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电磁兼容概念设计方法

电磁兼容概念设计方法
电磁兼容概念设计方法

电磁兼容的概念及设计方法

阎秀生,宁天夫,郭祥玉,郭云志时间:2011年07月08日

字体: 关键词:电磁兼容;电磁干扰;设计

1 引言

1822年安培提出了一切磁现象的根源是电流的假说。1831年法拉第发现变化的磁场在导线中产生感应电动势的规律。1864年麦克斯韦全面论述了电和磁的相互作用,提出了位移电流的理论,总结出麦克斯韦方程,预言电磁波的存在,麦克斯韦的电磁场理论是研究电磁兼容的理论基础。1881年英国科学家希维赛德发表了“论干扰”的文章,标志着电磁兼容性研究的开端。

1888年德国科学家赫兹首创了天线,第一次把电磁波辐射到自由空间,同时又成功地接收到电磁波。从此开始了电磁兼容性的实验研究。

1889年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题,使电磁兼容性研究开始走向工程化。1944年德国电气工程师协会制订了世界上第一个电磁兼容性规VDE0878,1945年美国颁布了第一个电磁兼容性军用规JAN-I-225。

我国从1983年开始也陆续颁布了一系列有关电磁兼容性规。

虽然电磁干扰问题由来已久,但电磁兼容这个新兴的综合性学科却是近代形成的。主要研究和应用的容包括:电磁兼容性标准和规;分析和预测;设计;实验测量;开发屏蔽材料;培训教育和管理等。

2 电磁兼容的重要性

2.1 为了电子设备工作的可靠性

电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中正常工作的能力。电磁干扰是对电子设备工作性能有害的电磁变化现象。电磁干扰不仅影响电子设备的正常工作,甚至造成电子设备中的某些元器件损害。因此,对电子设备的电磁兼容技术要给予充分的重视。既要注意电子设备不受周围电磁干扰而能正常工作,又要注意电子设备本身不对周围其它设备产生电磁干扰,影响其它设备正常运行。

2.2 为了电子设备的国际接轨

近来,电磁兼容性已由事后处理发展到预先分析、预测和设计。电磁兼容已成为现代工程设计中的重要组成部分。电磁兼容性达标认证已由一个国家围向全球地区发展,使电磁兼容性与安全性、环境适应性处于同等重要地位。

例如,欧共体将产品的电磁兼容性要求纳入技术法规,强制执行89/336/EEC指令,规定从1996年1月1日起电气和电子产品必须符合电磁兼容性要求,并加

贴CE标志后才能在市场销售。

为了与国际接轨,我国外经部和国家出入境检验局于1999年1月起对个人计算机、显示器、打印机、开关电源、电视机和音响设备实施电磁兼容性强制检测。国家技术监督局规定从2002年10月起陆续对声音和电视广播设备、信息技术设备、家用电器、电动工具、电源、照明电器、电点火驱动装置、金融结算电子设备、安防电子产品和低压电器实施电磁兼容性强制性认证。

2.3 为了人身和某些特殊材料的安全

电磁波通过与电爆装置的控制电路感应耦合,形成的干扰电流可能引起电爆装置的爆炸。因此G786中规定,电引爆器导线上的电磁干扰感应电流和电压必须小于最大不发火电流和电压的15%。另外,各种燃油在强电磁场的作用下(直接照射、电火花、静电放电)有发生燃烧和爆炸的危险;电磁能量通过对人体组织的物理化学作用会产生有害的生理效应。因此,为了人身和某些特殊材料的安全,G786中还规定,电子设备的电磁辐射量连续波的平均功率密度不允许超4mW/cm2,脉冲波的平均功率密度不允许超过2mW/cm2。

2.4 为了当今和未来战争的需要

核爆炸时产生的电磁脉冲,以光速向外辐射传播,其电场强度可达105V/m,磁场强度可达260A/m,脉冲宽度为20ns量级,电磁脉冲峰值处频率为105Hz。这种电磁脉冲作用于电子设备时,轻者造成电子设备性能恶化,重者造成电路元器

件损坏。

特别是在当今和未来战争中,已经应用的电磁脉冲弹和正在研制的高功率微波武器都具有类似核爆炸时产生的电磁脉冲辐射,将对电子设备构成致命威胁。而电磁兼容可以为对抗这种威胁提供基本技术指导。

3 电磁兼容的设计思路

为了提高电子设备的电磁兼容能力,必须从开始设计时就给予电磁兼容性以足够的重视。电磁兼容的设计思路可以从电磁兼容的三要素,即电磁干扰源、电磁干扰可能传播的路径及易接收电磁干扰的电磁敏感电路和器件入手。也就是1)首先,要充分分析电子设备可能存在的电磁干扰源及其性质,尽量消除或降

低电磁干扰源的参数。

2)其次,要充分了解电磁干扰可能传播的路径,尽量切断其路径,或降低与电

磁干扰耦合的能力。

3)最后,要充分认识易接收电磁干扰的电磁敏感电路和器件,尽量杜绝其接收

电磁干扰的可能性。

据此,在设计时应采取相应对策,消除或部分消除可能出现的电磁干扰,以减轻调试工作的压力。在调试中,针对具体出现的电磁干扰,以及接收电磁干扰的电路和元器件的表现进行分析,以确定电磁干扰源所在及电磁干扰可能传播的路

径,再采取相应的解决办法。

4 电磁兼容的具体实例

4.1 对电磁干扰源要有明确的认识

例如,某探测设备在探测元件无输入信号时,其放大器输出端的干扰信号峰峰值为50.8mV,远远超过该探测设备输出端最小探测信号电压峰峰值4.0mV的要求,

致使整个设备无常工作。

该台探测设备的驱动电源采用直流斩波式方波交流电源,驱动螺线管电磁铁往复运动,由上可见,驱动电源的负载为感性的电磁线圈。对感性的电磁线圈采用直流斩波式方波交流电源供电,在斩波时将产生严重的电磁干扰。因为感性的电磁线圈中的电流变化必然产生感应电动势,电流变化越快,产生的感应电动势越大。这种感应电动势将会通过某种路径传导耦合到放大器的输出级,而成为严重的电

磁干扰。

该台探测设备的驱动电源采用线性纯正弦波电源时,在探测元件无输入信号时,在放大器输出端最大探测信号电压峰峰值仅为4.4mV。而具有随机性质的噪声电压,其峰峰值最大为3.0mV。说明原来的干扰信号已被极消除,

从该项工作中,使我们体会到电磁干扰的严重性,对电磁干扰的认识仅停留在一般的水平上、泛泛地、全面地采取各种抗干扰措施也不一定见效,必须抓住主要

矛盾。

再举一例,某电子设备,当打开电源开关时,其测量显示呈紊乱状态。究其原因,正是在电源开关时刻,电路由一种稳态转换到另一种稳态的过渡过程中,所出现的过电压、过电流所致。为此,采用一定容量和电压的氧化锌压敏电阻并联在电源上,便收到了较好的效果。这也说明对电磁干扰源有明确认识时,才能有的放

矢地采取抗干扰措施,效果明显。

4.2 对电磁干扰可能的传播路径要有清楚了解

在核聚变科学研究中,将巨大的微波能耦合到等离子体中去,以提高核聚变物理参数。为此,需要高能大功率发射系统。其主电源脉冲电压达20kV,最大脉冲

宽度30ms,最高脉冲功率2400kW。该电源通过电感储能,直流开断,脉冲整形

等一系列环节,由微机控制来实现。

调试过程中,当电压达数kV时,系统便无常运行。轻则控制程序出错,重则程序全部被冲掉,更严重时微机芯片被烧损。由于对电磁干扰认识肤浅,盲目地采取各种措施,如重新布线,改善接地,增加电磁屏蔽和隔离等等,忙了几个月均不能根本解决问题,挫折迫使我们冷静了下来。在进行了科学分析后,认定必须要对幅度高达数kV,前后沿很陡的这一电磁干扰源有清楚了解,并对其可能传播的路径采取加强隔离措施。在对光电隔离器采用双重设计后,微机能稳定、可

靠地工作了。

再举一例,在激光电源低功率调试中发现应交替导通的两个逆变开关IGBT的触发信号存在重迭现象,即有互相干扰。如果不消除这种干扰,可能发生主电路直通故障。基于以前积累的对电磁干扰可能的传播路径要有明确认识的工作经验,我们从逆变开关IGBT的触发端倒推,一级一级地检测触发信号,直到产生触发信号的TL494集成电路的两个输出端,发现这两个输出端的引线距离很近,且平行布线很远。通过分析表明,这种情况容易产生电容性耦合干扰,干扰的强弱与工作频率及两条引线之间的分布电容量有关。当我们将其中一条引线切断,用一条拉开很远距离的临时导线代用后,两个逆变开关IGBT的触发信号不再发生重

迭现象了。

从该项工作中,使我们体会到对电磁干扰可能传播的路径有明确的认识,才能顺利地排除电磁干扰。否则将无从下手解决存在的电磁干扰问题。

4.3 对易接收电磁干扰的电磁敏感电路和器件要进行重点保护

还是上述的第一个例子中,某探测设备在探测元件无输入信号时放大器输出端的干扰信号远远超过最小探测信号电压值,致使整个设备无常工作。

经过认真分析和实际测试,除了对电磁干扰源缺乏明确的认识和电磁干扰可能传播的路径缺乏清楚了解外,对易接收电磁干扰的电磁敏感电路和器件也缺乏重点保护。为此对易接收电磁干扰的电磁敏感电路和器件——传感器输入电路和前级放大电路主要采取两项电磁兼容性措施:

1)信号接地信号接地的主要目的是为了抑制电磁干扰,应当特别注意低电平电路、信号检测电路、传感器输入电路和前级放大电路的接地。

该探测设备的传感器输入电路、前级放大电路和末级放大电路的接地应该只设一个接地点,因为多个接地点会引入共地阻抗的干扰。而这个接地点的位置应当选择在保证地线中的电流流向为从小信号电路流向大信号电路,从而避免大信号电

路的地线电流对小信号电路产生干扰。

2)屏蔽加强该探测设备的传感器输入电路和前级放大电路电磁屏蔽,并注意屏

蔽的完整性和良好的接地措施。

电磁屏蔽设计时,一般采用电导率高的材料作屏蔽体,并将屏蔽体接地。它是利用屏蔽体在高频磁场的作用下产生反方向的涡流磁场与原磁场抵消而削弱高频磁场的干扰,又因屏蔽体接地而实现电场屏蔽。屏蔽体的厚度不必过大,应以趋

肤深度和结构强度为主要考虑因素。另外要注意屏蔽的完整性,如果屏蔽体不完

整,将导致电磁场泄漏。

5 电磁兼容的设计方法

5.1 对电磁干扰源的设计方法

电磁干扰源的种类相当繁多,比如,自然的电磁干扰源包括:地球表面的最大磁场强度为52A/m、平均电场强度为130V/m,雷电的大气干扰,静电的电晕放电和宇宙噪声等等。人为的电磁干扰源包括:含有整流子的直流电机换向时产生的电弧和电流变化、电器开关动作时产生的电弧和电流变化,非线性元器件工作时产生的谐波,高频振荡器和无线电发送设备的电磁辐射,汽车点火系统,医疗用的超声波发生器,生活用的微波炉以及电磁脉冲等等。可以说电磁干扰源无处不在,下面仅讨论与我们相关的主要电磁干扰源。

5.1.1 供电电源

供电电源,常由于负载的通断过渡过程、半导体元器件的非线性,脉冲设备及雷

电的耦合等因素,而成为电磁干扰源。

供电电源电磁兼容的设计方法为

1)采用交流电源滤波器

由于交流电源滤波器是低通滤波器,不妨碍工频电能的通过,而对高频电磁干扰呈高阻态,有较强的抑制能力。使用交流电源滤波器时,应根据其两端阻抗和要

求的插入衰减系数选择滤波器的型式。要注意其承受电压和导通电流的能力,屏蔽与机壳要电气接触良好,地线要尽量短、截面足够大,进出线要远离,而且滤

波器应尽量靠近供电电源。

2)交流电源变压器加静电屏蔽

由于电源变压器初、次级间存在分布电容,进入电源变压器初级的高频干扰能通过分布电容耦合到电源变压器的次级。在电源变压器初、次级间增加静电屏蔽后,该屏蔽与绕组间形成新的分布电容。将屏蔽接地,可以将高频干扰通过这一新的分布电容引入地,从而起到抗电磁干扰的作用。静电屏蔽应选择导电性好的材料,

且首尾端不可闭合,以免造成短路。

3)脉冲电压的吸收

对脉冲电压的电磁干扰可以采用压敏电阻、固体放电管或瞬态电压抑制二极管来吸收。当脉冲电压吸收器件承受一个高能量的瞬态过电压脉冲时,其工作阻抗能立即降到很低,允许通过很大的电流,吸收很大的功率,从而将电压箝制在允许

的水平。

压敏电阻或固体放电管可应用于直流或交流电路。单向瞬态电压抑制二极管应用于直流电路,而双向瞬态电压抑制二极管应用于交流电路。使用脉冲电压的吸收器件时,应选择其额定电压略高于设备的最大工作电压,以保证无脉冲电压时,吸收器件的功耗最少;当有脉冲电压时,其箝位的电压应低于设备的最高绝缘电压,以保证设备的安全;其通流能力应大于脉冲电压所产生的电流。

4)直流电源的电磁兼容措施

——整流电路的高频滤波即在整流管上并联小电容(0.01μF)进一步滤掉从变

压器进入的高频干扰。

——直流退耦即在直流电源和地之间并联2个电容,大电容(10~100μF)滤掉低频干扰,小电容(0.01~0.22μF)滤掉高频干扰。

5)电源的其它电磁兼容措施

——控制电路和功率电路采用分相供电或采用不同的电源供电;

——采用UPS(不间断电源)供电;

——采用电源电压监视集成电路。

5.1.2 暂态过程

暂态过程是由于电路机械触点的分合,负载的通断和电路的快速切换等导致电路电压或电流发生快速变化,而成为电磁干扰源。

暂态过程的电磁兼容设计方法为

1)电路机械触点的熄火花电路

电路机械触点的熄火花电路由电阻(R)和电容(C)串联组成。其原理是用电容转换触点分断时负载电感(L)上的能量,从而避免在触点上产生过电压和电弧造成的电磁干扰,最终由电阻吸收这部分能量。

电路参数计算如下:

R>2(L/C)1/2 (Ω)(1)

C1=4L/R2 (μF)(2)

C2=(Im/300)2L (μF)(3)

式中:R为电阻(Ω);

L为负载电感(μH);

Im为负载电感中的最大电流(A);

C取C1、C2者。

2)电感负载的续流电路和吸收电路

直流电路电感负载的续流电路是用二极管反并联在电感负载上。当切断电感负载时,其上的电流经二极管续流,不会产生过电压而危及电路上的其它器件。

参数选择如下:

IF>2IN (4)

VRRM>2VN (5)

式中:IF为二极管正向平均电流;

VRRM为二极管反向重复峰值电压;

VN为电感负载的额定电压。

如果用压敏电阻代替二极管,其效果会更好。因为压敏电阻吸收能量更快,从而减小了动作响应时间。另外,压敏电阻还可应用在交流电路电感负载的场合。应

用压敏电阻时应当注意以下几点:

——压敏电阻的标称电压;

——压敏电阻的压比;

——压敏电阻的吸收能量能力;

——压敏电阻的前沿响应时间;

——压敏电阻应当尽量紧靠电感使用。

3)电容负载的限流电路

电容负载的限流电路由电阻(R)和开关并联组成。其原理是用电阻限制电容负载开始投入时的短路电流,从而避免短路电流造成的电磁干扰。经过时间(t)

将开关闭合,切除限流电阻。

参数选择如下:

R>2VN/IN (6)

t>3RC (7)

VN为电源的额定电压;

C为负载的电容。

4)电路快速切换的电磁兼容措施

电路快速切换(包括晶闸管换流、直流斩波、二极管关断时的电荷存储效应等)将导致电压或电流的快速变化,而成为电磁干扰源。

对此可采用如下电磁兼容措施

——串联缓冲电感,以降低电流变化率;

——并联缓冲电容,以降低电压变化率;

——用电感电容谐振电路代替直流斩波,以降低电流变化率或电压变化率。

5.1.3 电磁辐射

电磁辐射包括电子设备部和外部两种电磁辐射源。其实任一电流的周围都存在磁场,而变化的磁场会产生变化的电场,这种电磁场就是电磁干扰源。

电子设备中主要的电磁辐射源是大电流、高电压的强功率电路和器件,电压或电流快速变化的电路和器件以及高频电路和器件。

对电磁辐射的电磁兼容设计是,采用电磁屏蔽的方法,即用屏蔽材料将电磁辐射源封闭起来,使其外部电磁场强低于允许值。

电磁屏蔽的技术原理主要有两种:

一是反射,由于空气和金属屏蔽的电磁阻抗不同,使入射电磁电波产生反射作用。

磁场中的反射损耗R(dB),对磁场源而言

R=20log10{[0.012(μr/fσr)1/2/D]+5.364D(fσr/μr)1/2+0.354} (8)

式中:μr为相对磁导率;

σr为相对电导率;

f为电磁波频率(Hz);

D为辐射源到屏蔽体的距离(m)。

对电场源而言

R=322+10log10(σr/μrf3D2) (9)

二是吸收,进入金属屏蔽的电磁波在金属屏蔽传播时,由于衰减而产生吸收作用。

吸收损耗A(dB)为

A=0.131d(μrfσr)1/2 (10)

式中:d为屏蔽材料厚度(mm)。

1)磁场屏蔽一般采用磁导率高的材料作屏蔽体,它给低频磁通提供一个闭合回路,并使其限制在屏蔽体。屏蔽体的磁导率越高,厚度越大,磁阻越小,磁场屏

蔽的效果越好。当然屏蔽的设计要与设备的重量相协调。在杂散耦合可能引起有害作用的电路中,应选用带有屏蔽的电感器和继电器,并将屏蔽有效地接地。2)电场屏蔽一般采用电导率高的材料作屏蔽体,并将屏蔽体接地,使电力线在此终止,因而电场不会泄漏到屏蔽体外部。电场屏蔽以反射为主,因此屏蔽体的厚度不必过大,而以结构强度为主要考虑因素。

3)电磁场屏蔽一般采用电导率高的材料作屏蔽体,并将屏蔽体接地。它是利用屏蔽体在高频磁场的作用下产生反方向的涡流磁场与原磁场抵消而削弱高频磁场的干扰,又因屏蔽体接地而实现电场屏蔽。屏蔽体的厚度不必过大,而以趋肤

深度和结构强度为主要考虑因素。

应当特别注意电磁屏蔽的完整性,特别是电磁场屏蔽,因为它是利用屏蔽体在高频磁场的作用下产生反方向的涡流磁场与原磁场抵消而削弱高频磁场干扰的。如果屏蔽体不完整,则涡流的效果降低,导致电磁场泄漏,屏蔽的效果将大打折扣。

5.1.4 雷电

雷电是带电云对地或带电云之间的放电现象。带电云对地放电为直接雷击,而非直接雷击时设备所受到的干扰为感应雷击。由于雷电具有非常大的能量和非常短的持续时间,因此雷电是非常强的干扰源。

雷电的电磁兼容的设计方法是

1)对直接雷击采用的设计方法采用接闪器、避雷引线和避雷接地组成的避雷系统。将直接雷击的能量引入,以保护电子设备。

2)对感应雷击采用的设计方法采用气体避雷管、压敏电阻、电压瞬变吸收二极管或固体放电管。利用其非线性特性,对感应雷击的高电压尖峰削波和能量吸收,

以保护电子设备。

5.1.5 静电

当不同介质的材料相互摩擦时,会发生电荷转移而产生静电。当然静电也可能以其它的方式产生,比如受到其它带电体的感应。静电场强的高低取决于材料所携带的电荷量多少和对地电容的大小。当这种材料对电子设备的场强超过绝缘介质的击穿强度时,会发生电晕放电或火花放电,形成静电干扰,可能导致电子设备

损坏。

防静电的电磁兼容的设计方法是

——防止静电的产生,例如阻止静电荷的积累、泄放积累的静电荷,采用防静电

地板和静电消除器等等。

——采用静电屏蔽和接地措施,将静电产生的电荷引走。

——采用耐静电电压值高的器件。

——采用静电保护措施,例如增加串联电阻以降低静电放电电流,增加并联元件以把静电放电电流引走,对静电作用下易损器件的操作防护和软件的静电防护等

等。

5.1.6 无线电发射源

无线电发射机的频率围为103~1012Hz。

无线电发射机的有效辐射功率(ERP)很高。例如,军用雷达10GW,气象雷达1GW,船用雷达100MW,电视广播50MW,商用电台300kW,广播电台100kW,

业余通讯1kW,车用通讯100W。

因此,无线电发射源对电子设备是一很强的干扰源。

对无线电发射源的电磁兼容的设计方法是

——严格控制无线电发射的方位角度,以减少无线电发射源干扰的空间围。——采用完整的电磁屏蔽和可靠的接地措施,以减少无线电发射源的泄漏干扰。

5.2 对电磁干扰可能传播的路径的设计方法

5.2.1 电路性耦合

当两个电路存在公共阻抗时,一个电路的电参数通过公共阻抗对另一个电路的电参数产生了影响。而这种影响造成误动作时,即为通过电路性耦合的路径产生的电磁干扰。公共阻抗主要有共回路导线、共地阻抗和共电源阻。

电路性耦合的电磁兼容设计方法是

1)对共电源阻产生的电磁干扰,可以用不同的电源分别供电的方法,以去除共

电源阻产生的电路性耦合。

2)对共回路导线产生的电磁干扰,可以用对导线阻抗加以限制或去耦的方法,以减低共回路导线产生的电路性耦合。共回路导线的阻抗包括电阻和电感。——限制电阻的方法增大共回路导线的截面、减小共回路导线的长度和降低接触

电阻;

——限制电感的方法减小共回路导线的长度和来回线的距离;

——电路去耦的方法去掉共回路导线,而将不同的回路仅在一点连接。

3)对共地阻抗产生的电磁干扰,可以用降低共地阻抗的方法,以去除共地阻抗

产生的电路性耦合。

——接地的种类和作用

电子设备一般有两种接地。一种是安全接地,即将机壳接地,当机壳带电时,电源的保护动作,切断电源,以保护工作人员的安全;另一种是工作接地,给电路系统提供一个基准电位,同时也可将高频干扰引走。但是,不正确的工作接地反而会增加干扰,比如共地线干扰,地环路干扰等等。

工作接地按工作频率采用不同的接地方式。工作频率低的(小于1MHz)采用单点接地式,即把整个电路系统中的一个结构点看作接地参考点,所有对地连接都接到这一点上,并设置一个安全接地螺栓;工作频率高的(大于30MHz)采用多点接地式,即在该电路系统里,用一块接地平板代替电路中每部分各自的地回路。其主要原因是接地引线的感抗与频率和长度成正比,工作频率高时将增加共地阻

抗,从而将增大共地阻抗产生的电磁干扰。工作频率在上述两者之间的可采用混

合接地式。

此外,还有一种浮地式,即该电路的地与无导体连接。其优点是该电路不受电性能的影响。其缺点是该电路易受寄生电容的影响,而使该电路的地电位变动和增

加了对模拟电路的感应干扰。

——对接地电阻的要求

接地电阻越小越好。因为当有电流流过接地电阻时,其上产生的电压,将产生共地阻抗的电磁干扰。另外,该电压不仅使设备受到反击过电压的影响,而且使操作人员受到电击伤害的威胁。因此,一般要求接地电阻小于4Ω。

接地电阻由接地线电阻、接触电阻和地电阻组成。为此降低接地电阻的方法有以

下三种:

一是降低接地线电阻,为此要用总截面大和长度小的多股细导线。

二是降低接触电阻,为此要将接地线与接地螺栓和接地极作紧密又牢靠地连接,并要增加接地极和土壤之间的面积与接触的紧密度。

三是降低地电阻,为此要增加接地极的表面积和增加土壤的电导率(如在土壤中

注入盐水)。

——低频电路地

工作频率低于1MHz的一个电路采用单点接地式,以防两点接地产生共地阻抗的电路性耦合。多个电路的单点接地式又分为串联和并联两种,由于串联接地产生共地阻抗的电路性耦合,所以低频电路最好采用并联的单点接地式。

为防止工频和其它杂散电流在信号地线上产生干扰,信号地线应与功率地线和机壳地线相绝缘。且只在功率地、机壳地和接往的接地线的安全接地螺栓上相连(浮

地式除外)。

地线的长度(L/m)与截面积(S/mm2)的关系为

S>0.83L (11)

——高频电路地

工作频率高于30MHz的电路采用多点接地式。因为接地引线感抗与频率和长度成正比,所以地线的长度要尽量短。多点接地时,尽量找最接近的低阻值接地面

接地。

——混合接地式

工作频率介于1~30MHz的电路采用混合接地式。当接地线的长度小于工作信号波长的1/20时,采用单点接地式,否则采用多点接地式。

——屏蔽地

CAD课程设计思路、内容与步骤(doc 7页)

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课程设计说明书 课程名称:中文版AutoCAD2009基础教程 设计题目:包装CAD课程设计 专业:包装工程班级:0601 学生姓名: 学号: 起迄日期: 2009年06月8日~2009年06月13日

1.

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(新)机械产品概念设计及其方法综述_

机械产品概念设计及其方法综述 1机械产品设计的重要性和关键步骤 面对二十一世纪产品竞争日益加剧的挑战,世界各国普遍重视提高产品的设计水平,以增强产品竞争力。产品设计的根本目的就是要创新产品,满足市场需求和占领更大市场。产品设计本身是创造性的劳动,设计的本质是创新。因此,重视创新设计是增加机械产品竞争力的根本途径。 1.1机械产品设计过程的主要步骤 对于机械产品设计过程的不同理解,从本质上说是由于对设计的内涵有不同的认识和对设计的理论有不同的理解。设计过程的模型国内外已有很多的论述,归纳起来主要有三种:一是Pahl和Beitz认为:机械设计分为明确任务、概念设计、技术设计和施工设计等四个阶段。二是Koller认为:机械设计分为产品规划、功能设计、定性设计和定量设计等四个阶段。三是邹慧君教授提出:机械设计分为产品规划、方案设计、详细设计和改进设计等四个阶段。总

之,产品设计过程中十分重视的步骤是功能设计、定性设计。 1.2概念设计在设计过程中的地位 在上述产品设计过程中,概括起来说,设计的主要步骤是两步:一是概念设计(Conceptual Design),另一是构型设计(Configuration Design)。前者的目的是制定出方案,后者的目的是设计出具体构型。从已有的各种设计步骤论述中可以看出概念设计应包括产品规划、功能设计和定性设计等内容。 自从Palh&Beitz于1984年在其《EngineeringDesign》一书中提出概念设计这一名词以来,人们已经对概念设计进行了十几年的研究。他们将概念设计定义为:“在确定任务之后,通过抽象化,拟定功能结构,寻求适当的作用原理及其组合等,确定出基本求解途径,得出求解方案,这一部分设计工作叫做概念设计。” frence在其书中也为概念设计下了一个定义:“概念设计首先是要弄清设计要求和条件,然后生成框架式的广泛意义上的解。在此阶段中对设计师的要求较高,但却可以广泛地提高产品性能。它需要工程科学、专业知识、产品加工方法和商业运作知识等各方面知识相互融合在一起,以作

电磁兼容题库整理终极版本

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。

大学课程设计的方法与步骤

大学课程设计的方 法与步骤 内容 1.课程设计指导CBA的目的 2.课程设计指导CBA的适用范围

3.课程设计的步骤和方法 4.课程设计指导CBA的更新 1. 目的: 建立此CBA的目的是为课程设计人员(包括讲师)提供指导性步骤和方法设计相关培训课程, 而且标准化相关课程设计格式.

2. 适用范围: 此CBA提出的指导性方法和步骤适用于所有UT斯达康的正式培训课程设计(包括技术培训, 管理培训等) 3. 课程设计的方法与步骤: 课程设计的方法和步骤能够分以下5个部分: 3.1. 学员期望调查 ?学员期望调查是经过了解目标学员的期望来帮助设计整个课程的目的. -基于课程设置中有关课程的初始目的, 设立目标学员 (考虑学员的部门/专业领域, 经验, 已有培训经历等)

-分析有关目标学员的4个问题: 她们是谁? 她们和你已经知道些什么? 如何吸引她们? 她们为什么要来参加此门课 程? -设计调查问卷了解目标学员及其直接经理对课程的期望(调查问卷案例见最后) 注: 对于已有成熟课程能够采用现场了解学员期望的形式(开始部分), 能够分三个步骤进行: 3.2. 课程架构设计

?课程架构设计的目的是理顺课程设计的整体框架, 具体结果是制定完整的课程介绍 (具体课程介绍模板见后) ?课程内容提纲必须满足以下要求: -提纲主标题支持课程目的 -副标题论点清晰鲜明, 支持主标题(充分/互补), 逻辑关系合理 3.3. 课程主体内容设计 ?主体内容设计一般包括以下几个部分: -开始部分 (课程目的, 讲师/学员介绍/学员期望, 课程日程/概述, 后勤安排等) -主体部分 -课程总结 (核心要点回顾, 测试, 行动计划等) 开始部分: ?课程目的部分一般简明地列出学员能够了解/掌握的核心知识、技能或工具, 能够帮助学员明确学习后的结果, 增强学习动机 ?讲师/学员介绍/学员期望是加强学员与讲师、学员与学员间沟通必不可少的环节, 能够采用自我介绍或游戏等其它形式设计介绍部分

电磁兼容的概念及其发展历史

PCB电磁兼容设计论文 学校:华北电力大学 专业:电子 班级: 0902 姓名:经权 学号:200903020213

第一章电磁兼容的概念及其相关标准介绍 第一节电磁兼容的概念 1.电磁兼容定义(Electromagnetic Compatibility即EMC) 1.1.1 国军标(GJB72A-2002)中给出电磁兼容的定义是: 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并且互相不会影响各自正常工作的共存状态。包括以下两个方面: a)设备、分系统、系统在预定的电磁环境中运行时,可按规定的安全裕度实现设计的工作性能、且不因电磁干扰而受损或产生不可接受的降级; b)设备、分系统、系统在预定的电磁环境中正常地工作且不会给环境(或其他设备)带来不可接受的电磁干扰。 安全裕度——敏感度门限与环境中的实际干扰影响下性能降级或不能完成规定任务的特性。 1.1.2 名词解释 电磁骚扰——任何可能引起装置、设备或系统性能低或对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。 注: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。 电磁干扰(EMI)——电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。又可解释为:任何可能中断、阻碍,甚至降低、限制无线电通信或其他电子设备性能的传导或辐射的电磁能量。 辐射干扰——任何源自部件、天线、电缆、互连线的电磁辐射,以电场、磁场形式(或兼而有之)存在,并导致性能降级的不希望有的电磁能量。 传导干扰——沿着导体传输的不希望有的电磁能量,通常用电压或电流来定义。 电磁脉冲(EMP)——核爆炸或雷电放电时,在核设施或周围介质中存在光子散射,由此产生的康普顿反冲电子和光电子所导致新的电磁辐射。由电磁脉冲所产生的电场、磁场可能会与电子或电子系统耦合产生破坏性的电压和电流浪涌。 浪涌——沿线路或电路传播的电流、电压或功率的瞬态波。其特征最先快速上

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。

化工原理课程设计简易步骤

《化工原理》课程设计说明书 设计题目 学生姓名 指导老师 学院 专业班级 完成时间

目录 1.设计任务书……………………………………………() 2.设计方案的确定与工艺流程的说明…………………() 3.精馏塔的物料衡算……………………………………() 4.塔板数的确定………………………………………() 5.精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算………() 6.精馏段的汽液负荷计算………………………………() 7.精馏段塔体主要工艺尺寸的计算…………………() 8.精馏段塔板主要工艺尺寸的计算…………………………() 9.精馏段塔高的计算…………………………………() 10.精馏段塔板的流体力学验算…………………………() 11.精馏段塔板的汽液负荷性能图………………………() 12.精馏段计算结果汇总………………………………() 13.设计评述……………………………………………() 14.参考文献………………………………………………() 15.附件……………………………………………………() 附件1:附图1精馏工艺流程图………………………() 附件2:附图2降液管参数图……………………………()附件3:附图3塔板布孔图………………………………()

板式塔设计简易步骤 一、 设计方案的确定及工艺流程的说明 对塔型板型、工艺流程、加料状态、塔顶蒸汽冷凝方式、塔釜加热方式等进行说明,并 绘制工艺流程图。(图可附在后面) 二、 精馏塔物料衡算:见教材P270 计算出F 、D 、W ,单位:kmol/h 三、 塔板数的确定 1. 汽液相平衡数据: 查资料或计算确定相平衡数据,并绘制t-x-y 图。 2. 确定回流比: 先求出最小回流比:P 266。再确定适宜回流比:P 268。 3. 确定理论板数 逐板法或梯级图解法(塔顶采用全凝器)计算理论板层数,并确定加料板位置:P 257-258。(逐板法需先计算相对挥发度) 确定精馏段理论板数N 1、提馏段理论板数N 2 4. 确定实际板数: 估算塔板效率:P 285。(①需知全塔平均温度,可由 t-x-y 图确定塔顶、塔底温度,或通过试差确定塔顶、塔底温度,再取算术平均值。②需知相对挥发度,可由安托因方程求平均温度下的饱和蒸汽压,再按理想溶液计算。) 由塔板效率计算精馏段、提馏段的实际板层数N 1’,N 2’:P 284式6-67。 四、 精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 1. 操作压力m p :取2 F D m p p p += 2. 精馏段平均温度m t :查t-x-y 图确定塔顶、进料板温度,再取平均值。或由泡点方程试差法确定塔顶、进料板温度。 3. 平均摩尔质量M Vm 、M Lm :由P 8式0-27分别计算塔顶、进料板处的摩尔质量,再分别 取两处的算术平均值。汽相的摩尔分率查t-x-y 图。 4. 平均密度Vm ρ、Lm ρ: Lm ρ:用P 13式1-7分别计算塔顶、进料板处液相密度,再 取算术平均值。m Vm m Vm T R M p ??= ρ 5. 液体表面张力m σ:由B B A A m x x σσσ+=分别计算塔顶mD σ与进料板mF σ,再取 平均值。 6. 液体粘度m μ:与表面张力的计算类似。 五、 精馏段汽液负荷(Vs 、Ls )计算 V=(R+1)D L=RD

电磁兼容概述

电磁兼容概述 一、电磁兼容的基本概念 1.1 电磁兼容的定义 电磁兼容性即EMC(Electromagnetic Compatibility)。 有关电磁兼容的定义: (1)国家标准GB/T 4365-1995《电磁术语》的定义: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的能力。 (2)美国电气电子工程师协会(IEEE)的定义:一个装置能在其所处的电磁环境中满意地工作同时又不向该环境及同一环境中的其他装置排放超过允许范围的电磁扰动。 (3)国际电工技术委员会(IEC)的定义:电磁兼容是设备的一种能力。它在其电磁环境中能完成它的功能,而不至于在其环境中产生不允许的干扰。 上述三个定义虽然措辞不同,但都可概括为两个方面: (1)设备或系统承受电磁骚扰时,能正常工作; (2)设备工作时,不产生超过规定值的电磁骚扰。 1.2 电磁干扰和电磁骚扰 电磁骚扰(E1ectromagnetic Disturbance):可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命、无生命物质产生损害作用的电磁现象。 电磁干扰(E1ectromagnetic Interference—EMI):由电磁骚扰引起的设备、系统或传播通道的性能下降。 电磁骚扰和电磁干扰比较:两个词语过去经常混用,但两者之间有明显的区别——前者是指电磁能量的发射过程,后者则强调电磁骚扰造成的结果。 1.3 抗扰性和电磁敏感性 抗扰性(Immunity of Disturbance):装置、设备或系统面临电磁骚扰而不降低运行性能的能力。 电磁敏感性(E1ectromagnetic Susceptibility—EMS):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。 电磁敏感性与抗扰性比较:同一性能的正反两个不同说法,敏感性高意味着抗扰性能低。

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)。

从概念设计到方案表现的工作流程

从概念设计到方案表现的工作流程 关键词:概念设计 方案表现 工作流程 基本操作 随着中国加入WTO,国内经济飞速发展,与国际交流日益频繁,作为传达信息和宣传自身形象的重要手段,景观设计的重要地位日益凸现。景观设计是一门集景观分析、规划、设计、管理、保护的科学艺术。因而,景观设计师必须是能够运用现代设计理念,能够独立从事景观设计的专业技术人才,他或她应该是可持续人居环境的规划设计者、创造者。对于没有专业背景并对景观设计有着浓厚兴趣的初学者来说,最需要的是在短时间内能够学会从设计到要素表现的一整套流程,对景观设计有一个全局的了解,并能够进行简单的概念设计,这样有利于在今后的工作中更好地选择适合自己发展的切入点,再进一步求精求好。 下面我就从概念设计到方案表现的工作流程做一个简单的概括。 一、概念设计阶段 本阶段的目标是在满足功能的前提下,协调人与环境的关系,通过设计营造更舒适的人居环境。因此,我们在设计过程中要学会变换角色,站在不同立场上考虑,尽量满足政府,居住者,游人,甲方等不同人群的需求。另外还要注意人与景的关系,即人是否可以参与其中,做到情景交融。本阶段具体内容包括: (一)搜集资料(包括甲方设计委托书,地界红线图电子文档,地质勘察报告,气象资料,水文地质资料,实地拍摄的照片,当地文化历史资料)。 (二)分析消费者心态,确定方案立意,大体构图形态。 (三)交通功能分析,做功能区划分,进行绿化分析,景观分析,深化方案。 二、方案表现阶段 方案确立后,下一步的任务是通过手绘或计算机对设计方案进行表现。一套完整的方案应包括设计说明,区位现状图,总平面图,功能结构图,交通分析图,绿化结构图,景观分析图,总体鸟瞰图,局部鸟瞰图,局部剖立面图,绿化景观示意图,公共设施铺装示意图。其中平面图可采用在CAD中绘制,导入Photoshop中填色的方法,也可直接手工绘制。各种分析图是在总平面图的基础上添加路线或区域绘制而成的。鸟瞰图手绘表现需要看区域的大小而定,若面积较大,适合用轴侧图来表现,面积较小,适合用透视图来表现;也可采用3ds max7建模photoshop后期处理的方法来实现。接下来重点介绍一套完整方案的制作流程。 (一)总平面图绘制 (1)启动CAD软件,绘制总平面图,局部立面图,局部剖面图。 (2)将总平面CAD图形以tif格式输出。具体过程如下:在打印设备选项卡中点击打印按

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。

电磁兼容复习要点

第一章绪论 电磁兼容的含义 电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下,各种用电设备(系统、分系统,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。 电磁兼容的基本概念 信号:对电子电气电路工作“有用”的电信号,包括待处理的电信号、希望产生的输出等。 噪声:除“有用”电信号以外的所有电信号,均是噪声。噪声对电路的工作多少都有些影响。 干扰:由噪声导致的“不希望”出现的结果称为干扰。 电磁兼容的三要素 电磁环境、EMS电磁敏感度、EMI电磁干扰 电磁干扰的三要素 干扰源,传播途径,敏感设备 电磁兼容设计时应注意的原则 1.不单纯追求抗干扰性能; 2.自始至终,全程参与; 3.从源头下手,标本兼治; 4.全局考虑,不留死角; 5.与时俱进; 6.因地制宜,充分考虑性能、成本、可靠性等之间的综合效益; 7.根据系统特点,对症下药; 第二章抗干扰技术 按传播途径不同的干扰分类方法 根据干扰进入系统途径的不同,干扰常被分为两大类类:传导干扰是通过导线,阻容,变压器等传播干扰,即“路”的干扰;另一种是辐射干扰,通过空间进行传播,即“场”的干扰。细分又分为直接传导干扰、公共阻抗干扰、电场耦合干扰、磁场耦合干扰、电磁场耦合干扰。 传导干扰的特点及抑制方法 特点:干扰进入设备的途径是电气连线。 传导干扰是普遍存在的 传导干扰极易在系统内部通过电气连线传递 系统间的设备会通过电气连线相互传导干扰(传导干扰)

抑制方法: 利用源阻抗的差异对传导干扰进行抑制----降低敏感设备的输入阻抗。 一般而言,干扰源的阻抗较大,而信号源的阻抗较小。 实例:(1)MOS管经常发生过压损坏????? MOS管是高输入阻抗器件(大于100MΩ) ,任何一点微小的干扰信号都会在其输入端产生很高的电压幅值,干扰MOS管的工作,甚至击穿。 在MOS管栅极和源极之间并小电阻,降低栅源之间的输入阻抗,并联稳压管,限制其输入幅值。 (2)光耦 光耦一般只适于传递数字信号 信号 分布电容的存在,会为高频传导噪声提供一条进入系统的途径。 利用信号与干扰的持续时间不同 干扰一般随机出现,多是以高频脉冲的形式出现,而有用的信号一般持续时间较长。 实例:按键的防抖处理 利用频谱的差异对传导干扰进行抑制----加设各种滤波器,其中最常用是低通滤波器。 一般而言,干扰的频谱较高,而信号的频谱较低。 无源滤波器与有源滤波器有什么区别? 无源滤波器:这种电路主要有无源元件R、L和C组成。 有源滤波器:集成运放和R、C组成,具有不用电感、体积小、重量轻等优点。 结论:小电流在要求纹波较小时,往往采用有源滤波,而大电流时采用无源滤波 电磁兼容中滤波器的几个设计原则: 1、结构简单 2、合理选用无源滤波,或有源滤波 3、电感、电容必须仔细选型、小心使用 4、对于高频干扰,器件的分布参数影响很大 课堂讨论:为什么尽量不采用有源器件设计EMC滤波器 有源器件本身对噪声相对比较敏感,因此并不适合用于EMC设计。 有源器件本身热噪声一般比无源器件要严重。 即是使用有源器件,也应对电信号进行必要的预处理。 在大电流的场合,有源滤波实现成本非常高。 课堂讨论 1、干扰通过电气连线进入系统,会出现什么情况? 干扰将和信号混杂在一起。 2、如何抑制传导干扰? 利用干扰和信号之间的差异,将干扰“过虑”掉。

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

电磁兼容基础知识

电磁兼容基础知识 近年来铁路机车所用技术迅猛发展,对铁道技术的电磁兼容性要求日益提高。采用了微处理器的牵引、制动及列车的控制装置以及分布在全列车上的数据总线系统,都更重视设备的抗干扰性能。随着机车电传动方式由交直向交直交的变迁,机车车辆的牵引和辅助驱动采用大功率、高电压和高电流上升率以及极高开关频率的现代变流技术,从而提高了功率部分的干扰电势。此外,机车车辆中设备的安装面积很有限,这一方面迫使控制装置和功率部分挨得很近,另一方面也使功率部分和通信与信号装置等靠的很近,由此导致了铁路技术对电磁兼容性有着特殊的要求。 目前我司产品涉及到的电磁兼容相关铁标如下: GB/T 17626.2-2006 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3-2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4-2008 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5-2008 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T 17626.6-2008 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验基于此,特对电磁兼容相关资料进行整合,以期给从事技术及相关工作的同事带来一些帮助,抛砖引玉。 一、名词解释 电磁骚扰:任何可能引起设备、装置或系统性能降低或者有生命或者无生命物质产生损害作用的电磁现象。 电磁兼容(EMC):一个设备或系统在其电磁环境中能正常工作,且不会对其工作环境中的任何事物产生不可承受的的电磁骚扰的能力。 电磁干扰(EMI) :电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。 骚扰抗扰性度:装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。 瞬态:在两相邻稳定状态之间变化的物理量或物理现象,其变化时间小于所关注的时间尺度。 脉冲:在短时间突变,随后又迅速返回其初始值的物理量。 冲激脉冲:针对某给定用途,近似于一单位脉冲或狄拉克函数的脉冲。 尖峰脉冲:持续时间较短的单向脉冲。 骚扰限值(允许值):对应于规定测量方法的最大电磁骚扰允许电平。 干扰限值(允许值):电磁骚扰使装置、设备或系统最大允许的性能降低。 差模电压:一组规定的带电导体中任意两根之间的电压。 共模电压:每个导体与规定参考点(通常是地或机壳)之间的相电压的平均值。

课程设计与开发

课程设计与开发

任务导向式课程设计与开发方法培训 解决任何问题的核心是:学习成长改变 学习:要有终身学习的能力,也就是学力 成长:当你的成长速度跟不上爱人时,婚姻就出现问题 当你的成长速度跟不上学生时,教育就出现问题 当你的成长速度跟不上老板时,工作就出现问题 当你的成长速度跟不上下级时,管理就出现问题 当你的成长速度跟不上市场时,公司就出现问题 改变:改变才是最伟大的历练。 情商和平台:一根绳子可以卖五块,但绑在螃蟹上就值五十块,这就是平台。想成功先发疯,头脑简单往前冲。 进入课程: 小组讨论: 问题:任务完成过程中的知识点如何体现? 开发目标 信息化 标准定位 到底对学生有没有帮助? 一、课程开发是什么? 开发一门课,包含什么 为什么有这么多问题出现? 1.没有统一的方法论。 2.每一个任课教师永远站在局部,不知专业标准是什么。 3.其实课程开发的能力是教育部对每一个教师的要求。 二、为什么是企业的人来分享职业教育课程设计与开发? 1.我国职业教育面临的挑战 一是高校专业设置,人才培养方向与市场需求变化不同步

课程开发项目管理 团队、时间和预算是三个要素 (一)课程开发计划 团队、时间和预算 团队: 1.需要什么角色的人(项目经理、教学设计者、业务内容专家、图形美化师、文档开发者、种子讲师); 2.主要角色的职责与能力要求 游戏:拼图游戏 时间 阶段划分(时间配比):分析(20-25%)、设计(10-20%)、开发(25-40%)、验证(15-30%)、评估(5-10%)。 预算 实操练习: 任务:根据选定的课题,明确开发团队角色分工、细化开发进度,参照课程开发计划模板,完成课程开发计划 成果:《课程开发计划》海报

需求分析(一)概念、方法、实践步骤

需求分析(一)概念、方法、实践步骤 1.概念、方法、实践步骤 需求分析阶段主要通过收集、分析、导出的方法,将客户、业务、用户的需求转换为对应的(软件)系统需求的过程。典型的工作产品:软件需求说明(Software Requirements Specifications,以下简称SRS)其主要包括系统基本概要、业务功能、系统功能(性能、安全性、信赖性、扩充性、移植性、多语言对应性等要求)、接口功能要求等内容。 1.1 需求分析阶段的主要活动 需求分析阶段的主要活动可以分为需求开发、需求管理2类: 需求开发通过对客户、业务、用户、原系统等调查获取原始的需求,经过需求分析逐步识别并使业务具体化,通过形成制作规格说明书(或SRS)使业务系统化,项目团队同客户、用户逐步达成共识对需求得以最终确认,其间可以通过系统建模、POC等方式评估需求的可实现性。 需求管理在需求开发过程中,通过需求范围认定、需求形式化记录、需求数据库建立、需求状态跟踪、需求变更分析和波动评估、需求评审控制等活动,通过使用需求管理工具等手段,实现对系统需求按基线进行控制和管理。其核心内容变更管理、版本管理以及需求跟踪。 1.2 需求开发的主要概念以及核心步骤 业务需求反映了企业或组织对(软件)系统的业务要求,通常也包含问题或机会的定义。问题是指企业或组织运作过程中遇到的问题,例如物资供应脱节、用户投诉量大、客户流失率较高等。机会是指抓住外部环境变化所带来的机会,以便为企业带来新的发展,例如电子商务、网上银行、基于即时通信的工作协同系统等。业务需求通常由管理人员提出,业务需

求的解决往往要结合制度、(人员)能力、系统功能等多方面综合解决。另外,业务需求也反映了企业或组织对(软件)系统的高层次目标要求,就是系统的建设的目的以及目标。 用户需求是指描述用户使用(软件)系统需要完成什么任务,怎么完成的需求,通常是在问题定义(业务需求)的基础上进用户访谈、调查,对用户使用的场景进行整理,从而建立用户角度的需求。解决如何使用(软件)系统完成具体工作。 软件系统需求是在业务需求的指导下,对用户需求进行整理、分析、提炼,从而指导开发的、更精确的、规格化的需求。一般来说,软件需求可以作为软件验收依据与合同契约。软件系统需求可以分为业务功能需求、系统功能需求、设计约束等方面的内容。 ?业务功能需求:(软件)系统必须完成的业务功能,即为了向它的用户提供有用的 功能,产品必须执行的动作。这部分工作将分散的用户零散的需求采用结构化的方 法去定义,以便支撑后续的设计、开发、测试。 ?系统功能需求:(软件)系统必须具备的功能、性能、属性。包括系统性能(功能 速度、响应时间、恢复时间等等)、可靠性、易用性、安全性、移植、部署等方面 的内容需求。 ?设计约束的需求:影响系统实现的各种设计约束,包括开发语言、数据完整性方针、 资源的限制、运行的环境的要求等等。 2.主要流程 需求分析阶段的主要活动围绕需求开发进行,包括制定及修改需求开发计划、开展需求调查以及分析、需求验证、需求规则说明制作、需求确认几个步骤。 1.制定及修改需求开发计划包括建立需求团队的组织并授权、对需求分析阶段的WBS 进行分解、协商并制定调查分析以及评审计划、评估工作量等等方面的内容,其目的是保证各项活动有序、可控的进行。 2.需求调查以及分析的过程,主要活动通过沟通、收集项目中的各级关系人的需求,形成需求调查报告。需求调查通过现场参观、开调查会、业务专家培训、询问沟通、设计调查表并调查、收集查阅记录等方式获取客户、用户各级组织对(软件)系统需求,分析并识别客户以及用户的需要、期望、业务要求,归纳整理后形成需求调查报告。 3.需求验证环节主要通过原型(Prototype)、POC(Proof of Concept)、用例(Use Case)或简单的功能列表的方式同客户、用户沟通逐步将业务需求、用户需求等转化为软件系统需求。 ?原型(Prototype)模拟最终软件的屏幕显示,这样用户可以看到最终软件将是什么样,有些原型可以模拟实际的操作,对关键的输入输出数据也可以一定 程度的模拟。对于用户体验为主的系统往往可以起到很好的效果。 ?POC(Proof Of Concept)原意是“为观点提供证据”。对于关键的技术或者业务模型,论证需求、设计的可实施性,评估和确认概念设计方案,POC的评 价可能引起需求和设计的调整。一般来说,进行POC的条件:1. 论证业务中 涉及到的模型或者算法的可行性。2. 论证技术模型实现的可行性、成本等。 ?用例(Use Case):对(软件)系统如何反应外界请求的描述,是一种通过用户的使用场景来获取需求的技术。每个用例提供了一个或多个场景,该场景说

课程设计的步骤和报告规范

第一章课程设计的步骤和报告规范 课程设计的步骤: 一、问题分析和任务定义 在设计之前,首先应该充分地分析和理解问题,明确问题要求做什么?限制条件是什么?对所需完成的任务作出明确的回答。 二、系统设计 系统设计分为逻辑设计和详细设计两步。逻辑设计指的是,对问题描述中的操作对象定义相应的数据类型,并按照以数据结构为中心的原则划分模块,定义软件模块结构图;详细设计则为定义相应的存储结构,并写出各函数模块的伪码算法。 三、编码实现和调试 四、总结和整理课程设计报告 课程设计报告规范: 课程设计报告的开头应给出题目、专业、班级、学号、姓名、指导老师和完成日期,并包括以下十个内容: 一、问题描述 二、基本要求 三、数据结构的设计 四、软件模块结构图 五、程序流程图 六、源程序 七、调试分析 八、测试数据 九、用户使用手册 十、心得体会

第二章课程设计选题 1、文本文件单词的检索与计数 问题描述:要求编程建立一个文本文件,每个单词不包含空格且不跨行,单词由字符序列构成且区分大小写;统计给定单词在文本文件中出现的总次数;检索输出某个单词出现在文本中的行号、在该行中出现的次数以及位置。该设计要求可分为三个部分实现:其一,建立文本文件,文件名由用户用键盘输入;其二,给定单词的计数,输入一个不含空格的单词,统计输出该单词在文本中的出现次数;其三,检索给定单词,输入一个单词,检索并输出该单词所在的行号、该行中出现的次数以及在该行中的相应位置。 (1)建立文本文件 (2)给定单词的计数 (3)检索单词出现在文本文件中的行号、次数及其位置。 2、火车票销售 问题描述:试编制一个简单的火车票销售系统,可完成售票、退票、车票剩余情况查询等功能。每张车票包含车次、座位等信息。 3、DES加密解密算法的实现 问题描述:DES算法处理的数据对象是一组64比特的明文串。设该明文串为m=m1m2…m64 (mi=0或1)。明文串经过56比特的密钥K来加密,最后生成长度为64比特的密文E。然后将密文E解密,还原成明文m。 4、RSA加密解密算法的实现 问题描述:RSA是一个比较完善的公开密钥算法,其公钥和私钥是一对大素数的函数。加密时,先将明文变换成0至n-1的一个整数M。设密文为C,则加密过程为:C≡Me (mod n)。解密过程为:M≡Cd (mod n)。要求:分析RSA算法的功能需求,详细设计实现RSA算法的数据结构和流程,给出测试用例和测试步骤,得出测试和结论。RSA算法的实现程序必须提供加密和解密两个接口:int encrypt()和int decrypt()。当加密或者解密成功时返回CRYPT_OK,失败时返回CRYPT_ERROR。 5、二叉树的遍历及左右子树的交换 问题描述:实现二叉树的中序、前序、后序遍历的递归、非递归遍历算法,层次遍历的非递归遍历算法,应包含建树的实现,其次将其所有结点的左右子树交换。 6、哈夫曼树在通信编码中的应用 问题描述:设一份电文中有不同出现频率的字符,为了提高电文的输入和翻译效率,必须有一套简短而又不会产生歧义的字符代码。试根据哈夫曼算法,对电文中的不同字符,构造出一棵哈夫曼树,对每个字符进行编码。要求: 1)将权值数据存放在数据文件(文件名为data.txt,位于执行程序的当前目录中) 2)分别采用动态和静态存储结构 3)初始化:键盘输入字符集大小n、n个字符和n个权值,建立哈夫曼树; 4)编码:利用建好的哈夫曼树生成哈夫曼编码; 5)输出编码; 6)译码功能; 7)显示哈夫曼树; 7、二叉排序树的实现 问题描述:用顺序和二叉链表作存储结构 1)以回车('\n')为输入结束标志,输入数列L,生成一棵二叉排序树T;

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