电磁兼容性原理与应用(复习)提纲
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电磁兼容教学大纲电磁兼容教学大纲电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是一个涉及电磁场与电子设备相互作用的领域。
随着电子技术的飞速发展,电磁兼容问题变得越来越重要。
为了培养具备电磁兼容知识和技能的工程师,制定一份全面的电磁兼容教学大纲显得尤为重要。
一、引言电磁兼容作为一门交叉学科,涉及电磁场理论、电路理论、电磁波传播、电磁干扰与抗干扰技术等多个领域。
本教学大纲旨在帮助学生全面了解电磁兼容的基本概念、原理和应用,掌握电磁兼容的分析与设计方法。
二、基础知识2.1 电磁场理论2.1.1 电磁场的基本概念2.1.2 麦克斯韦方程组2.1.3 电磁场的辐射与辐射场特性2.2 电磁波传播2.2.1 电磁波的基本特性2.2.2 电磁波在空间中的传播2.2.3 电磁波的传输线理论2.3 电磁干扰与抗干扰技术2.3.1 电磁干扰的分类与特性2.3.2 电磁兼容的基本原理2.3.3 电磁屏蔽与抗干扰技术三、电磁兼容分析与设计方法3.1 电磁兼容分析3.1.1 电磁兼容测试与测量方法3.1.2 电磁兼容仿真与建模技术3.1.3 电磁兼容问题的分析与评估3.2 电磁兼容设计3.2.1 电磁兼容设计的基本原则3.2.2 电磁兼容设计的方法与技巧3.2.3 电磁兼容设计的实践案例四、电磁兼容标准与法规4.1 国际电工委员会(IEC)电磁兼容标准4.2 国家电磁兼容标准与规范4.3 电磁兼容法规与政策五、电磁兼容实验与实践5.1 电磁兼容实验室的建设与管理5.2 电磁兼容测试与测量技术5.3 电磁兼容实践案例分析六、电磁兼容的前沿与发展趋势6.1 电磁兼容的新理论与新方法6.2 电磁兼容技术在新兴领域的应用6.3 电磁兼容的未来发展方向七、总结与展望电磁兼容作为一门重要的学科,对于保障电子设备的正常运行和互联互通具有重要意义。
本教学大纲旨在培养学生对电磁兼容的全面认识和深入理解,为他们今后从事电磁兼容相关工作奠定坚实基础。
电磁兼容知识点总结(一)引言概述:电磁兼容是指电子设备在共同工作环境中,能够互不干扰,同时保持自身功能不受到干扰的能力。
本文将总结电磁兼容的相关知识点,以帮助读者更好地理解和应用这一概念。
正文:一、电磁兼容的基本概念与原理1.1 电磁辐射与电磁感应的基本原理1.2 互相干扰的电磁场作用方式1.3 电磁兼容的基本目标和要求1.4 电磁兼容设计的基本原则1.5 电磁兼容性评估的方法和指标二、电磁兼容性设计原则2.1 地线设计原则2.2 信号传输线设计原则2.3 电磁场屏蔽原则2.4 电源线设计原则2.5 接地设计原则三、电磁干扰源的特征与分析3.1 传导干扰源的特征与分析3.2 辐射干扰源的特征与分析3.3 外界电磁环境的特征与分析3.4 电气场强的测量方法3.5 干扰源定位与分析方法四、电磁屏蔽技术与方法4.1 电磁屏蔽材料的基本原理与特性4.2 电磁屏蔽的设计方法与措施4.3 电磁屏蔽效果的评估与验证方法4.4 常见电磁屏蔽结构的设计要点4.5 电磁屏蔽在实际工程中的应用五、电磁抗干扰技术与方法5.1 模拟滤波器设计原则与方法5.2 数字滤波器设计原则与方法5.3 过电压保护技术与方法5.4 对抗电源变动的技术与方法5.5 抗电磁干扰设计的实践案例总结:通过本文对电磁兼容的知识点总结,我们了解了电磁兼容的基本概念、原理和设计原则。
我们还学习了电磁干扰源的特征与分析方法,电磁屏蔽技术与方法,以及电磁抗干扰技术与方法。
电磁兼容设计的实践应用对于维护电子设备的正常运行至关重要。
希望读者能够通过本文对电磁兼容的知识点有更深入的了解,以应对实际工程中可能遇到的电磁兼容问题。
电磁兼容(EMC)考纲总结1.电磁兼容的含义答:电磁兼容EMC(Electromagnetic Compatibility),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能力。
”它有以下三方面的含义⑴电磁环境应是给定的或可预期的;⑵设备、分系统或系统不应产生超过标准或规范规定的电磁骚扰发射(EMI)限值的要求;电磁骚扰发射就是从骚扰源向外发出电磁骚扰能量的现象,它是引起电磁骚扰的原因。
⑶设备、分系统或系统应满足标准或规范所规定的电磁敏感性(EMS)限值或抗扰度(immunity);电磁敏感性,即在存在电磁骚扰的情况下,设备、分系统或系统不能避免性能降低的能力;抗扰度即设备、分系统或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。
2.电磁骚扰和电磁干扰的区别答: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。
电磁骚扰仅仅是客观存在的一种物理现象,而电磁干扰是由电磁骚扰引起的后果。
只要把两个以上的元件置于同一环境中,工作时就会产生电磁干扰的后果。
⑴电磁骚扰只有在影响敏感设备正常工作时,才构成电磁干扰。
⑵电磁干扰指的是能引起性能降低的后果。
⑶电磁骚扰指的是能引起这种性能降低的客观现象。
⑷用一种可以测量的量,例如电压,来描述此现象时,称“骚扰电压”,而不是“干扰电压”。
3.有源器件的敏感度特性和发射特性答:模拟器件的灵敏度和带宽是评价电磁敏感度特性最重要的参数,灵敏度越高,带宽越大,抗扰度越差模拟器件: 带内敏感度特性取决于灵敏度和带宽;带外敏感度特性用带外抑制特性表示.逻辑器件: 带内敏感度特性取决于噪声容限或噪声抗扰度;噪声容限即叠加在输入信号上的噪声最大允许值,带外敏感度特性用带外抑制特性表示.噪声抗扰度为: 电子噪声主要来自设备内部的元器件。
包括热噪声、散弹噪声、1/f 噪声和天线噪声等。
1、电磁兼容的概念电磁兼容(EMC是指设备或系统在所处的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何其他事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
2、电磁兼容的三要素1、存在一定的噪声源2、存在易受干扰的敏感器件3、存在着干扰传播途径3、PCB布局遵守的原则1、按照电路的信号流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。
2、以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。
元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上。
尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。
3、在高频下工作的电路,要考虑元器件之间的分布参数。
一般电路应尽可能使元器件同一方向排列。
这样,不但美观,而且装焊容易、易于批量生产。
4、尽可能缩短高频元器件之间的连线,设法减少它们的分布参数和互相间的电磁干扰。
易受干扰的元器件不能互相挨得太近,输入和输出元器件应尽量远离。
5、对于信号线,特别是高频、接口信号线,一定要防止信号线之间的耦合问题,在PCB 设计初期就要考虑到它们之间的走线关系。
6、某些元器件货导线之间可能有较高的电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。
带高压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
7、重量超过14g的元器件,应当用支架加以固定,热敏元件应远离发热元件。
8、对于电位器、可调电感线圈、可变电压器、微动开关等可调元件的布局,应考虑整机的结构要求。
弱势机内调节,应放在印制板上便于调节的地方;若是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。
4、PCB分层是要考虑哪些因素1、信号层,特别是高速信号层一定要紧靠平面层,最好是紧靠地平面层。
2、阻抗要求不严格的信号线可走微带线,重要信号线一定要走带状线,并且对于时钟、复位、敏感信号线。
最好用两个地平面包围起来。
3、主电源平面(板上功率最大的那种电源一定要紧靠地平面,并且在地平面之下。
5、PCB布线遵守的原则1、输入输出墙用的导线应尽量避免相邻长距离的平行(差分线除外,如果受密度要求的限制,则一定按3W要求做。
电磁兼容原理复习提纲一、填空题* EMC 基础概念1. 电磁干扰的三要素包括 骚扰源 、 敏感设备 、耦合途径 。
2. 按照传输途径划分,电磁干扰可分为 传导干扰 和 辐射干扰 。
3. 传导类的电磁传输通道可等效划分为 、 、 。
4. 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。
5. 国际上对电子产品电磁兼容性提出了强制要求,其中,认证标志CCC 、CE 、FCC 所属地区依次是 中国 、 欧盟 、 美国 。
6. 下图EMC 指标之间的关系,可知指定点A 、B 、C 处所对应的术语是 、 、 。
* EMC 数学模型与特性分析7. 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 。
8. 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。
9. 两导线干扰电流振幅相近、相位相同的称为共模干扰;干扰振幅相等、相位相反的称为差模干扰。
10. 波阻抗是电磁波中 电场 分量与 磁场 分量之比。
其中, 偶极子的近场区呈现高阻抗特性。
当电磁场进入远场区后,波阻抗趋于恒值 377 Ω。
11. 利用电磁传播通道的主要方式有_时分_、频分、码分技术和空分技术等。
12. 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。
* 电磁干扰抑制——滤波13. 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。
14. 吸收式 滤波器通过有耗元件将不需要的频率成分转化为热能。
反射式 滤波器产生与干扰电源幅值 相等 、方向 相反的电流。
当滤波电路的输出功率是其输入功率的1/100时,则其对独立变量(如电平)骚扰电平信号衰减了100 dB。
15.根据滤波器原理进行分类,反射式滤波器一般由无损耗的电抗元件构成,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铁等有耗元件,吸收不需要的频率成分达到抑制干扰的目的。
第一章电磁兼容基础知识及标准第一节电磁兼容基础知识电磁兼容概念:GB/T 4365-1995《电磁兼容术语》: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电磁兼容的中心课题是研究如何控制和消除电磁干扰,使电子设备或系统与其他设备联系在一起工作时,不导致设备或系统不导致设备或系统任何部分的工作性能恶化或降低。
电磁干扰现象一个典型的电磁干扰现象是电视机屏幕上的干扰条纹。
这些条纹来自附近的数字设备,例如个人计算机、VCD、DVD或其它数字视频设备。
根据电磁理论,导体中变化的电流会产生电磁场辐射,电流变化率(频率)越高,则辐射效率越高。
因此任何依靠高频电流工作的电子设备在工作时都会产生电场波辐射。
这些电场波会对附近的敏感设备产生干扰。
数字视频设备与电视接收机之间的干扰问题之所以十分突出,就是因为电视机是灵敏度很高的电场波接收设备,而数字脉冲信号中含有丰富的高次谐波,这些高次谐波的辐射效率很高。
电磁兼容三要素:任何电磁兼容性问题都包含三个要素,即干扰源、敏感源和耦合路径,这三个要素中缺少一个,电磁兼容问题就不会存在。
因此,在解决电磁兼容问题时,也要从这三个要素入手进行分析,查清这三个要素是什么,然后根据具体情况,采取适当的措施消除其中的一个。
产生电磁干扰的条件:1、突然变化的电压或电流(即dv/dt或di/dt很大)2、辐射天线或传导导体当电压或电流发生迅速变化时,就会产生电磁辐射现象,导致电磁干扰。
因此,最近电磁干扰问题日益突出的主要原因之一就是脉冲电路(数字电路、开关电源)的大量应用。
凡是存在这种电压或电流突然变化的地方,都要考虑电磁干扰问题。
常见干扰源:环境中的电磁干扰分为自然的和人为的两种。
自然干扰源:雷电是一种主要的自然干扰源,雷电产生的干扰可以传到数千公里以外的地方。
雷电干扰的时域波形是叠加在一串小随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。
宇宙噪声是电离辐射产生的,在一天中不断变化。
1、基本概念a)电磁兼容(EMC, ElectromagneticCapability):器件、设备或系统在所处电磁环境中良好运行,并且不对其所在环境产生任何难以承受的电磁骚扰的能力。
简言之,EMC涵盖了EMI和EMS两方面。
为实现系统内设备互不干扰、兼容运行,既要控制骚扰源的电磁发射,又要提高受骚扰对象的抗扰度。
b)EMI:电磁骚扰(ElectromagneticDisturbance)与电磁干扰(EMI, Electromagnetic Inference)——电磁骚扰是指任何可能引起器件、设备或系统性能降低的电磁现象,电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介本身的变化;电磁干扰强调的是电磁骚扰现象所造成的后果。
平时统称为电磁干扰EMI。
c)抗扰度(Immunity)与电磁敏感度(EMS, Electromagnetic Susceptibility)——抗扰度是指存在电磁骚扰的情况下,器件、设备或系统性能不降低条件下的正常运行能力;敏感度衡量的是电子设备或分系统对电磁环境所呈现的不希望有的响应程度。
敏感度阈值越小,抗扰度越差。
平时多用电磁敏感度EMS一说。
d)EMC=EMS+EMIe)EMP(Electromagnetic Pulse):电磁脉冲,一种突发的、宽带电磁辐射的高强度脉冲。
f)ESD(ElectroStaticDischarge):静电放电,由静电荷的分离造成,可能导致中介空气的击穿,进而产生强电弧。
电弧电流进入灵敏电子电路会造成数据不纯甚至永久破坏。
g)EFT(Electrical Fast Transient):电快速瞬变脉冲群抗扰度,脉冲群有特定的持续时间,脉冲群中的单个脉冲有特定的重复周期、电压幅值,上升时间,脉宽。
h)电磁干扰的三要素(以及近场,远场):电磁干扰源、耦合途径(传输通道)、敏感设备(感受器)i)常见的骚扰源:i.自然骚扰源:1.地球上各处雷雨、闪电产生的天电噪声2.太阳黑子爆炸和活动产生的噪声3.银河系的宇宙噪声ii.人为骚扰源:1.各种无线电发射机2.工业、科学和医用(I.S.M.)射频设备;3.架空输电线、高压设备和电力牵引系统4.机动车辆和内燃机5.电动机、家用电器、照明器具及类似设备;6.信息技术设备;7.静电放电和电磁脉冲等。
电磁兼容知识点总结_电磁兼容基础知识全面详解什么是电磁兼容电磁兼容性(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。
因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性。
电磁干扰源种类电磁干扰源种类繁多,可按不同的方法进行分类。
对测量环境中直接影响测量及测量设备的干扰来源可分为自然干扰源和人为干扰源。
自然干扰源包括:(1)大气噪声干扰:如雷电产生的火花放电、属于脉冲宽带干扰,其覆盖从数Hz到100MHz 以上.传播的距离相当远。
(2)太阳噪声干扰:指太阳黑子的辐射噪声。
在太阳黑子活动期.黑子的爆发.可产生比平稳期高数千倍的强烈噪声.致使通信中断。
(3)宁宙噪声:指来自宇宙天体的噪声。
(4)静电放电:人体、设备上所积累的静电电压可高达几万伏直到几十万伙.常以电晕或火花方式放掉,称为静电放电。
静电放电产生强大的瞬间电流和电磁脉冲,会导致静电敏感器件及设备的损坏。
静电放电属脉冲宽带干扰、频谱成分从直流一直连续剑中频频段。
人为干扰源指而电气电子设备和其他人工装置产生的电磁干扰。
这里所说的人为干扰源都是指无意识的干扰。
至于为了达到某种目的而有意施放的干扰,如电子对抗等不属于本文讨论范围。
任何电子电气设备都可能产生人为干扰。
在此,只是提到一些常见的干扰测量环境的干扰源。
(1)无线电发射设备:包括移动通信系统、广播、电视、雷达、导航及无线电接力通信系统.如微波接力,卫星通信等。
因发射的功率大,其基波信号可产生功能性干扰;谐波(2)工业、科学、医疗(ISM)设备:如感应加热设备、高频电焊机、X光机、高频理疗设备等.强大的输出功率除通过空间辐射干扰外,还通过工频电力网干扰远方的设备。
(3)电力设备:包括伺服电机、电钻、继电器、电梯等设备通、断产生的电流剧变及伴随的电火花成为干扰源:电力系统中的非线性负载(如电弧炉等)、间断电源(UPS)等同态电源转换设备产生大量谐波涌入电网成为干扰源:日光灯等照明设备也产生辉光放电噪声干扰。
一、绪论电磁环境:指给定场所的所有电磁现象的总和。
电磁兼容性EMC(IEC定义):指设备或系统在其电磁环境中能正常工作,且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
电磁兼容研究的对象是电磁骚扰,即骚扰源的形成及其性质,骚扰的耦合和传输,敏感设备的响应特性和抗骚扰措施等。
电磁兼容是研究在有限的空间、时间、频谱资源条件下,各种用电设备可以共存并不引起降级的一门学科。
电磁骚扰:指任何可能引起装置设备或系统性能降低或者对生物或非生物产生不良影响的电磁现象。
电磁干扰(EMI):由电磁骚扰引起的装置、设备或系统性能的降低。
性能降低:装置、设备或系统的工作性能与正常性能非期望的偏离。
抗扰度:装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。
敏感性:装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。
(即敏感性高则抗扰度低)电磁兼容问题的分类:变电站电磁兼容技术问题、输变电工程的电磁环境问题、电力质量问题。
电力系统中电磁骚扰分类:一次设备之间、一次和二次设备之间、二次设备之间。
电磁骚扰按其引起后果分:危险影响(指绝缘破坏,完全丧失其功能)和干扰影响(指性能劣化或运行状态改变)。
电力系统电磁骚扰频率范围:工频、谐波、冲击和高频振荡。
电磁骚扰的耦合途径有:传导、耦合(感应)和辐射以及它们的组合。
电磁骚扰源的起因及其传播途径有:a、高压隔离开关和断路器的操作;b、雷击线路、构架和控制楼;c、系统短路故障;d、靠近高压线路受其工频电磁场作用;e、局部放电(电晕、沿面放电);f、二次回路中的开关操作;g、电源本身,如电压波动、电压暂降、短时中断、电源频率变化及谐波等;h、静电放电;i、无线电发射机。
电力系统电磁兼容研究课题有:a、骚扰源分析;b、传播方式;c、骚扰效应;d、骚扰的测量和计算;e、骚扰模拟;f、抗扰度试验;g、骚扰限值及有关法规;h、电力系统对其他系统的骚扰。
二、电力系统谐波谐波源:同步发电机(谐波电压源)、变压器(包括贴心电抗器)、大功率可控整流设备、其他非线性用电设备。
1、电磁兼容的基本概念
电磁兼容、EMC、EMI、EMS、EMP、ESD、EFT、
近场
远场
电磁干扰的三要素
典型、常见的骚扰源
屏蔽效能、插入损耗、射频阻抗、转移阻抗、地阻抗干扰、地环路干扰、搭接效能、差模干扰、共模干扰、感性耦合、容性耦合、峰值检波、准峰值检波、3m法、主模和高次模、天线系数、截止频率
2、电磁兼容标准体系
电磁兼容标准体系的框架
标准化组织:CISPR、IEC TC77
3、电磁兼容常用单位(计算)
dBm、dBuV、dBuV/m、dBuA/m及相关单位的转换。
4、传输线的基础知识(计算)
特性阻抗、反射系数、电压驻波比、输入阻抗、阻抗匹配。
5、电磁场(计算)
波阻抗、平面电磁波、极化、反射、衰减(趋肤效应、趋肤深度)
6、天线的基础知识
电偶极子、磁偶极子、近场和远场
7、屏蔽(计算)
电屏蔽、磁屏蔽、电磁屏蔽的基本原理
空腔谐振
波导通风窗
电磁屏蔽的设计指标
电磁屏蔽设计的要点
电磁屏蔽效能测试:窗口法、同轴法。
8、接地和搭接
单点接地和多点接地的选择准则,为什么?
地阻抗干扰的抑制措施、地环路干扰的抑制措施
9、滤波
EMI滤波器的特点
使用的注意事项
滤波器插入损耗的测试方法
10、试验
接收机的关键技术指标:分辨带宽、检波方式。
线路阻抗稳定网络
电流探头
试验场地:开阔试验场、半电波暗室。
一、了解电磁干扰产生的根本原因,能判断某些现象是否属于电磁干扰范畴。
了解电磁干扰产生要素。
了解电磁干扰和电磁骚扰的区别。
1.电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化,即较大dv/dt或di/dt,dv/dt或di/dt能够使导体产生电磁波辐射。
2.电磁干扰范畴:(1)自然干扰:○1宇宙干扰(来自太阳系、银河系及河外星系的电磁骚扰,主要包括太空北京噪声和太阳、月亮、木星等发射的无线电噪声。
)○2雷电干扰(由夏季本地雷电和冬季热带地区雷电放电所产生。
)○3大气干扰(除雷电放电外大气中的尘埃、雨点、雪花、冰雹等微粒在高速通过飞机、飞船表面时,由于相对摩擦运动而产生电荷迁移从而沉积静电,当电势升高到1MV时,就发生火花放电、电晕放电。
)○4热噪声(处于一定热力学状态下的导体中所出现的无规则电起伏,它是由导体中自由电子的无规则运动引起的。
)(2)人为干扰:有意发射干扰源:广播、电视、通信、雷达、导航等发射设备。
无意发射干扰源:汽车的点火系统、各种不同的用电装置和带电动机的装置、照明装置、霓虹灯广告、高压电力线、工业、科学和医学设备、以及接收机的本机震荡辐射等。
3.电磁干扰产生要素:(1)电磁干扰源:指产生电磁干扰的任何元件、器件、设备、系统或自然现象。
(2)耦合途径(传输通道):指将电磁干扰能量传输到受干扰设备的通道和媒介。
(3)敏感设备:指收到电磁干扰影响或者说对电磁干扰发生响应的设备。
4.电磁干扰与电磁骚扰的区别:(1)电磁骚扰:是任何可能引起装置、设备或者系统性能降级或对有生命或无生命物质产生作用的电磁现象。
是一种物理现象,可能引起设备性能的降级或损害,但不一定形成后果。
(2)电磁干扰:是电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。
是由电磁骚扰引起的后果。
二、了解传导干扰的定义、耦合类型、抑制方法和一些现象。
1.传导干扰的定义:沿着导体传播的,所以任何导体,如导线、传输线、电感器、电容器都是传导干扰的传输通道。
电磁兼容学科的主要研究内容1.电磁干扰及其传播机理2.电气危害及其传播机理3.电气干扰的工程分析方法及控制技术4.电磁兼容的设计方法5.电器兼容性测量和试验技术6.电磁兼容性标准和工程管理7.电磁兼容分析和预测8.电磁脉冲及其防护电磁骚扰源的分类电磁骚扰一般可以分为两大类;自然骚扰和人为骚扰。
人为骚扰可按不同方法进行分类,按属性分为功能性骚扰和非功能性骚扰,按耦合方式分为传导骚扰和辐射骚扰,按骚扰波形分为连续波、周期脉冲波和非周期脉冲波。
按电磁骚扰信号的频谱宽度可分为宽带骚扰和窄带骚扰。
根据骚扰信号的频率范围可分为低频骚扰、工频与音频骚扰、载频骚扰、射频及视频骚扰、微波骚扰。
自然骚扰源;大气噪声源、天电噪声源和热噪声源等。
人为骚扰源;1.无线电通信设备2.工业、科学、医疗设备3.电力系统4.点火系统5.家用电器、电动工具及电气照明 6.信息技术设备7.静电放电减少电场耦合的影响采取如下措施1.减小骚扰电阻2.降低骚扰电压的频率3.减小被干扰回路中源阻抗和负载阻抗的并联值4.减小电路之间的耦合电容,为减小耦合电容,可适当增大电路之间的距离(增大导线间距离D和导线直径d的比值,但当D/d>40以后,耦合电容C12的减小已不明显)5.采取屏蔽措施减少磁场耦合的措施1.降低骚扰配电源的频率2.减小回路之间的互感3.减小被干扰回路的负载阻抗。
其中,为减少互感,可减少回路面积;增大回路之间的距离;避免回路面平行布置;采取屏蔽措施电磁兼设计时,注意以下方面1.根据使用环境获取对系统的电磁兼容性要求2.在方案论证初期就提出产品的电磁兼容性指标3.把电磁兼容性实际融入产品的功能设计中,而不是采取事后的补救措施4.通过试验、测量确认系统已达到电磁兼容性要求5.对产品进行跟踪调查,保证其寿命内的电磁兼容问题减少磁场耦合的影响采取措施:1.降低骚扰电流的频率2.减少回路之间的互感3.减小被干扰回路的负载阻抗。
其中,为减小互感,可减小回路面积;增大回路之间的距离;避免回路面平行布置采取屏蔽措施提高导磁材料的磁场屏蔽的措施1.使用高磁导率的材料、增加屏蔽体的厚度,以减少屏蔽体的磁阻2.注意屏蔽体的结构设计,避免因开孔、缝隙等引起屏蔽体磁阻的增加,应使缝隙或条状通风孔顺着磁场方向布置,以减少屏蔽体沿磁场方向的磁阻,从而提高屏蔽效果3.对磁场的屏蔽,可采用双层屏蔽结构。
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,广义的还包扌舌生物体)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,干扰常被分为两人类类: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)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(人于100MQ),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+干扰分布电容的存在,会为高频传导噪声提供一条进入系统的途径。
1.电磁兼容的常用定义:电磁兼容性(EMC )、电磁干扰(EMI )[辐射干扰、电磁干扰](发生于全频域,一般指射频(10kHz~300GHz))、电磁发射(EME )[辐射发射 传输电磁场、传导发射 传输电流]、电磁敏感度(EMS )、抗扰性[抗辐射干扰性、抗传导干扰性]、静电放电(ESD)、密封、抑制。
2.设计中常见EMC 问题:规范、射频干扰、静电放电、电力干扰、自兼容性。
3、EMC 设计规则:系统级、元件级、PCB 级(元件放置、布线)、设备级。
4、电磁兼容设计过程:EMC 阶段(确定规范)、设计阶段(电路设计[元器件的选择和电路的分析是 EMC 设计的基础]、PCB 设计、机械设计、性能测试、针对问题重新设计)、完成阶段(EMC 规范测试度)。
4、分析EMC 问题的五个方面:频率、振幅、时间、阻抗、尺寸。
5、电磁干扰三要素:干扰源(人造or 自然)、耦合路径(辐射[高频]、传导[高频])(电场耦合[电容]、传导耦合[电流]、磁场耦合[互感]、共阻抗耦合[电阻]、电磁场耦合[辐射])、接受体(生物or 人造)。
6、PCB 中EMI 原因->时变电流[形式:电流环、电流元。
7、共模电流是差模电流抵消不良造成的。
7、共模骚扰电压定义为任一载流导体与大地之间不希望有的电位差。
8、数字电路抗干扰能力和干扰能力都很强9、f t 和r t 比频率优先考虑,选沿时间更大一点的元件。
)1/max r t f π(=。
10、1mil=0.001inch 1inch=25.4mm 1fat=0.3048m=12inch AWG50=1mil AWG38=4mil AWG32=8mil AWG26=16mil AWG14=64mil11、信号完整性(Signal Integrity ,简称SI )是指信号线上的信号质量。
12、信号完整性问题:反射、地弹、振荡、串扰(容性串扰、感性串扰)。
13、3-W 原则代表逻辑电流中近似70%的通量边界,10-W 原则代表逻辑电流中近似98%的通量边界。
《电磁兼容原理与技术》复习提纲第1章电磁兼容技术概述1.EMI、EMD、EMS、EMC的定义及区别电磁骚扰EMD:任何可能引起装置、设备、系统性能降级或对有生命、无生命物质产生作用的电磁现象,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:EMD引起的设备、传输通道或系统性能的下降。
EMD和EMI的区别:EMD是客观存在的一种物理现象,EMI是EMD引起的后果。
电磁兼容EMC:电子线路、设备、系统互不影响,从电磁角度具有相容性的状态,该相容性包括设备内各电路模块之间的相容性、设备之间的相容性和系统之间的相容性。
电磁敏感性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。
2.EMI源分类及三要素,EMC的实施及3C认证;分类:(1)按传播途径:传导干扰(按传输性质分有电耦合、磁耦合及电磁耦合)、辐射干扰(按传输性质分有近区场感应耦合和远区场辐射耦合)(2)按频带:窄带干扰、宽带干扰(3)按干扰源性质:自然干扰、人为干扰(4)按实施干扰者的主观意向:有意干扰源、无意干扰源(5)按干扰频率范围:工频及音频干扰源 50Hz及其谐波输电线、电力牵引系统、有线广播甚低频干扰源 30kHz以下雷电等载频干扰源 10-300kHz 高压直流输电高次谐波、交流输电及电气铁路高次谐波射频及视频干扰源 300kHz-300MHz 工业、科学、医疗,电动机、照明电气,宇宙干扰微波干扰源 300MHz-100GHz 微波炉,微波接力通信,卫星通信电磁干扰的三要素:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备技术措施:抑制干扰源消除或减弱干扰耦合增加敏感设备的抗干扰能力具体措施:合适的接地,良好的搭接合理布线、屏蔽、滤波、限幅及它们的组合EMI的分析与预测EMC设计、EMI测量技术等组织措施:国际组织、各国政府及军事部门等,制定EMC标准、规范与频谱分配,规定干扰发射极限值,限制设备发射超标干扰,使各种系统在指定频域、时域及空域上工作,推行强制EMC认证以保证其有效实施3C认证时间:2001年12月第2章屏蔽技术1.电磁屏蔽的类型及各类型所遵循的原理;(1)静电屏蔽的原理及基本条件,交变电场屏蔽的原理静电屏蔽的原理:如果把有空腔的导体引入电场,由于导体的内表面无净电荷,空腔空间中也无电场,所以该导体起了隔绝外电场的作用,使外电场对空腔空间并无影响。