电磁兼容分析及设计技术
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电磁兼容原理与设计技术哎呀,说起电磁兼容原理与设计技术,这玩意儿听起来就挺高大上的,不过别担心,我尽量用大白话给你聊聊这事儿,咱们就像在咖啡店里闲聊一样,轻松点。
首先,得说,电磁兼容,这词儿听起来挺玄乎的,但说白了,就是让电子设备们能和平共处,别互相干扰。
就像你和室友住一起,大家都得遵守点规则,比如晚上别太吵,这样大家才能相安无事。
举个例子吧,我有个朋友,他是个工程师,有一次他跟我抱怨说,他们公司新研发的无线耳机,老是和手机信号打架,一接电话就吱吱响。
这问题听起来挺头疼的,但其实就是电磁兼容的问题。
他跟我说,他们团队为了解决这个问题,可没少下功夫。
首先,他们得搞清楚,这干扰是从哪儿来的。
是耳机本身的问题,还是手机的问题,或者是其他电子设备的问题。
他们得一个一个排查,就像侦探一样,找出那个“罪魁祸首”。
然后,他们还得想出办法来解决这个问题。
这可不简单,得用到一些电磁兼容的原理和技术。
比如说,可能得调整一下耳机的电路设计,或者在耳机和手机之间加个屏蔽罩,防止信号互相干扰。
这个过程挺复杂的,得做很多测试,得反复调整,直到问题解决。
我朋友他们团队忙活了好一阵子,最后终于搞定了。
他说,当他们看到耳机和手机能和平共处,不再吱吱响的时候,那感觉就像解决了一个世纪难题一样。
这事儿给我的感触挺深的。
你看,电磁兼容原理与设计技术,听起来好像离我们很远,但其实它就在我们身边。
就像我朋友他们解决的那个耳机问题,其实也是在提升我们的日常体验。
所以,虽然电磁兼容这个话题听起来有点枯燥,但它其实挺重要的。
它关乎到我们每天使用的电子产品的稳定性和安全性。
就像我们平时说的“和气生财”,在电子设备的世界里,也是“和气生财”啊。
最后,我想说的是,虽然我们可能不是每个人都需要深入了解电磁兼容的原理,但至少得知道,这玩意儿挺重要的。
就像我们不需要成为大厨,但至少得知道怎么煮个面,不至于饿肚子,对吧?好了,聊了这么多,希望这能让你对电磁兼容原理与设计技术有个大概的了解。
电磁兼容性设计报告1. 引言电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)是指在电子器件、系统或设备之间,以及与环境之间可以相互协调地工作、相互共存的能力。
在现代社会中,电子设备的数量和种类不断增加,电磁干扰问题也越来越突出。
因此,进行电磁兼容性设计是确保电子设备正常运行的重要环节。
本报告基于某公司开发一款新型电子设备的需求,结合相关标准和技术要求,就电磁兼容性设计进行分析和评估,并提出相应的解决方案。
2. 设计要求根据项目需求,该电子设备的主要使用环境为办公室,主要功能涉及通信、数据处理和控制。
设计要求如下:- 抗干扰能力强,能在遭受电磁干扰时维持正常工作;- 对外部环境的辐射和传导干扰具有一定的抵抗能力;- 设备自身不会产生辐射、电磁泄漏等对周围设备和人员构成危害;- 符合相关国家和行业的电磁兼容性标准。
3. 设计分析3.1 环境分析根据使用环境为办公室,通常存在辐射源如电脑、打印机、Wi-Fi路由器等。
环境中可能存在的传导干扰主要来自电源线、网络线、电话线等。
在通信和控制方面,需与其他设备进行数据传输,可能会受到电磁干扰。
3.2 技术要求分析根据相关标准,我们需要考虑以下几个方面的技术要求:- 电磁辐射:在工作频率范围内,辐射功率应适应环境要求,同时符合国家和行业标准,如GB9254对辐射限值的规定;- 电磁泄漏:控制电磁泄漏在国家和行业规定的范围内,如GB17625对电磁泄漏限值的规定;- 抗干扰能力:通过设计合理的电磁屏蔽和滤波器等措施,提高设备的抗干扰能力;- 接地设计:合理规划设备的接地和线缆布线,减小接地回路的电阻,确保设备的接地有效。
4. 设计方案4.1 电磁辐射控制为满足电磁辐射限值要求,采取以下措施:- 选择合适的屏蔽材料和结构,对电磁泄漏进行有效遏制;- 优化电路布局,减小回路面积,降低电磁辐射;- 使用滤波器对电源和信号线进行滤波,减少谐波分量;- 选择精确的元器件参数,减少非线性失真的产生。
电磁兼容解决方案电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指各种电子设备在相互连接和共存的情况下,能够在无干扰和无辐射的条件下正常工作的能力。
在现代社会中,电子设备的广泛应用使得电磁兼容问题日益突出。
为了解决这一问题,人们提出了各种电磁兼容解决方案。
本文将从五个方面详细介绍这些解决方案。
一、电磁屏蔽技术1.1 金属屏蔽:利用金属材料对电磁波进行屏蔽,如使用金属外壳、金属屏蔽罩等。
1.2 电磁屏蔽涂料:在电子设备表面涂覆电磁屏蔽涂料,以提高设备的屏蔽性能。
1.3 电磁隔离设计:通过合理的电路布局和屏蔽结构设计,减少电磁辐射和电磁感应。
二、电磁干扰抑制技术2.1 滤波器设计:在电子设备的电源线路、信号线路等关键位置添加滤波器,以阻止电磁干扰信号的传播。
2.2 接地设计:合理的接地设计能够有效地抑制电磁干扰,如采用单点接地、分层接地等方法。
2.3 电磁屏蔽设计:在电子设备内部采用屏蔽隔离措施,减少电磁干扰的传播。
三、电磁辐射控制技术3.1 电磁辐射测试:通过对电子设备进行电磁辐射测试,了解辐射源和辐射路径,从而采取相应的控制措施。
3.2 电磁辐射限制:根据不同的电子设备,制定相应的辐射限制标准,确保设备的辐射水平在合理范围内。
3.3 电磁辐射抑制:采用电磁屏蔽、滤波器等措施,减少电磁辐射的产生和传播。
四、电磁感应抑制技术4.1 电磁感应测试:通过对电子设备进行电磁感应测试,了解感应源和感应路径,从而采取相应的控制措施。
4.2 电磁感应限制:根据不同的电子设备,制定相应的感应限制标准,确保设备的感应水平在合理范围内。
4.3 电磁感应抑制:采用电磁屏蔽、隔离设计等措施,减少电磁感应的产生和传播。
五、电磁兼容测试技术5.1 电磁兼容测试方法:制定合理的测试方法,对电子设备进行电磁兼容测试,评估设备的兼容性能。
5.2 电磁兼容测试标准:根据不同的应用领域和设备类型,制定相应的兼容性测试标准,确保设备的兼容性能达到要求。
射频电路中的电磁兼容问题分析及解决方案随着现代通讯技术的不断发展,射频电路的应用越来越广泛,但同时也带来了各种电磁兼容性问题。
这些问题严重影响了电路的性能和可靠性,需要采取一些措施来降低电磁干扰和提高电路的电磁兼容性。
本文将从射频电路中的电磁兼容问题入手,分析其原因,并提出一些解决方案。
一、射频电路中的电磁兼容问题在射频电路中,电磁兼容问题常常表现为电磁干扰和电磁泄漏。
电磁干扰(EMI)指电磁场对电路的干扰,可以使电路系统出现误差、噪声、振荡等现象,严重影响电路的性能和可靠性。
电磁泄漏(EMC)则是指电路的辐射和传导干扰影响其他电路设备的工作,如毫米波雷达和微波电子设备等。
二、射频电路中电磁兼容问题的原因射频电路中的电磁兼容问题主要是由以下原因引起的:1、电磁辐射电磁辐射是指电路的信号频率与基波频率相同或者倍频频率接近电磁波向外辐射。
这种辐射会造成电磁泄漏干扰,破坏其他电路设备的正常工作。
2、电磁谐振电磁谐振是指电路中的元器件、线路和电路板产生的电磁场彼此作用产生振荡。
这种振荡会使电路变得不稳定,容易产生电磁干扰。
3、电磁传导电磁传导是指电路中元器件中出现的电磁场通过共同的地或信号线等媒介对周围的干扰。
这种干扰会产生电压干扰和电流干扰,导致电路性能急剧下降。
三、射频电路中电磁兼容问题的解决方案为降低电磁兼容性问题,我们可以采取以下措施:1、选择合适的元器件和材料射频电路中的元器件和材料需要选择品质较好的,这些元器件和材料应具有较高的带宽和品质因子,同时其抗EMI/EMC的性能也要较强。
2、设计合理的线路布局线路布局应尽量简单,可以通过增加两极滤波器、避免电路的环路、尽量缩小线路面积等,降低电路的电磁能散发。
例如,采用单端布线并避免使用复杂的结构,设计较短的布线线路等,可以有效降低电磁兼容性问题。
3、增加电磁隔离屏蔽结构影响电路性能的小波长电磁辐射必须被隔离,这可以通过使用较好的射频电缆,尽量使用电容式/吸收材料垫子和EMC隔离屏蔽等方法来实现。
emc电磁兼容设计与测试案例分析
电磁兼容性(EMC)设计和测试案例分析是指在设计、制造和入
网系统产品时,使用规范和测试方法,检测出其EMC行为。
本文将介
绍用于EMC设计和测试的常用方法和技术,以及常见的案例分析。
首先,要搞清楚EMC测试的目的。
有两个主要的方面需要考虑:
一是抑制电磁波的发射,以确保其周围环境或附近系统不受EMC污染;二是防止EMC干扰自身系统。
为了做到这一点,需要考虑系统的整体
结构,特别是各组件之间的共性与局部信号分布特性,以及由各组件
信号导致的EMC干扰和故障影响。
其次是EMC设计方法。
EMC设计流程主要包括总体设计、EMC抑制、EMC测试、仿真分析和调试调试等等。
具体的步骤就是可用性分析、选择民用和兼容的电子元器件、排列电子元器件、降低EMC/EMI噪声源、分离电源和电路、抑制电缆电磁感应、引入EMI抑制组件、使用EMC封装等等。
最后是EMC测试案例分析。
常见的EMC案例分析包括测试电源线
的EMC性能、测试产品的电磁干扰抑制治理能力等。
通常,测试主要
通过发射测量等标准EMC测试方法来完成,以确定产品能够在EMC环
境中正常运行,减少EMC/EMI干扰对其他系统的损害。
集成电路设计中的电磁兼容问题分析与解决随着科技的不断发展,电子产品已经成为我们生活中的必需品。
而集成电路(Integrated Circuit,IC)也是许多电子产品的核心,它能将数百万个元器件、电路和电源等集成成一个小芯片。
但在集成电路设计中,电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)问题却时常出现,其不仅会影响电路的性能,还会严重威胁电路的安全性。
本文将对集成电路设计中的电磁兼容问题进行分析,并探讨解决方案。
一、电磁兼容问题的意义电磁兼容问题是指在电子产品中,不同电路之间电磁辐射和电磁感应引起的相互影响。
在集成电路设计中,电磁兼容问题的解决是非常重要的,这不仅能保证电路正常运行,还可以防止电路发生故障,甚至发生火灾等安全事件。
由于集成电路中的电流和电压非常小,如果不加以处理,会导致电磁波干扰周围的其他电路,影响设备的正常使用。
而电磁辐射的波长很短,可以穿过铜箔、屏蔽壳等表面屏蔽措施。
因此,彻底解决集成电路中的电磁兼容问题是非常重要的。
二、电磁兼容问题的检测与分析在集成电路设计的过程中,电磁兼容问题的检测与分析是非常关键的步骤。
常用的检测方法包括模拟和数字仿真等。
其中,数字仿真的检测结果更加准确,具有更高的可重复性,因此被广泛采用。
数字仿真中的电磁兼容问题分为导线辐射和共模电磁干扰两种情况。
导线辐射是指在导线上产生的电磁辐射问题,而共模电磁干扰是指当两个电路共用地线时产生的电磁干扰问题。
在数字仿真中,我们可以通过计算电磁波的能量分布、电磁干扰的传输路径、电磁兼容问题的发生概率等多种方式来检测电磁兼容问题。
这些仿真结果可以指导工程师进行电路的设计和优化。
三、电磁兼容问题的解决方案在集成电路设计中,电磁兼容问题的解决方案主要包括两个方面:一是增强电路的抗电磁干扰能力,另一个是减少电路的电磁辐射。
1.增强电路的抗电磁干扰能力在集成电路设计中,可以通过以下措施增强电路的抗电磁干扰能力:(1)引入滤波器。
芯片设计中的电磁兼容性分析技术有哪些创新在当今科技飞速发展的时代,芯片作为电子设备的核心组件,其性能和可靠性至关重要。
而电磁兼容性(EMC)是确保芯片在复杂电磁环境中正常工作、不干扰其他设备且自身不受干扰的关键因素。
随着芯片集成度的不断提高、工作频率的增加以及应用场景的日益多样化,传统的电磁兼容性分析技术已经难以满足需求,因此一系列创新的技术应运而生。
一、三维全波电磁场仿真技术传统的电磁兼容性分析方法大多基于二维模型或简化的三维模型,这在面对日益复杂的芯片结构时存在较大的局限性。
三维全波电磁场仿真技术的出现是一项重大创新。
它能够精确地模拟芯片内部的电磁场分布,考虑到多层布线、过孔、封装等复杂结构的影响。
通过这种技术,设计人员可以更准确地预测电磁干扰的产生和传播路径,从而优化芯片布局和布线,提高电磁兼容性。
例如,在高速数字芯片设计中,信号的传输速度越来越快,信号完整性问题变得尤为突出。
三维全波电磁场仿真可以帮助分析高速信号在传输线上的反射、串扰等现象,从而合理地设计匹配电阻、端接电容等,减少信号失真和电磁辐射。
二、电磁拓扑分析方法电磁拓扑分析方法是将芯片及其周边环境看作一个由多个电磁单元组成的网络,通过分析这些单元之间的连接关系和电磁耦合特性,来评估整个系统的电磁兼容性。
这种方法的创新之处在于能够将复杂的电磁问题分解为相对简单的子问题,从而降低分析的难度和计算量。
在芯片设计中,电磁拓扑分析可以帮助确定关键的电磁耦合路径,针对性地采取屏蔽、滤波等措施。
比如,对于电源分配网络,通过电磁拓扑分析可以找出容易产生噪声的节点和路径,进而优化电源滤波电容的布局和参数,提高电源的稳定性和抗干扰能力。
三、多物理场协同仿真技术芯片在工作过程中会同时受到电磁场、热场、力场等多种物理场的作用,这些物理场之间相互影响。
多物理场协同仿真技术的创新在于能够同时考虑这些物理场的耦合效应,从而更全面地评估芯片的电磁兼容性。
以芯片的热效应为例,温度的升高会导致材料的电导率发生变化,进而影响电磁性能。
电磁兼容解决方案电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,缩写为EMC)是指各种电子设备在相互之间和与外界电磁环境之间能够共存并正常工作的能力。
随着现代电子技术的迅猛发展,电磁兼容问题越来越引起人们的关注。
本文将介绍一些电磁兼容解决方案,帮助人们更好地理解和解决电磁兼容问题。
一、电磁屏蔽技术1.1 电磁屏蔽材料的选择:合适的电磁屏蔽材料可以有效地抑制电磁辐射和电磁干扰。
常用的电磁屏蔽材料包括导电材料、磁性材料和吸波材料等。
选择合适的材料要考虑其导电性、磁性和吸波性能等因素。
1.2 电磁屏蔽结构设计:电磁屏蔽结构的设计要考虑到电磁波的传播路径和干扰源的位置。
常用的屏蔽结构包括金属盒子、金属屏蔽罩和金属屏蔽板等。
合理的结构设计可以最大限度地减少电磁辐射和电磁干扰。
1.3 电磁屏蔽效果测试:为了验证电磁屏蔽的效果,需要进行相应的测试。
常用的测试方法包括电磁屏蔽效果测试仪器的使用和电磁屏蔽效果的测量等。
测试结果可以帮助人们评估电磁屏蔽的效果,并对其进行改进。
二、地线设计2.1 地线的作用:地线是电子设备中非常重要的一部分,它可以提供电流的回路和电磁辐射的消除路径。
合理的地线设计可以有效地减少电磁干扰和提高电磁兼容性。
2.2 地线的布线方式:地线的布线方式有单点接地、多点接地和层次接地等。
不同的布线方式适用于不同的电子设备和电磁环境。
合理的布线方式可以减少电磁辐射和电磁干扰。
2.3 地线的阻抗匹配:地线的阻抗匹配是地线设计中需要注意的一个重要问题。
合理的阻抗匹配可以提高地线的传输效率和抑制电磁干扰的能力。
三、滤波器的应用3.1 滤波器的种类:滤波器是一种常用的电磁兼容解决方案,可以用于抑制电磁辐射和电磁干扰。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
不同的滤波器适用于不同的电磁频段和干扰源。
3.2 滤波器的参数选择:选择合适的滤波器参数是滤波器设计中的关键问题。
高压输电线路的电磁兼容性分析与设计随着电力需求的不断增长,高压输电线路在现代社会中起着至关重要的作用。
然而,高压输电线路所携带的巨大电场和磁场往往会对周围环境和其他设备产生干扰,引发电磁兼容性问题。
因此,电磁兼容性分析与设计成为了高压输电线路设计中的重要环节。
在对高压输电线路的电磁兼容性进行分析时,首先需要对其电磁辐射和电磁灵敏性进行评估。
电磁辐射是指高压输电线路所产生的电磁场向周围空间传播的现象,而电磁灵敏性则是指高压输电线路所面临的外部电磁场对其造成的干扰。
通过准确分析电磁辐射和电磁灵敏性,可以确定高压输电线路的电磁兼容性问题,并采取相应的设计措施。
为了降低高压输电线路的电磁辐射,可以采用以下几种技术手段。
首先,可以通过合理的线路布置和绝缘设计来减少电磁辐射。
合理的线路布置可以减少电流回路的长度,从而减少电磁场的辐射程度;而绝缘设计则可以减少高压输电线路上的电磁辐射。
其次,可以通过增加线路的屏蔽来减少电磁辐射。
将高压输电线路的导线用屏蔽材料包覆,可以有效地隔离电磁场的辐射。
此外,选择合适的材料也可以降低电磁辐射。
具有低电导率和低磁导率的材料可以减少电磁辐射的程度。
除了电磁辐射外,高压输电线路还需要考虑其电磁灵敏性。
为了提高高压输电线路的电磁兼容性,可以采用以下几个方面的设计措施。
首先,可以通过增加线路的抗干扰能力来提高其电磁兼容性。
通过合理的线路布置和绝缘设计,可以增强高压输电线路对外部电磁场的抵抗能力。
其次,可以采用屏蔽技术来提高线路的电磁兼容性。
将高压输电线路的导线用屏蔽材料包覆,可以有效地隔离外部电磁场的干扰。
此外,选择合适的材料也可以提高线路的电磁兼容性。
具有高抗干扰能力的材料可以减少外部电磁场对线路的干扰。
综上所述,高压输电线路的电磁兼容性分析与设计是保障其正常运行的重要环节。
通过准确分析电磁辐射和电磁灵敏性,可以发现潜在的电磁兼容性问题,并采取相应的设计措施来降低电磁辐射和提高电磁兼容性。
电磁兼容分析及设计技术北京邮电大学继续教育学院电磁兼容研究室吕英华教授1电磁兼容授课参考大纲第一节电磁兼容技术基础1. 基本概念2. 电磁兼容与电子新产品开发3. 电磁干扰源及特性4. 电磁兼容一般方法第二节电磁干扰分析方法1. 电磁拓扑分区2. 电磁耦合顺序图3. 电磁干扰作用途径4. 电磁辐射干扰分析5. 传导干扰分析. 电容耦合. 电感耦合. 公共阻抗耦合6. 保证电磁兼容措施第三节电磁兼容技术基础1. 电子设备组装设计概述. 逻辑分区. 器件布局2. 印刷电路板布线设计. 印刷电路板允许噪声分配. 数字信号及设计频率范围. 印制线长度要求. 3-W和20H原则. 镜像对销和隔离技术3. 电子设备及多层印制板接地设计. 多层印制板接地设计原理. 多层印制板接地方式. 多层印制板接地电路. 多层印制板接地隔离技术第四节多层印制板电磁兼容设计关键技术1. 多层印制板电磁兼容设计原则2. 各种净化电容设计. 集成电路元件的电源保证. 电容的自谐振频率. 电容量计算. 开关元件的平滑电容3. 时钟电路设计. 需要考虑的带宽. 阻抗控制. 传输延迟. 容性负载的影响2. 时钟线的终端处理. 时钟电路印制线条的布线方法. 减小时钟电路辐射的方法. 时钟电路引起的串音、保护线安排第五节电子设备的屏蔽与接地设计一、屏蔽与接地原理. 高频接地屏蔽. 低频屏蔽原理. 屏蔽与接地二、电缆屏蔽设计1 屏蔽电缆的屏蔽原理2 电缆屏蔽效果与接地3 电缆成束与空间布局第六节电子设备接口的电磁兼容设计1. I/O电路设计和连接器的电磁兼容特性及正确使用. 连接器接地不当产生的辐射. 连接器的分区和接地. 特殊功能连接器北京邮电大学吕英华5 2005年6月第七节电子设备的结构性辐射1. 共模电流与差模电流. 共模电流与差模电流的概念. 共模电流与差模电流辐射发射特性. 共模电流与差模电流辐射发射的估算2. 设计方法. 共模电流与差模电流转换的原理. Hartin结构分解法第八节防静电设计1. 静电设计基本原理2. 材料防静电性能3. 人体的静电模型4. 防静电硬件设计5. 防静电软件设计第九节系统接地工程1 系统接地原理2 用电系统3 接地规范4 大地电学特性第十节电磁兼容测试常用仪表1 电磁兼容测试与建模2 示波器用于EMI测量3 EMI接收机用于EMI测量4 频谱分析仪用于EMI测量35 窄带干扰与宽带干扰第一节电磁兼容设计基础一、基本概念二、电子新产品策划基本过程三、影响电子设备的干扰源及特性四、电磁兼容一般方法电子产品开发参考过程电子产品开发参考过程456达到电磁兼容的成本电子战是现代战争的特色n HEMPn HPM 0.01-1μW/ cm2干扰,0.01-1W/ cm2 毁坏芯片, 10-100W/ cm2 永久性损伤, 1000-10000W/ cm2 烧毁n 电子对抗n 电磁弹FCGn ―空爆弹‖的无线电引信7n 无源探测定位, 电磁制导导弹n EMSEC---TEMPEST,特洛伊木马,无线病毒。
电磁寄生1公里,LAN为10公里,海南声音识别—电话窃听n C4I对抗:指挥、控制、通信、计算机和情报89第二节电磁干扰分析方法1.电磁拓扑分区2.电磁耦合顺序图3.电磁干扰作用途径4.电磁辐射干扰分析5.传导干扰分析. 电容耦合. 电感耦合. 公共阻抗耦合6. 保证电磁兼容措施10电磁环境的组成一个简单的电磁干扰模型有三个基本要素:1 存在电磁干扰能源。
2 存在一个受电磁干扰的设备,当电磁干扰超出容许的界限时,被干扰设备性能会发生混乱。
3 在干扰和受干扰设备间存在耦合通道传递电磁能量必须同时具备三个基本要素才会发生电磁干扰。
如果去除了其中之一,就不会发生电磁干扰。
所以,工程师的任务就是要决定哪一个因素是最容易消除的。
一般地说,在设计印制电路板时,消除主要的射频干扰源是最廉价有效的方法(称为电磁抑制)。
干扰源是产生初始波形的主动因素。
印制电路板必须设计成使产生的电磁能量只限于需要的装配部件处。
电子设备的电磁兼容水平包括以下两个性质截然不同的方面:1 电磁发射(EMI):设备传播的电磁干扰有辐射干扰和传导干扰。
2 电磁敏感度或抗扰度(EMS):受影响设备或敏感设备所遭受的伤害效应,包括电磁干扰EMI、静电放电(ESD)和电力过电压(EOS)等形式的伤害。
此外,还要满足特定用户应用环境下的要求。
常见的电磁干扰源及特性²自然界的电磁干扰源:雷电放电、太阳黑子爆发、日辉和地球磁暴等²人为的电磁干扰源:连续干扰源—设备工作时产生的,辐射或传导干扰脉冲干扰源—电磁瞬态过程,有很宽的频谱,向空间辐射间接干扰源—与机械运动有关,如车,船和飞机的壳体与空气中的尘粒、烟尘、雪片等摩擦起电。
接触干扰源—金属的接触面具有复阻抗特性,振动、颠簸、撞击时,接触阻抗是可变的。
外界强辐射场产生感应电流,由于接触阻抗的作用会产二次辐射。
辐射频谱为原辐射频谱加接触阻抗变化的调制,产生附加频率分量。
停止运动时这种干扰便消逝。
典型的人为干扰源及特性点火系统:脉宽1毫微秒到数百毫微秒,30~300 兆赫间的频带内最强,电性干扰可达500微伏/ 米,60~80米输电线系统:0.1到150KHz的范围,辐射干扰的脉冲宽度较大为14KHZ到1GHZ重复频率较低。
电晕放电产生高频振荡,正半周的电晕有较强的放电并伴随着发光。
电感性设备:电动机、电弧焊设备和变压器等设备,不规则的脉冲流,频谱约为10K到1G。
开关器件和继电器:伴随着触点开合着有气体放电和电弧放电。
电弧放电是触点的金属高温汽化形成电流通路,没有气体也产生电弧放电。
电子设备内部的干扰源TTL的开关噪声:开关电流,几十到几吉赫的高频,产生的须状噪声约0.5~1.5伏,宽5-10纳秒。
TTL逻辑元件也极易受影响,2伏20纳秒的噪声就使TTL逻辑器件发生误动作。
动态RAM:DRAM利用电荷存储数位信息,充放电电流的峰值为100MA,频率可达,100MHz,电源线和接地线产生串扰和公共阻抗噪声。
电源和接地:电源投入的过渡过程,负载变化产生快速脉冲电流,经电源和接地通路产生干扰。
振荡器体及变压器:工作时会在周围辐射高频电磁波。
静电放电和I/O端的干扰:经过信号线和连接器,外界的电磁干扰进入电子设备,内部干扰源向外辐射。
北京邮电大学吕英华30 2005年6月保证电磁兼容性²元件、部件级的电磁干扰来源于元件之间的电磁耦合,通常由元器件的分布电气参数决定强弱。
性质属于近区电磁场的作用,用电路的概念建模,有电容、电感耦合或公共阻抗的耦合。
²设备级的电磁干扰与电磁环境,电子设备之间和电子设备内部的电磁耦合有关。
²综合系统和系统级用系统论方法:1、系统的电磁干扰、耦合和敏感性描述,测量和实验。
2、系统电磁兼容建模。
3、确立参数指标。
4、合理组织。
²业务级的电磁兼容:各种组织方法,如无线电管理委员会等。
北京邮电大学吕英华31 2005年6月电磁拓扑分析法n 把一个系统分解为相对简单的有机组成部分n 在电子系统中实现EMC目标的主要技术是在干扰源和敏感设备之间设置屏障:将需要防护的区域用封闭的金属体包围起来,在电磁穿透点加装适当的防护器件。
n 电磁场等强度区的几何分布关系就称为系统的电磁拓扑状态或电磁拓扑图n 等电位面的方法和电力线和磁力线方法n 电磁拓扑图上有电磁能量密度电压、电流、频率和功率等参数。
北京邮电大学吕英华32 2005年6月透入屏蔽外区电缆屏蔽S2VoV1机身屏蔽S12005年6月V2孔缝透入(门,窗等)电路S3V3北京邮电大学吕英华入射EMI能量直接注入点天线33电磁耦合顺序图n 造成当前的电磁拓扑状态的原因及维持系统中不同电磁拓扑状态之间秩序的耦合关系或动态平衡关系,这种分析的过程展开就给出电磁耦合顺序图n 电磁耦合顺序描述的是电磁波传播的过程,耦合的过程。
导行电磁波;交变电磁波。
n 电磁耦合顺序图可以根据基本的传输方程、波动方程、已有的样板研究成果以及基本的电磁过程的模板的分解和迭加的方法进行。
n 电磁耦合顺序图应该标示出相应的耦合参量、传输参量、通道特性、电容、电阻、电感、信号波形、天线增益和方向图等。
北京邮电大学吕英华34 2005年6月设计基本过程把系统分解为相对简单的组成部分1. 功能板2. 背板3.机架与机柜4.器件布局在干扰源和敏感设备之间设置屏障1.金属屏蔽2.滤波器3.接地印制线条4.护沟电磁干扰的出入点(POE)配置防护器件限制EMI经过这些POE进入1.滤波器2.磁环3.垫圈4.共模缓存放大器5.光电配合电磁兼容设计、问题排查性测试,验证达到电磁兼容标准的预测试达到电磁兼容指标的花费最小是设计准则。
北京邮电大学吕英华35 2005年6月电磁干扰作用源分析²干扰三个要素:1、干扰源的大小和特性。
2、电磁干扰作用的途径。
3、设备对电磁干扰的敏感度及防护措施。
r >>²辐射干扰:²远区场²近区场2< rpl产生影响,电和磁的作用是分别进行的,表现为电压和电流。
感应电荷和电流的分布是关键因素²近区辐射场l2pr2 2D2>>lp3米,100兆赫约0.5米电场经耦合电容、磁场经互感2 2D 需要采用全波解l< r <l北京邮电大学吕英华2005年6月3610k1k10010波阻抗2005年6月电场占优区ErH. 1 3r. 1 2非对称场区E . 1r 2H无功近场区. 1r3磁场占优区无功辐射近场区辐射近场区近场区0.1到源点的归一化距离北京邮电大学吕英华平面波区1r E .H实测值. 1r377欧姆转变区远场区10 137辐射发射传播规律电偶极子辐射小电流环辐射孔缝的辐射l 2 2 w P ) ( ( ) p = 40 I m 24 P m高阻抗大电流的电路趋于良好的辐射体;低阻抗线路趋向于成为接收器和转发器。
这种作用取决于线路的自感、互感和电容的大小。
U(wl)90l2北京邮电大学吕英华2005年6月lS 2 w) ( )l22 160p I (2 2m=P =38²电感耦合传导干扰的传播规律导体2Z1 Z22V2C2gZ21²电容耦合导体1C12C V1 1g~²电容耦合V2Q1 导体1C12h1dh1镜象-Q1= jvC 1 12 2V R 12Q2导体2-Q2e2北京邮电大学吕英华= jwM I12005年6月h2h2地面39电容耦合原理C V1 1g~导体1Z1C12Z21北京邮电大学吕英华导体2Z22V 2C2g2005年6月40电感耦合原理导线回路1导线回路2 ~ V1Z21(a)互感耦合示意图北京邮电大学吕英华I1Z1M12V22005年6月Z2241电感耦合与电感耦合的区别+ -~ i=jωC 12V1e =jωM12i1Z21 Z22 Z22 Z21互感耦合时干扰为电动势电容耦合时干扰为电流源北京邮电大学吕英华42 2005年6月区别电感耦合与电感耦合的测量电路VR2 R1将导线两端都接电阻,然后在导线一端的电阻上测量电压,同时减小另一端所接的电阻。