电磁兼容培训教材2
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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。
科学公正服务价值电磁兼容设计朱文立E-Mail: gzzwl-1@2/216电磁兼容设计00:171.关键元器件的选择⏹在大多数情况下,电路的基本元件满足EMC 的程度将决定着功能单元和最后的设备满EMC 的程度。
⏹实际的元件并不是“理想”的,本身可能就是一个干扰源或敏感设备。
⏹选择合适的电子元件的主要准则包括带外特性和电路装配技术:⏹因为是否能实现电磁兼容性往往是由远离基频的元件响应特性来决定的。
⏹有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。
⏹而在许多情况下,电路装配又决定着带外响应和不同电路元件之间互相耦合的程度。
3/216电磁兼容设计00:17 1.1 无源器件的选用⏹所有的无源器件都包含寄生电阻,电容和电感。
⏹在电磁兼容问题容易发生的高频段,这些寄生参数经常占主导地位,并使器件功能彻底发生变化。
⏹例如,在高频电路中,碳膜电阻或者变成电容(由于旁路电容C ),或者变成电感(由于引线自感和螺线);⏹线绕电阻在几千赫兹以上因其绕线电感的存在是不适合使用的;⏹电容由于其内部结构和其外引线自感的影响会发生谐振,超过第一个谐振频率点后,就呈现显著的感抗。
4/216电磁兼容设计00:17⏹有两类基本的电子元件:有引脚的和无引脚的元件。
⏹有引脚线元件有寄生效果,尤其在高频时。
该引脚形成了一个小电感。
引脚的末端也能产生一个小电容性的效应。
因此,引脚的长度应尽可能的短。
⏹无引脚且表面贴装的元件的寄生效果要小一些。
⏹从电磁兼容性看,表面贴装元件效果最好,其次是放射状引脚元件,最后是轴向平行引脚的元件。
⏹表面贴片元件比其它元件寄生参数小得多,而且能在直到很高的频率提供令人满意的参数。
⏹比如,贴片电阻(1k Ω以下)在1GHz 时仍保持电阻性。
5/216电磁兼容设计00:171.1.1 电阻器的选用:⏹表面贴装电阻总是优于有引脚电阻⏹对于有引脚的电阻:应首选碳膜电,其次是金属膜电阻,最后是线绕电阻。
⏹在相对低的工作频率下(约MHz 数量级),金属膜电阻是主要的辅助元件,因其适合于高准确度电路。