2018电磁兼容原理及应用习题
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1. 求下列各物理量以dB 表示的值:①mW P 11=和W P 202=; ②mV v 101=和V v μ202=; ③mA i 21=和A i 5.02=。
解: (1)dB P = 10log(P1/P2) = -43dB(2)dB P = 10log(P1/P2) = 54dB(3)dB P = 10log(P1/P2) = -48dB2. 计算连接电缆的功率损耗(电缆特性阻抗与负载阻抗匹配)解: 电缆的功率损耗 = dBm out dBm in P P -= L α686.8(α为传输线损耗,L 为所选传输线的长度)3. 使用dB 表示放大器的性能参数:增益。
如果输入功率W μ1,放大器增益60dB ,其输出功率为多少W dB μ。
解:使用dB 表示放大器的增益为:dB in dB dB out P P -=增益或者dBm in dB dBm out P P -=增益或者W dB in dB W dB out P P μμ-=增益若输入功率为W μ1即W indB P μ= 10log(1W μ/W μ) = 0W dB μ故W outdB P μ = 60dB - 0W dB μ= 60W dB μ4. 为什么大量的现代EMC 测试设备具有50Ω的纯电阻输入阻抗和源阻抗,并且用50Ω同轴电缆来连接。
解:如果电缆的终端阻抗不等于电缆的特性阻抗,那么从信号源向负载方向看过去的电缆输入阻抗也不再对所有长度的电缆都是Ω50,而是会随着频率和电缆长度的变化而变化。
选择Ω50以外的其他任何阻抗都是合适的,但是Ω50已经成为工业标准。
这就是为什么大量的现代化EMC 测试设备具有Ω50的纯输入阻抗和信号源阻抗,并且用Ω50的同轴电缆来连接。
5. 一台50Ω的信号发生器(信号源)与输入阻抗为25Ω的信号测量仪(EMI 接收机)相连,信号发生器指示的输出电平为-20dBm ,求信号测量仪的输入电压(以V dB μ为单位)。
电磁兼容题库整理终极版本(合集五篇)第一篇:电磁兼容题库整理终极版本一.填空1.电磁干扰按传播途径可以分为两类:传导干扰和辐射干扰。
构成电磁干扰的三要素是【干扰源】、【干扰途径】和【敏感单元】。
抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】、【屏蔽】和【接地】。
8.辐射干扰的传输性质有:近场藕合及远场藕合。
传导干扰的传输性质有电阻藕合、电容藕合及电感藕合。
什么是传导耦合?答:传道耦合是指电磁干扰能量从干扰源沿金属导体传播至被干扰对象(敏感设备)2.辐射干扰源数学模型的基本形式包括电流源和磁流源辐射。
或辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射3.如果近场中,源是电场骚扰源,那么干扰源具有小电流、大电压的特点。
6.屏蔽效能SE分别用功率密度、电场强度和磁场强度来描述应为 10logP1/P2,20logH1/H2,20logU1/U2。
13.设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压,则插入损耗可定义为【20lg(U2/U1)】分贝。
7.反射滤波器设计时,应使滤波器在通带内呈低的串联阻抗和高并联阻抗。
13.常见的电阻藕合有哪些?(1)公共地线阻抗产生的藕合干扰。
(2)公共电源内阻产生的藕合干扰。
(3)公共线路阻抗形成的藕合干扰。
9.双绞线多用于高频工作范围,在单位长度线长中互绞圈数越多,消除噪声效果越好。
在额定互绞圈数中,频率越高屏蔽效果越好。
10.反射滤波器设计时,应使滤波器在阻带范围,其并联阻抗应很小而串联阻抗则应很大。
11.100V= 40 dBV= 40000 dBmV。
12.一般滤波器由电容滤波器和电感滤波器构成。
13.减小电容耦合干扰电压的有效方法有三种:减小电流强度、减小频率、减小电容。
14.金属板的屏蔽效能SE(dB)包括吸收损耗、反射损耗和多次反射损耗三部分。
15.传导敏感度通常用电压表示、辐射敏感度可以用电场,或V/m 表示。
17.信号接地的三种基本概念是多点、单点和浮地。
《电磁兼容与可靠性技术》题集一、选择题(共10小题,每题4分,共40分)1.电磁兼容( EMC)是指电气或电子设备在共同的电磁环境中能执行其功能的((()能力,同时不会对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰。
A.(相互独立且互不干扰B.(相互协调且共同工作C.(单向影响且正常工作D.(相互兼容且互不干扰答案:D2.下列哪项不是电磁干扰的三要素之一?(()A.(干扰源B.(传播路径C.(敏感设备D.(电磁屏蔽材料答案:D3.在进行电磁兼容性设计时,下列哪项措施主要是为了减小辐射干扰?((()A.(使用滤波器消除传导干扰B.(对电缆进行屏蔽处理C.(增加设备的接地电阻D.(采用差模信号传输答案:B4.关于电磁兼容性测试,下列说法错误的是(()。
A.(电磁兼容性测试是验证设备或系统是否满足电磁兼容性要求的重要手段B.(辐射发射测试用于测量设备在无意识情况下产生的电磁辐射C.(传导发射测试主要用于评估设备通过电源线、信号线等传导途径产生的干扰D.(辐射敏感度测试是评估设备在受到外部强电磁场干扰时,其性能是否会受到影响,测试时通常不需要专门的测试场地答案:D5.在电子设备的接地设计中,下列哪种接地方式可以有效抑制高频干扰?((()A.(单点接地B.(多点接地C.(混合接地D.(浮地答案:B二、填空题(共7小题,每题5分,共35分)1.电磁兼容性的三个主要方面是_________、电磁抗扰度和电磁环境兼容性。
答案:电磁发射2.在进行电磁兼容性设计时,常用的三种基本方法是_________、滤波和接地。
答案:屏蔽3.辐射干扰主要通过_________和_________两种途径传播。
答案:空间波;地表面波4.在进行传导发射测试时,通常使用_________来模拟设备对电网或其他设备的干扰。
答案:人工电源网络(AMN)或线性阻抗稳定网络(LISN)5.电磁兼容性标准通常分为_________标准和_________标准两大类。
电磁兼容原理及应用试题及答案一、填空题(每空0.5分,共20分)1.构成电磁干扰的三要素是【干扰源】、【传输通道】和【接收器】;如果按照传输途径划分,电磁干扰可分为【传导干扰】和【辐射干扰】。
2.电磁兼容裕量是指【抗扰度限值】和【发射限值】之间的差值。
3.抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】、【屏蔽】和【接地】。
4.常见的机电类产品的电磁兼容标志有中国的【CCC】标志、欧洲的【CE】标志和美国的【FCC】标志。
5.IEC/TC77主要负责指定频率低于【9kHz】和【开关操作】等引起的高频瞬间发射的抗扰性标准。
6.电容性干扰的干扰量是【变化的电场】;电感性干扰在干扰源和接受体之间存在【交连的磁通】;电路性干扰是经【公共阻抗】耦合产生的。
7.辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射。
如果根据场区远近划分,【近区场】主要是干扰源的感应场,而【远区场】呈现出辐射场特性。
8.随着频率的【增加】,孔隙的泄漏越来越严重。
因此,金属网对【微波或超高频】频段不具备屏蔽效能。
9.电磁干扰耦合通道非线性作用模式有互调制、【交叉调制】和【直接混频】10.静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】。
11.电磁屏蔽的材料特性主要由它的【电导率】和【磁导率】所决定。
12.滤波器按工作原理分为【反射式滤波器】和【吸收式滤波器】,其中一种是由有耗元件如【铁氧体】材料所组成的。
13.设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压,则插入损耗可定义为【20lg(U2/U1)】分贝。
14.多级电路的接地点应选择在【低电平级】电路的输入端。
15.电子设备的信号接地方式有【单点接地】、【多点接地】、【混合接地】和【悬浮接地】。
其中,若设备工作频率高于10MHz,应采用【多点接地】方式。
二、简答题(每题5分,共20分)1.电磁兼容的基本概念?答:电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能够执行各自功能的共存状态,即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作,且不对该环境中任何其它设备构成不能承担的电磁骚扰的能力。
电磁兼容性基础理论与实践考试试卷(答案见尾页)一、选择题1. 电磁兼容性的定义是什么?A. 电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中能够正常工作的能力。
B. 电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中不会产生干扰的能力。
C. 电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中能够正常工作的能力和不会产生干扰的能力。
D. 电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中不会受到干扰的能力。
2. 电磁兼容性中的“兼容”是指什么?A. 电子设备可以在同一环境中工作。
B. 电子设备可以在不同环境中工作。
C. 设备之间的相互作用不会产生不良影响。
D. 设备之间的相互作用不会产生干扰。
3. 电磁兼容性测试的主要目的是什么?A. 确保设备在正常工作条件下不会产生干扰。
B. 确保设备在异常工作条件下不会产生干扰。
C. 确保设备在不同环境条件下都能正常工作。
D. 确保设备之间的相互作用不会产生干扰。
4. 电磁兼容性中的“EMI”代表什么?A. 电磁干扰B. 电磁辐射C. 电磁感应D. 电磁兼容5. 电磁兼容性中的“EMC”代表什么?A. 电磁干扰B. 电磁辐射C. 电磁感应D. 电磁兼容6. 什么是电磁兼容性的“三大抗扰度测试”?A. 射频辐射抗扰度测试、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试、电压暂降短时中断抗扰度测试。
B. 电磁场抗扰度测试、射频辐射抗扰度测试、电压暂降短时中断抗扰度测试。
C. 射频辐射抗扰度测试、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试、电源电压暂降抗扰度测试。
D. 电磁场抗扰度测试、电磁辐射抗扰度测试、电源电压暂降抗扰度测试。
7. 什么是电磁兼容性的“标准”?A. 一组规定的性能指标和要求。
B. 一组规定的试验方法和结果。
C. 一组规定的产品规格和技术要求。
D. 一组规定的测试标准和规范。
8. 电磁兼容性中的“频率范围”是指什么?A. 电子设备使用的特定频率范围。
B. 电磁波的传播范围。
C. 电磁干扰的传播范围。
D. 电磁兼容性测试的频率范围。
第5章 传输线5.1 对于同轴电缆,分布电容012ln()C r r πε=,特性阻抗01ln()r Z r = 由题意知,分布电容为1101260061010ln()pF C F r m r πε-===⨯ 即01112ln()610r r πε-=⨯ 其中0r εεε=,20.1t us =, 得8610/210/0.110/2s v m s m s t -===⨯⨯而88210v ====⨯1.5=由此可得0011121)261083.3r r Z r πεεπ-==⨯==Ω 5.2L L L jX R Z Z +=Ω=,750(1)由311=Γ-Γ+=VSWR 得21=Γ, 由21757500=++-+=+-=ΓL L L L L L jX R jX R Z Z Z Z 得0562525022=+-+L L L R X R (2)Ω=150L R ,代入第一问得出的式子中,得Ω==8.961525L X(3)1525150,750j Z Z L +=Ω=终端反射系数15915300j j Z Z Z Z L L ++=+-=Γ, 幅角πφ16.096.28)915arctan()315arctan(=︒=-= )2cos(25.15.0)(φββφββφβ-'+=+=Γ+=+'-'+'-+'+'z U e e U e e U e U U z j z j z j j z j z 当⋯⋯=±=-'210,22、、k k z ππφβ时,z U '最小,此时⋯⋯=+='210k ,k)5.029.0(、、λz 离负载最近的电压最小点距负载的距离为λ29.0='z5.3(1)传输线的反射系数00000.26100507555.963.4100507518215.90.347.50.30.210.23L L j Z Z j Z Z j e j π----∠-Γ===+-+∠-=∠-==-(2)传输线的电压表达式:()(1)(1.210.23)U z U U j ++=+Γ=-传输线的电流表达式:()(1)(0.790.23)I z U U j ++=-Γ=+(3)根据定义式'''''()0.3j z j z j z j z z U U e U e U e e U βββφβ++-+-=+Γ=+= 其中,20.26,πφπβλ==当'22z πβφ-=时,得到第一个电压波节点的距离min10.19Z λ=当'22z βφπ-=时,得到第一个电压波腹点的距离max10.435Z λ=5.5同轴线的特性阻抗为)b Z a= (1)当填充介质为空气时:123)ln()49.97210bZaπ===Ω(2)当填充介质为无损耗介质时:123ln()ln()33.32210bZaπ===Ω5.6(1)对于双线传输线ln()3000.6s sZr rs⎛⎫⎛⎫==⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭==Ω得到25.51s mm=(2)对于同轴线0011))1ln()7520.6r rZr rrπ====Ω得到3.91r mm=5.8(1)电场场强2qErπε=则ln()22b ba aq q bU E dr drr aπεπε===⎰⎰得到2ln()qCbUaπε==(2)磁场强度2IHrπ=,则02IBrμπ=则00ln()22bm s aI I bB ds drr aμμψππ===⎰⎰得到0ln()2m bL aIψμπ==5.9(1)3040j Z L -=,无耗传输线0Z 为实数Γ-Γ+=11VSWR ,若使VSWR 越小,则Γ越小002202200000250080160130)40(30)40(30)40(30)40(Z Z Z Z j Z j Z Z Z Z Z L L ++-=+++-=++--=+-=Γ 当500=Z 时,Γ最小,此时31=Γ (2)2311311=-+=VSWR ,393100j j Z Z Z Z L L ---=+-=Γ 5.10(1)此时无反射,处于行波状态,那么070L Z Z ==Ω(2)反射系数1315S S -Γ==+ 在负载端出现电压最大值,此时是波腹点,则反射系数为35Γ= 即0035L L Z Z Z Z -=+,得到280L Z =Ω (3)此时的反射系数35Γ=- 即0035L L Z Z Z Z -=-+,得到17.5L Z =Ω。
选择题1、媒体常提及以下令人头疼的环境污染公害有水质、空气、噪音和电磁污染等,属于电磁兼容涉及内容的是_ _2、1881年英国科学家希维赛德发表了《__论干扰_》一文,从此拉开了电磁干扰问题的序幕。
P113、电磁兼容的英文名称或简称是_EMC___p74、我国2000年正式启动中国电磁兼容认证制度,被包含在其后发布推行的3C认证内容中(3C标志)电子产品需要通过3C认证,3C认证是指___中国强制认证___5、理想的电磁屏蔽材料应该有良好的导电性和导磁性,因此,下述材料(铜、钢、铝、硅钢等)作为屏蔽材料时,其电磁屏蔽效能最好的是___硅钢___6、EMI(Electromagnetic interface 电磁干扰)滤波器在安装时,正确的是___可靠地接机壳____P168【可靠地接机壳】7、常用EMI滤波原件是电容(C)电感(L)具有独特的材料和结构,其主要目的_______ 【减少寄生】p1558、共模扼流圈常常被附加做电源输入线,其主要作用是________【抑制共模干扰】P1559、通常EMI滤波器可以分为低通、高通、带通和带阻滤波器四类。
但由于干扰信号频谱通常远高于有用信号频谱,所以,_低通__滤波器最为常用。
P13310、为保持电磁屏蔽的完整性,需在屏蔽体开显示窗口的地方,必须进行特殊处理,下面处理“不当”的是_普通处理(加玻璃)、特殊处理(加金属网,隔离舱,截止波导管)__P198 11、有人说:接地对电子系统的重要性无论如何强调都不过分。
下述关于“接地”的说法正确的是_P203___12、当双面PCB板布线时,为减少线间的信号寄生耦合,两面的导线应尽量避免_相互平行P220_【相互垂直、平行、斜交、弯曲走线】13、在PCB布线中,尽量_减少_信号线与地线(最短)围成的面积,是增强电路抑制噪声能力的“武林秘笈”之一。
接地或电源的图形尽可能要与数据流动的方向平行,就是这个秘笈具体的体现。
电磁场与电磁兼容习题答案第4章 天线基础4.1精确的一般表达式:2221()21()41(4jkr r jkr jkr Idl e E j jk r r Idl e jk E j k r r r Idle H jk r rθφπωεπωεπ−−−=−⋅+=−⋅−++=+远场近似表达式:22r jkrjkrE Idl k E je r Idl H j er θφλωελ−−≈=⋅= 带入以下参数可得计算结果0.12,0.05,1,100223,3I A dl m r m f MHzm k ππλλ=======4.3均匀平面波的功率密度222502av E I S rηη== 则天线的总辐射功率222004av av I P S dS S r ππη==⋅=∫可得辐射电阻220053P R I τπη===Ω 4.4(1)利用公式22280dl P I πλ=其中,100.1dl cm m ==,8631065010c m f λ×===× 由此得到 ()222360.1805105.48106P W π−− =×××=× (2)由题意,功率为1W, 则2220.18016I π=,即 2.14I A == 4.5将此天线看做线天线,其中 22222222222()sin sin 120sin 3024av Idl I dl dl S I r r r θηθπθππλλ ==××= 取最大 222130av dl S I rπλ = 而且2(,)av U r S θφ=,22280rad dl P I πλ=,4rad av P U π= 由此得到: (1)2222222130(,) 1.580/4av dl r I U r D U dl I πθφλππλ × === (2)222280(/)0.77880(/)1rad rad in rad P P R dl e P P P R R dl ττπλπλΩ=====+++ 则0.778 1.5 1.167G eD ==×= (3)2221.1670.092944e A G λλλππ==×= (5)2222218080 3.50615r dl R ππλ ==×=4.6(1)根据课本式4-75和4-77可知:60()j rm I e E j F rE H βθθφθη−==对于半波偶极子天线由式4-78可知:(90)1F =o 则天线两端的功率密度:721Re[]21600.5600.5Re[]2300030001201112100120001.3310/av j r j r S E H e e w m ββππ∗−−=×××=××=××=× (2)利用方向性来计算利用课本123页得结论可知:无耗半波偶极子的方向性 1.64D G == 总辐射功率2732m radI P =根据式4-54可知272220.57321.64 1.3210/443000rad av P S D w m r ππ−==×=××4.7入射波功率密度ηθ22E S av =,接收功率rad rad R R dl E R U P 8)(8220θ== 半波偶极子天线的最大有效孔径为radav R em R dl S P A 4)(2η== 其中Ω====73,5.02,120rad R m dl λπη,带入上式得323.0=em A 4.8由题意知1T rad P dB P −= 那么47146T P dBmW =−+=−,而10lg 46T P dBuW =−,得到52.510TP mW −=× 由此可得 0.0245/5E mV m == 4.9天线所在位置的电场强度(/)()(/)602080E dB V m V dB V AF dB m µµ=+=+=4.11FRISS 方程2()4R T R T P G G P d λπ=即: 10lg()()()20lg 20lg 147.56RT R TP G dB G dB f d P =+−−+ 代入9110,0.1,100,384403078.808,12R T T P w P w f MHz d m G dB −=×====可得:92.13R G dB =4.12利用公式10lg ()()20lg 20lg 147.56RT R TP G dB G dB f d P=+−−+ 即3911010lg 454520lg31020lg48280.32147.5645.655T P − ×=+−×−+=− 得到36.77T P W = 4.132.11012==dB G T ,kW P T 5=,m d 688.3218= 接收处m V dG P E TT /677.060==4.14对于半波偶极子天线(7342.5)in Z j =+Ω 01000.076518.9750730.6342.5m I A j ∠==∠−+++ 由此可得 210.2142T m rad P I R W == 则利用Friss传输方程可得: 434.5910/1010E V m −===×× 在远场区 4460600.0765 4.5910/10m m I E V m r −×===× 4.15证明:由题意可知0121,0,0,4m d d λϕ==== 对于子午面 1cos(cos cos )cos(cos )cos(cos cos )222()sin sin sin kl kl f πππθθθθθθθ−−===2sin sin sin 0sin 421()12cos(sin )4n jk j jkd jk c n f eeeeππθθθθθπθ===+=+==∑g g g g 由此得到 12cos(sin )cos(cos )42()()()sin c f f f ππθθθθθθ=×= 所以 2cos(sin )cos(cos )6042sin I E j r ππθθθ= 作图略 4.16赤道面上00=ϕ, 12cos1cos 1)(1=−=−=πφφk f )cos 4cos(2)(21cos φπφφ==∑=n k jkd c n e f )cos 4cos(2)()()(1φπφφφ=×=c f f f 作图略 第5章 传输线5.1对于同轴电缆,分布电容012ln(C r r πε=,特性阻抗01ln()rZ r = 由题意知,分布电容为1101260061010ln(pFC F r m r πε−===× 即01112ln()610r r πε−=× 其中0r εεε=,20.1t us =, 得8610/210/0.110/2s v m s m s t −===×× 而88210v ====×,得到 1.5= 由此可得 0011121261083.3rr Z r πεεπ−==××==Ω 5.2L L L jX R Z Z +=Ω=,750 (1)由311=Γ−Γ+=VSWR 得21=Γ, 由21757500=++−+=+−=ΓL L L L L L jX R jX R Z Z Z Z 得0562525022=+−+L L L R X R (2)Ω=150L R ,代入第一问得出的式子中,得Ω==8.961525L X (3)1525150,750j Z Z L +=Ω= 终端反射系数15915300j j Z Z Z Z L L ++=+−=Γ, 幅角πφ16.096.28)915arctan(315arctan(=°=−= )2cos(25.15.0)(φββφββφβ−′+=+=Γ+=+′−′+′−+′+′z U e e U e e U e U U z j z j z j j z j z 当……=±=−′210,22、、k k z ππφβ时,z U ′最小, 此时……=+=′210k ,k)5.029.0(、、λz离负载最近的电压最小点距负载的距离为λ29.0=′z5.3(1)传输线的反射系数 00000.26100507555.963.4100507518215.90.347.50.30.210.23L L j Z Z j Z Z j e j π−−−−∠−Γ===+−+∠−=∠−==− (2)传输线的电压表达式: ()(1)(1.210.23)U z U U j ++=+Γ=− 传输线的电流表达式: ()(1)(0.790.23)I z U U j ++=−Γ=+ (3)根据定义式 '''''()0.3j z j z j z j z z U U e U e U e e Uβββφβ++−+−=+Γ=+= 其中,20.26,πφπβλ== 当'22z πβφ−=时,得到第一个电压波节点的距离min10.19Z λ= 当'22z βφπ−=时,得到第一个电压波腹点的距离max10.435Z λ= 5.5同轴线的特性阻抗为)b Z a=(1)当填充介质为空气时: 123ln()ln()49.97210bZaπ===Ω (2)当填充介质为无损耗介质时: 123)ln()33.32210bZaπ===Ω 5.6(1)对于双线传输线 ln()3000.6s sZr rs====Ω得到25.51s mm= (2)对于同轴线 0011ln(ln()1ln(7520.6r rZr rrπ====Ω得到3.91r mm= 5.8(1)电场场强2qErπε= 则ln()22b ba aq q bU E dr drr aπεπε===∫∫g g 得到2ln()qCbUaπε== (2)磁场强度2IHrπ=,则02IBrµπ= 则00ln()22bms aI I bB ds drr aµµψππ===∫∫g 得到0ln()2m b L a I ψµπ== 5.9(1)3040j Z L −=,无耗传输线0Z 为实数 Γ−Γ+=11VSWR ,若使VSWR越小,则Γ越小02202200000250080160130)40(30)40(30)40(30)40(Z Z Z Z j Z j Z Z Z Z Z L L ++−=+++−=++−−=+−=Γ 当500=Z 时,Γ最小,此时31=Γ(2)2311311=−+=VSWR ,393100j j Z Z Z Z L L −−−=+−=Γ 5.10(1)此时无反射,处于行波状态,那么070L Z Z ==Ω (2)反射系数1315S S −Γ==+ 在负载端出现电压最大值,此时是波腹点,则反射系数为35Γ= 即0035L L Z Z Z Z −=+,得到280L Z =Ω (3)此时的反射系数35Γ=− 即0035L L Z Z Z Z −=−+,得到17.5L Z =Ω 第6章 电磁兼容概述6.3dBmW mWWW 3010lg 1011lg1013=== V dB VVV µµ12010lg 2011lg2016=== mV dB mV mV m dBmV m mV mV m dBV m V mV m V /12010lg 20/1/1lg 20/6010lg 20/1/1lg 20/0/1/1lg20/163µµ======== 6.6证明:天线因子k,电场E,同轴电缆损耗L,负载两端电压V,负载R=50欧姆。
第一章P dBW=10lg P、 U dBV=20lg U、I dBA=20lg I第二章2、电磁干扰的三要素是什么?答:骚扰源、耦合通道、敏感单元3、常见的电磁骚扰源有哪些?如何分类?答:(1)从来源分:自然骚扰和人为骚扰(2)从骚扰属性分:功能性骚扰和非功能性骚扰(3)从耦合方式分:传导骚扰和辐射骚扰(4)从频谱宽度分:宽频骚扰和窄频骚扰(5)从频率范围分:甚低频骚扰、工频与音频骚扰、载频骚扰、射频及视频骚扰、微波骚扰6、电磁骚扰的传播主要有哪些途径?答:传导耦合、磁场耦合、电场耦合、辐射耦合7、为什么要对电流返回路径格外重视?答:(1)任何电流都要返回其源,对于高频电流,如果我们能给他提供一个通路,他就可能(主要)沿着这条通路走,如果不提供这种通路,他就会自己找到通路(不在控制之中)。
(2)电流总是沿着最小阻抗路线走12、影响磁场耦合的通路有哪些?如何减小其影响?答:(1)-jwBscosθ、被干扰电路中的源阻抗和负载阻抗、正弦磁通密度、角频率、闭合回路面积、磁通密度与回路面的夹角(2)降低骚扰电流的频率、减小回路之间的互感、减小被干扰回路的负载阻抗13、影响电场耦合的因素有哪些?如何减小其影响?答:(1)骚扰源的频率、骚扰电压、骚扰电路、耦合电容、被干扰回路的源阻抗和负载阻抗。
(2)减小骚扰电压、降低骚扰电压频率、减小被干扰回路中源阻抗和负载阻抗的并联、减小电路之间的耦合电容,可适当增大电路间距离、采取屏蔽措施。
第三章屏蔽按其机理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁场屏蔽、编织带屏蔽。
1、静电屏蔽的原理是什么?答:导体置于静电场中并到达静电平衡后,该导体是一个等位体,内部电场为零,导体内部没有静电荷,电荷只能分布在导体表面。
若该导体内部有空腔,空腔中也没有电场,空腔导体起到了隔绝外部静电场的作用。
如将带电体置于空腔导体内部,会在空腔导体表面感应出等量电荷。
如果把空腔导体接地,不会在导体外部产生电场。
电磁兼容习题及答案
习题一
1.1干扰源:微波炉,宇宙射线,雷电,雷达,整流式电动机;
敏感设备:印刷电路版,晶体管电视,人体,
既是干扰源又是敏感设备:手机,雷达探测系统,
1.2电磁危害:太阳黑子爆发产生大量电磁辐射,造成地球上大部分通讯受到影响。
1.3电磁骚扰: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
电磁干扰:电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降;
电磁骚扰是一种现象,只是可能造成影响,而电磁干扰是已经造成了影响和损害,是一种后果。
1.4质检总局第5号令《强制性产品认证管理规定》做了一系列严格规定,认证标志的名称为“中国强制认证”(china compulsory certification),缩写为CCC,简称3C。
根据认证委的规定,强制性产品认证新制度自2002年5月1日起实施。
1.5 EME:electromagnetic environment电磁环境;
EMI:electromagnetic interference电磁干扰;
EMS:electromagnetic susceptibility电磁抗干扰;
EMC:electromagnetic compatibility电磁兼容。
1.6电磁兼容三要素:干扰源、干扰耦合途径、敏感设备。
电磁干扰源:分为自然干扰源和人为干扰源。
P8 图1-1
电磁耦合途径:空间辐射和导线传导;两者距离>波长:干扰以电磁波的形式传播,需要研究干扰电波的传播特性;两者距离<波长:干扰的耦合可看成近场感应,即电场(电容)耦合或磁场(电感)耦合。
1.7采用屏蔽、滤波、接地三项最基本的干扰抑制技术;
屏蔽:切断通过空间辐射的干扰的传输途径,根据其性质可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽。
滤波:抑制沿导线传输的传导干扰,主要讨论抗共模干扰、差模干扰和浪涌的滤波电路和装置的设计;
接地:提供设备的安全保护地,还提供了设备运行所必需的信号参考地。
接地的方式有单点、多点、混合接地和浮地。
1.8电磁兼容学科研究内容:
1.干扰源的研究;
2.耦合途径的研究;
3.敏感设备的研究;
4.电磁兼容性控制技术;
5.测量的研究;
6.标准的研究;
7.电磁兼容性分析、预测和电磁兼容性设计。
习题五
(1)其中把相线(L)与地(E)和中线(N)与地(E)间存在的EMI信号称为共模干扰信号,共模干扰信号可视为在L线和N线上传输的电位相等,相位相同的噪音信号。
把L与N之间存在的干扰信号称作差模干扰信号,也可把它视为在L和N线上有180度相位差的共模干扰信号。
(2)抑制原理:Ll和只Cy,L2和另一只Cy,分别构成L-E和N—E两对独立端口的低通滤
波器,用来抑制电源线上存在的共模干扰信号。
共模线圈和Cx又组成L-N独立端口间的一只低通滤波器,用来抑制电源上存在的差模干扰信号。
(3)共模线圈作用:其中Ll和L2是绕在同一磁环上两只独立线圈,称为共模电感线圈或共模线圈。
它们所绕圈数相同,线圈绕向相反,致使滤波器接人电路后,两只线圈内电流产生的磁通在磁环内相互抵消,不会使磁环达磁饱和状态,从而使两只线圈L1和L2的电感值保持不变。
但是,由于种种原因,如磁环的材料不可能做到绝对均匀,两只线圈的绕制也不可能完全对称等,使得L1和L2的电感量是不相等的。
于是L1和L2之差称为差模电感。
L1和L2的铜耗尽量小,铜耗高局部温度高,散热慢,磁芯容易失磁。
(4)电阻作用:防止突然断电时,电感中剩余的电磁能损伤电路,保护电路。
(5)Cx和Cy哪一个更重要?Cy更重要,若都短路,Cx负载短路,Cy相当于电源短路,机壳带电220V,直接危害人体健康。
(6)该结构是互易的,不论从哪个端口输入输出都不影响。
5.1 回答下列问题:
(1) 共模干扰与异模干扰有何差异?
(2) 解决共模干扰的主要步骤是什么?
(3) 解决异模干扰的主要步骤是什么?
(4) 共模干扰与异模干扰的解决方法有何共同之处?(低通滤波器)
(5) 容易产生异模干扰是高频还是低频?(低频)
5.2 某 EMI 滤波器在 50Ω系统测得的插入损耗曲线上查得 25MHz 时为 50dB。
如果把它连接到 EMI 源内阻 ZS=100Ω,负载电阻为 ZL=600Ω的电路中,估算这是的插入损耗为多少?
A=20lg[1+ZsZL/Z12(Zs+ZL)]
Z12 =25MHz
习题七
(1)接地类型:悬浮地、单点接地、多点接地,以及单点与多点接地的组合。
(2)高频多点接地,低频单点接地
(3)各种接地类型的应用频率范围:
a.单点接地的应用频率范围
单点接地的应用频率范围一般为30kHz或300kHz以下,在有些场合亦可用在3MHz以下。
b.多点接地的应用频率范围
多点接地的应用频率范围一般为30~300kHz以上。
7.3 对于下图所示的录音系统,试设计其接地方式。
中频放大器:百兆、千兆
视放:十几兆以下
视频显示:50Hz
习题八
请比较电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁屏蔽设计导则的共同点和不同点
1.电场屏蔽设计要点
(1) 屏蔽体必须良好接地,最好是屏蔽体直接接地。
(2) 正确选择接地点
(3) 合理设计屏蔽体的形状
(4 ) 注意屏蔽材料的选择
(5) 电屏蔽体的厚度
2.磁场屏蔽
磁场屏蔽通常只是指对直流或甚低频磁场的屏蔽,其屏蔽效能远不如电场屏蔽和电磁屏蔽。
3. 电磁屏蔽设计导则
(1) 判断干扰源、感受器及其耦合方式,确定屏蔽对象
(2) 确定屏蔽要求
(3) 初步设计
(4) 协调屏蔽与其他要求的矛盾
(5) 检查屏蔽体的谐振
(6) 屏蔽体的结构设计
习题九
9.1 某空管中心设置有一部空中交通管制雷达,该雷达位于一微波中继线附近,其坐标关系如下图所示,雷达和微波中继站的有关技术参数如下表。
试预测雷达和微波中继站间的相互干扰状况。