电磁兼容.ppt50

电磁兼容性评估
评估电磁兼容性的方法包括频域分析和时域分析。频域分析是通过分析信号的幅度和相位 特性来评估电磁兼容性，时域分析是通过分析信号的时间历程来评估电磁兼容性。
电磁兼容性标准
为了规范和指导电磁兼容性的测量和评估，国际和国内都制定了一系列的标准和规范，如 国际电工委员会（IEC）的电磁兼容标准体系和我国的国家军用标准体系等。
案例总结
通过建立电磁兼容管理体系，加强产品设计阶段的电磁兼 容性评估和检测，提高产品可靠性和用户体验。
某通信系统的电磁兼容设计案例
案例概述
某通信系统在设计和实施过程中面临电磁干扰问题，导致信号传输不 稳定和系统性能下降。
问题分析
通信系统中的信号传输频率较高，容易受到周围环境中其他电磁波的 干扰，导致信号传输不稳定和系统性能下降。
要点一
总结词
要点二
详细描述
随着绿色能源的普及，电磁兼容技术将面临新的挑战和机 遇，需要研究和解决绿色能源系统中的电磁兼容问题。
太阳能、风能等绿色能源的应用日益广泛，但这些设备的 运行过程中会产生大量的电磁干扰。为了确保绿色能源系 统的稳定性和安全性，需要研究和解决其中的电磁兼容问 题。这包括对绿色能源设备进行电磁兼容测试和评估，制 定相应的电磁兼容标准和规范，以及研究和开发适用于绿 色能源系统的电磁兼容技术和产品。
滤波器可以根据不同的频率范围和阻抗特性进行选择，常见的滤波器有信号线滤波 器和电源线滤波器等。
滤波器的安装位置和方式也会影响其效果，需要根据实际情况进行合理的设计和布 局。
屏蔽技术
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屏蔽技术是抑制电磁干扰的重要手段 之一，通过将电磁干扰源或敏感设备 包围在金属材料制成的屏蔽壳体内， 可以有效地减小电磁干扰的影响范围 和强度。

系统）的工作失控。 ⑥ 导航系统的工作失常。 ⑦ 起爆装置的无意爆炸。 ⑧ 工业过程控制功能（例如：石油或化工）的失效。
除此之外，强电场还会对生物体造成影响。 由此可见，电磁环境的恶化，会导致多方面的后果。 开展电磁兼容研究，加强电磁兼容管理，降低电磁骚扰，避免电磁 干扰，是当务之急。
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1.3 电磁干扰形成的三要素
③两根平行导线之间的高频信号感应，称为线对线感应耦合
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2.电磁兼容性设计
产品电磁兼容设计流程框图
设计时请 注意先后
次序
关键元器
件的选择 板
级
电路的选
Hale Waihona Puke 电 磁择和设计 兼容
设 印制电路 计
板的设计
接地和
搭接设计 整
机
屏蔽技术
电 磁
应用
兼
容
设 滤波技术 计
应用
时钟电路
的设计 系
统
产品/设备
电 磁
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。
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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
内部布置 兼
容
设 导线的分 计
类和敷设
产品设计流程
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2.1 单元电路设计
单元电路 设计
放大电路设计 RAM电路设计 A/D、D/A电路设计 电源电路设计 IC的线路设计 一般屏蔽盒设计 扩展频谱时钟技术

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。
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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
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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。

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
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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
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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
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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
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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
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平面方向图

电磁干扰的危害
电磁干扰可能导致电子设备性能下降、数据传输错误、信号失真等问题，甚至可能对人身 安全造成威胁。
电磁兼容性测试的原理
电磁兼容性测试的目的
电磁兼容性测试的目的是检测电子设备或系统在正常工作和故障状态下产生的电磁干扰是否超过规定的限值，以及设 备或系统对外部电磁干扰的抗干扰能力。
电磁兼容性测试的方法
智能化
测试设备将更加智能化，能够实现自动化测试、 远程监控和数据分析。
绿色环保
在电磁兼容测试中，将更加注重环保和节能，减 少对环境的负面影响。
提高电磁兼容性的方法与策略
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优化电路设计
通过优化电路设计，降低 电磁干扰和提高设备抗干 扰能力。
屏蔽与滤波技术
采用屏蔽和滤波技术，减 少电磁干扰的传播和影响 。
电磁兼容测试的标准和规范
国际上常见的电磁兼容测试标准和规范包括：CISPR、EN55022、EN55013等，这些标准和规范规定了不同电子设备的电磁 兼容性能要求和测试方法。
国内也有相应的电磁兼容测试标准和规范，如GB/T17626等，这些标准和规范与国际标准和规范基本一致，但可能存在一些 差异和特殊要求。
电磁干扰的形成与传播
电磁干扰源
电磁干扰源包括各种电气设备和电子系统，如电动机、发电机、开关电源、电弧焊接设备 、日光灯等。
电磁干扰的传播途径
电磁干扰可以通过空间辐射和导线传导两种方式传播。空间辐射是指干扰源通过空间传播 到敏感设备的电磁波，导线传导是指干扰源通过电源线、信号线等导线传播到敏感设备的 干扰信号。
测试方法
在开阔场地或屏蔽室内进行测试，根据不同的频率范围和 设备类型，选择合适的测试距离和测量仪器。
传导骚扰测试

▪ 通过普通电力线或普通信号／ 控制电缆的RF能量传播。
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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
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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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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。

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
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添加标题
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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

标准制订的原则： 1、科学、合理、实用、便于操作。 2、保证测试结果的可重复性、一致性、精确性。
GB/T6113.1规定的频率段范围 A频段——9～150kHz； B频段——0.15～30MHz； C频段——30～300MHz； D频段——300～1000MHz； E频段------1GHz以上
为什么要了解骚扰的波形和频谱？
YY0505-2005引用的抗扰度标准
GB17626.2 静电放电（ESD）抗扰度试验； GB17626.3 辐射（射频）电磁场抗扰度试验； GB17626.4 电快速瞬变/脉冲群抗扰度试验； GB17626.5 浪涌（冲击）抗扰度试验； GB17626.6 对射频场感应的传导骚扰抗扰度试验； GB17626.8 工频磁场抗扰度试验； GB17626.11 电压暂降、短期中断和电压变化抗扰度 试验。
EUT的配置和工作状态—代表实际中的典型应
用情况，EUT发射最大或最敏感。
测量仪器和设备—测量接收机、频谱分析仪以
及天线、人工电源网络（LISN）、功率吸收钳、 耦合去耦网络（CDN）等。
测量方法—测量布置、试验程序 、注意事项。 数据处理和试验报告—试验结果、不确定度。
限值：
1、EMI测试限值（频域值）—峰值≥准峰值 ≥有效值≥平均值；
根据有关电磁兼容标准规定的方法对设备 进行测试，评估其是否达到标准提出的要 求。
产品在定型和进人市场之前必须进行符合 性（一致性）测试，国家产品强制认证制 度（3C 认证）规定的电磁兼容测试就是属 于符合性测试。
国际电磁兼容标准和规范
目前国际上有权威性的电磁兼容标准和从事 EMC标准制订工作的专业委员会有： 国际电工委员会：CISPR 标准和IEC标准（TC77） 国际标准化组织：ISO标准 国际电信联盟：ITU标准 欧共体：EN标准(CENELEC)和ETS标准(ETSI) 德国：VDE标准 美国：FCC标准和军用标准MIL-STD 日本：VCCI标准

全国无线电干扰标准 化 技术委员会
IEC/TC77
ACEC ( Advisory Committee on
EMC )
保护电网的发射限值 基本和通用的抗扰度标准 侧重于低频发射，f<9kHz
协调各TC和其他组织的关系 为IEC管理委员会参谋 复查EMC标准 教育
产品技术 委员会
制定产品EMC标准
全国电磁兼容标准化 技术委员会
序号
国标编号
8 GB/T17626.6-1998
9 GB/T17626.7-1998
10 GB/T17626.8-1998
11 GB/T17626.9-1998
12 GB/T17626.10-1998
13 GB/T17626.11-1998
14 GB/T17626.12-1998
名称
对应国际标准号
电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗 扰度
保护无线电业务的发射限值 ITE、TV、家电设备等的抗扰度
秘书处挂靠单位
上海电器科学研究所
对应 IEC/CISPR
CISPR
A 分会
无线电干扰测量和统计方法
中国电子标准化研究所
CISPR/A
B 分会 D 分会
工业、科学、医疗射频设备的无线电干扰 架空电力线、高压设备和电力牵引系统的
无 线电干扰 其他（重）工业设备的无线电干扰
机动车辆和内燃机的无线电干扰
上海电器科学研究所 天津汽车中心
CISPR/B CISPR/D
F 分会 H 分会 I 分会
家用电器、电动工具、照明设备及类似设备的 干扰
对无线电业务保护的限值 无线电系统与非无线电系统之间的干扰
信息技术设备、多媒体设备与接收机的电磁兼 容

从军用电子设备角度瞧,在战争模式发展到电子战、信 息战得今天,电子对抗、制电磁权得争夺使得强化电子 设备得电磁兼容性就是确保在战争环境中人员、武器 装备、信息情报得安全、获得战争胜利得关键环节。
电磁兼容得内容
电磁干扰就是如何产生得？ 电磁干扰就是如何传播与发生作用得？ 电磁干扰作用得后果与危害如何？ 电磁干扰得形态及性质如何？ 如何测量电磁干扰得大小？ 如何预测与分析电磁干扰得影响？ 如何防止电磁干扰得产生？ 如何抑制或消除电磁干扰？
传输线(transmission line):为电能或电磁能构成一条从一处 到另一处定向传输连续通路得器材装置,它包括电话线、电缆、 波导管、同轴电缆与其它类似器材。(如带状线、平板传输线)
接地(Grounding): a、将设备外壳、框架或底座接到物体或运载工具得结构上,以保证
它们同电位。
b、将电路或设备连接到大地或起到大地作用得、尺寸较大得导体 上。
2、干扰分析与预测。
3、EMC测量技术:包括对EMI、EMS得测量。
4、对耦合参数进行了研究:包括各种耦合参数得分析 研究、核电磁脉冲及地电位影响等进行了深入得研究。
5、对暂态互感进行了专题研究。 6、测试及数据处理得有关理论研究 7、其它如天线、传播、屏蔽、接地等研究工作 (二)工程应用 1、加强了EMC管理 2、制定了EMC设计要求、测试方法及规范与标准,包 括国标、国军标及各部门大量得专业标准。 3、EMI分析与预测 4、国标、国军标得制定、修订与贯彻。 (三)EMC教育与出版 (四) 制定EMC发展规划。 (五) 建设、改造EMC实验室
电磁兼容技术逐步专业化、产业化。
企业越来越关注产品设计人员得电磁兼容素质、投入 产出比。
电磁兼容预测技术越来越进步。 测试技术与测试对象越来越细分,电磁兼容测试与产