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电磁兼容概论概要ppt课件

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EMC电磁兼容PPT课件

EMC电磁兼容PPT课件
端的试验；
10/700电压波，室外信号端的浪涌试验；
• 信号端测试 屏蔽线，干扰加在屏蔽层 非屏蔽线，干扰加在信号线。
1.2、8、10指波形的波前时间（us）； 50、20和700指得是波形的脉宽（us）。
第11页/共126页
Surge：浪涌波 形
第12页/共126页
Surge：试验现 场
第13页/共126页
2.2 滤波器的作用
切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。
第27页/共126页
2.3 滤波电路及常见滤波器件 低通滤波器的类型
低阻抗 Zs
ZL 低阻抗 高阻抗 Zs
ZL 高阻抗
单L型滤波电路
型滤波电路
高阻抗 Zs
ZL 高阻抗 低阻抗 Zs
ZL 低阻抗
C型滤波电路
T型滤波电路
network线路阻抗稳定网络。
第22页/共126页
Harmonics：交流电源谐波电流
• 设备的输入电压为正弦波（50Hz 或者60Hz），当该电压的输入负 载为非线性电路时，将会使得输入 电流发生畸变，即输入电流不为正 弦波，根据傅利叶变换，非正弦波 信号在频域将会存在谐波，这些谐 波电流将会降低设备电源的使用效 率，并且会倒灌至电网，对电网产 生污染。
L
接
CX1
电N 源
E
L CX2
CY1=CY2
CY1 CY2
L 接
N设 备
E
第32页/共126页
第三部分：线路板EMC设计技术
1. 基础知识 2. PCB分层设计 3. PCB布局设计 4. PCB布线设计
第33页/共126页
3.1 基础知识
• 产生电磁干扰的前提条件 1）突变的电压或电流，即dV/dt 或dI/dt 很大 2）辐射天线或传导导体

【精品课件】电磁兼容性设计ppt课件

【精品课件】电磁兼容性设计ppt课件
IC的引脚排列也会影响电磁兼容性能。因此IC的VCC与GND之间的距离越 近，去耦电容越有效。
无论是集成电路、PCB板还是整个系统，大部分噪声都与时钟频率及其 高次谐波有关。
合理的地线、适当的去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。 用于时钟分配的高阻抗缓冲器也有助于减小时钟信号的反射和振荡。 TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因
对高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产 生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
由于高频数字信号正负电平转换时间短、转换电流大，往往会产 生尖脉冲，通过电源线给系统带来致命的干扰。这样需要在每一 个器件的电源输入端就近并上一个小电容来旁路尖峰干扰。
接口缓冲电路可以防止由于击穿造成的关键器件的损坏。 将多余端口接地或通过电阻接电源可以防止端口感应造成的干扰。
铁质材料的外壳是电源电路有效的电磁屏蔽体。 当磁场泄漏可以忽略时，铜、铝屏蔽罩也是极佳的屏蔽材料。
05:04
18
2.1.5 集成电路的线路设计：
现代数字集成电路（IC）在高速开关的情况下需要电源提供大的瞬时功 率，因此必须加去耦电容以满足瞬时功率要求。
IC路有多种封装结构，引脚越短，电磁干扰问题越小。IC应首选表贴器 件，甚至直接在PCB板上安装裸片。
由于高温会加速RAM结点的漏电，所以不能使器件过热， 布局时应留有散热空间或采用散热措施。
05:04
16
2.1.3 A/D、D/A电路设计：
由于A/D、D/A器件易受干扰，所以须单独布置元器件。 由于器件本身同时存在模拟电路和数字电路，故电源与地
应做到模拟与数字相分离。
而且这类器件电源与其他供电电路应采用滤波器隔离技术 以减少其它电路的干扰。

精品课件电磁兼容性设计ppt课件

精品课件电磁兼容性设计ppt课件
IC的引脚排列也会影响电磁兼容性能。因此IC的VCC与GND之间的距离越 近，去耦电容越有效。
无论是集成电路、PCB板还是整个系统，大部分噪声都与时钟频率及其 高次谐波有关。
合理的地线、适当的去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。
用于时钟分配的高阻抗缓冲器也有助于减小时钟信号的反射和振荡。
TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因 此，最好使用同系列的逻辑器件。
铁氧体磁珠或串联电阻） －降低负载电容，以使靠近输出端的集电极开路驱动器而便于上拉，电阻值
尽量大 －处理器散热片与芯片之间经导热材料隔离，并在处理器周围多点射频接地 －电源的高质量射频旁路（解耦）在每个电源管脚都是重要的 －高质量电源监视电路需对电源中断、跌落、浪涌和瞬态干扰有抵抗能力 －需要一只高质量的“看门狗” －决不能在“看门狗”或电源监视电路上使用可编程器件 －电源监视电路及“看门狗”也需适当的电路和软件技术，以使它们可以适
模拟器件也需要为电源提供高质量的射频旁路和低频旁路。
对每个运放、比较器或数据转换器的每个模拟电源引脚的RC或LC滤波都 是必要的。
对模拟电路而言，模拟本振和IF频率一般都有较大的泄漏，所以需要着 重屏蔽和滤波。
02:33
20
2.3 逻辑电路设计
对高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产 生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
应大多数的不测情况 －当逻辑信号沿的上升/下降时间比信号在PCB走线中传输一个来回的时间短时，
应采用传输线技术
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22
在逻辑电路中，数字信号的传输线的处理也相当重要。
当电路在高速运行时，在源和目的间的阻抗匹配非常重要。
否则过量的射频能量将会引起电磁兼容性问题。

电磁兼容概述.ppt

电磁兼容概述.ppt

1
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电磁兼容主要研究领域
电磁兼容三要素： 电磁骚扰源、传播途径、敏感设备
骚扰源特性的研究 敏感设备的抗干扰性能 电磁骚扰的传播途径 电磁兼容测量 系统内与系统间的电磁兼容性
1
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1.4 电磁兼容研究对象
① 工频干扰（50Hz，6000km）：输配电，电力牵引 系统；
② 甚低频（30kHz以下，波长大于10km)； ③ 载波干扰（10—300kHz，波长大于1km）：高压
发射裕量（Emission Margin)—电磁兼容电 平与发射限值之比。
1
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电磁兼容术语
抗扰度电平 Immunity Level—将某给定的电磁骚 扰施加于某一装置、设备或系统而其仍能正常工 作保持所需性能等级时的最大骚扰电平。
抗扰度限值 Immunity Limit—规定的最小抗扰性 电平。
1
8
1
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1.2 电磁兼容的名词术语与常见术语
电磁兼容、电磁发射、性能降低、电磁骚 扰、电磁干扰、电磁噪声、电磁环境、无 用信号、干扰信号、抗扰度、电磁敏感性、 时变量的电平、骚扰限值、干扰限值、兼 容电平、发射电平、发射限值、发射裕量、 兼容裕量、骚扰抑制、干扰抑制等。
GB/T4365-1995共收入词条176个。
1
2
第一讲 第1章 电磁兼容概述
1.1 电磁兼容(EMC-electromagnetic compatibility)
定义：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。
EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部 份。
EMI(Electromagnetic interference)为机器本身在 执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的 电磁噪声，对所在环境产生的电磁干扰不能超过 一定的限值；

电磁兼容培训课件

电磁兼容培训课件

学习交流PPT
25
静电放电抗扰性试验
试验结果判定
1、在试验过程中，设备的工作完全正常。
2、在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但撤销 干扰后，设备的功能可能自动恢复正常。
3、在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但干扰 撤销后，设备的功能需要人工复位后方能恢复。
4、在试验中，受干扰的设备产生了不可逆转的损伤，包括元器件 的损伤。软件或数据丢失等。
学习交流PPT
9
二、电磁兼容的标准
• 1、电磁兼容的标准
学习交流PPT
10
电磁兼容标准体系
2、电磁兼容标准体系
电磁兼容标准包括：基础标准、通用标准、产品标准
学习交流PPT
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电磁兼容的标准
• EMC认证
• 欧盟：CE认证
• （EMC）指令-89/33/EEC
• 电子电气产品必须满足相关EMC标准
性能下降 工作异常 设备损坏
备注：耦合是指两个或两个以上的电路元件或电路网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影 响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。
学习交流PPT
7
常见的干扰源
4、常见的干扰源
学习交流PPT
8
电磁干扰分类
电磁干扰
传导的敏感度通常用电压表示，辐射敏感度通常可以用电场来表
测试评估 1\2 判断合格 对于情形 3 \4 判定不合格。
•
一旦发现产品不满足标准，将采取一切措施使其在市场消
• 美国：FCC
• 任一不满足FCC行政和技术要求（包括未能取得FCC和认证 检定）的电磁辐射体都不得工作，也不能投放于市场。
• 中国：CCC 制度
• CCC-China Compulsory Certification

电磁兼容第一章课件

电磁兼容第一章课件
[2].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，更广义的还包括生物体)可以共存并不致引起 降级的一门学科。”
二、电磁兼容基本概念
1电.磁电环磁境环(境E(lEelcetcrtormoamgangenteitcicEnvEinrvoinrmoennmte)nt包)括R( B2 n' H$：X3 d7 L5 Y" r5 F& q8 c 电指磁存环在境(于E给le定ct场ro所ma的gn所et有ic电E磁nv现ir象on的me总nt和)还。包括： 自大宇人线调下电给然气宙为、研的磁所定E电噪噪电汽表环有场场磁声声磁车明境城强(所噪－－噪点：市E度即声－－声火l的e中空源－－源装c居t；间：由来：置r民o。雷自弧、m平a所暴太焊荧g均n有时阳机光e暴t电放月、灯i露c磁R电亮、值FE现加产星微n是v象热生球波i0r包.器；行炉o1n3括、星、m7eV全工和医n/tm部业银院)，还时科河设9包间学的备9.括9与和辐、％：全医射高的部疗；频居频设电民谱备热暴。、设露交备在流、1.高电94压动V/输机m以电、 通信具发电有射源V机线/m的传量有导级意噪的辐声环射：境和在场杂机强散器是辐车少射间有等距的等离，数但控是机公床寓很和远办的公计大算楼机引可起能的不EM受I辐正射在 不场断强增的加影，响具，有但V是/m却量对级传的导环噪境声场敏强感即等使等在设备的通带远离干扰频率的情况 下也是设备的潜在干扰源。
一、电磁兼容发展背景
自从麦克斯韦建立电磁理论、赫芝发现电磁波百余年来，电磁能 得到当了然充，分这的种利污用染－不－会－滞－留广和播积、累电电视磁、能通量信，、一导旦航电、磁雷骚达扰、源遥停测止遥 控地工及球作电计村电，磁算 的磁干环机梦兼扰境等想容也的领将（即不域成E消M断得为C失）恶到现。的化了实电，迅。子引速系起的统了发：世展界，各给工人业类发创达造国了家巨的大重的视物，质进财而富， 提出伴一了随个如电系何磁统使能如电的果子利满设用足备，以或电下系磁三统环个在境准其的则所污，处染就的也认电越为磁来与环越其境严环中重境，。电能它磁够不兼正仅容常对：的电运 子衍产，品①而的不对安对在全其该与他环可系境靠统中性产工产生作生干的危扰其害它，设还备会或对系人统类也及不生引态人产不生能不承良受影的响电。磁 干扰的新课题。

电磁兼容全部课件

电磁兼容全部课件
雷达的工作, 在飞机或舰艇上, 一般要装备许多种雷达, 当所有雷达同时工作时, 一部雷达可能遭受几部雷达的 干扰。 在战斗中由于飞机和军舰上防御电子系统和进攻电
子系统的相互干扰不能同时兼容工作, 因而遭到对方发
射导弹攻击的战例是屡见不鲜的。
第1章 电磁兼容技术概述
因此, 在复杂的电磁环境中, 如何减少相互间的电磁干 扰, 使各种设备正常运转, 是一个亟待解决的问题。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
美国航空无线电委员会(Radio Technical Commission for Aeronautics, RTCA)曾在一份文件中 提到, 由于没有采取对电磁骚扰的防护措施, 一位旅
客在飞机上使用调频收音机, 使导航系统的指示偏
离10°以上。
第1章 电磁兼容技术概述
1) 电磁干扰会破坏或降低电子设备的工作性能
据悉, 绝大部分的雷灾事故中受损的是电视、 电话、 监测系统和电脑等高科技产品。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
据悉, 绝大部分的雷灾事故中受损的是电视、 电话、 监测系统和电脑等高科技产品。 在受灾单 位中有寻呼台、 信息计算机中心、 医院和银行等。
电磁环境下工作的各种电气电子系统、 分系

电磁兼容概论概要PPT课件

电磁兼容概论概要PPT课件
• 设计理念和设计方法
电磁干扰抑制技术
• 抑制电磁干扰的基本技术 • 屏蔽：主要用于切断通过空间辐射干扰的传播途径 • 滤波：主要用于抑制沿导线传播的传导干扰 • 接地/搭接：主要用于解决地线、接地体的设置问题
电磁干扰效应
电磁干扰效应按其危害程度分为五个等级：
• 灾难性 • 非常危险 • 中等危险 • 严重 • 使人烦恼
• 电磁兼容性故障
设备或系统发生性 能失效，甚至毁坏
• 电磁易损性
设备或系统发生有 限度的性能降级
电磁干扰的危害
• 对电子设备的危害
• 开灯、关灯时，对短波收音机信号、电视信号干扰 • 手机对飞机导航设备的干扰 • 电力系统对通信系统的干扰
电磁干扰形成三要素
形成电磁干扰的三要素：干扰源、 耦合路径、敏感设备
1 干扰源
耦合途径 2
3 敏感体
• 电磁干扰源：产生电磁干扰的元器件、设备、系统或自 然干扰源。
• 敏感设备：对电磁干扰发生响应的设备
• 耦合途径：使能量从干扰源耦合（或传输）到敏感设备上并 使敏感设备产生响应的媒介
• 电磁干扰效应
1.1电磁兼容原理和技术
课程的性质和任务
本课程主要讨论电磁兼容的基本原理和电磁干扰防护技术。 通过本课程的学习，对电磁兼容问题和电磁干扰的防护有一个 全面的了解，以作为实际工作的入门。
电磁兼容概论
电磁干扰预测 分析技术
电磁干扰 特性分析
电磁干扰 抑制技术
教学内容
接地与搭接 技术
滤波技术
屏蔽技术
电磁兼容性设计
• 电磁干扰（EMI，Electromagnetic Interference） 电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降

《电磁兼容性》PPT课件

《电磁兼容性》PPT课件
▪ 通过普通电力线或普通信号／ 控制电缆的RF能量传播。
16.02.2022
28
10.3.1 PCB中的电磁干扰
10.3.1.2 噪声耦合
下图说明了噪声的耦合机制： ①
源
②
接收器
I/O电缆（输 入、输出电
缆）
③
I/O电缆（输 入、输出电
缆）
③
④
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电源线
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10.3.1 PCB中的电磁干扰
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电路 结构封装
屏蔽 滤波
EMC措施
软件 概念
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设计
产品
开发进程
EMC成本
市场
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10.2.5 电磁兼容设计方法
系统电磁兼容设计程序如下：
电磁兼容设计程序管理
电磁环境
标准规范
电磁兼容文件
电磁兼容技术组
对系统的要求
对分系统的要求
对设备的要求
否
通 是过
否
系
鉴定
统
通
组 是过
鉴定
装
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16.02.2022
12
10.2.3 接地技术
接地的分类如下：
接地
安全接地
信号接地
设
接
备
零
防
安
保
雷
全
护
接
接
接
地
地
地
单多混悬 点点合浮 接接接接 地地地地
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串联
并联
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10.2.4 表面安装技术（SMT）
▪ 表面安装技术（SMT, Surface Mount Technology）是20世纪70年代末发展 起来的新型电子装联技术。SMT是包 括表面安装器件（SMD）、表面安装 元件（SMC）、表面安装印刷电路板 （SMB）表面安装设备以及在线测试 等的总称。

电磁兼容概论(何金良编著)PPT模板

电磁兼容概论(何金良编著)PPT模板
计
第9章印制电路板的电磁兼容设 计
9.7I／O接口及连接器设计 9.8集成电路的EMC抑制 9.9模拟电路的瞬态干扰抑制 *9.10防护电磁干扰的软件方法
第10章电磁兼容性预测的原
11 理
第10章电磁兼容性预测的原理
单击此处添加标题
单击此处添加文本具体内容， 简明扼要的阐述您的观点。根 据需要可酌情增减文字，以便 观者准确的理解您传达的思想。
02
7.2电磁干 扰隔离装置
05
7.5防护元 件
03
7.3光电耦 合隔离地环
路
06
7.6防护电 路
第7章电磁干扰的隔离 与抑制技术
7.7触点开关噪声 及其抑制
第8章信号传输回路的干扰控
09 制
第8章信号 传输回路 的干扰控 制
0 1
8.1屏蔽电缆的电 磁耦合分析
0 2
8.2辐射共模耦合
0 3
8.3辐射差模耦合
章 电 磁 兼 容
11
0 1
11.1概述
0 4
11.4电磁抗扰 度测试设备
0 2
11.2电磁骚扰 测量设备
0 5
*11.5电磁环 境监测仪器
0 3
11.3辅助测量 设备
0 6
11.6电磁兼容 试验场地
13 第12章电磁兼容测试方法
第12章电磁 兼容测试方
法
01 1 2 . 1 电 磁兼容测试
分类及测试标准
10.6电磁兼 容性预测的
分析步骤
10.4电磁场 的数值分析
方法
10.5EMC／ EMI数值模
型的建立
10.1电磁兼 容性预测
10.2电磁兼 容性预测的
基本知识

电磁兼容原理讲解PPT课件

电磁兼容原理讲解PPT课件
• 1－ 电磁兼容的定义中包含着两层意义： 一是设备要有一定的抗电磁干扰能力，使其在电磁环
境中能正常工作； 二是设备工作中自身产生的电磁骚扰应抑制在一定水
平下，不对该环境中的任何事物构成不能承受的电 磁骚扰。
.
2 电磁兼容的基本概念
• 2 电磁兼容技术的发展： 国外发展水平—— 国内发展水平——
EMC是一门独立的学科，随着电磁能量利用的 发展，它的研究将有利于预测并控制变化着的 地球和天体周围的电磁环境、为了协调环境所 采取控制方法、各项电气规程的制定以及电磁 环境的协调和电磁能量的合理应用等。
.
1 电磁环境
雷电 电力传输线
雷达和电视台
传导噪声 交流供电电路
电机
点火
图1-1 具有多重电磁干扰的生活环境]
移动 电台
.
1 电磁环境
电磁环境基本概念： • 电子设备发射出来的电磁干扰具有一定的危害性
——降低电子元件的工作寿命，强度较大的电磁 干扰可以击穿电子设备，导致元件及整个系统的 损坏；影响电子系统的信号，使其信噪比降低， 影响系统的正常工作；对信息安全与信息保密构 成严重威胁；引起人体细胞的生物效应，出现头 晕、乏力、记忆力减退等现象，严重时会导致人 体慢性病变。 • 某些情况下，例如军事上，电磁环境的这一复杂 特性又可以被利用来形成对敌方的干扰。
.
1 电磁环境
• 问题与现象：上世纪50年代开始，随着自动化 技术和电力电子器件的快速发展，电力电子技 术的兴起和微电子技术发展迅速向电气设备领 域渗透，形成电气设备和电子设备结合、强电 和弱电结合、机械和电气结合、仪表和装置结 合、硬件和软件结合的各种复杂控制系统，而 且在结构上也往往融为一体，同一电网中的用 电设备越来越多，产生日趋复杂和严重的电磁 环境和电磁干扰问题。

EMC理论电磁兼容理论教学课件PPT

EMC理论电磁兼容理论教学课件PPT

是对偶的，它们都包括有V和I。可以对着两个方程去耦，例如
，将式（4.2a）对z取微分，得
10
第三章 传输线和信号完整性
2V (z,t) z 2
l
2 I ( z, t) tz
将式（4.2b）对t取微分，得
2 I (z, t) zt
c
2V (z,t) t 2
将第二个方程代入第一个方程，得到第一个非耦合方程：
4
第三章 传输线和信号完整性
由互连线产生的另一个问题是反射。 传输线的第二个特性参数是它的特性阻抗Zc。对一 根普通的同轴线缆RG58U，它的特性阻抗为50Ω。如果 RL=RC，那么，在负载端就不会发生反射，而如果传输 线不匹配，也就是说，RL≠RC，那么将有部分到达负载 端的信号反射回源端。这种不匹配传输线上的反射现象 是导致信号完整性降级的主要因素。读者需要花费大量 的时间学习怎样消除它的影响。
2 R1
0
0
R2 R1
（4.12）13
第三章 传输线和信号完整性
14
第三章 传输线和信号完整性
第二个基本问题涉及由单位长度分布电荷qC/m的导线上电荷 沿导线均匀分布所引起的两点之间的电压，如图4-7a所示。与 前面推导的情况相仿，在下面的结果中隐含的一个重要假设就 是电荷在导线表面上均匀分布。如果把另一根载流导线靠近该 导线，由于对称性，由该电荷分布所产生的电场 E 的方向与 导线轴向垂直并沿导线径向向外，在距导线相同距离处的场强 相等，可利用高斯定律得到电场场强：
5
第三章 传输线和信号完整性
4.1 传输线方程
考虑如图4-3所示常用的双导线传输线，其中导线与z轴 平行放置。如图4-3a所示，如果在两根导线之间加上电压V ，那么导线上就会存储电荷，从而产生电场 ET ，位于横截 面内或xy面内。由于双导线使电荷分离，所以这意味着传输 线具有每单位长度的电容为cF/m。现在假设有电流I沿上面 的导线向右流动，从下面的导线“返回”，如图4-3b所示。 这个电流也会产生位于横截面或xy面内的磁场 HT 。该磁场 通过两导线之间的环路，意味着传输线每单位长度的电感为 lH/m。这意味着传输线可以用由电感和电容所构成的分布 参数电路来建模，如图4-3c所示。注意长度为的传输线的总 电感和电容等于单位长度的电感电容乘以这部分的长度，为 lz 和lz 。
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• 主要研究内容
电磁脉冲环境，电磁脉冲的理论、分析与计算方法，电磁脉冲模拟、测 量关键技术，电子设备的电磁脉冲效应及防护，高功率电磁环境。
电磁场的生物效应
• 低频场的生物效应
强电线路（高压输电线）的电磁场 对人体 组织将产生有害影响。
• 射频场的生物效应
热效应和非热效应
• 研究内容
电磁场的生物效应及机理 生物电及人体电机理 电磁辐射生物效应的计算方法和安全防护标准 生物芯片中的电磁场等方面
• 去掉两个泄漏源： 辐射改善 2 0 lo g [ 1 /( 3 /5 ) ] 4 .4 d B
• 去掉三个泄漏源： 辐射改善 2 0 lo g [ 1 /( 3 /5 ) ] 7 .9 d B
• 去掉四个泄漏源： 辐射改善 2 0 lo g [ 1 /( 4 /5 ) ] 1 3 .9 d B
电磁兼容性设计
电磁兼容测试技术
先修课程：电路分析、电子技术、电磁场与电磁波
.
3
参考资料
1. 邹逢兴等，电磁兼容技术，国防工业出版社，2005年
2. 路宏敏，工程电磁兼容，西安电子科技大学出版社，2003年 3. 白同云等，电磁兼容设计，北京邮电大学出版社，2001年
4. 蔡仁钢，电磁兼容原理、设计和预测技术，北京航空航天大 学出版社， 2001年
实施电磁兼容的工程方法
• 问题解决法
“出现什么问题，解决什么问题”的经验方法。在设备或系统设计研制过 程中不进行电磁兼容性设计。
• 规范法
以设备或系统遵循的标准和规范所规定的极限值为基础。由于各种标准 和规范中的极限值是以同类设备或系统中最严重情况制定的，因而可能导致 具体设备或系统设计的过分保守。
至高频
频率范围/Hz 3 ~30
30 ~300 300 ~3000 3k ~30k 30k ~300k 300k ~3000k 3M ~30M 30M ~300M 300M ~3000M 3G ~30G 30G ~300G 300G ~3000G
波段名
极长波 超长波 特长波 甚长波
长波 中波 短波 米波 分米波 厘米波 毫米波 丝米波
• 载频干扰：f = 30kHz～300kHz ， λ = 1km～10km ； • 射频、视频干扰：f = 300kHz～300MHz ， λ= 1m～1km ； • 微波干扰：f = 300MHz～300GHz ， λ= 1mm～1m ； • 雷电及电磁脉冲干扰：频率范围很宽，f = 0Hz～ 。
5. Ott.H.W著,王培清等译，电子系统中噪声的抑制与衰减技术， 电子工业出版社，2003年
1.1 电磁干扰与电磁兼容 电磁干扰
• 电磁骚扰（EMD，Electromagnetic Disturbance）
任何可能引起装置、设备 或系统性能降低或对有生 命或无生命物质产生作用 的电磁现象。
干扰源
• 数学模型
干扰源模型、传输损耗模型、接受器模型
• 电磁兼容性分析预测的级别
• 芯片级分析预测 • 部件级分析预测 • 系统级分析预测
电磁兼容设计技术
• 电磁兼容设计的目的
• 设备内部的电路相互不干扰，达到预期的功能； • 设备产生的电磁干扰强度低于特定的极限值； • 设备对外界的电磁干扰有一定的抵抗力。
……
• 对军械装备的危害
• 雷达站对通信站的干扰 • 雷达使导弹、火箭误发射 • 机载电子设备的干扰可引起飞机偏航 ……
• 对燃油、燃气的危害
• 对生物体的危害
电磁兼容的概念 电磁兼容 (EMC，Electromagnetic Compatibility)
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。
电磁干扰形成三要素
形成电磁干扰的三要素：干扰源、 耦合路径、敏感设备
1 干扰源
耦合途径 2
3 敏感体
• 电磁干扰源：产生电磁干扰的元器件、设备、系统或自 然干扰源。
• 敏感设备：对电磁干扰发生响应的设备
• 耦合途径：使能量从干扰源耦合（或传输）到敏感设备上并 使敏感设备产生响应的媒介
电磁干扰效应
• 电磁干扰分析与预测 • 电磁兼容性设计 • 电磁兼容性试验
1.2 电磁兼容技术
电磁干扰特性分析
• 电磁干扰源的干扰特性分析 • 敏感设备的敏感特性分析 • 耦合途径的传输特性分析
电磁兼容性分析与预测
电磁兼容性预测分析是采用计算机数字仿真技术，将各种电 磁干扰特性、传输特性和敏感度特性用数学模型描述，并编制成 程序对潜在的电磁干扰进行计算。
核心 机密
接收机 核心机密
电流卡钳
电磁脉冲（EMP）及防护
电磁脉冲是十分严重的干扰源，对卫星、航天飞机、宇宙飞船、武 器系统、雷达、通信、电力和电子仪器设备等都有严重影响。
• 电磁脉冲的类型
• 电磁脉冲的特点
• 核电磁脉冲（NEMP） • 系统电磁脉冲
• 频谱覆盖范围宽 • 电场强度高，可达40kV/ m以上 • 作用范围广，可达数千km
电磁兼容性标准与规范
• 内容及特点
标准：一般性准则，由标准可导出各种规范 规范：包含详细数据，必须按合同遵守的文件
• 主要内容
• 规定名词术语 • 规定电磁发射和敏感性限值 • 规定测试方法 • 规定电磁兼容性控制方法或设计方法
电磁兼容性标准与规范
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电磁兼容性标准与规范
• 国际标准
• 国际电工技术委员会：IEC61000系列1－6 • 国际无线电干扰特别委员会：CISPR出版物1－25 • 美国联邦通信委员会：FCC标准 • 美军标：MIL－STD系列 • 欧盟：CENELEC制定的EN标准（欧洲标准）
当PS < PI时，S < 0 ——设备或系统处于不兼容状态 当PS > PI时，S > 0 —— 设备或系统处于兼容状态 当PS = PI时，S = 0 —— 设备或系统处于兼容的临界状态
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电磁兼容的实施 目的：保障设备或系统的电磁兼容性 措施：技术措施和组织措施
• 抑制干扰源的发射 • 使接收器对发射不敏感 • 尽可能使耦合路径无效
电磁干扰效应
电磁干扰效应按其危害程度分为五个等级：
• 灾难性 • 非常危险 • 中等危险 • 严重 • 使人烦恼
• 电磁兼容性故障
设备或系统发生性 能失效，甚至毁坏
• 电磁易损性
设备或系统发生有 限度的性能降级
电磁干扰的危害
• 对电子设备的危害
• 开灯、关灯时，对短波收音机信号、电视信号干扰 • 手机对飞机导航设备的干扰 • 电力系统对通信系统的干扰
• 国内标准
• 国标GB系列 • 国军标GJB系列 • 行列、部门标准
军标比目标严格得多，例如传导干 扰发射限制，国标从150KHz开始， 军标从100Hz就开始要求，而低通滤 波器实现起来非常困难。
电磁兼容测量与试验技术
• 电磁兼容测量与试验技术 研究的基本内容
• 测试方法 • 测试场地 • 测试设备 • 测试过程的自动化
波长范围/m 100M ~10M 10M ~1M 1000k ~100k 100k ~10k
10k ~1k 1000 ~100 100 ~10
10 ~1 10d ~1d 10c ~1c 10m ~1m 1m ~0.1m
• 频谱工程研究内容
• 频谱规划 • 频谱管理 • 设备设计 • 频率利用技术
频谱工程
1.1电磁兼容原理和技术
课程的性质和任务
本课程主要讨论电磁兼容的基本原理和电磁干扰防护技术。 通过本课程的学习，对电磁兼容问题和电磁干扰的防护有一个 全面的了解，以作为实际工作的入门。
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2
电磁兼容概论
电磁干扰预测 分析技术
电磁干扰 特性分析
电磁干扰 抑制技术
教学内容
接地与搭接 技术
滤波技术
屏蔽技术
• 去掉五个泄漏源： 辐射改善 2 0 lo g [ 1 /( 0 /5 ) ] d B
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1.4 电磁兼容技术的主要应用领域 • 军事领域的应用 • 航空航天领域的应用 • 无线电通信领域的应用 • 电力电子领域的应用 • 环境监测与保护领域的应用
1.5 电磁兼容学科的历史发展
国外的发展情况
含义有两个方面
• 不产生超过规定限度的电磁发射—— 发射特性 • 应具有抗电磁干扰的能力—— 敏感特性
辐射发射 辐射敏感度 传导发射 传导敏感度
四个基本的EMC问题
噪声元件 潜在的敏感元件 噪声元件 潜在的敏感元件
电磁兼容性安全系数（安全裕度）S 衡量设备或系统所具有的电磁兼容性宽余程度
S＝PS－PI S（dB）—— 安全系数
• 电流增益： 分贝数（dB） 20log(I2/I1)
电压
dBV, dBμV
电流
dBA, dBμA
电场强度
dBμV/m
磁场强度
dBμA/m
功率
dBW, dBmW
dB在实际工程中的应用
五个相同泄漏强度的泄漏源
• 去掉一个泄漏源： 辐射改善 2 0 lo g [ 1 /( 4 /5 ) ] 1 .9d B
• 1881年：英国科学家希维赛德发表《论干扰》—— 研究干 扰问题的开端。
• 20世纪20年代：美国设立检测无线电噪声的技术委员会
• 20世纪30年代：开始了无线电干扰及控制的国际性的有组织 研究( IEC, IUB,CISPR)
• 20世纪40年代：提出了电磁兼容性的概念 (德国VDE—0807，美军JAN—I—225）
• 电磁干扰效应
电磁干扰源发出干扰能量通过耦合通道传输至敏感设备， 导致敏感设备出现某种形式的响应并产生效果
电磁干扰裕量IM＝PI－PSPS源自dB）—— 设备或系统的敏感门限值电平