《电磁兼容的概念讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁兼容的概念讲解（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电磁兼容导论 主讲主讲: : 谭涌波谭涌波 电话： 电话： 1 152957460255295746025 第1章 电磁兼容技术概述 1.1 电磁兼容的概念 1.1.1电磁干扰 定义 电磁骚扰 electromagnetic disturbance 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作用的电磁现象 。 电磁干扰 electromagnetic interference(EMI) 电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能 的下降。(产生了干扰的“效果”，这个作用过程及其结 果，称为电磁干扰效应） 电磁干扰的分类 （）电磁干扰按传播途径可以分为两 类：传导干扰和辐射干
2、扰。 传导干扰的传输性质有： 电藕合、磁藕合及电磁藕合。 辐射干扰的传输性质有： 近区场感应藕合及远区场辐射藕合。 （2）电磁干扰按干扰源的性质 可以分为两类 自然干扰 包括宇宙干扰、雷电冲击、大气干扰、热干 扰。 人为干扰(有意和无意） 包括工业干扰、辐射干扰、传导干扰、串扰 、天线端传导干扰、宽窄带干扰、有害干扰、 大功率效应及电磁脉冲。 人为有意干扰源的特点：功率大、可控、数量多、覆盖面大，不能屏蔽、危害大。 （3）电磁干扰按频带可以分为两类： 窄带干扰和宽带干扰 如按频谱划分，则可粗略分为以下六类： (1)工频干扰(50Hz)：包括输配电以及电力牵引系统，波长为 6000km； (2)
3、甚低频干扰(30kHz以下)； (3)载频干扰：包括高压直流输电谐波干扰、交流输电谐波干扰 及交流电气铁道的谐波干扰等，频谱在10 300kHz之间； (4)射频、视频干扰(300kHz-300MHz)：工科医疗设备、输电线 电晕放电、高压设备和电力牵引系统的火花放电以及内燃机、电动 机、家用电器、照明电器等都在此范围，波长在11000m之间； (5)微波干扰(300MHz-300GHz)：包括特高频、超高频、极高 频干扰，波长为1mm-1m； (6)雷电及核电磁脉冲干扰：由几赫直至接近直流，范围很宽。 电磁干扰的三要素 形成所有的电磁干扰都是由三个基本要 素组合而产生的。它们是： 电磁干扰源
4、； 将电磁干扰源传输到接收器的媒介，即 传输通道； 对该干扰能量敏感的接收器。 电磁兼容的含义 电磁兼容来源于Electromagnetic Compatibility(缩写EMC) 定义： 电磁兼容一般指电气及电子设备在共同 的电磁环境中能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 常工作又互不干扰，达到“兼容”状态。 更全面的定义：EMC是一门独立的学科，随着 电磁能量利用的发展，它将研究：预测并控制 变化着的地球和天体周围的电磁环境、为了协 调环境所采取控制方法、各项电气规程的制定 以及电磁环境的协调和电磁能量的合理应用等 。 本学科有时也取名为环境电磁学 电磁
5、污染问题 电气和电子设备的种类及数量的增加以及电能消耗量 的加大，不必要的电磁能量也随之加大，由此将伴随 产生大系统的误动作； 微波及超高压输电线的日益扩展，将对人类及动植物 产生严重的影响； 超高层建筑和铁塔等设备将产生不必要的反射，从而 出现重影问题而汽车数量的增加将使城市杂波加大 等。 当前，已进入信息化社会，人类的生存环境也已具有 浓厚的电磁环境内函，随着城市人口的迅速增长，汽 车、电子、通信、计算机与电气设备大量进入家庭， 空间人为电磁能量每年增长714，也就是说25年 后环境电磁能量密度最高可增加26倍，50年可增加 700倍 电磁兼容的发展 最早出现的电干扰现象是单线电报间的串扰
6、。 希维赛德于1881年写了一篇“论干扰”的文章可 算是最重要的早期文献。 随着电气运输的出现，在一根通信线与不对称 的强电线之间有较长的平行运行，干扰问题日 益严重 目前国际上有国际无线电干扰特别委员会 (CISPR)、IEC的TC-77、ITU等组织从事与EMC 有关课题、国际化标准的研究和制定。 美国自1945年开始，颁布了一系列电磁兼容方面的军 用标准和设计规范，并不断地加以充实和完善，使得 电磁兼容技术进入新的阶段。 60年代以来，现代科学技术向高频、高速、高灵敏度 、高安装密度、高集成度、高可靠性方向发展，其应 用范围越来越广，渗到了社会的每一个角落. 一个系统中，只要把两个以上很
7、小的元件放在同一环 境中，放会产生电磁干扰，而且，每加入一个新的元 件都使电磁干扰的可能性进一步增加。甚至看来很小 的干扰都可能引起严重的故障或降低稳定性。 正由于大规模集成电路的出现把人类带入信息时代， 近年来信息高速公路和高速计算机技术成为人类社会 生产和生活水平主导技术，同时也由于航空工业、航 天工业、造船工业以及其他国防军事工业的需要，使 得EMC获得空前的大发展. 特别值得提出的是美俄等国正在加紧研 究对付核电磁脉冲影响的方法。最近十 年，美国科研部门集中力量研究保护通 信网和某些军用飞机不受高空核爆炸影 响的方法。 放眼未来，EMC还将在信息安全和生物电磁学等方 面获得较大的进展。
8、 !电磁兼容工作渗透到每一个电气电子系 统及设备中，只有通过总体设计部门管 理协调，才能解决电磁兼容性问题。 国内2001年月发布“”认证 电磁干扰和电磁兼容术语 1.干扰源interference source 任何产生电磁干扰的元件、器件、设备、分系统 或自然现象。 2.工业干扰 industrial interference 由输电线 、电网以及各种电气和电子设备工作时引起的 电磁干扰。 3.宇宙干扰 cosmic interference 由银河系(包 括太阳)的电磁辐射引起的电磁干扰。 4.天电干扰atmospheric interference 由大 气中发生的各种自然现象所产生的
9、无线电噪声 引起的电磁干扰 5雷电冲击 lightning surge 由雷电在电气或电子电路中引起的瞬态电扰动。 6辐射干扰 radiated interference 由任何部件、天线、电缆或连接线辐射的电磁干扰 。 7传导干扰 conducted interference 沿着导体传输的电磁干扰。 8电磁骚扰 electromagnetic disturbance 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。 9.电磁干扰 electromagnetic interference(EMI) 电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降 。 10.
10、系统间干扰 inter-system interference 由其他系统产生的电磁骚扰对一个系统造成的 电磁干扰。 11.系统内干扰 intra-system interference 系统中出现的由本系统内部电磁骚扰引起的电 磁干扰. 12.干扰信号 interfering signal 损害有用信号接收的信号。 13.无用信号 可能损害有用信号接收的信号 。 14.电磁噪声 electromagnetic noise一种明显 不传送信息的时变电磁现象 15.人为噪声 manmade noise来源于人工装 置的电磁噪声。 16.自然噪声 来源于自然现象而非人工装置产 生的电磁噪声。 17
11、.脉冲噪声 在特定设备上出现的、表现为 一连串清晰脉冲或瞬态的噪声。 18.随机噪声 给定瞬间值不可预测的噪声。 19. 无线电(频率)噪声 具有无线电频率分量 的电磁噪声 20.喀呖声 用规定方法测量时，其连续时间 不超过某一规定电平的喀呖声数。 21.电磁脉冲 指围绕整个系统(它犹如一个天线)，具有宽 带大功率效应的脉冲。 22.电磁环境 存在于给定场所的所有电磁现 象的总和。 23. 电磁敏感度在存在电磁骚扰的情况下，装 备、设备或系统不能避免性能降低的能力。 24.(性能)降低装置、设备或系统的工作性能与 正常性能的非期望偏离 25.大功率效应仅在强信号情况下发生的效应 。采用传统的频
12、率分析处理方法(即频率指配 、互调制、附加响应等)既不能预测也无法避 免这种效应。它包括永久的电磁损坏和暂时的 性能降级这两种情况。 26电磁易损性 系统在人为的恶劣环境中遭到一定程度的机理 性威胁后，在执行任务时经常出现有限程度降 级的一种特性。 27干扰抑制 削弱或消除电磁干扰的措施。 28（对骚扰的)抗扰性 装置、设备或系统 面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。 29.干扰限值电磁骚扰使装备、设备或系统最 大允许的性能降低。 30抗扰性电平将某给定电磁骚扰施加于某一 设备或系统而其仍能正常工作并保持所需性能 等级时的最大骚扰电平。 31抗扰性限值规定的最小抗扰性电平。 32电磁兼容性 (E
13、MC) 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。 33系统间的电磁兼容性 给定系统与它运 行所处的电磁环境或与其他系统之间的电磁兼 容性影响系统间电磁兼容性的主要因素是信号 及功率传输系统与天线之间的藕合。 34系统内的电磁兼容性 在给定系统内部 的分系统设备及部件相互之间的电磁兼容性。 35.(电磁)兼容电平 预期加在工作于指 定条件的装置、设备或系统上的规定的 最大电磁骚扰电平。 36.(电磁)兼容裕量 装置、设备或系统 的抗扰性电平与骚扰源的发射限值之间 的差值。 37.电磁兼容性故障 由于电磁干扰或敏感性原因，使系统中有 关的分系统及设
14、备失灵从而导致使用寿 命缩短，运输工具受损、飞机失事或系 统效能发生不允许的永久性下降。 39电磁干扰控制 对辐射和传导能量进行控制，使设备、分系统 或系统运行时尽量减小或降低不必要的发射。 所有的辐射和传导的电磁发射不论它们来源于 设备、分系统或系统都要进行控制。若在控制 敏感性同时还能成功地控制电磁干扰就能实 现电磁兼容。 40屏蔽体 为了阻止或减小电磁能传输而对装置进行封闭 或遮蔽的导电的、导磁的、介质的或带有非金 属吸收填料的。 41屏蔽 用来减少场向指定区域穿透的措施。 42电磁屏蔽用导电材料减少交变电磁 场向指定区域穿透的屏蔽。 43屏蔽效能对给定外来源进行屏蔽时 ，在某一点上屏蔽
15、作安放前后的电场强 度或磁场强度之比，常用dB表示 电磁兼容性控制技术 传输通道抑制 1.滤波 2.屏蔽 3.搭接 4.接地 5.接地 6.合理布线 空间分离 通过加大骚扰源和接收器之间的空间距离，使 骚扰电磁场到达敏感设备时其强度已衰减到接 受设备敏感度门限。 时间分割 使有用信号在骚扰信号停止发射的时间内传输 ，或者当强骚扰信号发射时，使敏感设备短时 关闭。 频率管理 电气隔离 电磁兼容性分析方法 问题解决法 规范法 系统法 电磁兼容设计的具体内容 分析系统所处的电磁环境 选择频谱和频率 制定电磁兼容要求和控制计划 设备及电路的电磁兼容设计 电磁兼容设计的主要参数 敏感度阈值 失效干扰电平 电磁干扰安全系数 费效比 注意重点 电磁干扰的定义是什么？电磁干扰按干扰源的 性质可以分成那几类？请列举到三个例子 有意干扰和无意干扰的区别是什么？ 干扰限值，抗扰度电平，抗扰度限值，电磁兼 容电平，电磁兼容裕值这些量的各自含义是什 么，区别是什么？ 电磁兼容性控制技术有那些？ 电磁兼容分析方法有那些，具体如何实施的， 各自的特点和缺点是什么？
