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1、第八章 电磁兼容主要内容1电磁兼容基本原理2屏蔽3滤波4接地及搭接8.1 电磁兼容基本原理8.1.1 电磁兼容的基本概念8.1.2 电磁骚扰源8.1.3 电磁骚扰的传播8.1.4 保证电磁兼容性的方法1 电磁兼容的基本概念有关电磁兼容的定义电磁兼容性(Electromagnetic CompatibilityEMC)1) 国家标准GB/T 4365-1995电磁术语的定义：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。2) 美国电气电子工程师协会(IEEE)的定义：一个装置能在其所处的电磁环境中满意地工作同时又不向该环境及同一环境中的其他装置排放超过允许
2、范围的电磁扰动。3) 国际电工技术委员会(IEC)的定义：电磁兼容是设备的一种能力。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允许的干扰。电磁骚扰(E1ectromagnetic Disturbance)：可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命、无生命物质产生损害作用的电磁现象。电磁干扰(E1ectromagnetic InterferenceEMI)：由电磁骚扰引起的设备、系统或传播通道的性能下降 。电磁骚扰和电磁干扰比较：两个词语过去经常混用，但两者之间有明显的区别前者是指电磁能量的发射过程，后者则强调电磁骚扰造成的结果。电磁干扰三要素电磁兼容就是研究电磁干扰（E1ect
3、romagneticInterferenceEMI）问题。电磁干扰三要素：电路受干扰的程度可用下式描述：S =WC / I式中，S为电路受干扰的程度；W为骚扰源的强度；C为骚扰源通过某种途径到达被干扰处的耦合因素；I为被干扰电路的抗干扰性能。电磁骚扰源电磁骚扰的一般分类1) 从来源分：自然骚扰和人为骚扰。2) 从骚扰属性分 ：功能性骚扰和非功能性骚扰。3) 从耦合方式分 ：传导骚扰和辐射骚扰 。4) 从频谱宽度分 ：宽带骚扰和窄带骚扰 。5) 从频率范围分 ：甚低频骚扰(30Hz以下)、工频与音频骚扰(50Hz及其谐波)、载频骚扰(10kHz一300kHz)、射频及视频骚扰(300kHz一30
4、0MHz)、微波骚扰(300MHz一100GHz)。自然骚扰源由于大自然现象所造成的各种骚扰源。包括：(1)雷电(2)太阳噪声(3)物质本身固有的噪声 。可分为3种：热噪声、散粒噪声及接触噪声。人为骚扰源常见的产生骚扰的设备有：(1) 无线电通信设备(2) 工业、科学、医疗设备(3) 电力系统(4) 点火系统(5) 家用电器、电动工具及电气照明(6) 信息技术设备(7) 静电放电无论是自然的或人为的电磁骚扰源，按其构成威胁的程度均可分为4类：雷电、强电磁脉冲、静电放电和开关操作，其电压、电流和时域特性见表2-1。2.3 电磁骚扰的传播将传播方式按耦合机理分类：2.3.2 传导耦合若两个电路共用
5、一段电路，其中一个电路中有骚扰电流流过时，在该段公共电路（阻抗）上产生的骚扰电压就会影响到另一个电路，产生传导耦合或公共阻抗耦合。电路1在电路2的负载ZL2上产生干扰电压U L 2=U S1Z C Z L 2(Z S1 + Z L1 )(Z S 2 + Z L 2 )公共地阻抗耦合公共电源阻抗耦合2.3.3 磁场耦合当骚扰源为低电压、大电流时，它对周围电路的影响，主要表现为磁场耦合干扰。一般的磁场耦合是指骚扰源产生的骚扰磁场与被干扰回路存在磁通交链，从而在被干扰回路中感应电动势。u N = ddtSB dS回路固定不变，磁通密度按正弦规律变化时U N = jBS cos一个长5cm、宽3cm的
6、矩形回路处于f=150kHz、H=2A/m的磁场中，且磁场垂直于回路平面，则回路中的感应电压为3.55mV被干扰电路中的负载上的干扰电压U L 2 = jMI 1Z L 2 /(Z S 2 + Z L 2 )磁场耦合不需要直接的电连接，当骚扰信号的频率高（电流随时间变化快），被干扰电路回路面积大（互感大），被干扰电路的负载阻抗远大于其源阻抗时，磁场耦合严重。为减小磁场耦合的影响，应采取如下措施：降低骚扰电流的频率；减小回路之间的互感；减小被干扰回路的负载阻抗。为减小互感，可减小回路面积；增大回路间的距离；避免回路面平行布置；采取屏蔽措施。2.3.4 电场耦合当骚扰源为高电压、小电流时，它对周围
7、导体、电路的影响，主要表现为电场耦合干扰。骚扰源通过电容耦合作用于被干扰电路在导线2上产生的干扰电压为U N =jC12 Z S 2 Z L 2 (Z S 2 + Z L 2 )1 + j(C12 + C 2G ) Z S 2 Z L 2 (Z S 2 + Z L 2 )U 1U 1 =Z L1 | jC1GZ S1 + Z L1 | jC1GU 1S通常情况下Z S 2 Z L 2Z S 2 + Z L 21(C12 + C 2G )则U N jC12U 1Z S 2 Z L 2Z S 2 + Z L 2通过电容耦合产生的干扰电压与骚扰源的频率、骚扰电压、骚扰电路与被干扰电路之间的耦合电容、被干扰电路的源阻抗和负载阻抗的并联值成正比。为减小电场耦合的影响，应：减小骚扰电压；降低骚扰电压的频率；减小被干扰回路中源阻抗和负载阻抗的并联值；减小电路之间的耦合电容；采取屏蔽措施。2.3.5 辐射耦合1.电磁辐射的概念当远离场源时，空间中的电磁场并不取决于同一时刻的场源特性，它类似于水中的波纹，即使当前时刻的场源已经消失，但前一时刻它释放出的电磁能量仍然单独存在于空间电磁场中，并以电磁波的形式按一定的速度在空间传播，这种现象称为电磁辐射。
