电磁兼容的概念及其发展历史
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电磁兼容课程知识点总结一、电磁兼容基础知识1.1 电磁兼容的基本概念电磁兼容是指在特定的电磁环境下,电子、通信设备和系统在不受到外来电磁辐射的干扰或干扰他人,保证其正常工作的能力。
1.2 电磁干扰的分类电磁干扰主要可以分为传导干扰和辐射干扰两大类。
传导干扰是通过导体传输,比如电源线传导电磁干扰。
辐射干扰是通过空气传输,比如无线电台产生的电磁辐射。
1.3 电磁兼容的重要性在现代电子设备和通信系统日益复杂的情况下,电磁兼容的重要性越来越突出。
如果设备没有良好的电磁兼容性,容易受到外界电磁干扰,影响其正常工作。
1.4 电磁兼容标准和法规为了确保电子设备和通信系统的电磁兼容性,在各国都有一系列的电磁兼容标准和法规,比如欧洲的CE标志、美国的FCC标准等。
二、电磁场理论2.1 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程,包括电场和磁场之间的相互关系,是电磁场理论的基础。
2.2 电磁波的特性电磁波是由电场和磁场振荡而产生的一种波动,具有传播速度快、能够在真空中传播、波长和频率可调节等特点。
2.3 电磁波的传播特性电磁波的传播特性包括波速、波长、频率、极化、幅度等,这些特性决定了电磁波的传播范围和传播方式。
三、电磁兼容的分析方法3.1 电磁兼容的测试方法电磁兼容的测试方法包括辐射测试、传导测试、电磁场强度测试、电磁脉冲测试等,用于评估设备的电磁兼容性能。
3.2 电磁兼容的仿真模拟方法电磁兼容的仿真模拟方法包括有限元分析、电磁场求解和电磁兼容性分析软件等,可以用于预测设备在不同电磁环境下的性能。
3.3 电磁兼容的设计方法电磁兼容的设计方法包括布线设计、地线设计、屏蔽设计、滤波器设计等,用于提高设备的电磁兼容性能。
四、电磁兼容的干扰控制方法4.1 电磁辐射的控制方法电磁辐射的控制方法包括合理布局、优化线路、采用屏蔽结构等,用于减少设备产生的电磁辐射。
4.2 电磁传导的控制方法电磁传导的控制方法包括使用滤波器、采用平衡电路、采用防干扰接口等,用于减少设备对外界电磁干扰的敏感性。
全面解析电磁兼容技术(概念,干扰源、EMC测试项目)一、电磁兼容概念电磁兼容EMC(ElectromagneTIc compaTIbility)对于设备或系统的性能指标来说,直译为电磁兼容性;但作为一门学科来说,应该译为电磁兼容。
国家标准GB/T4365-1995《电磁兼容术语》对电磁兼容所下的定义为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。
简单的说,就是抗干扰的能力和对外骚扰的程度。
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(分系统、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。
二、基本概念ElectromagneTIc compaTIbility(EMC)电磁相容电子产品能够在一电磁环境中工作而不会降低功能或损害之能力;Electromagnetic interference(EMI)电磁干扰电子产品之电磁能量经由传导或辐射之方式传播出去的过程;由干扰源、耦合通道及被干扰接收机三要素组成。
Radio frequency(RF)无线电频率,射頻通訊所用的频率范围,大约是10kHz 到100GHz。
这些能量可以是有意产生的,如无限电传发射器,或者是被电子产品无意产生的;RF能量经由两种模式传播:Radiated emissions(RE)此种RF 能量的电磁场经由媒介而传输;RF 能量一般在自由空间(free space)內传播,然而,其他种类也有可能发生。
Conducted emissions(CE)此种RF 能量的电磁场经由道题媒介而传播,一般是经由电线或内部连接电缆;Line Conducted interference(LCI)指的是在电源线上的RF 能量。
Susceptibility容忍度,耐受性相对的测量产品暴露在EMI环境中混乱或损害的程度。
Immunity免疫力一相对的测量产品承受EMI的能力;Electrical overstress(EOS)电子过度高压当遇到高压突波产品承受到的损坏或只是功能丧失;EOS包括雷击以及静电放电的事件。
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。
其特征最先快速上升后缓慢下降。
浪涌由开关切换、雷电放电、核爆炸引起。
静电放电(ESD)——不同静电电位的物体靠近或直接接触时产生的电荷转移。
串扰——通过与其他传输线路的电场(容性)或磁场(感性)耦合,在自身传输线路中引入的一种不希望有的信号扰动。
电磁兼容概述一、电磁兼容概述电磁兼容(EMC)是指各种电的设备(包括电信设备和系统),在不损失信号所包含的信息的条件下,信号与干扰共存的能力。
即在复杂的电磁环境中,设备和系统除了要抵抗外来的电磁干扰保持正常工作外,还不能产生对该电磁环境中的其他电子、电气产品所不能容忍的电磁干扰。
或者也可以这样理解,电设备既要满足有关标准规定的电磁敏感度极限值要求,又要满足其电磁发射极限值要求。
因此电磁兼容也称电磁兼容性,它包含了各种电的设备之间在电磁环境中相互兼顾的性质。
1.1 电磁干扰近些年来,随着科学技术的发展,人们在生产生活中使用的电气及电子设备的数量逐渐增多,这些设备在工作运转的时候往往会产生一些有用或者无用的电磁能量,这些能量会影响到其他设备或者系统的工作,这就是电磁干扰(Electromagnetic Interference),简称EMI。
任何一个电磁干扰的发生必须具备三个基本条件:首先应该具有干扰源;其次有传播干扰能量的途径和通道;第三还必须有被干扰对象的响应。
在电磁兼容性理论中把被干扰对象统称为敏感设备(或敏感器)。
干扰源、干扰传播途径(或传输通道)和敏感设备称为电磁干扰三要素。
1.1.1 电磁干扰的分类电磁干扰有传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。
1.1.2 干扰源的分类电磁干扰源的分类方法有很多,一般说来可以分为两大类:自然干扰源与和人为干扰源。
自然干扰源主要来源于大气层的天电噪声、地球外层空间的宇宙噪声。
人为干扰源是有机电或其他人工装置产生电磁能量干扰。
从电磁干扰属性来分,可以分为功能型干扰源和非功能性干扰源。
功能性干扰源系指设备实现功能过程中造成对其他设备的直接干扰;非说功能性干扰源是指用电装置在实现自身功能的同时伴随产生或附加产生的副作用。
EMC 电磁兼容知识介绍1.什么叫电磁兼容性(EMC )?随着科学技术的发展,越来越多的电气和电子设备进入了社会各领域,它推动了社会的进步。
但不容忽视的是,伴随电气和电子设备应用而产生的电磁骚扰问题,悄悄地给人们带来了无穷的烦恼。
这种干扰问题往往是通常人们不易觉察的,比如,一台计算机运行到某一点时突然死机了,人们总是认为这是软件质量问题或者是病毒,而不会考虑到电磁兼容性。
电磁兼容性(ElectroMagnetic Compatibility 缩写EMC),就是指某电子设备既不对其他设备产生电磁干扰,同时也能承受和抵抗来自其它设备的电磁干扰的特性;前者叫EMI 特性,后者叫EMS 特性。
也就是说,符合电磁兼容性的不同电子设备可以在一起正常工作,它们是相互兼容的。
电磁兼容性和安全性一样,是产品质量最重要的指标之一。
安全性涉及人身和财产,电磁兼容性涉及人身、财产和环境保护。
电磁骚扰问题使人们对它这样“不易觉察” ,主要原因是这种骚扰的途径是通过空间无形的辐射和电源线、信号线的传导造成的。
电磁骚扰问题非常普遍,只是程度不同。
实际上,凡是有电、有开关的设备,不管电压高低,都会产生电磁干扰。
用220 伏交流电源供电的设备固然会有电磁干扰,就是用 1.5 伏电池进行工作的儿童玩具也有电磁干扰。
2.人们日常生活中出现的常见EMC 问题。
我们经常会遇到这样的情况,当我们收听广播或收看电视时,如果附近有人使用电吹风、吸尘器等,就会使声音出现噪音,图象出现雪花干扰,这就是产品的电磁兼容性有问题;当我们使用计算机时,通过电缆与其他设备热插拔连接,之后出现鼠标不能拖动,光标无法移动,计算机出现死机的情况,这里很重要的原因之一是电磁兼容性问题;当计算机通过通讯电缆控制其他机器设备时,程序运行到某一点时计算机总是死机,这也可能是电磁兼容性问题,强电磁干扰脉冲使计算机的运行脱离了原来的程序轨道跑飞了,这种情况如果出现在网络里,可能破坏数据库或使网络瘫痪,造成重大灾难和经济损失;正在飞行的飞机上如果有乘客违规使用强干扰信号的电子设备,很有可能导致飞机的坠毁;在单片机控制系统的设计中如果出现电磁兼容性问题,那么既是软件编制正确,也难以使系统调试成功。
电磁兼容技术的发展状况及应用首先,让我们回顾一下电磁兼容技术的发展历程。
电磁兼容技术起源于20世纪70年代,当时电子设备逐渐普及,并出现了设备之间相互干扰的问题。
为了解决这一问题,电磁兼容技术应运而生。
最初,电磁兼容技术主要关注设备之间的电磁辐射和电磁感受性问题。
通过设计合理的电磁屏蔽、隔离和过滤等手段,可以有效降低电磁辐射和感受性。
然而,随着技术的发展和需求的增加,电磁兼容技术也不断发展演变。
现在,电磁兼容技术已经成为整个电子行业的重要组成部分。
它涉及到电磁辐射、电磁感受性、电源线滤波、电磁屏蔽以及故障抗扰等多个方面。
在电磁辐射方面,电磁兼容技术要求设备在工作状态下的电磁辐射需控制在一定范围内,以避免对其他设备造成干扰。
在电磁感受性方面,设备应具有一定的抗干扰能力,减少外部电磁场对设备的影响。
而在电源线滤波方面,通过采用合适的电源线滤波器,可以有效减少电源线上的电磁干扰。
此外,电磁屏蔽技术也是电磁兼容技术的重要组成部分。
通过使用屏蔽材料和屏蔽结构,可以有效限制电磁辐射和阻塞外部干扰。
除了上述方面,电磁兼容技术还针对不同的应用领域进行了专门的研究和发展。
例如,在通信领域,电磁兼容技术可以解决移动通信设备之间的干扰问题,确保通信网络的稳定性和可靠性。
在医疗设备领域,电磁兼容技术可用于确保医疗设备的正常工作,并减少对患者和其他设备的干扰。
在航空航天领域,电磁兼容技术可用于控制飞机和航天器上的电磁辐射,以确保飞行安全。
此外,电磁兼容技术还在汽车、家电、电力系统等领域得到了广泛应用。
总之,电磁兼容技术作为一项重要的技术,在电子行业中发挥着关键作用。
随着电子设备的普及和互联互通的需求增加,电磁兼容技术也在不断发展演变。
通过在电磁辐射、电磁感受性、电源线滤波、电磁屏蔽等方面进行研究和应用,可以有效地实现设备之间的互不干扰和相容共存。
同时,电磁兼容技术也在不同的应用领域得到广泛应用,如通信、医疗、航空航天等。
电磁兼容的基本概念电磁兼容性(EMC)是一个涵盖了广泛应用领域的概念,它关乎设备或系统在复杂电磁环境中的稳定运行。
简单来说,电磁兼容性(EMC)指的是设备在规定的电磁环境中,能够满足设计要求的正常工作能力,同时不会对周围设备产生无法承受的电磁干扰。
因此,EMC涉及到两个关键方面:一是设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰应控制在一定限值内;二是设备对所在环境中已存在的电磁干扰具有一定的抗扰度,即电磁敏感性。
EMC作为一种工程技术,其重要性不言而喻。
在当今社会,电气和电子设备无处不在,它们在为人们提供便利的同时,也带来了电磁干扰问题。
为了确保各种设备在复杂的电磁环境中正常工作,满足电磁兼容性要求至关重要。
电磁兼容性不仅关乎设备自身的性能,还涉及到设备之间的相互影响。
只有当各个设备在电磁环境中相互兼顾,才能确保整个系统的稳定运行。
此外,电磁兼容性还关注设备在自然界电磁环境中的表现。
自然界中存在各种电磁现象,如雷电、无线电波等,这些现象都可能对电子系统或设备产生影响。
因此,电子系统或设备在设计时,需要考虑其在自然界电磁环境中的抗扰度,以确保在各种情况下都能按照设计要求正常工作。
进一步地,我们可以将电磁兼容性的研究范围扩展到电磁场对生态环境的影响。
电磁场对生物体的影响已成为当前研究的热点问题,比如手机辐射、基站辐射等。
在这个意义上,电磁兼容性学科内容可以被称作环境电磁学。
环境电磁学旨在研究电磁场在环境中的传播、转化和生物效应,为人类提供健康、安全的电磁环境。
电磁兼容性是一项重要的工程技术,它关乎设备在复杂电磁环境中的正常工作。
通过研究电磁兼容性,我们可以更好地理解设备之间的相互影响,提高系统的稳定性和可靠性。
同时,电磁兼容性还关注设备在自然界电磁环境中的表现,以及电磁场对生态环境的影响。
在未来,随着科技的不断发展,电磁兼容性和环境电磁学将在各个领域发挥越来越重要的作用。
电磁兼容性(EMC)简介电磁兼容是研究电磁干扰的学科。
电磁干扰是人们早就发现的电磁现象,它几乎和电磁效应的现象同时被发现,1981年英国科学家发表“论干扰”的文章,标志着研究干扰问题的开始。
1989年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题,使干扰问题的研究开始走向工程化和产业化。
虽然电磁干扰问题由来已久,但电磁兼容这个新的综合性学科确是近代形成的。
40年代提出电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility缩写为EMC)概念,是电磁干扰问题由单纯的排除干扰逐步发展成为从理论上、技术上全面控制用电设备在其电磁环境中正常工作能力保证的系统工程。
70年代以来,电磁兼容技术逐渐成为非常活跃的学科领域之一。
80年代,美国、德国、日本、前苏联、法国等经济发达国家在电磁兼容研究和应用方面达到很高的水平。
建立了相应的电磁兼容标准和规范,电磁兼容设计成为民用电子设备和军用武器装备研制中必须严格遵循的原则和步骤。
电磁兼容性成为产品可靠性保证中的重要组成部分。
90年代,电磁兼容性工程以事后检测处理发展到预先分析评估、预先检验、预先设计。
在我国电磁兼容理论和技术的研究起步较晚,直到80年代之后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。
90年代以来,随着国民经济和高科技产业的形迅速发展,在航空、航天、通信、电子等部门,电磁兼容技术受到格外重视。
电磁兼容性的定义由于电磁干扰源的大量普遍曾在,电磁干扰现象经常发生。
如果在一个系统中各种用电设备能和谐正常工作而不致相互发生电磁干扰造成性能改变和遭受损坏,人们就满意的称这个系统中的用电设备是相互兼容的。
但是随着用电设备功能的多样化、结构的复杂化、功率加大和频率提高,同时它们的灵敏度已越来越高,这种相互包容兼顾、各显其能的状态很难获得。
为了使系统达到电磁兼容,必须以系统的电磁环境为依据,要求每个用电设备不产生超过一定限度的电磁发射,同时又要求它具有一定的抗干扰能力。
电磁兼容电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指电子设备在同一电磁环境下,互不干扰,共同发挥功能的能力。
由于现代社会中电子设备日益普及,并且频繁地相互联网进行信息交互,因此,EMC的重要性愈来愈凸显。
本文将从EMC 概念、EMC测试、EMC实践等方面,进行详细阐述。
一、EMC概念EMC诞生于20世纪70年代,当时电子设备在电磁环境下互相干扰,造成通信噪声、崩溃、漂移等问题,使得电子设备无法有效运行。
因此, EMC的提出就是为了解决这些问题。
EMC包括两种基本现象:电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI)和电磁敏感性(Electromagnetic Susceptibility,简称EMS)。
前者是指一种电子设备对另外一种电子设备所产生的电磁信号干扰,导致损坏或性能下降;后者则是指电子设备受到来自另外一种电子设备的电磁信号干扰而出现损坏或性能下降。
EMC的实际要求是要保证电子设备在共同电磁环境下,不相互干扰,同时与环境保持和谐共处。
EMC技术的目的是设计和制造出无电磁干扰和高抗干扰性的电子设备。
二、EMC测试EMC测试是评价电子设备符合EMC要求的重要手段。
EMC测试是根据相关的产品测试规范所制定的一系列测试。
在EMC测试中,包括放射性和低频磁性两大测试类别。
放射性测试是指测试设备与其它设备之间是否会产生电磁泄漏;低频磁性测试是指测试设备在电磁环境下是否会受到干扰。
EMC 测试的结果会影响电子设备的使用和销售,因此这项测试非常重要。
在实际测试过程中,EMC测试仪器在不同的频段和功率下进行发射性干扰和低频电磁干扰测试。
通过EMC测试能够较为真实地反映电子产品的工作品质。
三、EMC实践电磁兼容技术在现实中的应用非常广泛。
特别是在通信方面,电磁兼容技术的应用已经成为保证运行稳定和信息安全的必要条件。
以下是一些EMC实践的例子:1. 通信设备通信设备是电磁兼容技术应用的重要领域。
电磁兼容原理1. 什么是电磁兼容电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)是指在同一电磁环境中,电气设备能够共存并正常工作的能力。
电气设备指的是任何电子、电气设备、系统或者其他设施,而电磁环境则是指电磁辐射、电磁感应、电磁传输等各种电磁现象的总和。
电磁兼容是现代社会中电子设备与电磁环境相互作用的重要问题,它涉及到电磁辐射、电磁感应、电磁传输等各种电磁现象,特别是随着电子技术的高速发展和电磁环境的日益恶化,电磁兼容问题变得越来越突出。
2. 电磁兼容原理的重要性在现代通信、交通、工业控制等领域,各种电子设备和系统被广泛应用。
这些设备和系统在工作时都会产生电磁干扰,如果不进行有效的电磁兼容设计,就会导致设备之间相互干扰,甚至引起系统故障、通信中断或者性能下降。
电磁兼容原理是解决电磁兼容问题的基础,它通过合理的设计和控制,使得各种电子设备在电磁环境中能够共存并正常工作,确保设备和系统的可靠性、安全性和稳定性。
因此,了解和应用电磁兼容原理对于保障电子设备和系统的正常运行至关重要。
3. 电磁兼容原理的基本概念为了理解电磁兼容原理,我们首先需要了解几个基本概念:(1) 电磁辐射电磁辐射是指电子设备在工作时产生的电磁波,它通过空间传播并可能对其他设备或系统产生干扰。
常见的电磁辐射源包括发射天线、开关电路、电机、高速信号线等。
电磁辐射的强度与频率、功率、天线特性等因素有关。
(2) 电磁感应电磁感应是指电磁辐射对其他设备或系统产生的干扰。
当电磁波通过导体附近时,会在导体内感应出电流或电压,从而造成设备或系统的误动作、误指令或性能下降。
常见的电磁感应问题包括共模干扰、差模干扰、接地干扰等。
(3) 电磁传输电磁传输是指电磁辐射从辐射源传播到其他设备或系统的过程。
在传播过程中,电磁波会受到传播路径、介质特性、干扰源特性等因素的影响。
电磁传输的目标是将电磁辐射的干扰降低到可以接受的水平,以保证设备和系统的正常工作。
中国电磁兼容技术的发展历程
中国电磁兼容技术的发展历程可以追溯到上世纪八十年代初。
当时,中国电子工业的快速发展促进了电子产品的普及,但同时也带来了电磁干扰的问题。
在国家的支持下,中国开始大力发展电磁兼容技术。
在经过多年的研究和实践后,中国电磁兼容技术已经取得了显著进展。
其中,最为重要的成就之一是中国制定了全面的电磁兼容标准体系,涵盖了电子产品的设计、测试和评估等方面。
这些标准的制定和实施,为中国的电子产业提供了可靠的技术支撑,同时也为国际电子贸易提供了更加公平和规范的环境。
此外,中国的电磁兼容技术在军事领域也得到了广泛应用。
中国的电子战系统在电磁兼容性方面达到了国际先进水平,为中国军队的现代化建设做出了重要贡献。
总的来说,中国的电磁兼容技术已经成为电子工业和军事领域不可或缺的一部分,为中国的现代化建设提供了强有力的技术支撑。
未来,中国将继续加强电磁兼容技术的研究和应用,推动电子产业的可持续发展。
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emc 国际标准历史电磁兼容性(EMC) 国际标准的历史可以追溯到20世纪60年代。
当时,电子设备的普及和使用日益增加,但同时也出现了电磁干扰的问题。
电子设备之间的电磁干扰不仅会导致设备性能下降。
还可能对周围环境产生不利影响。
因此,对电磁兼容性问题的研究与治理成为亟待解决的问题。
1964年,美国电信实验室(AT&T Bell Labs)提出了第-个设备间电磁兼容性标准。
即AT&T判断标准。
随后,IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)组织成立了由各界专家组成的电磁兼容性委员会,开始了电磁兼容性的研究和标准制定工作。
20世纪70年代,随若电子设备种类的增加,电磁兼容性问题进一步凸显。
1979年,欧洲委员会也开始研究和标准化电磁兼容性问题,成立了欧洲电磁兼容性标准化委员会(CENELEC)。
为了支持EMC法规制定,定义了许多测试方法。
欧洲共同体在1980年代又向前迈进了一大步,他们提出了一种所谓的新办法,使电磁兼容要求标准化,使电子设备贸易能够更自由地进行。
其中一个主要因素是EMC指令一89/336/EC (新指令2004/108/ec) 。
本EMC标准适用于所有将在EC内投放市场的设备。
EMC指令涵盖了所有"容易造成电磁干扰或其性能容易受到此类干扰的设备。
欧洲委员会发布的EMC指令在EMC标准和立法方面是开创性的,因为这是首次对设备的抗干扰能力和排放设置限制。
因此,EMC 指令承认了EMC操作设备的两个要素一--和谐地运行设备不仅仅是减少不必要的排放,因为想要的排放也会造成干扰。
以上信息仅供参考,如需获取更多详细信息,可以咨询电磁兼容行业工作人员。
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:***学号:************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。
其特征最先快速上升后缓慢下降。
浪涌由开关切换、雷电放电、核爆炸引起。
静电放电(ESD)——不同静电电位的物体靠近或直接接触时产生的电荷转移。
串扰——通过与其他传输线路的电场(容性)或磁场(感性)耦合,在自身传输线路中引入的一种不希望有的信号扰动。
串扰耦合——有以下两种定义:a)对于从一个信道传输到另一个信道的干扰功率的度量;b)存在于两个或多个不同信道之间、电路组件或元件之间的不希望有的信号耦合。
抑制——通过滤波、接地、搭接、屏蔽和吸收,或这些技术的组合,以减小或消除不希望有的发射。
射频——在电磁频谱中介于音频和红外线之间、用于无线电发射的频率。
目前应用的射频范围大约是9KHz—3000GHz(3THz)。
电磁敏感性(EMS)——设备、器件或系统因电干扰可能导致工作性能降级的特性。
辐射发射(RE)——以电场形式,通过空间传播的有用或无用的电磁能量。
传导发射(CE)——沿金属导体传播的电磁发射。
此类导体可以是电源线、信号线及一个非专门设置、偶然的导体辐射敏感度(RS)——对造成设备、分系统、系统性能降级的辐射干扰场强的度量。
传导敏感度(CS)——当引起设备呈现不希望有的响应式性能降级时,对电源线、信号或控制线上的干扰信号电流或电压的度量。
第二节电磁兼容的相关标准介绍1.电磁兼容设计的目的1)设备内部的电路相互不产生干扰,达到预期功能;2)设备产生的电磁干扰强度低于特定的极限值;3)设备对外界的电磁干扰有一定的抵抗力。
另外,EMC还有一个研究内容——防止信息泄漏,即:TEMPEST技术。
TEMPEST是指电子信息设备通过电磁能量发射产生了信息的泄漏发射。
2.电磁兼容标准概述2.1 电磁兼容标准可以分为四级1)基础标准——涉及EMC术语、电磁环境、EMC测量设备规范和EMC测量方法,是编制其它各级EMC标准的基础。
2)通用标准——给通用环境中的所有产品提出一系列最低的电磁兼容性要求,通用标准给出的试验环境、试验要求可以成为产品标准和专用产品标准的编制导则。
3)产品类标准——根据特定产品类别而制订的电磁兼容性能的测试标准,它包含产品的电磁骚扰发射和产品的抗扰度要求两方面的内容。
4)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的通用技术条件中。
专用产品标准对电磁兼容的要求与相应的产品类标准相一致,在考虑了产品的特殊性后,可增加试验项目和对电磁兼容性能要求作某些改变,对产品的电磁兼容性要求更加明确。
2.2 主要制订电磁兼容标准的组织和标准介绍随着科学技术的发展,世界上许多国家和许多组织都制定了电磁兼容的标准和规范,具有权威性和广泛影响的是CISPR、IEC、CENLEC、MIL、FCC、GB等标准,另外有些国家的保密局还制定了TEMPEST标准,它是研究信息泄漏的标准。
1)国际电工委员会(IEC):国际上的标准化组织,其下有三个组织与EMC有关。
a、ACEC(电磁兼容咨询委员会):承担电磁兼容国际标准化研究工作。
b、CISPR(国际无线电干扰特别委员会):为了促进国际贸易,CISPR于1934年确定了射频干扰的测量方法,1985年对信息技术设备制定了新的发射标准,许多欧洲国家将这个标准作为自己国家的标准。
目前设有七个分会。
c、TC77(第77技术委员会):与CISPR并列的涉及电磁兼容的组织。
2)FCC(联邦通信委员会):主要制订美国民用标准。
3)MIL-STD(美国军用标准):主要制订美国军用标准。
4)CENELEC(欧洲电工标准化委员会):由欧共体委员会授权制订欧洲标准EN。
EN 标准引用了很多CISPR和IEC标准。
5)GB(中国国家标准):基本采用CISPR和IEC标准。
6)GJB(中国军用标准):基本采用美国军用标准。
如GJB151A-97/GJB152A-97等同于美军标MIL- STD - 461D / MIL- STD- 462D。
3.电磁兼容标准的内容3.1电磁兼容标准对设备的要求有两个方面1)一个是工作时不会对外界产生不良的电磁干扰影响,另一个是不能对外界的电磁干扰过度敏感,前一个方面的要求称为干扰发射要求,后一个方面的要求称为敏感度要求。
2)能量传播的途径电磁能量从设备内传出或从外界传入设备的途径只有两个,一个是以电磁波的形式从空间传播,另一个是以电流的形式沿导线传播。
因此,电磁干扰发射可以分为:传导发射和辐射发射,敏感度也可分为传导敏感度和辐射敏感度。
各种电磁兼容标准测试的内容包括:传导发射、辐射发射、传导敏感度、辐射敏感度。
电磁兼容的结构体系和相互之间的关系如下图1-2-1:图1-2-1第一章电磁兼容的设计第一节电磁兼容的三要素1.电磁兼容的三要素系统要发生电磁兼容性问题,必须存在三个因素。
首先,要有产生电磁干扰的源头,要有即电磁干扰源;其次,有了源头,还有能够传播这个干扰源的相关路径,即耦合途径;最后,还要有对传播过来的干扰敏感的接受者,即敏感设备。
所以,在解决电磁兼容问题时,要从这三个因素入手,对症下药,消除其中某一个因素,就能解决电磁兼容问题。
第二节板极电磁兼容的设计1.新能源汽车领部件开发流程在描述PCB板极EMC设计之前,先看一下一款新的汽车零部件开发大概需要需要的几个流程。
结合实际经验,目前新能源汽车零部件的开发流程如下2-2-1:图2-2-1由图2-2-1可见,在新能源汽车上,开发一款新的零部件大概需要6个流程,在6个流程中,EMC测试最后一道关卡,EMC测试的情况直接决定着产品的开发进度。
在整个系统的开发过程中,由于可能存在对EMC认识的不足,从而忽略对EMC的相关设计,造成最后产品EMC测试通不过。
从2-2-1可以看出,EMC设计在结构设计阶段就应该开始考虑,还有后面的PCB板设计是EMC设计需要考虑的第二道关卡。
往往在测试的时候,发现实验不能通过,经过观察实验数据和现象,发现是由于PCB板绘制时出现了问题,而且通过对现有板子处理后发现还是不能通过,那么就只能重复③到④之间的程序,重新绘制PCB。
假设PCB绘制到出图大概需要1周,那么这一周就可以看作是由于在PCB绘制时考虑不周到,缺乏EMC设计在PCB绘制阶段的认识。
如果产品要急着上市或者是逼近交给客户的期限,由此可见会造成多么大的影响。
2.EMC在PCB LAYOUT中应该注意的一般问题2.1 接地电气设备从安全的角度考虑,接地是十分必要的。
从电路工作的角度看,接地也是必要的。
地的传统定义为:地线就是电路中的等电位参考点,它为系统中的所有电路提供一个电位基准。
但是一般情况下事与愿违:上面关于地线的定义,更确切的说,是我们在设计电路时的假设或愿望。
实际的地线上各点的电位是不相同的。
这样,我们设计电路的假设(前提)就被破坏了,电路也就不能正常工作了。
这就是地线造成的电磁干扰现象。
新定义:如上所述,传统定义仅给出了地线应该具有的等电位状态,并没有反映真实地线的情况。
因此用这个定义无法分析实际的电磁兼容问题。
新的定义将地线定义为信号流回源的低阻抗路径。
这个定义突出了电流的流动。
当电流流过有限阻抗时,必然会导致电压降低,因此这个定义反映了实际地线上的电位情况。
2.2 接地方式信号地通常分为单点接地,多点接地和混合接地等种类。
单点接地:所有电路的地线接到公共地线的同一点,进一步可分为串联单点接地和并联单点接地。
多点接地:所有电路的地线接到公共地线的不同点,一般电路就近接地。
混合接地:在地线系统内使用电感、电容连接,利用电感、电容器件在不同频率下有不同的阻抗的特性,使地线系统在不同的频率具有不同的接地结构。
交流电源电缆中的地线一般仅可用作安全地,不能用作信号地,两个电源接地点之间的电压通常有数百mV,小信号电路在这种条件下根本无法工作。
2.2.1 单点接地单点接地有两种形式,一种是串联单点接地,另一种是并联单点接地。
串联单点接地中,许多电路之间有公共阻抗,因此相互之间由公共阻抗耦合产生的干扰十分严重。
123123I 1I 2I 3I 1I 2I 3A B CA B CR 1R 2R 3串联单点接地并联单点接地公共阻抗耦合:当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时,就发生了公共阻抗耦合。
我们在放大器中,级与级之间的一种耦合方式是“阻容”耦合方式,这就是一种利用公共阻抗进行信号耦合的应用。
在这里上一级的输出与下一级的输入共用一个阻抗,如下图。
由于地线就是信号的回流线,因此当两个电路共用一段地线时,彼此也会相互影响。
一个电路的地电位会受到另一个电路工作状态的影响,即一个电路的地电位受另一个电路的地电流的调制,另一个电路的信号就耦合进了前一个电路。
对于两个共用电源的电路也存在这个问题。
解决的方法是对每个电路分别供电,或加解耦电路。
放大器级间公共地线耦合问题:图中的放大器前后级之间由于共用了一段地线,结果,后级放大器的信号耦合进了前级的输入端,如果满足一定的相位关系,就形成了正反馈,造成放大器自激。