 6833 1987* 电子测量仪器电磁兼容性试验规范产品类 31 GB 7343 1987* 10kHz~30MHz无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法产品类CISPR 17 1

PCB板地线与接地技术

PCB板地线与接地技术 PCB,自问世以来一直处于发展之中,尤其是20世纪80年代家电发展、90年代信息产业的崛起,大大推进了PCB设计技术、制造工艺与PCB工业的发展。 地线与接地是PCB板设计中的一个重要方面,其实现方式与PCB板上的功能电路、器件、高密化、高速化有关。高速化还必须考虑高频谐波(常取10倍频),时钟信号上升边沿速率。地线与接地设计在PCB 三个发展阶段中,在解决EMC方面积累了丰富经验的重要措施之一。 之一。通孔插装技术(THT) 用PCB阶段,或用于以DIP器件为代表的PCB阶段。40到80年代。主要特点:镀(导)通孔起到电气互连和支撑器件引腿的双重作用。提高密度主要靠减少线宽/间距。 之二。表面安装技术(SMT)用PCB阶段,或用于QFP和走向BGA器件为代表的PCB阶段。90年代到90年代中后期,PCB专业企业相继完成THT用PCB走向SMT用PCB的技术改造。主要特点:镀(导)通孔只起到电气互连作用。提高密度主要靠减少镀(导)通孔直径尺寸和采用埋盲孔结构。 之三。芯片级封装(CSP)用PCB阶段,或用于SCM/BGA与MCM/BGA 为代表的MCM-L及其母板PCB阶段。主要的典型产品是新一代的积层式多层板(BUM)。主要特点:从线宽/间距(<0.1mm)、孔径(Φ<0.1mm)到介质厚度(<0.1mm)等全方位地进一步减少尺寸,使PCB达到更高的互连密度,以满足CSP的要求。BUM于90年代出现,目前已步入生

产阶段。 几个有关术语: 接地通用术语,量身定制。词前必须加修饰语。示例(英国术语),是在建筑的接入线中,安全接地线对地的连接。 接地方法 所选择的一种满足特定要求的引导电流的最佳方法。 接地环路 包括一个作为接地电位元件(面、引线、导线)的电路,返回电流可以通过这个元件(面、引线、导线)返回。一个电路中至少有一个接地环路。 地环路包括一些导电元件(如平板、走线及导线) 的电路,假定其具有地电位,有回流穿过。一个电路至少有一个地环路。尽管所设计的地环路是可以接受的,但不希望有的信号在环路中引起电流,可能导致系统不正常工作。 接地引线的设置从PCB到金属结构做固体接地连接,以便提供系统级的接地参考,无论系统使用的哪种接地方法都需要它。 单点接地 许多电路的参考点都汇总于一个单独的位置,以允许不同点间通信的方式,所有信号因此将参考同一位置的电位。注意:在PCB上,两点间距离应保持λ/20以内。例如,设噪声频率为1GHz, λ=30cm, λ/20为1.5cm。距离应保持≤1.5cm。如果考虑PCB材质ε= 2.3, λ/20距离为(λ/20)/ε=1.5/1.5=1cm 多点接地使不同电路具有同一公共的等位体或参考的一种方法。可以在所要求的许多位置通过任何可能的方式进行连接。 参考在两个电路之间进行电气连接,以使两个电路的0V参考电压相等。

电磁兼容国家标准分类和电磁兼容的通用标准

电磁兼容国家标准分类和电磁兼容的通用标准 (一)参照国际上的标准分类方法,电磁兼容国家标准分为四类,组成了中国的电磁兼容标准体系。 (1)基础标准 属于基础标准的有电磁兼容名词术语、电磁环境、电磁兼容测 量设备规范和测量方法等。这类标准的特点是不给出指令性限 值,也不给出产品性能的直接判据,但它是编制其他各类标准 的基础。如GB/T 4365--1995《电磁兼容术语》,GB/T 6113 系列标准《无线电骚扰和抗扰度测量设备规范和测量方法》, GB/T17626 系列标准《电磁兼容试验方法和测试技术》等等。(2)通用标准 通用标准是对给定环境中所有产品给出一系列最低的电磁兼容 性能要求。通用标准中的各项试验方法可以在相应的基础标准 中找到,通用标准可以成为编制产品族标准和专用产品标准的 导则。通用标准对那些暂时还没有相应标准的产品有极好的参 考价值,可用作进行电磁兼容摸底试验。 通用标准讲述住宅、商业、轻工业环境等两种不同环境,考虑 到电磁兼容有电磁骚扰发射和抗扰度两个不同方面。因此通过

不同组合,通用标准实际上有四个分标准。我国的电磁兼容通 用标准选自IEC61000-6 系列标准,对应的通用国家标准的系 列号为GB/T17799 。 (3)产品族标准 产品族标准针对特定的产品类别,规定他们的电磁兼容性能要 求及详细测量方法。产品族标准规定的限值应与通用标准相一 致,但不同的产品族产品有它的特殊性,必要时可增加试验项 目和提高试验限值。产品族标准是电磁兼容标准中所占份额最 多的标准。如GB9254-1998《信息技术设备的无线电骚扰限值 和测量方法》,GB4343-1995 《家用和类似用途电动、电热器具、电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值》等。(4)专用产品标准 专用产品标准通常不单独形成电磁兼容标准,而以专门条款包 含在产品通用技术条件中,专用产品标准的电磁兼容要求与产 品族标准相一致(在考虑到产品的特殊性后,对其电磁兼容性 要求也可作某些更改),但产品标准对电磁兼容的要求更加明 确,还要增加产品性能和价格的判据。产品标准通常不给出具 体的试验方法,而给出相应的基础标准号,以备查考。 表1 部分电磁兼容国家标准与国际标准的对应关系

电磁兼容标准及标准体系

电磁兼容标准及标准体系 韩天行付静波梁志成 (国家电网公司自动化设备电磁兼容实验室南京市 210003) 摘要:随着科学技术的发展,电磁兼容的研究和应用取得了较大的进步。逐步形成了电磁兼容的标准和标准体系;电磁兼容已成为国际贸易中新的技术壁垒。在产品开发中,必须要了解电磁兼容的标准,开展了电磁兼容设计,研究出减少电磁骚扰强度和解决抗干扰的措施,使人们在产品的设计、加工、检测、试验和使用的各个阶段都要考虑电磁兼容的技术和管理。 关键词:电磁兼容;标准;标准体系 1. 电磁兼容的基本概念 电磁干扰的问题早在19世纪80年代就提出来了,但是直到20世纪40年代才出现电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility)的概念并形成了一门新兴的学科——电磁兼容。对于电磁干扰领域来说,这是一个质的飞跃。因为对于电磁干扰研究的已成为保证电子设备在其电磁环境中正常工作的系统工程。 70年代以来,电磁兼容技术成为非常活跃的学科之一。 到80年代,在发达国家电磁兼容的研究和应用取得了较大的进步。逐步形成了电磁兼容的标准和规范;研制出了高精度的电磁骚扰的信号发生器及电磁敏感度的自动测量系统;研发出多种系统间和系统内的分析和预测软件;在产品开发中开展了电磁兼容设计,研究出减少电磁骚扰强度和解决抗干扰的措施。人们开始认识到在产品的设计、加工、检测、试验和使用的各个阶段都要考虑电磁兼容的技术和管理。 90年代,电磁兼容性工程已经从事后检测处理发展到预先分析评估、预先检验、预先设计。产品的电磁兼容达标认证已由一个国家范围发展到一个地区或一个贸易联盟采取统一行动。自1996年1 月1日起,欧盟开始强制执行89/336/EEC(EMC)指令,率先将产品的电磁兼容性要求纳入国家法规。指令规定所有电子电器产品(设备)必须符合EMC要求,加贴CE标记才能在欧洲市场上销售。对于其他国家来说,电磁兼容性就成为一个新的贸易技术壁垒。 在中国,对电磁兼容的理论和技术的研究起步较晚,直到80年代初才组织系统地研究并制定国家级和行业级的电磁兼容性标准和规范。1985年成立了全国无线电干扰标准化技术委员会, 1996年成立了全国电磁兼容标准化联合工作组, 随后成立了全国电磁兼容标准化技术委员会。 1.1 电磁兼容 电磁兼容是研究在有限的空间、时域和频域等条件下,各种设备、系统(广义而言还可以包括有生命的物质)能以共存,并且不致于性能下降的一门学科。 从电磁兼容研究的内容可以知道,对于每一种电子设备都包含这两方面的内容即发射和抗扰度两部分。如图1所示。 电磁兼容=电磁发射(electromagnctic emissions)+电磁敏感性(electromagnctic susceptibility) 根据电磁兼容所包含的内容,我们可以知道电磁兼容研究对象是: a.电磁环境是客观存在的,反映电磁环境的特性参数是一定的,而且可以测定的。因此对电磁环境的研究是一项很重要的工作,为改善电子设备的环境条件,抑制和减少电磁骚扰源的产生,为防止电磁干扰产生做好基础工作。 b.设备、系统不应产生超过有关标准规定的电磁发射限值的要求,电磁发射就是从电磁骚扰源向周围环境发出电磁能量的现象,

电磁兼容国际民用标准列表

EMC standard list: ?EN55011 Industrial, Scientific and Medical equipment that uses RF energy ?EN55013 Broadcast receivers (radios, TVs etc) ?EN55014 Household appliances, hand held tols and similar apparatus ?EN55015 Lighting equipment (Luminaires) ?EN55022 ITE equipment ?EN55025 Automotive emissions ?EN60945 Marine navigation equipment ?EN61326 Equipment for measurement, control & laboratory use ?IEC61000-3-2 Harmonics ?IEC61000-3-3 Flicker ?IEC61000-4-2 ESD ?IEC61000-4-3 Radiated RF Immunity ?IEC61000-4-4 Electrical fast transient ?IEC61000-4-5 Surge ?IEC61000-4-6 Conducted RF immunity ?IEC61000-4-8 Power frequency magnetic field ?IEC61000-4-9 Pulsed magnetic field ?IEC61000-4-11 Voltage dips, interruptions and variations ?EN61000-6-3 Generic emissions standard for domestic & commercial environments ?EN61000-6-4 Generic emissions standard for industrial environments ?FCC Part 15 Commercial products, non intentional RF radiators (USA) ?FCC Part 18 Industrial, Scientific & Medical devices which intentionally generate RF

电磁兼容(EMC)和电磁干扰(EMI)的浅谈及改善策略

电磁兼容(EMC)和电磁干扰(EMI)的浅谈及改善策略 摘要:本文介绍了电磁兼容(EMC)和电磁干扰(EMI)的概念及其对电子器件的工作、人体健康以及工业生产的影响,并简要说明了EMI的产生原理及其理论上的改善方法,最后,举出了几种工业生产上改善电磁兼容性的实例。 Abstract:This article describes the electromagnetic compatibility (EMC) and electromagnetic interference (EMI) The concept and its impact on the work of electronic devices, human health and the impact of industrial production, and a brief description of the EMI generation principle and theoretical ways of improvement, finally, cited a number of industrial production to improve the electromagnetic compatibility instance. 关键词:电磁兼容(EMC);电磁干扰(EMI);改善策略 目录: 一、前言 (1) 二、电磁兼容(EMC)和电磁干扰(EMI) (1) (一)电磁兼容(electromagnetic compatibility;EMC)的定义 (1) (二)电磁兼容(EMC)的设计目的 (2) (三)近年来电磁兼容(EMC)领域的发展概况 (2) 三、电磁干扰(EMI)的原理及改善电磁兼容性的措施 (2) (一)EMI的产生原因 (2) (二)电磁干扰的传播途径 (2) (三)改善电磁兼容性的措施 (3) 四、工程上一些改善电磁兼容(EMC)的设计思路 (3) 五、展望 (4) 参考文献: (4) 一、前言 电子技术的飞速发展给人们的生活和工作带来了巨大的帮助。与此同时,电子设备在各种场合的广泛应用,尤其是多种设备的相互配合使用,使电子设备不可避免地处在电磁环境之中,导致了电子设备之间的电磁干扰( EM I) 。因此,电子设备在电磁环境中的适应能力和电子设备的电磁兼容( EMC)问题是我们在进行电子设备的设计和使用时必须考虑的问题。 二、电磁兼容(EMC)和电磁干扰(EMI) (一)电磁兼容(electromagnetic compatibility;EMC)的定义 国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义是:系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作,同时不对其他系统和设备造成干扰。 电磁兼容性包括两方面:电磁干扰(electromagnetic interference ;EMI)、电磁耐受(electromagnetic susceptibility; EMI)。EMI指的是电气产品本身通电后,因电磁感应效应所产生的电磁波对周围电子设备所造成的干扰影响;EMS则是指电气产品本身对外来电磁波的干扰防御能力。

电磁兼容中的接地技术

电磁兼容中的接地技术 大连现代高技术公司郭云松张子东姚淳郭祥玉 摘要:讨论了电磁兼容中的接地技术,包括接地的种类和目的、接地方式、接地电阻的计算以及设备和系统的接地等。其主要目的在于提高电力电子设备的电磁兼容能力。 关键词:接地技术;电磁兼容;干扰 1 引言 接地技术最早是应用在强电系统(电力系统、输变电设备、电气设备)中,为了设备和人身的安全,将接地线直接接在大地上。由于大地的电容非常大,一般情况下可以将大地的电位视为零电位。后来,接地技术延伸应用到弱电系统中。对于电力电子设备将接地线直接接在大地上或者接在一个作为参考电位的导体上,当电流通过该参考电位时,不应产生电压降。然而由于不合理的接地,反而会引入了电磁干扰,比如共地线干扰、地环路干扰等,从而导致电力电子设备工作不正常。可见,接地技术是电力电子设备电磁兼容技术的重要内容之一,有必要对接地技术进行详细探讨。 2 接地的种类和目的 电力电子设备一般是为以下几种目的而接地: 2.1 安全接地 安全接地即将机壳接大地。一是防止机壳上积累电荷,产生静电放电而危及设备和人身安全;二是当设备的绝缘损坏而使机壳带电时,促使电源的保护动作而切断电源,以便保护工作人员的安全。 2.2 防雷接地 当电力电子设备遇雷击时,不论是直接雷击还是感应雷击,电力电子设备都将受到极大伤害。为防止雷击而设置避雷针,以防雷击时危及设备和人身安全。 上述两种接地主要为安全考虑,均要直接接在大地上。 2.3 工作接地 工作接地是为电路正常工作而提供的一个基准电位。该基准电位可以设为电路系统中的某一点、某一段或某一块等。当该基准电位不与大地连接时,视为相对的零电位。这种相对的零电位会随着外界电磁场的变化而变化,从而导致电路系统工作的不稳定。当该基准电位与大地连接时,基准电位视为大地的零电位,而不会随着外界电磁场的变化而变化。但是不正确的工作接地反而会增加干扰。比如共地线干扰、地环路干扰等。

PCB布线的地线干扰与抑制处理方法

PCB布线的地线干扰与抑制处理方法 1.地线的定义 什么是地线?大家在教科书上学的地线定义是:地线是作为电路电位基准点的等电位体。这个定义是不符合实际情况的。实际地线上的电位并不是恒定的。如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发现地线上各点的电位可能相差很大。正是这些电位差才造成了电路工作的异常。电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。HENRY 给地线了一个更加符合实际的定义,他将地线定义为:信号流回源的低阻抗路径。这个定义中突出了地线中电流的流动。按照这个定义,很容易理解地线中电位差的产生原因。因为地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生电压降。因此,我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。 2.地线的阻抗 谈到地线的阻抗引起的地线上各点之间的电位差能够造成电路的误动作,许多人觉得不可思议:我们用欧姆表测量地线的电阻时,地线的电阻往往在毫欧姆级,电流流过这么小的电阻时怎么会产生这么大的电压降,导致电路工作的异常。要搞清这个问题,首先要区分开导线的电阻与阻抗两个不同的概念。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。任何导线都有电感,当频率较高时,导线的阻抗远大于直流电阻,表 1 给出的数据说明了这个问题。在实际电路中,造成电磁干扰的信号往往是脉冲信号,脉冲信号包含丰富的高频成分,因此会在地线上产生较大的电压。对于数字电路而言,电路的工作频率是很高的,因此地线阻抗对数字电路的影响是十分可观的。 表1 导线的阻抗(Ω): 频率 Hz D = 0.65 10cm 1m D = 0.27 10cm 1m D = 0.065 10cm 1m D = 0.04 10cm 1m 10 51.4m 517m 327m 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m 1k 429m 7.14m 632m 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m 100k 42.6m 712m 54m 828m 71.6m 1.0 90.3m 1.07 1M 426m 7.12 540m 8.28 714m 10 783m 10.6 5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50 3.86 53 10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7 106 50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530 100M 42.6 54 71.4 77 150M 63.9 81 107 115 如果将10Hz时的阻抗近似认为是直流电阻,可以看出当频率达到10MHz 时,对于1米长导线,它的阻抗是直流电阻的1000 倍至10万倍。因此对于射频电流,当电流流过地线时,电压降是很大的。从表上还可以看出,增加导线的直径对于减小直流电阻是十分有效的,但对于减小交流阻抗的作用很有限。但在电磁兼容中,人们最关心的交流阻抗。为了减小交流阻抗,一个有效的办法是多根导线并联。当两根导线并联时,其总电感L为: L = ( L1 + M ) / 2 式中,L1 是单根导线的电感,M是两根导线之间的互感。从式中可以看出,当两根导线相距较远时,它们之间的互感很小,总电感相当于单根导线电感的一半。因此我们可以通过多条接地线来减小接地阻抗。但要注意的是,多根导线之间的距离不能过近。

电磁干扰与电磁兼容技术

電磁干扰與電磁兼容技術 第一章電磁干擾的基本理論 隨著電子技術的高速發展,世界進入了信息時代。電子、電氣設備或系統獲得了越來越廣泛的應用。大功率的發射機對不希望接收其信息的高靈敏度接收機構成了災難性的干擾。在工發達的大城市中的電磁環境越來越惡劣,往往使電子、電氣設備或系統不能正常工作,引起性能降低,甚至受到損壞。 電磁干擾產生於干擾源,它是一种來處外部的、並有損於有用信號的電磁現象。由電磁干擾源發出的電磁能,經某种傳播途徑傳輸至敏感設備,敏感設備又對此表現出某種形式的“響應”,並產生干擾的“效果”,這個作用過程及其結果,稱為電磁干擾效應。在人們的生活中,電磁干擾效應普遍存在,形式各異。如果干擾效應十分嚴重,設備或系統失靈,導致嚴重故障或事故,這被稱為電磁兼容性故障。顯而易見,電磁干擾已是現代電子技術發展道路上必須逾越的巨大障礙。為了保障電子系統或設備的正常工作,必須研究電磁干擾,分析預測干擾,限制人為干擾強度,研究抑制干擾的有效技術手段,提高抗干擾能力,並對電磁環境進行合理化設計。 1.1電磁干擾和電磁兼容術語 1.干擾源(interference source) 任何產生電磁干擾的元件、器件、設備、分系統或處然現象。 2. 工業干擾 (industrial interference) 由輸電線、電网以及各种電氣和電子設備工作時引起的電磁干擾。 3.孙宙干擾 (cosmic interference) 由銀河系(包括太陽)的電磁輻射引起的電磁干擾。 4.天電干擾 (atmospheric interference) 由大氣中發生的各种自然現象所產生的無線電噪聲引起的電磁干擾。 5.雷電沖擊 (lightning surge) 由雷電在電氣或電路中引起的瞬態的電擾動。 6.輻射干擾 (radiated interference) 由任何部件、天線、電纜或連接線輻射的電磁干擾。 7.傳導干擾 (conducted interference) 沿著異傳輸的干擾。 8.電磁騷擾 (electromagnetic disturbance) 任何可能引起裝置、設備或系統性能降低或者對有生命或無生命物質產生損害作用的電磁干擾。 9.電磁干擾 (electromagnetic interference)(EMI) 電磁騷擾引起的設備、傳輸通道或系統性能的下降。 10.系統間干擾 (inter-system interference) 由其它系統產生的電磁騷擾對一個系統造成的電磁干擾。 11. 系統內干擾 (intra-system interference) 系統中出現的由本系統內部電磁騷擾引起的眲磁干擾。 12.干擾信號 (interfering signal) 損害有用信號接收的信號。 13.人為噪聲(man-made noise) 來源於人工裝置的電磁噪聲。

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档