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1、电磁兼容概论电磁兼容概论电磁兼容研究的重要性电磁兼容研究的重要性电磁兼容性系统 精度系统 兼容性可靠性质量 保证环境控制系统 安全性系统利用 和安全性系统设 计准则电磁兼容影响效能的范围电磁兼容技术的发展电磁兼容技术的发展(1).1833年法拉弟的电磁感应定律，变化的磁场产生电动势；1833年法拉弟的电磁感应定律，变化的磁场产生电动势；.1864年麦克斯韦引入位移电流的概念，变化的电场将激发磁场，预言电 磁波的存在，这种电磁场的相互激发并在空间的传播，正是电磁干 扰存在的理论基础。1864年麦克斯韦引入位移电流的概念，变化的电场将激发磁场，预言电 磁波的存在，这种电磁场的相互激发并在空间的传播
2、，正是电磁干 扰存在的理论基础。.1881年英国科学家希维赛德 “论干扰”- 最主要的早期文献；1881年英国科学家希维赛德 “论干扰”- 最主要的早期文献；.1887年柏林电气协会成立干扰问题委员会；1887年柏林电气协会成立干扰问题委员会；.1888年赫兹用实验证明了电磁波的存在，指出各种打火将向空间发出电 磁干扰，从此开始了对干扰问题的实验研究。1888年赫兹用实验证明了电磁波的存在，指出各种打火将向空间发出电 磁干扰，从此开始了对干扰问题的实验研究。.1889年英国邮电部门也研究了通信干扰问题；1889年英国邮电部门也研究了通信干扰问题；.1934年英国有关部门对一千例干扰问题进行分析
3、，发现其中50是电气 设备引起的。1934年英国有关部门对一千例干扰问题进行分析，发现其中50是电气 设备引起的。.随着广播等无线电事业的发展，国际无线电干扰特别委员会(CISPR)， 以及其他有关学术组织及专业委员会的成立，开始了对电磁干扰问题进 行世界性的有组织地对抗。随着广播等无线电事业的发展，国际无线电干扰特别委员会(CISPR)， 以及其他有关学术组织及专业委员会的成立，开始了对电磁干扰问题进 行世界性的有组织地对抗。.在干扰问题的长期研究中，人们从理论上认识了电磁干扰产生的原因， 明确了干扰的性质及数学物理模型。逐渐完善了干扰传输及耦合的计算 方法，提出了抑制干扰的一系列技术措施，
4、建立了电磁兼容的各种组织 及电磁兼容系列标准和规范，解决了电磁兼容分析、预测设计及测量等 方面一系列理论问题和技术问题，逐渐在电子学中形成一个新的分支 电磁兼容。在干扰问题的长期研究中，人们从理论上认识了电磁干扰产生的原因， 明确了干扰的性质及数学物理模型。逐渐完善了干扰传输及耦合的计算 方法，提出了抑制干扰的一系列技术措施，建立了电磁兼容的各种组织 及电磁兼容系列标准和规范，解决了电磁兼容分析、预测设计及测量等 方面一系列理论问题和技术问题，逐渐在电子学中形成一个新的分支 电磁兼容。电磁兼容技术的发展电磁兼容技术的发展(2) .八十年代以来，许多国家在电磁兼容标准与规范分析预测、设计、测 量
5、及管理等方面均达到了很高水平，有高精度的电磁干扰(EMI)及电磁 敏感度(EMS)自动测量系统，可进行各种系统间的EMC试验，研制出系 统内及系统间的各种EMC计算机分析程序，有的程序已经商品化，形成 一套较完整的EMC设计体系，在电磁干扰的抑制技术方面，已研制出许 多的新材料、新工艺及规范的设计方法。一些国家还建立了对军品和 民品的EMC检验及管理机构，不符合EMC质量要求的产品不准投放市场。八十年代以来，许多国家在电磁兼容标准与规范分析预测、设计、测 量及管理等方面均达到了很高水平，有高精度的电磁干扰(EMI)及电磁 敏感度(EMS)自动测量系统，可进行各种系统间的EMC试验，研制出系 统
6、内及系统间的各种EMC计算机分析程序，有的程序已经商品化，形成 一套较完整的EMC设计体系，在电磁干扰的抑制技术方面，已研制出许 多的新材料、新工艺及规范的设计方法。一些国家还建立了对军品和 民品的EMC检验及管理机构，不符合EMC质量要求的产品不准投放市场。 .我国有关电磁兼容第一个标准是1966年由原第一机械工业部制定的部 级标准JB85466船用电气设备工业无线电干扰端电子电压测量方 法与允许值。 至今已制定国家标准及军用标准四十余个，为考核进出口电子、电气 产品的干扰特性提供了一定条件，使我国在电磁兼容标准与规范方面 有了较大的进展。国家有关部门对电磁兼容技术十分重视，有关电磁 兼容的
7、学术组织纷纷成立，国内不少单位在最近几年也建设或改造了 EMC实验室，在各地区建立了测量中心，引进了较先进的电磁干扰和电 磁敏感自动测试系统和设备，目前已具备按照国家标准、国家军用标 准和国际其他一些标准进行EMC测量和试验的能力。我国有关电磁兼容第一个标准是1966年由原第一机械工业部制定的部 级标准JB85466船用电气设备工业无线电干扰端电子电压测量方 法与允许值。 至今已制定国家标准及军用标准四十余个，为考核进出口电子、电气 产品的干扰特性提供了一定条件，使我国在电磁兼容标准与规范方面 有了较大的进展。国家有关部门对电磁兼容技术十分重视，有关电磁 兼容的学术组织纷纷成立，国内不少单位在
8、最近几年也建设或改造了 EMC实验室，在各地区建立了测量中心，引进了较先进的电磁干扰和电 磁敏感自动测试系统和设备，目前已具备按照国家标准、国家军用标 准和国际其他一些标准进行EMC测量和试验的能力。电磁兼容的基本概念电磁兼容的基本概念我国军用标准(GJB7285)中给出电磁兼容性的定义: “设备(分系统、系统)在共同的电磁环境中能一起执行各自功 能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境 中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会 使同一电磁环境中其它设备(分系统、系统)因受其电磁发射 而导致或遭受不允许的降级。”“设备(分系统、系统)在共同的电磁环境中能一起执行各自功
9、能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境 中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会 使同一电磁环境中其它设备(分系统、系统)因受其电磁发射 而导致或遭受不允许的降级。”国际电工技术委员会(IEC)所给出的定义： “电磁兼容是一种能力，它在其电磁环境中能完成它 的功能，而不至于在其环境中产生不能容忍的干 扰。”“电磁兼容是一种能力，它在其电磁环境中能完成它 的功能，而不至于在其环境中产生不能容忍的干 扰。” 可见除了要求设备能完成其功能,还有两点要求： A、有一定的抗干扰能力； B、不产生超过限度的电磁干扰。A、有一定的抗干扰能力； B、不产生超过限度的电磁干扰。电磁兼容
10、基本原理与技术电磁兼容基本原理与技术 .电磁干扰电磁干扰:由干扰源发出干扰电磁能量，经过耦合途径 将干扰能量传输到敏感设备，使敏感设备的工作受到 影响，这一作用过程称为电磁干扰效应。:由干扰源发出干扰电磁能量，经过耦合途径 将干扰能量传输到敏感设备，使敏感设备的工作受到 影响，这一作用过程称为电磁干扰效应。 .形成电磁干扰必须具备下列三个基本要素：.电磁电磁干扰源干扰源：指产生电磁干扰的任何元件、器件、 设备或自然现象。：指产生电磁干扰的任何元件、器件、 设备或自然现象。.耦合途径耦合途径或称耦合通道：指将电磁干扰能量传输到 受干扰设备的通路或媒介。或称耦合通道：指将电磁干扰能量传输到 受干扰
11、设备的通路或媒介。.敏感设备敏感设备：指受到电磁干扰影响，或者说对电磁干 扰发生响应的设备。：指受到电磁干扰影响，或者说对电磁干 扰发生响应的设备。DefinitionsDefinitions?EMCEMC: Electromagnetic Compatibility: Electromagnetic Compatibility?EMIEMI : Electromagnetic Interference: Electromagnetic Interference?RFIRFI: Radio Frequency Interference: Radio Frequency Interference
12、 A specific form of EMI. By FCC definition it must have the following characteristics : -Tx or Rx is to be carrier operated -Frequency range must be between 10kHz and 300GHz?EMSEMS: Electromagnetic Susceptibility: Electromagnetic Susceptibility干 扰 源人 为 干 扰自 然 干 扰非 功 能 性 干 扰功 能 性 干 扰大 气 干 扰 雷 电 干 扰 宇
13、 宙 干 扰热 噪 声广 播电 视通 信雷 达导 航输 电 线电 气 化 铁 路车 辆 点 火 系 统开 关 系 统整 流 式 电 动 机 工 业 科 学 医 疗 设 备非 功 能 性 干 扰干扰源干扰源抑制干扰的技术措施（1）抑制干扰的技术措施（1） .接地接地.接地接地是电路或系统正常工作的基本技术要求，因为电流需经过地线形成回路， 而地线或接地平面总有一定的阻抗，该阻抗使两接地点间形成一定的电压，是电路或系统正常工作的基本技术要求，因为电流需经过地线形成回路， 而地线或接地平面总有一定的阻抗，该阻抗使两接地点间形成一定的电压， 产生接地干扰产生接地干扰。而恰当的接地方式可以给高频干扰信号
14、形成低阻抗通路，从 而而恰当的接地方式可以给高频干扰信号形成低阻抗通路，从 而抑制了干扰抑制了干扰。接地技术是至关重要的，其中包括接地技术是至关重要的，其中包括接地点的选择，电路组合 接地的设计和抑制接地干扰措施的合理应用接地点的选择，电路组合 接地的设计和抑制接地干扰措施的合理应用等等。.隔离隔离.隔离隔离是抑制干扰耦合的技术措施，这包括电路的是抑制干扰耦合的技术措施，这包括电路的空间隔离空间隔离和和电位隔离电位隔离。空间 隔离是。空间 隔离是减少电路间电磁耦合减少电路间电磁耦合的最简单而有效的方法；所谓电位隔离是指两个 或多个系统的电路去耦，以及的最简单而有效的方法；所谓电位隔离是指两个
15、或多个系统的电路去耦，以及基准电位不同的系统互相绝缘基准电位不同的系统互相绝缘，电位隔离主要 用于抑制电平相差较大的两回路间的耦合，电位隔离主要 用于抑制电平相差较大的两回路间的耦合，例如信号回路与功率回路间的电 路性耦合例如信号回路与功率回路间的电 路性耦合。电位隔离的典型方法是将电信号转变为其他物理量，通常用磁场 和光辐射作为中间变量，例如。电位隔离的典型方法是将电信号转变为其他物理量，通常用磁场 和光辐射作为中间变量，例如隔离变压器隔离变压器和和光电耦合器光电耦合器。.搭接搭接.搭接是指导体间的低阻抗连接搭接是指导体间的低阻抗连接，只有良好的搭接才能使电路完成其设计功能， 使干扰的各种抑
16、制措施得以发挥作用，而不良搭接将向电路引入各种电磁干 扰，因此在电磁兼容设计中，必须考虑搭接技术，以保证搭连的有效性、稳 定性及长久性。，只有良好的搭接才能使电路完成其设计功能， 使干扰的各种抑制措施得以发挥作用，而不良搭接将向电路引入各种电磁干 扰，因此在电磁兼容设计中，必须考虑搭接技术，以保证搭连的有效性、稳 定性及长久性。滤波滤波 滤波滤波是是压缩信号回路干扰频谱压缩信号回路干扰频谱的一种方法，当干扰频谱成分不同于有用信号的 频带时，可用滤波器将无用的干扰信号滤去。滤波器对与有用信号频率不同 的那些频率成分有良好的抑制作用，借助滤波器可明显减小传导干扰电平， 若滤波器把有用信号和干扰信号的频谱隔离的越完善，它对减少有用信号回 路内的干扰信号的效果就越好，因此恰当地设计、选择和正确地使用滤波器 对抑制干扰是非常重要的。的一种方法，当干扰频谱成分不同于有用信号的 频带时，可用滤波器将无用的干扰信号滤去。滤波器对与有用信号频率不同 的那些频率成分有良好的抑制作用，借助滤波器可明显减小传导干扰电平， 若滤波器把有用信号和干扰信号的频
