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a《培训班讲义》第一讲教案

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第一讲:电磁兼容

概论之基本概念:第二讲:电磁兼容概论之基本概念:EMC 、EMI 、EMS 、dB 、EMC 标准、脉冲频谱、测试基础等

计量电磁学、电磁频

谱、能量与能流、两

个关键参数、共模干

扰与异模干扰等日上午第三讲:电磁兼容之耦合概论:

线的耦合、容性干扰、感性干扰及阻性干

扰;辐射干扰第四讲:电磁兼容

之抑制措施概论:接地、屏蔽、滤波

日下午

第五讲:开关电源

电磁兼容概论:第六讲:课堂互动开关电源相关EMC 标准现值条件及测试相关互动环节、讨论日

上午考试日下午

考试

第一讲:over view for EMC(I)

Electrical and Electric devices are said to be

Electrically compatible when the electrical noise generated by each does not interfere with the normal performance of any of the others. Electromagnetic Compatibility is the happy situation in which system work as intended, both within themselves and in their environment.

Electromagnetic Compatibility :EMC

含义有两个方面:EMI and EMS

第一、电设备作为发射装置,不引起非正常的电磁泄露。第二、电设备本身的工作状态不受外部电磁干扰或具有抗干扰能力。

1.什么是电磁兼容?电子线路、设备以及系统相互不影响,从电磁的角度,具有相容状态。Emission and Susceptibility 4v and 2v interference

<1>、不兼容现象枚举:

民用:

①、开灯、关灯时,短波收音机信号中断

②、开VCD,电视效果不佳

③、开手机,电视信号不佳

军用:

①装甲车加载了计算机,电台通信距离大幅度缩短了。②老式战斗机改装成无人驾驶导弹,遇到的EMC问题

③3cm、9cm雷达在导弹设计时遇到的EMC难题

④EMP :第二原子弹r=0.5~15km;现状:无防护。

工业系统:

①、飞机起飞、降落、或起飞过程中,一律不得开手机、BP 机。例如,四川省无线电监测站在南充捕获一非法(未经注册)无线电站台,它严重干扰了飞机的导航系统

②、CDMA移动电话,在开通试运行期间,受到干扰(825MHz)。

③、电力部门与电信部门‘打架’。

④、超标发射对附近居民身体有害,例如在美国,发射塔周围房价骤减。交大‘小灵通事件’

<2>、电路之间的干扰是使设备性能下降的主要原因

如下图,为了改善接受效果,解决传统接受机操作性能差的缺点,做出智能化程度高的智能化高的接受机,这样导致了接受机灵敏度大为下降。

接受电路模块显示输入模块

控制与数据处理模块

许多国产电子仪器的性能、指标远低于国外同类仪器,并非电路设计上的差距,而是电磁兼容设计上的差距。例如国产高频信号源的谐波(harmonic)泄露严重到不能使用的程度;许多国产设备性能远达不到设计年限,EMC问题是一个重要因素。

<3>、电磁干扰余量(interference margin)

S

L M P P I -=I M :电磁干扰余量

P L :干扰电平(level)P S : 敏感度门限(threshold)电平<4>、分贝(dB)的概念分贝数1

212

1212I I log 20E E

log 20V V log 20P P log 10

====①、V、I、E、B是正比关系,功率这几个物理量之间呈平方关系.②、使用分贝的好处在于用较小的坐标数描述很宽的范围。特别是在EMC中干扰的幅度很宽,因此用分贝描述更为方便。讨论:①、if I M > 0 潜在干扰②、if I M = 0 临界状态③、if I M < 0 兼容状态

注意:要正确理解分贝的使用。例如

注意:

例如,国家对航空导航

台NDB所规定的频段:

150-700k Hz

右图为实际测试上图为线性坐标系,无

意义

下图为对数坐标系,有

效!

例题1、某电子设备在进行辐射发射(EMI )测试时,发现:在某个频率点(500MHz )上有超标发射,假设,该电子设备的5个泄露源辐射强度完全一样,不正确的分析如下

改善=20lg[1/(4/5)]=1.9dB

发现超标辐射没有明显改善,他便

断定第一个不是主要的。

去掉第三个泄露源:辐射强度改善=20lg[1/(2/5)]=7.9dB

去掉第四个泄露源:辐射强度改善=20lg[1/(1/5)]=13.5dB

去掉第五个泄露源:辐射强度改善=20lg[1/(0/5)]=∞dB

当然实际情况辐射改善不可能是无限大的,因为任何技术措施不可能将泄露完全消除,但是改善是相当大的。

去掉第一个泄露源:辐射强度改善=20lg[1/(4/5)]=1.9dB

如此反复,往往工作很长时间问题得不到解决

去掉第二个泄露源:辐射强度改善=20lg[1/(3/5)]=4.4dB

正确的方法是:处理完的泄露源即使改善不明显,还是要保持原状,继续对其它可疑点进行处理。

④、dB有相对dB,还有绝对dB,例如在有些暗室的门上,贴有的一个重要指标就是-60dB、-80dB,是相对数;在电信部门,检测系统等0.5dB、1.xdB就是标志信号强度,是绝对数。

⑤the relationship between dB and dBm and dB m

0dB = 120 dB m

问题?n dB= n*60dBm?= n*120

dB m?

⑥、dB的实用理解:‘模拟电路对于电磁场的响应通常遵循典型检波电路的平方率。例如:场强增强6dB,通常会导致信躁比降低12 dB。由于这个原因,实验条件的微小变化也会导致实验结果的很大不同。一个模拟电路以6dB的裕量通过了实验,结果由于电缆摆动方式发生了变化,使电缆附近的场强增加了5dB,使这台设备的信躁比降低了10dB,超过了标准4dB’

6 = 20log2

频谱分量<5>、频域分析:

频谱分析仪可以对干扰信号的频谱进行测量

示波器观察

例题2、利用频谱仪+前端电场探头进行空间场的测量,在某一峰值测出的场强以为8.5 dB m V ,试问若以功率表示,且功率以毫瓦的dB 数来表示时,应该为多少dBmW ?设频谱仪的阻抗为工业标准阻抗,50ΩV) dB (17log 20log 10P log 10 W)dB (P 2-===V R V )(dB 120lg 20)V dB (lg 20V R

V μR V μV

+=提示:频谱仪的输入功率一般不超过1瓦=?dBm

V)

dB (13log 2030P log 10mW) dB ( P +=+=V )V dB (120lg 20)(dB lg 20μR

V V R V μV -=107

P V)dB (13120log 2030P log 10mW) dB ( P dB mW dB -=\+-=+=V V V V m m m

EMC分析更多是在频域中进行,并且不考虑相位因素

非周期信号——>频谱连续

周期信号———>频谱离散,只能在有限的频率点上有能量,周期信号能量更为集中,干扰更强。

数字信号做傅立叶变换时,频域很宽,干扰信号强

模拟信号,干扰小,这是为什么兴起EMC研究之原由

高频测量有那些设备?

1)、场强仪

2)、电磁干扰接收机(频谱仪)

3)、标量网络分析仪

4)、矢量网络分析仪

<6> 测试基础1、半波暗室与开阔场何谓屏蔽室?

新建屏蔽半暗室按标准10m法建设,长23m , 宽15m, 高9.5m,门4m×5m,转台承重25吨。能按GJB151-86和GJB151A-97对设备和分系统进行电磁兼容性测试,还能进行屏蔽方舱和轻型装甲车辆的测试。

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