电磁兼容设计讲座
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电磁兼容设计-推荐优秀PPT
• 1、设备或系统产生的电磁干扰，不应对周围 造成不能承受的影响；也不应对周围环境造成 不能承受的“污染”；
• 2、设备或系统对来自周围的电磁干扰，应具 有足够的防御能力。
•
研究内容：电磁兼容设计、电磁兼容测试、
电磁兼容标准及EMC预测。
• EMC的三要素：干扰源、耦合通路和敏感 体。切断任何一项都可解决电磁兼容问题。
• 电磁噪声（Electromagnetic Noise）是一种明 显不传送信息的时变电磁现象，它可与有用信 号叠加或组合，有时也称为电磁环境。
共模干扰(CM)和差模干扰(DM)：共模干扰存在于电 源任何一相线与大地或中线与大地间。共模干扰有时也 称纵模干扰、不对称干扰或接地干扰，是载流导体与大 地之间的干扰。差模干扰存在于电源相线与中线及相线 与相线之间。差模干扰也称常模干扰、横模干扰或对称 干扰，这是载流导体之间的干扰。共模干扰表明干扰是 由辐射或串扰耦合到电路中来的。而差模干扰则表明干 扰是源于同一条电源电路的。
在电磁兼容中，人们最关心的交流阻抗。 ③采用频率分离方法，使产生辐射的设备和易接收辐射的设备的工作频率不同。
道或系统性能下降。 ③时钟发生电路应在板中心附近，时钟扇出应采用菊链式或并联布线。
因此，导线宽度为1．5mm可满足要求。 同时，使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。 具有滤波插针的多芯连接器适于这种场合使用。
传导干扰是指一个电网络信号通过导电介质，耦
合(干扰)到另一个电网络。
比如开空调时，室内的荧光灯会出现瞬间变暗的 现象，这是因为大量电流流向空调，电压急速下降， 利用同_电源的荧光灯受到影响。通常采用的解决方 法是通过去耦来消除传导性干扰，比如给发生源及 被干扰设备的电源线安装滤波器，或者将信号线改 为光纤。
《电磁兼容原理》课件
电磁抗扰度测试
模拟各种电磁干扰环境，测试 设备在受到干扰时的性能表现 。
谐波测试和闪烁测试
针对电源设备的电磁兼容性测 试，主要检测电源谐波和闪烁
对其他设备的影响。
04
电磁兼容性设计技术
接地技术
01
接地技术是电磁兼容性设计中的重要环节，通过将设备或系统的电路 连接到大地，以减少电磁干扰和静电积累。
03
电磁兼容性标准与测试
国际电磁兼容性标准
IEC 61000系列标准
国际电工委员会制定的电磁兼容性标准，包括电磁干扰、电磁抗扰度等测试方法。
CISPR标准
国际无线电干扰特别委员会制定的无线电干扰标准，主要应用于无线通信设备的电磁兼容性测试。
电磁兼容性测试设备
电磁干扰测试设备
包括信号发生器、功率放大器、接收 机和测量仪表等，用于产生和测量电 磁干扰。
工业设备中的电磁干扰问题
总结词
工业设备中的电磁干扰问题主要表现在对控制系统的干扰和对传感器输出的影响。
详细描述
在工业生产中，许多设备都采用自动化控制系统，这些系统对电磁干扰非常敏感。电磁干扰可能导致控制系统的 误动作或失灵，进而影响生产过程的安全和稳定。此外，工业设备中的传感器也容易受到电磁干扰的影响，导致 输出信号失真或误差，影响设备的正常运行。
电磁抗扰度测试设备
包括电磁脉冲发生器、静电放电模拟 器、射频电磁场辐射抗扰度测试设备 等，用于模拟各种电磁干扰环境，测 试设备的抗干扰能力。
电磁兼容性测试方法
传导干扰测试
通过电源线、信号线等传导途 径传播的电磁干扰测试。
辐射干扰测试
通过空间辐射传播的电磁干扰 测试，包括无线电频率和微波 频段的测试。
02
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。
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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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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。
EMC电磁兼容培训讲义
•
信号端测试 屏蔽线，干扰加在屏蔽层 非屏蔽线，干扰加在信号线。
15
Surge：浪涌波形
16
Surge：试验现场
17
PMS：Power-frequency Magnetic Susceptibility
PMS工频磁场试验： 模拟50Hz工频磁场（如大型变压设备附近的磁场等）对设备的影响。 测试标准：IEC 61000-4-8。
DIP/interruptions：模拟AC电网中接入 大功率设备引起的电网电压下降甚 至短时中断，考察设备在此工作状 态的性能稳定性。 交流测试标准：IEC 61000-4-11。 直流测试标准： IEC 61000-4-29。 跌落深度 70％ 40% 0 0
试验组合 持续时间 500ms 200ms 10ms 5s 性能判据 C C B C
27
CE：测试示意图（电源端） • LISN：Line impedance stabilization network 线路阻抗稳定网络。
28
Harmonics：交流电源谐波
• 设备的输入电压为正弦波（50Hz 或者60Hz），当该电压的输入负 载为非线性电路时，将会使得输 入电流发生畸变，即输入电流不 为正弦波，根据傅利叶变换，非 正弦波信号在频域将会存在谐波， 这些谐波电流将会降低设备电源 的使用效率，并且会倒灌至电网， 对电网产生污染。 测试标准：IEC 61000-3-2。 测试上限为基频的40次谐波频率。
50Hz电流 试验仪器 EUT
线圈
18
PMS：试验现场
19
RS：Radiated Susceptibility
RS： 考察对外界电磁场干扰的抗扰能力； 测试频段：80MHz～2000MHz； 用1kHz的正弦波进行调幅，在电波暗室内进行。 测试标准：IEC 61000-4-3。
电磁兼容培训教材2课件.pptx
0
-20
-40
-60
-80
0 20 40 60 80 100 %额定电压（Vdc）
%C
实际电感器的特性
ZL
理想电感
实际电感
f
电感量 （H）
谐振频率 (MHZ)
3.4
经过瞬态抑制频谱
低通滤波后频谱
解决谐波问题
交流输入
直流输出
电压提升器
控制电路
整流后电压
整流后电流
输出电压
整流后电压
整流后电流
直流输出电压
提升电压
谢谢大家！
45
8.8
28
68
5.7
125
2.6
500
1.2
绕在铁粉芯上的电感
1/2 LC
L
C
电感寄生电容的来源
每圈之间的电容 CTT导线与磁芯之间的电容CTC
磁芯为导体时，CTC为主要因素，磁芯为非导体时，CTT为主要因素。
容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短
电缆滤波的方法
屏蔽盒
馈通滤波器
连接器
滤波连接器虽然是最佳选择，但是当空间允许时，也可以这样：
自制面板滤波器
滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤波器
连接器按照需要选择，也可以是引线
锡焊，保证完全隔离
螺纹盲孔
面板安装滤波器注意事项
滤波器与面板之间必须使用电磁密封衬垫！
三端电容器的不足
寄生电容造成输入端、输出端耦合
接地电感造成旁路效果下降
穿心电容更胜一筹
金属板隔离输入输出端
一周接地电感很小
穿心电容的插入损耗
插入损耗
频率
1GHz
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%C
实际电感器的特性
ZL
理想电感
实际电感
f
电感量 （H）
谐振频率 (MHZ)
3.4
经过瞬态抑制频谱
低通滤波后频谱
解决谐波问题
交流输入
直流输出
电压提升器
控制电路
整流后电压
整流后电流
输出电压
整流后电压
整流后电流
直流输出电压
提升电压
谢谢大家！
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绕在铁粉芯上的电感
1/2 LC
L
C
电感寄生电容的来源
每圈之间的电容 CTT导线与磁芯之间的电容CTC
磁芯为导体时，CTC为主要因素，磁芯为非导体时，CTT为主要因素。
容量适当的瓷片电容或独石电容，引线尽量短
电缆滤波的方法
屏蔽盒
馈通滤波器
连接器
滤波连接器虽然是最佳选择，但是当空间允许时，也可以这样：
自制面板滤波器
滤波电路可以按照需要设计，但是至少有一级馈通滤波器
连接器按照需要选择，也可以是引线
锡焊，保证完全隔离
螺纹盲孔
面板安装滤波器注意事项
滤波器与面板之间必须使用电磁密封衬垫！
三端电容器的不足
寄生电容造成输入端、输出端耦合
接地电感造成旁路效果下降
穿心电容更胜一筹
金属板隔离输入输出端
一周接地电感很小
穿心电容的插入损耗
插入损耗
频率
1GHz
EMI-EMC 讲座
EMI/EMC知识讲座（一）电磁兼容介绍电磁兼容EMC（Electromagnetic compatibility)，对于设备或系统的性能指标来说直译为“电磁兼容性”但作为一门学科来说，应该译为“电磁兼容”IEC60050（161）同等于GB/T4365-1995《电磁兼容术语》对电磁兼容所下的定义为“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。
”电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备（分系统、系统；广义的还包括生物体）可以共存并不致引起降级的一门科学。
电磁兼容包含以下两部分。
电磁干扰EMI (ElcetroMagnetic Interference)电子产品在电磁环境中干扰其它产品产品的特性。
传导发射Conducted Emission指通过一个或多个导体（如：电源线、信号线、控制线或其他金属体）传播电磁噪声能量的过程。
从广义上说，传导发射还包括不同设备、不同电路使用公共地线或公共电源线所产生的公共阻抗耦合。
辐射发射Radiated Emission指以电磁波的形式通过空间传播电磁噪声能量的过程。
辐射发射有时也将感应现象包括在内。
具体包括静电耦合、磁场耦合以及电磁耦合。
电磁敏感度EMS (ElcetroMagnetic Susceptibility)电子产品在电磁环境中遭受其它产品干扰的特性。
传导敏感度Conducted Susceptibility指通过一个或多个导体（如：电源线、信号线、控制线或其他金属体）传播电磁噪声能量的过程。
从广义上说，传导发射还包括不同设备、不同电路使用公共地线或公共电源线所产生的公共阻抗耦合。
辐射敏感度Radiated Susceptibility指以电磁波的形式通过空间传播电磁噪声能量的过程。
辐射发射有时也将感应现象包括在内。
具体包括静电耦合、磁场耦合以及电磁耦合。
EMI/EMC知识讲座（二）电磁兼容专业术语1.电磁环境Electromagnetic Environment存在于给定场所的所有电磁现象的总和2.无线电环境 Radio Environmenta.无线电频率范围内的电磁环境。
嵌入式系统电磁兼容设计课件
短导线的长度；使导线尽可能接近地平面；使各 自磁场方向相互垂直
PCB中的信号完整性
信号完整性(Signal Integrity)是指信号未受到损伤 的一种状态，用于表示信号质量和信号传输后仍 保持正确功能的特性
良好的信号完整性是指在需要时信号仍保持正确 的时序和电平值
信号完整性问题可以导致信号失真、定时错误、 数据/地址错误、控制线状态错误、系统误操作、 直至系统崩溃
电感本身也十分容易耦合外界的噪声 工作在高频频带时，电感随工作频率的变高，其特性
可能从电感性变为电容性
电感
电磁能量的耦合途径
耦合可分为传导耦合和辐射耦合两类 传导耦合是指通过线路本身的电路形成的耦合，以及
通过导体间的分布电容、互感而形成的干扰耦合，传 导耦合包括直接传导耦合、公共阻抗传导耦合、电容 耦合、电感耦合等 辐射耦合是指电磁能量以电磁场的形式从一个电路传 输到另一个电路
密封
将电子产品用金属外壳或者用涂有射频导电漆的塑料外壳屏蔽，从而阻 止射频能量从内部泄露出去、或从外部进入电子设备的处理方法。
抑制
通过滤波、搭接、屏蔽和接地或这些技术的任意组合，以减少或消除不 希望有的射频能量发射。
常见电磁兼容问题
射频干扰：射频范围里的电磁能量干扰 静电放电 电力线干扰：电压跌落、频率波动、尖峰、浪涌、
电阻
电容的高频特性
在高频电路中要重视包括引线电感在内的电容器的 等效电感
等效电感与电容组成的回路在特定频率上会产生共 振，在共振频率上，电容器的阻抗最小。在此频率 以上的电容器呈现电感性，其感抗随频率增加而增 加，在某种意义上相当于一只电感
电容
电感的高频特性
电感线圈因高频电流流过会向周围散发出高频磁通， 成为其它电路的干扰源
PCB中的信号完整性
信号完整性(Signal Integrity)是指信号未受到损伤 的一种状态，用于表示信号质量和信号传输后仍 保持正确功能的特性
良好的信号完整性是指在需要时信号仍保持正确 的时序和电平值
信号完整性问题可以导致信号失真、定时错误、 数据/地址错误、控制线状态错误、系统误操作、 直至系统崩溃
电感本身也十分容易耦合外界的噪声 工作在高频频带时，电感随工作频率的变高，其特性
可能从电感性变为电容性
电感
电磁能量的耦合途径
耦合可分为传导耦合和辐射耦合两类 传导耦合是指通过线路本身的电路形成的耦合，以及
通过导体间的分布电容、互感而形成的干扰耦合，传 导耦合包括直接传导耦合、公共阻抗传导耦合、电容 耦合、电感耦合等 辐射耦合是指电磁能量以电磁场的形式从一个电路传 输到另一个电路
密封
将电子产品用金属外壳或者用涂有射频导电漆的塑料外壳屏蔽，从而阻 止射频能量从内部泄露出去、或从外部进入电子设备的处理方法。
抑制
通过滤波、搭接、屏蔽和接地或这些技术的任意组合，以减少或消除不 希望有的射频能量发射。
常见电磁兼容问题
射频干扰：射频范围里的电磁能量干扰 静电放电 电力线干扰：电压跌落、频率波动、尖峰、浪涌、
电阻
电容的高频特性
在高频电路中要重视包括引线电感在内的电容器的 等效电感
等效电感与电容组成的回路在特定频率上会产生共 振，在共振频率上，电容器的阻抗最小。在此频率 以上的电容器呈现电感性，其感抗随频率增加而增 加，在某种意义上相当于一只电感
电容
电感的高频特性
电感线圈因高频电流流过会向周围散发出高频磁通， 成为其它电路的干扰源
电磁兼容性(EMC)讲课基本内容(第二讲)
信号线
干扰通过电缆耦合
干扰通过空间耦合进入机箱， 对电路造成干扰 通过机箱薄弱环节耦合
A B
隔离两个模块的地线和电源线，单点接地，分别供电，加强去耦 电路模块之间相互干扰 对模块进行屏蔽、隔离，互联导线经过滤波或屏蔽
电磁兼容性（EMC）讲课基本内容
2.EMC问题处理流程
电缆处理 换用高屏蔽性能电缆和连接器，并使用 电缆屏蔽层与机箱之间360度搭接 改善屏蔽层端接
电磁兼容性（EMC）讲课基本内容
2.EMC问题处理流程
机箱辐射骚扰过强
电缆问题 拔掉设备工作时不 必要的电缆 机箱辐射抚扰度过低 无改善 机箱问题 在用电缆的问题 A B C A 电源传导骚扰过强 电源线 安装电源线滤波器 检查电源线滤波器 有滤波器
常 见 电 磁 兼 容 问 题
电缆传 导问题
传导抚扰度过低
1.设计、工艺技术基本要点
相互抵消而不会产生磁场 由于两个绕组的磁场方向一致，会产生磁场
电 源 电 压
负 荷 磁芯
电 源 电 压
噪声
负 荷 磁芯
（a）差模电流情况
（b）共模电流情况
图4 共模扼流圈的结构
电磁兼容性（EMC）讲课基本内容
1.设计、工艺技术基本要点
电源线滤波器是由电感和电容组成的低通滤波，它允许直流或50Hz的 电流通过，对频率较高的干扰信号则有较大的衰减。由于干扰信号有差模 和共模两种，因此电源线滤波器要对这两种干扰都具有衰减作用。滤波器 的基本电路如图3所示。 图3中，C1\C2是滤除共模干扰用的电容，一般称为Y电容；而C3\C4的 作用是滤除差模干扰信号，一般称为X电容；L是电感线，一般绕制成共模 扼流圈的形式。 共模扼流圈的绕法如图所示，从图4中可以看出，当负载电流流过共模 扼流圈时，串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上的线圈所 产生的磁力线方向相反，它们在磁芯中相互抵消。因此即使在大负载电流 的情况下，磁芯也不会饱和。而对于共摸干扰电流，两个线圈产生的磁场 是同方向的，会有较大的电感，从而起到衰减干扰信号的作用。 图3中的地线一般是金属机箱，当设备的机箱不是金属材料时，滤波器 的地线一般与安全地相连，但由于安全地的阻抗很大，滤波器对共模干扰 的衰减效果将大大降低。
《电磁兼容讲稿》PPT课件
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