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1、个人收集整理 勿做商业用途目 录一、研究意义和现状与发展2 二、电磁干扰与电磁兼容基本原理3（一）电磁干扰的基本原理3 (二）电磁干扰三要素4 （三）电磁干扰传播途径4 三、电磁干扰的耦合方式4 (一）电路性耦合4 （二）电容性耦合5 (三）电感性耦合5 四、电磁干扰的抑制6 （一）屏蔽6 (二）滤波6 （三）接地7 五、结语7 参考文献7 - 7 -电磁干扰与电磁兼容性技术的研究现状与发展趋势摘要：本文介培了电磁兼容（EMC)研究意义、研完现状及其研究方法。本文还分析了传导性电磁干扰的基本原理,井介绍了传导性电磁干扰的共模（CM)和差模（DM）干扰模型。在分析传导性电磁干扰基本原理的基础上，
2、本文还介绍了传导性电磁干扰的三种耦合方式。包括电路性耦合、电容性耦合和电容性耦合.接着本文介绍了抑制电磁干扰的一般方法，并分析了屏蔽、接地和滤波三种重要的电磁干扰抑制措施。关键词：电磁兼容电磁干扰模型耦合方式干扰抑制一、研究意义和现状与发展1410当前人类的生存环境也已具有浓厚的电磁环境内涵.随着城市人日的迅速增长，汽车、电子通信、计算机与电气设备大量进人家庭，空间人为电磁能量每年都再增长，21世纪电磁环境恶化已成定局严重恶化的电磁环境对人类生活日益依赖的通信，计算机与各种电子系统都将造成灾难性的危害。电磁干扰除了可能对系统的效能有着重大的影响，其影响如图1所示.为此世界各国均十分重视愈来愈复
3、杂的电磁环境及其广泛的影响，电磁兼容技术是由过去的。电磁干扰.（Electromagnetic Interference）演变而来的.而人们对电磁干优的研究工作可追溯到19世纪,希维赛德于1881年写的“论干扰”一文可算得上最重要的早期文献,此后188年柏林电气协会成立了干扰问题委员会，紧接着在1889年英国邮电部门开始研究其通信干扰问题。到本世纪20年代以后，各先进工业国家都日益重视EMC的研究,成立了许多相关的国际组织.本世纪40年代，为了解决由于飞机通信系统受到电磁干扰造成飞行事故的问题,开始较为系统地进行EMC技术的研究。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
4、范，并不断加以充实和完善，使得EMC技术进入新的阶段.60年代以来，现代电子科学技术向高频、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，渗透到了整个社会的每个角落。因而发达国家在EMc研究方面投入了大量的人力物力形成了EMC热。电磁兼容性问题在国内发展相对较晚，70年代以来，国内对电磁兼容性问题也引起了重视。特别是我国海军舰船，由于对电子设备几及舰船总体设计没有提出电磁兼容性要求，造成舰船设备的相互干扰,使其通信、探测、导航能力等下降,从而引起了广泛的重视，筹建了国内第一个电磁兼容性实验研究室。其后，一些军种、部门及大学陆续建立了电磁兼容性实验研究室，电子及电气
5、设备研究、设计及制作单位也都纷纷配备了电磁兼容性设计人员.目前，参照国外相应标准，我国已系统的制定了一整套军用及民用电磁兼容性标准及规范，并正在切实地贯彻执行.个人收集整理,勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途20世纪80年代后,电磁兼容技术的发展进入了全新的阶段,开始实行强制认证制度了。国际上,欧盟89/336/EEC电磁兼容指令从1996年1月1日开始强制执行，大大推动了全球的电磁兼容标准的强制执行和电磁兼容认证工作，使其向更加规范化和法制化方法发展。需要注意的是2004年12月15日欧洲议会、欧共体理事会通过了一个新的电磁兼容指令:2004/108/EC4，该指令自发布于欧盟官
6、方公报之后第20天开始生效，并将于2007年7月20日起强制执行，并同时废除89/336/EEC指令。这必将进一步促进我国电磁兼容认证制度的发展。紧跟国际潮流,我国也建立了强制性产品认证制度。2001年12月，国家发布强制性产品认证管理规定,英文名称为China Compulsory Certification”，英文缩写为CCC”，简称为”3C”认证,3C认证对这些产品的安全性能、电磁兼容性、防电磁辐射等方面都做了详细规定。2002年5月1日起，国家相关部门开始受理第一批列入强制性产品目录的认证申请，包括涉及安全、电磁兼容、环境保护要求的19大类、132种产品。对列入目录的产品，凡未获得强制
7、性产品认证证书和未加施”CCC强制性认证标志的产品，不得出厂、进口和销售。以美国NIST、英国NPL以及德国PTB等为代表的国立研究机构，他们主要从事各类测量天线、磁场探头、电场探头和EMC测试场地的校准研究，并对外提供服务.另一类则是专门从事校准服务的公司以及EMC检测设备制造商的校准实验室,他们均取得了国际上一些著名认证机构的授权.我国最早从事电磁兼容技术研究的是上海电器科学研究所,早在1962年就开始进行无线电干扰的测量和船用电机电器无线电干扰标准的制定工作。从事电磁兼容学科研究的大学主要有北京邮电大学、北京交通大学和东南大学等。从事电磁兼容检测的研究所有上海电器科学研究所、信息产业部电
8、子三所、四所、五所和广州电器科学研究所、武汉高压研究所等。但求解区域远大于散射体本身，且场的传播在空间离散描述，造成空间色散误差。另外，由于只能在有限区域内计算，这就要求必须设置边界条件。积分方程方法通过求解散射体表面或体积内的感应电流来分析散射问题,不存在空间色散误差.微分方程方法往往比积分方程方法更容易实现求解任意复杂媒体环境下的电磁问题。对于均匀背景介质中的开放域问题,常常采用积分方程方法进行求解。对于单独利用微分方程方法积分方程方法均难以求解的问题，往往采用混合方法分析.常见的积分方程方法有矩量法6(MOM)、体积分方程方法（VIEM）。常见的微分方程方法有时域有限差分法（FDFD)、
9、有限元法（FEM）、区域分解法(DDM）等。二、电磁干扰与电磁兼容基本原理（一）电磁干扰的基本原理234传输电磁干扰的导线，多数像电灯线或电话线那样，采取平行往复双线成对的形式，把这种情况的导线干扰分为两个分量:一个是两根导线间所产生的分量；另一个是线路对地间产生的对地分置。由于两者之间传输回路的阻抗特性不同,因此称这种情况下的电压为线间电压和对地电压，其中信号源线间电压和两导线间负载所构成的回路，属于线间回路；而导线或单线对地电压，以及对地导线构成的回路，属于对地回路.按照干扰电压信号对于电路作用的形态不同，可将系统内的干扰分为共模和差模干扰信号两种。如图2所示共模干扰(Commonmode
10、 Interference，简称CM)相线(L)与地（E）、中线(N）地E）存在的传输的电位相同的干扰信号U1、U3差模干扰(Differential-mode Interference，简称CM)-相线(L)与中线（N)之间传输的电位相差180。的干扰信号U3。(二）电磁干扰三要素4510理论和实践的研究证明，不管复杂系统还是简单装置，任何一个电磁干扰的发生必须具备三个基本条件：首先应该具有干扰源，其次是干扰传播途径，最后必须有被干扰对象（敏感设备）的响应.因此干扰源、传播途径和敏感设备统称电磁干扰三要素，其简单示意图如图3。（三）电磁干扰传播途径356一般而言，从各种电磁干扰源至敏感设备的
11、通路或媒介,即电磁干扰传播途径，有两种方式：一种是传导耦合方式；另一种是辐射耦合方式.根据电磁干扰这两种传播途径也将电磁干扰分为传导性电磁干扰和辐射性电磁干扰。如图4为电磁干扰传播途径基本分类。三、电磁干扰的耦合方式34710耦合是指设备(电路）与设备（电路)之间的电联系，耦合起着把电磁能量从一个设备(电路)传到另一个设备(电路)的作用。一般而言,传导性干扰可以通过多种途径从干扰源耦合到敏感设备中,这些途径包括：电路性传导耦合、电容性耦合、电感性耦合三大类。（一）电路性耦合电路性传导耦合也称共阻抗耦合，当两个电路的电流流经一个公共阻抗时，一个电路回路的电流在该公共阻抗上形成的电压就会影响到另一
12、个电路回路,这就是电路性传导耦合.最简单的电路性传导耦合模型如图5所示。（二)电容性耦合处在介质中的不同导体之间总存在着杂散电容（分布电容），当两个电路处于不同电位时，一个电路的电荷对另一个电路有感应。如图6（a)所示，线路1附近有一线路2,C12是它们闻的杂散电容，C2和R是线路2对地的杂散电容和电阻，其等效电路如图6(b)，阻抗上有线路1引起的干扰电压UN。（三)电感性耦合两个电路间存在互感，一个电路内电流的变换可通过磁路交链影响到另一回路.如图7所示，线路1中随时间变化的电流I1产生的磁通链环线路2,按照电磁感应定理,在线路2上感应出电动势UN.四、电磁干扰的抑制4579电磁干扰抑制技术
13、就是围绕电磁干扰三要素,根据具体情况,有针对性地采取相应措施，归纳起来就是三条：一是抑制电磁干扰源，二是切断电磁干扰耦合途径，三是降低电磁敏感设备的敏感性。本文主要介绍通过切断电磁干扰耦合途径来抑制电磁干扰，主要方法包括滤波、屏蔽、接地。(一）屏蔽屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域向另一个区域的感应和辐射。由于屏蔽体对来自外部的干扰电源和内部的电磁波起着吸收能量，反射能量和抵消能量的作用，所以屏蔽体具有减弱电磁干扰的功能。电磁屏蔽的传统技术措施，主要是基于孔缝，操作器件，显示器件，以及电缆等几个方面进行屏蔽，所采用的屏蔽工艺也大多以单层屏蔽和单一材料的
14、屏蔽居多。传统单一材料的电磁屏蔽有着诸多的缺点,而多重屏蔽作为目前一种新的屏蔽手段,能够对宽频带内的高能量电磁脉冲进行有效地防护。其原则是:各层的填充材料不应相同，并且各屏蔽层之间不能连接在一起,彼此之间应该隔开空气或者填充其他介质。虽然多重屏蔽非常有效，但是其成本和技术含量比较高，因此它常用在重要电了设备的防护上。对于一般设备的多层屏蔽,可以先用辅助分屏蔽体封闭后再装入系统主屏蔽体中.但要注意的是，分屏蔽体和主屏蔽体之间只能有一个必要的接口，而且接口与外壳之间要使用橡胶等绝缘体隔离，同时要保证外壳良好的接地。根据屏蔽的电磁场的性质可将屏蔽划分为以下几种:电场屏蔽(静电场屏蔽及交变电场屏蔽）、
15、磁场屏蔽（静磁场及交变磁场屏蔽）及电磁场屏蔽(同时存在电场及磁场的辐射电磁场的屏蔽)。（二）滤波滤波器是一种对特定频率的信号具有选择性的网络.它对某一频率范围内的信号给以很小的衰减,使这部分信号能够顺利通过，而对其它频率的信号或干扰给以很大的衰减。滤波器通常由电容、电阻、电感或有源器件组成,作为电路中的选择性传输网络来完成选择性地衰减输入信号中不需要的频率分量。采用滤波主要是为了抑制传导性干扰.实际当中需实施滤波器的情况包括：(1)抑制高频系统中工作频带之外的于扰;(2)消除信号电路中频谱成分不同于有用信号的干扰；（3)消除沿电源电路、操纵电路，控制电路以及转换电路的干扰。在设计和选择滤波器时应该考虑： 插入损耗的频响曲线；阻抗匹配；电压额定值用作电源滤波的滤波器，要适应瞬时的大幅度尖峰脉冲的冲击;电流额定值；绝缘电阻；温升；可靠性；漏电流.(三）接地所谓“地”一般定义为电路或系统的零电位参考点。直流电压的零电位点或零电位面，它不一定为实际的大地，可以是设备的外壳或其它金属板线.。接地一般指电路或系统与“地之间建立低阻通路，其中一点通常是系统的一个电气或电子元件，而另一个点则是称之为“地”的参考点。根据不同的要求，接地有不同的目的：(1）建立与大地相连的低阻抗通路,使雷击电流
