电磁兼容培训教材5精品PPT课件
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emc电磁兼容培训讲义ppt
電磁騷擾的分類:
2 按電磁騷擾的性質分類. 可分為脈衝騷擾和平滑騷擾兩類.
3 按電磁騷擾的作用時間分類. 可分為連續騷擾,間歇騷擾,瞬變騷擾.
◆連續騷擾是長期起作用的電磁騷擾. ◆間歇騷擾是短期起作用的電磁騷擾. ◆瞬變騷擾為作用時間很短,且為非長期性的電磁騷擾.
電磁兼容原理說明
EMI:一個電子設備或系統在執行過程中有不利功能的信號出現,此 信號是不想要的且沒有意義的,它可能來自外界也可能來自自身.
EMS:電子設備或系統在操作過中不周遭電磁環境影響的能力.
EMI的發生:
EMS
電磁聲伴隨電壓,電流的作用而產生.
EMI
電磁兼容原理說明
電磁兼容基本概念
EMC就是電磁兼容性,它包含:
CE
RE
Conducted Emission 傳導干擾
Radiated Emission 輻射干擾
CS
RS
Conducted Susceptibility Radiated Susceptibility
傳導抗干擾
輻射抗干擾
電磁兼容原理說明
電磁兼容基本概念
EMC/EMI/EMS 定義:
EMC:一個電設備或系統和其它設備和系統同時操作時不會因EMI 問題而且功能受影響的情況發生
電磁兼容原理說明
電磁干擾概述
電磁兼容原理說明
電磁干擾概述
電磁騷擾包括電磁噪聲,無用信號及傳播媒 介自身的變化.
電磁騷擾的分類:
1 按來源分類,可分為:自然騷擾和人為騷擾兩 類.
◆自然騷擾以其源不可控制為特點. 如:電子噪聲(約翰遜噪聲),天電噪聲,地球外噪聲,沈積靜電等. ◆人為騷擾以其發生源可知且可控為特點. 如:各種發射機產生的雜散輻射等無線電騷擾,工業科學,醫療 設備產生的非無線電騷擾.
2 按電磁騷擾的性質分類. 可分為脈衝騷擾和平滑騷擾兩類.
3 按電磁騷擾的作用時間分類. 可分為連續騷擾,間歇騷擾,瞬變騷擾.
◆連續騷擾是長期起作用的電磁騷擾. ◆間歇騷擾是短期起作用的電磁騷擾. ◆瞬變騷擾為作用時間很短,且為非長期性的電磁騷擾.
電磁兼容原理說明
EMI:一個電子設備或系統在執行過程中有不利功能的信號出現,此 信號是不想要的且沒有意義的,它可能來自外界也可能來自自身.
EMS:電子設備或系統在操作過中不周遭電磁環境影響的能力.
EMI的發生:
EMS
電磁聲伴隨電壓,電流的作用而產生.
EMI
電磁兼容原理說明
電磁兼容基本概念
EMC就是電磁兼容性,它包含:
CE
RE
Conducted Emission 傳導干擾
Radiated Emission 輻射干擾
CS
RS
Conducted Susceptibility Radiated Susceptibility
傳導抗干擾
輻射抗干擾
電磁兼容原理說明
電磁兼容基本概念
EMC/EMI/EMS 定義:
EMC:一個電設備或系統和其它設備和系統同時操作時不會因EMI 問題而且功能受影響的情況發生
電磁兼容原理說明
電磁干擾概述
電磁兼容原理說明
電磁干擾概述
電磁騷擾包括電磁噪聲,無用信號及傳播媒 介自身的變化.
電磁騷擾的分類:
1 按來源分類,可分為:自然騷擾和人為騷擾兩 類.
◆自然騷擾以其源不可控制為特點. 如:電子噪聲(約翰遜噪聲),天電噪聲,地球外噪聲,沈積靜電等. ◆人為騷擾以其發生源可知且可控為特點. 如:各種發射機產生的雜散輻射等無線電騷擾,工業科學,醫療 設備產生的非無線電騷擾.
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
02:33
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。
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
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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
02:33
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。
《电磁兼容原理》PPT课件_OK
解得A2=67。在该段内线性化特性为S(△f)=67lg(△f/△B2)。 在2MHz<△f≤4MHz内,△B3=2MHz,当△f3=4MHz时S(△f)=60dB △f2=2MHz时,特性常数项S(△B3)=20dB,代入式(5.9)中，
60=20+A3lg(△f/△B3)，解得A3=133。在该段内线性化特性为 S(△f)=20+133 lg(△f/△B3)。 如果△f=3MHz，代入上式得S(△f)=43dB。
30 MHz~300 MHz
一54 —68 —78 —86 —92 —97 —102 —106 —110
大于300 MHz
—55-一64 —70 一75 — 79 —82 —85 —88 —90
17
谐波辐射信号的功率频谱特性
谐波辐射信号的功率频谱特性也采用调制包络曲来描述。 谐波信号的调制包络特性的形状与基波调制包络特性相似，按特性形状通常可
1
5．1 天线对天线的干扰分析
5．1．1无线电发射机的辐射特性 图5—1 调频广播和电视发射的频谱特性
2
无论发射机产生的有用信号和无用
信号，对于其他接收机来说都是潜
工作频段
在的干扰源
无意发射信号
基波信号
谐波信号
图5—2 发射机输出频谱特性
3
发射机的输出作为干扰源
• 只关注它所产生的电磁能量的时间分布、空间分布和频谱特性 • 干扰辐射能量的时间分布主要取决于发射机的工作制式 • 干扰辐射能量的空间分布主要取决于发射功率和发射天线的方向性 • 基波辐射信号是最主要的干扰源
33
定向辐射天线的立体方向图
由于立体图形画起来困难，常用两个平面的图形来表征
34
平面方向图
60=20+A3lg(△f/△B3)，解得A3=133。在该段内线性化特性为 S(△f)=20+133 lg(△f/△B3)。 如果△f=3MHz，代入上式得S(△f)=43dB。
30 MHz~300 MHz
一54 —68 —78 —86 —92 —97 —102 —106 —110
大于300 MHz
—55-一64 —70 一75 — 79 —82 —85 —88 —90
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谐波辐射信号的功率频谱特性
谐波辐射信号的功率频谱特性也采用调制包络曲来描述。 谐波信号的调制包络特性的形状与基波调制包络特性相似，按特性形状通常可
1
5．1 天线对天线的干扰分析
5．1．1无线电发射机的辐射特性 图5—1 调频广播和电视发射的频谱特性
2
无论发射机产生的有用信号和无用
信号，对于其他接收机来说都是潜
工作频段
在的干扰源
无意发射信号
基波信号
谐波信号
图5—2 发射机输出频谱特性
3
发射机的输出作为干扰源
• 只关注它所产生的电磁能量的时间分布、空间分布和频谱特性 • 干扰辐射能量的时间分布主要取决于发射机的工作制式 • 干扰辐射能量的空间分布主要取决于发射功率和发射天线的方向性 • 基波辐射信号是最主要的干扰源
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定向辐射天线的立体方向图
由于立体图形画起来困难，常用两个平面的图形来表征
34
平面方向图
电磁兼容原理5课件
电磁兼容的重要性
保障设备正常运行
电磁干扰可能导致设备性能下降、 故障甚至损坏，影响设备的正常 运行。
提高产品质量
电磁兼容性能良好的产品更能满足 用户需求，提高产品在市场上的竞 争力。
保障安全
某些高风险行业如航空、医疗等， 设备受到电磁干扰可能导致严重后 果，因此电磁兼容性至关重要。
电磁兼容的历史与发展
电磁场基本理论
01
02
03
电磁场基本概念
电磁场是由电场和磁场组 成的物理场，它们相互依 存、相互影响。
麦克斯韦方程组
描述电磁场基本规律的数 学模型，包括电场、磁场、 电荷密度和电流密度之间 的关系。
电磁波传播特性
电磁波在空间传播时表现 出波动性和粒子性，其传 播速度等于光速。
电磁干扰的形成与传播
详细描述
利用人工智能技术，可以实现对复杂电磁环境的快速建模和仿真，预测设备或系 统的电磁兼容性能。同时，通过人工智能算法，可以对电磁干扰源进行智能识别 和定位，提高电磁兼容问题的解决效率。
未来电磁兼容面临的挑战与机遇
总结词
随着电子设备和通信技术的快速发展，电磁兼容问题 日益突出，同时也带来了许多机遇。
通信系统中的电磁脉冲防护
通信系统中的设备和线路可能会受到雷电和电磁 脉冲的威胁，需要进行有效的防护措施，如安装 滤波器、避雷器等。
05
电磁兼容的未来发展
新材料在电磁兼容领域的应用
总结词
随着新材料技术的不断进步，越来越多的新材料被应用于电磁兼容领域，为解 决电磁干扰和电磁辐射问题提供了新的解决方案。
屏蔽材料Байду номын сангаас
选择导电性能良好的金属材料 作为屏蔽体，如铜、铝等。
电磁兼容课件第5讲
9
系统法集中了电磁兼容性控制方法的研究成就，采用系统 法是现代电力、电子设备或系统设计、试验、制造、装配 的总趋势。系统法本身还在不断发展和进步。基于系统法， 美国开发并研制成功了飞行器机载电子系统的电磁兼容、 电磁辐射和电磁泄漏的一些计算机软件。例如， SEMCAP(System and Electromagnetic Compatibility Analysis Program)是一种大规模综合性的系统电磁兼容、电磁辐射 和电磁泄漏分析程序，它是美国为航天事业于20世纪60年 代开发的，以后作了大量补充；
11
一般在设备、系统设计早期考虑电磁兼容性设计，比 较容易采取有效的技术措施，所需经费较少。根据美国贝 尔实验室分析论证，在新产品设计阶段能把电磁干扰抑制 在电路组件级、设备级或分系统级,就可以消除电磁干扰的 80%～90%；反之，如果在产品试制成功后，发现电磁干 扰再来解决它，问题就显得困难多了，无论在抑制电磁干 扰的技术上，还是在投资的费用以及体积、质量上都会成 倍增长，使费效比上升，造成很大的浪费。
16
在抑制电磁骚扰的时机选择上，建议从问题解决法转 移到系统法。也就是由电路、设备和系统研制后期暴露出 不兼容问题而采取挽救、修补措施的被动控制方式，转变 为在电路、设备和系统研制的初始设计阶段就开展电磁兼 容性的预测、分析和设计的主动控制方式。预先全面规划 电路、设备和系统的电磁兼容性实施细则和步骤，检验、 计算电磁兼容性，做到防患于未然，把电磁兼容性设计和 可靠性设计、维护性和维修性设计、基本功能设计、结构 设计等同时进行,并行展开。
21
4.4 时间分隔
当骚扰源非常强不易采用其它方法可靠抑制时，通 常采用时间分隔的方法，使有用信号在骚扰信号停止发射 的时间内传输，或者当强骚扰信号发射时，使易受骚扰的 敏感设备短时关闭，以避免遭受损害。人们把这种方法称 为时间分隔控制或时间回避控制。时间分隔控制有两种形 式：一种是主动时间分隔，适用于有用信号出现时间与干 扰信号出现时间有确定先后关系的情况；另一种是被动时 间分隔，它是按照干扰信号与有用信号出现的特征使其中 某一信号迅速关闭，从而达到时间上不重合、不覆盖的控 制要求。
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
11
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
电磁兼容培训课件(2024)
屏蔽措施
采用金属屏蔽体、吸波材料等，实现对电磁波的 有效屏蔽。
滤波技术
运用滤波器等手段，滤除设备间不必要的电磁干 扰信号。
2024/1/28
17
系统整体性能优化策略
2024/1/28
兼容性设计
01
在系统设计阶段考虑电磁兼容性要求，从源头减少潜在干扰。
协同优化
02
综合考虑系统各组成部分的电磁特性，实现系统整体性能的最
2024/1/28
26
THANKS
感谢观看
2024/1/28
27
航空航天器在复杂电磁环境中运行，对电 磁兼容性能要求极高，以确保通信和导航 系统的可靠性。
轨道交通
智能家居
轨道交通系统涉及大量电气设备和信号传 输，电磁兼容性能对于保障列车运行安全 和乘客舒适度至关重要。
2024/1/28
智能家居设备种类繁多，电磁兼容问题直接 影响家居环境的舒适度和设备间的互联互通 。
2024/1/28
25
未来发展趋势预测和挑战应对
发展趋势
随着科技的不断进步，未来电磁兼容技术将更加注重智能化、自适应等方面的发展，同时还将面临更 高的性能要求和更复杂的电磁环境挑战。
挑战应对
为应对未来发展趋势带来的挑战，需要加强电磁兼容技术的基础研究，推动技术创新和成果转化；同 时，还需要加强行业合作和标准制定，共同推动电磁兼容技术的进步和发展。
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。
Hale Waihona Puke 电磁干扰与电磁兼容性的关系电磁干扰是导致电磁兼容问题的主要原因，而电磁兼容性则是解决电磁干扰问题 的关键。提高设备的电磁兼容性可以减少电磁干扰对设备性能的影响，确保设备 在复杂电磁环境中的正常工作。
《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
16.02.2022
电源线
29
10.3.1 PCB中的电磁干扰
16
电路 结构封装
屏蔽 滤波
EMC措施
软件 概念
16.02.2022
设计
产品
开发进程
EMC成本
市场
17
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
16.02.2022
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
16.02.2022
串联
并联
13
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。
16.02.2022
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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
29
10.3.1 PCB中的电磁干扰
16
电路 结构封装
屏蔽 滤波
EMC措施
软件 概念
16.02.2022
设计
产品
开发进程
EMC成本
市场
17
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
16.02.2022
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
13
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。
《电磁兼容培训讲义》课件
测试场地要求：电磁屏蔽、温度 控制、湿度控制等
测试场地设备：电磁屏蔽室、天 线、信号源、接收机等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
测试场地布局：测试区域、控制 区域、观察区域等
测试场地操作：测试前准备、测 试中操作、测试后处理等
测试目的：验证产品是否符合电磁兼容标准
测试项目：辐射发射、传导发射、辐射抗扰度、传导抗扰度等
国际标准：IEC 61000-4-3
国家标准：GB/T 17626.3
军用标准：GJB 151A
汽车行业标准：ISO 11452-2
A级：电磁兼容要求最高，适 用于军事、航天等高可靠性领 域
C级：电磁兼容要求一般，适 用于普通民用领域
B级：电磁兼容要求较高，适 用于工业、医疗等重要领域
D级：电磁兼容要求较低，适 用于低可靠性领域
屏蔽效果：降低电磁干扰，提 高电磁兼容性
布局原则：遵循电磁兼容设计原则，避免电磁干扰 布线方式：采用屏蔽线、双绞线等抗干扰布线方式 接地处理：合理接地，降低电磁干扰 屏蔽措施：采用屏蔽罩、屏蔽层等屏蔽措施，减少电磁干扰
电磁干扰：汽车电子设备之间 的电磁干扰问题
电磁辐射：汽车电子设备产生 的电磁辐射问题
电磁兼容设计：汽车电子设备 电磁兼容设计的重要性
电磁兼容测试：汽车电子设备 电磁兼容测试的方法和标准
电磁干扰：家用电器之间的电磁干扰问题 电磁辐射：家用电器的电磁辐射问题 电磁兼容标准：家用电器的电磁兼容标准 电磁兼容解决方案：如何解决家用电器的电磁兼容问题
电磁干扰：通信 设备之间的电磁 干扰问题
电磁兼容标准： 通信设备需要满 足的电磁兼容标 准
电磁兼容测试： 通信设备需要进 行的电磁兼容测 试
EMC电磁兼容培训PPT课件
散失或降低
*备注: 是否通过实验需要和客户商定,针对不同应用场合选择不同的判标准,
一般情况默认A级和B级是正常的
第25页/共102页
Surge：浪涌试验
浪涌试验用来模拟自然雷击或者电网中接入大容 性负载时所产生的脉冲对设备的影响。包含电源 端和信号端测试。 • 电源端测试
包括L和N线间、L对保护地、N线对保护地、L&N对保护 地，其中第一种属于差模干扰，后三种为共模干扰。
第9页/共102页
大多数类型的设备和系统仅为其内部 功能需 要而产 生或使 用RF能 量，因 此属于 1组。 如心电 图和心 磁图设 备和系 统，脑 电图和 脑磁图 设备和 系统等 等。另 外一些 预期以 非RF电 磁形式 传递能 量给患 者的设 备和系 统也属 于1 组设备，如医疗成像设备和系统—— X 射线诊断系统、CT系统、核医学系统、 超声诊 断系统 等；治 疗设备 和系统 ——X 射线治疗系统、超声治疗系统、输 液泵、 呼吸机 等；监 视设备 和系统 ——阻 抗体积 描记监 视器、 脉冲血 氧计等 。只有 少数设 备和系 统是施 加RF 能量给材料的（医疗设备是给患者 ），属 于2组设 备。2组设备 常见的 有：磁 共振成 像系统 、透热 疗法设 备（短 波、超 短波、 微波治 疗设备 ）、热 疗设备 和高频 手术系 统等。
• 上述波形中的1.2、8和10都
是指波形的波前时间，单位
为us，50、20和700指得是
波形的脉宽，单位也为us，
可见浪涌波形的能量远大于
EFT/B和静电，但是干扰频
宽却要窄得多。
第27页/共102页
Surge：试验方法
浪涌（模拟雷电干扰）试验装置
接辅助设备 接电网
EMC电磁兼容培训课件
◆干擾源(Source of EMI):自然的,人為的. ◆干擾路徑(Propagation Mode):輻射,傳導等. ◆受干擾設備(Receivers):電視機,收音機,電話, 飛機,醫療
設備,人體組織細胞,模擬電路, 數字電路…
干擾源 EMI
干擾路徑
受干擾設備 EMC
電磁兼容原理說明
電磁兼容三要素
2.輻射騷擾:輻射騷擾是指源通過介質(包括自由空間)以電磁波的特性和規 律傳播,除了有意輻射之外還有無意輻射,如有天線作用(小於λ/4)的線路 和電纜或小環天線作用的線路和電纜,都產生輻射騷擾.
近場:D<λ感應場,以電場或磁場為主. 遠場:D>λ,電場與磁場時同時存在. D:短偶极子的長度,m λ:波長,m; λ=3×108m/s/f *自由空間波阻:377Ω
EMI:一個電子設備或系統在執行過程中有不利功能的信號出現,此 信號是不想要的且沒有意義的,它可能來自外界也可能來自自身.
EMS:電子設備或系統在操作過中不周遭電磁環境影響的能力.
EMI的發生:
EMS
電磁聲伴隨電壓,電流的作用而產生.
EMI
電磁兼容原理說明
電磁兼容基本概念
EMC就是電磁兼容性,它包含:
電磁兼容原理說明
電磁干擾概述
電磁騷擾的分類:
2 按電磁騷擾的性質分類. 可分為脈衝騷擾和平滑騷擾兩類.
3 按電磁騷擾的作用時間分類. 可分為連續騷擾,間歇騷擾,瞬變騷擾.
◆連續騷擾是長期起作用的電磁騷擾. ◆間歇騷擾是短期起作用的電磁騷擾. ◆瞬變騷擾為作用時間很短,且為非長期性的電磁騷擾.
電磁兼容原理說明
電磁兼容原理說明
電磁兼容術語
電磁信號部分
電磁環境(Electromagnetic Environment): 存在於固定場所的所有電磁現象的總和.
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5.5 2.2 0.75
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仅代表了一个环路的辐射情况，若有N个环路辐射， 乘以 N 。因此，可能时，分散时钟频率。
如何减小差模辐射？
E = 2.6 I A f 2 / D
布线
低通滤波器
电路中的强辐射信号
dB长度：L
近场区内:
E = 1430I L / (f D3)
远场区内:
E = 0.63 I L f / D
考虑地面反射： E = 1.26 I L f / D
L /2或/4时： E = 120I / D
V/m V/m V/m
V/m
共模电流的测量
ICM
电流卡钳
频谱分析仪
被测电流 I
信号1 电源层
地线层
信号2
低频 高频
10
地线面的阻抗，m/ 平方 1
地线面具有很小的地线阻抗
DC~0.5 1
10
100
1G
地线面上的缝隙的影响
75mm
模拟地
A/D变换器
数字地
A
B
L
25mm
L : 0 ~ 10cm VAB : 15 ~ 75mV
线路板边缘的一些问题
关键线（时钟、射频等）
产生较强辐射
Z0
f、D
实际电路的辐射
ZG
I
~V
ZL
ZC = ZG + ZL
环路面积 = A
近场：ZC 7.9 D f E = 7.96VA / D3 ZC 7.9 D f ， E = 63 I A f / D2 H = 7.96IA / D3
远场：
E = 1.3 I A f 2 /D
（V/m） （ V/m） （ A/m）
= 20lg[(VCM / ZCM1) / (VCM / ZCM2)]
=20 lg ( ZCM2 / ZCM1)
=20 lg ( 1+ ZL / ZCM1 )
dB
I/O接口布线的一些要点
滤波电容 电源线连接
隔离变压器/ 光耦隔离器
地线连接
信号滤波器 干净区域
时钟电路、 高速电路
桥 壕沟
滤波器电容量的选择
R源 R负载
电容合适 电容过大
上升时间 tr 带宽 BW 总阻抗 R 最大电容 C
低速接口 10 ~ 100kB/s
0.5~1s 320kHz 120 2400pF
高速接口 2MB/s
50ns 6MHz 100 150pF
（ V/m）
常用的差模辐射预测公式
考虑地面反射时： E = 2.6 I A f 2 /D
（ V/m）
脉冲信号差模辐射的频谱
差模辐射频率特性线
频谱包络线
f
E = 2.6 I A f 2 /D EdB = 20lg（2.6 I A /D）
+40lg f
f
1/d
1/tr
脉冲的差模辐射包络线
f
不同逻辑电路为了满足EMI指标要求 所允许的环路面积
电源层
地线层 20H
无地线
扁平电缆的使用
最好
较好
差
较好，但端接困难
地线
C
D
这两处都有地线
B
A
扁平电缆
一部分信号回流经过ABCD
外拖电缆的共模辐射
L
I1
I2 H
CP
I3
VCM
CP
机箱内的 所有信号 都会通过 电缆辐射！
两端设备都接地的情况
RW L
～
RW L
CP
ICM
ZCM = RW + jL+RL+1/ jC
A/m V/m
A I
随频率、距离增加而增加 Z0
f、D
导线的辐射
近场区内: H = I L / (4D2)
A/m
E = Z0I L / (8 2 D3) V/m
ZW = Z0（/2D）
I
L
远场区内: H = I L / (2 D) E = Z0 I L / (2 D)
A/m V/m
随频率、距离增加而减小
地线网格
电源线噪声的消除
电源线电感
这个环路尽量小 储 能 电 容
电源解耦电容的正确布置
尽量使电源线与地线靠近
解耦电容的选择
dI dt
Z
C=
dV
各参数含义：
在时间dt内，电源线上出 现了瞬间电流dI，dI导致 了电源线上出现电压跌落 dV。
1/2 LC
f
增强解耦效果的方法
铁氧体
电源
注意铁氧体安装的位置
1
10
100
1000
所有电路加电工作
1
10
100
1000
只有时钟电路加电工作
电流回路的阻抗
I
L
R
~
Z = R + jL
L=/I A
~
单层或双层板如何减小环路的面积
不良布线举例
68HC11
E时钟
B
74HC00
A
连接A、B
随便设置的地线没有用
在线路板上没有布线的地方全部铺上地线是EMC设计吗？
多层板能减小辐射
VdBV
传输阻抗：ZT = V / I
怎样减小共模辐射
E = 1.26 I L f / D
共模滤波 共模扼流圈 减小共模电压
使用尽量 短的电缆
共模滤波
电缆屏蔽
平衡接口电路
+Vcc
+V -V
-Vcc
Z0/2
Z0/2
增加共模回路的阻抗
PCB
PCB
共模回路
改善量 = 20lg(E1 / E2) = 20lg ( ICM1 / ICM2 )
ICC
VCC
Q2 Q1
R3
Q4
Ig
Vg I放电
I驱动
被
驱
动
I充电
电
路
电源线、地线噪声电压波形
输出 ICC VCC Ig Vg
地线干扰
1
3
寄生电容
2
4
线路板走线的电感
S L = 0.002S(2.3lg ( 2S / W ) + 0.5 H
W
I
I
M
L = ( L1L2 - M2 ) / ( L1 + L2 - 2M ) 若：L1 = L2 L= ( L1 + M ) / 2
第五章 PCB的电磁兼容设计
脉冲信号的频谱
谐波幅度
tr
d
（电压或电流）
A
-20dB/dec
T
-40dB/dec
V( or I) = 2A(d+tr)/T V( or I) = 0.64A/Tf V( or I) = 0.2A/Ttrf2
1/d
1/tr
频率（对数）
地线和电源线上的噪声
R1
R2
R4
Q3
逻辑 系列 4000B
74HC 74LS 74AC 74F 74AS
上升 电流 时间
40 6
6 20 6 50 3.5 80 3 80 1.4 120
不 同 时 钟 频 率 允 许 的 面 积 （ cm2 ） 4M Hz 10 30 100
1000 400
50 45 18
6
20 18 7.2
2 .4
地
细线
粗线
接地线面
用铁氧体增加 电源端阻抗
用细线增加电 源端阻抗
线路板的两种辐射机理
差模辐射 共模辐射
电流环
杆天线
电流环路产生的辐射
近场区内: H = IA / (4D3) E = Z0IA / (2D2) ZW = Z0（2D/）
A/m V/m
远场区内: H = IA / ( 2D) E = Z0 IA / ( 2D) ZW = Z0 = 377