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1、电磁兼容原理及应用复习材料2011.12一、 简答题（每题2分，共20分）1在电磁兼容领域，为什么总是用分贝（dB）的单位描述？10mV是多少dBmV？答：因为要描述的幅度和频率范围都很宽，在图形上用对数坐标更容易表示，而dB就是用对数表示时的单位，10mV是20dBmV。2 一台设备，原来的电磁辐射发射强度是300mV/m，加上屏蔽箱后，辐射发射降为3mV/m，这个机箱的屏蔽效能是多少dB？（1）答：这个机箱的屏蔽效能应为40dB。3 设计屏蔽机箱时，根据哪些因素选择屏蔽材料？4 答：从电磁屏蔽的角度考虑，主要要考虑所屏蔽的电场波的种类。对于电场波、平面波或频率较高的磁场波，一般金属都可以满
2、足要求，对于低频磁场波，要使用导磁率较高的材料。5 电磁密封衬垫的两个关键特性是什么？列出一些电磁密封衬垫种类。答：电磁密封衬垫必须具备的两个特性是弹性和导电性。常用电磁密封衬垫的种类有：指形簧片、金属网衬垫、导电橡胶、导电布包裹发泡橡胶、螺旋管等，6 什么叫滤波器的插入损耗，用什么方法测量滤波器的插入损耗可以得到最保险的结果？答：由于滤波器接入电路产生的电流、电压损耗叫做滤波器的插入损耗，干扰滤波器应对干扰频率的信号有尽量大的插入损耗。7 导致地线干扰问题的根本原因是什么？答：地线的阻抗是导致地线问题的根本原因，由于地线阻抗的存在，当地线上流过电流时，就会产生电压，形成电位差，而我们在设计电
3、路时，是假设地线上各点电位是相同的，地线电位是整个系统工作的参考电位，实际地线电位与假设条件的不同导致了各种各样的地线问题。8 在实践中，常见到将多股导线绞起来作为高频导体，据说这样可以减小导线的射频阻抗，这是为什么？（1）答：这样增加了导线的表面积，从而减小了高频电阻。9 怎样从选器件方面减小电磁辐射？答：选择功耗低、上升/下降沿尽量缓、集成度尽量高的芯片。10 如果电感性负载的通断是由机械开关控制的，那么当开关闭合或断开时，会在开关触点上产生电弧放电和电磁干扰。这种干扰是开关闭合时严重，还是断开时严重？答：断开时严重。11 为什么一个设备如果抗射频干扰能力强，则一般抗静电放电能力也强？答：
4、因为静电放电产生的也是一种高频电磁场。11. 安装瞬态抑制器件时，要注意什么问题？答：保证流过瞬态抑制器件的电流路径具有最小的阻抗，因此这个路径上的导线要尽量短，旁路电容的安装原则同样适合于瞬态抑制器件的安装。12. 为什么在进行线路板布局时，要使高频电路尽量远离I/O电缆接口？答：防止高频信号耦合到电缆上，形成共模电压（电流），产生较强的共模辐射。13. 什么是共模扼流圈？答：仅对共模电流有电感作用的扼流圈称为共模扼流圈。14. 减小线路板电磁辐射的主要措施是什么？答：使容易产生辐射的信号（周期性信号）具有最小的回路面积。如果线路板上有外拖电缆，辐射较强的电路远离输入/输出电路，在输入输出电
5、路的位置设置“干净地”以减小电缆上的共模电压。15. 使用双绞线提高对磁场的抗扰度时，要注意什么问题？答：双绞线两端所连接的电路不能同时接地，为信号回流提供第二条路径，最好是平衡电路。16. 信号线滤波器主要起什么作用，从安装方式上讲有哪些种类，怎样确定使用什么安装方式的信号滤波器？答：减小信号线上不必要的高频成分（主要是共模的），从而减小电缆的电磁辐射，或防止电缆作为天线接收空间电磁干扰，并传导进机箱。有线路板上安装和面板上安装两种方式，需要滤波的频率较低时使用线路板上安装的结构，需要滤波的频率较高时，使用面板上安装的结构。17. 为什么说穿心电容是干扰滤波的理想器件？答：穿心电容是一种三端
6、电容，但与普通的三端电容相比，由于它直接安装在金属面板上，因此它的接地电感更小，几乎没有引线电感的影响，另外，它的输入输出端被金属板隔离，消除了高频耦合，这两个特点决定了穿心电容具有接近理想电容的滤波效果。18. 列出尽可能多的降低地线射频阻抗的方法。答：尽量使用表面积大的导体，以减小高频电流的电阻；尽量使导体短些，以减小电阻和电感；在导体表面镀银，减小表面电阻；多根导体并联，减小电感。19. 在使用多层板布线时，为了避免数字电路地线与模拟电路地线相互干扰，用两层地线面分别做数字地和模拟地，可以吗？为什么？答：不可以，两层地线之间的寄生电容较大，会发生严重的串扰。20.高频、低频磁场屏蔽措施的
7、主要区别？答：（1）高频磁场屏蔽采用低电阻率的良导体材料，如铜、铝等。其屏蔽原理是利用电磁感应现象在屏蔽体表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目的。（2）低频磁场屏蔽常用高磁导率的铁磁材料，如铁、硅钢片坡莫合金。其屏蔽原理是利用铁磁材料的高磁导率对干扰磁场进行分路。21.接地的基本概念和作用？答：（1）接地是指系统的某一选定点与某个接地面之间建立低阻的导电通路。（2）接地的作用是为信号电压提供一个稳定的零电位参考点，消除公共阻抗的耦合，保障人身和设备安全。22.电磁屏蔽的基本概念和原理？答：电磁屏蔽是以某种材料（导电体或导磁体）制成的屏蔽壳体，将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即其内的电
8、磁场不能越出这一区域，而外来的辐射电磁场不能进入这一区域（或者进入该区域的电磁能量将受到很大的衰减）。23.电磁兼容的基本概念？答：电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能够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，且不对该环境中任何其它设备构成不能承担的电磁骚扰的能力。或者说，电磁兼容是指电子线路、设备、系统相互不影响，从电磁角度具有相容性的状态。24.请写出电磁兼容的英文全称（填写两个English单词，每个单词首字母大写，其余字母小写，两单词之间空一格）二、 填空题（每空1分，共20分）1 构成电磁干扰的三要素是【干扰源】、【传输通道】和【接收器】
9、；如果按照传输途径划分，电磁干扰可分为【传导干扰】和【辐射干扰】。2 电磁兼容裕量是指【抗扰度限值】和【发射限值】之间的差值。3 抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】、【屏蔽】和【接地】。4 常见的机电类产品的电磁兼容标志有中国的【CCC】标志、欧洲的【CE】标志和美国的【FCC】标志。5 IEC/TC77主要负责指定频率低于【9kHz】和【开关操作】等引起的高频瞬间发射的抗扰性标准。6 静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】。7 电磁屏蔽的材料特性主要由它的【电导率】和【磁导率】所决定。8 滤波器按工作原理分为【反射式滤波器】和【吸收式滤波器】，其中一种是由有耗元件如【铁氧体】材
10、料所组成的。9 设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压，则插入损耗可定义为【20lg(U2/U1)】分贝。10 电子设备的信号接地方式有【单点接地】、【多点接地】、【混合接地】和【悬浮接地】。11电磁骚扰从来源分为自然骚扰和人为骚扰。 12电磁骚扰从耦合方式分为传导骚扰和辐射骚扰 。13在使用高磁导率的材料时，应当注意：随着频率的增加，磁导率会下降。14电磁波在穿越屏蔽体时，会产生反射和吸收，导致电磁能量衰减。15屏蔽效能是以分贝（dB）表示。16应当尽量减少屏蔽体上缝隙的存在，并且缝隙的长度尽量控制在电磁波波长的1/20以下。 17浮地是将设备或电路单元与公共地或可
11、能引起环流的公共导体隔离开来。18当频率在1MHz以下或地线长度小于/20时，可采用单点接地方式。19当设备工作频率高于10MHz时，应采用多点接地方式。20采取屏蔽措施时，屏蔽体应当接地。21搭接是将需要等电位连接的点通过机械、化学或物理方法实现结构相连，以实现低阻抗的连通。22当滤波器的频率特性不能满足要求时，可以采取多个滤波器级联的方法。23电缆线对高频骚扰具有天线作用，通常是在电缆线端口处并联电容滤波。24中国电磁兼容认证中心的英文简写是CEMC。25在集成电路等功率消耗器件的电源线和地线之间加去耦电容，且电容尽量靠近该器件。26功率二极管的反向恢复特性和功率开关器件的开关特性等是产生
12、电磁骚扰的主要原因。27利用电感、电容的串联谐振对某一频率或一定频率范围呈现较低的阻抗，将其与电网并联，可吸收电网中谐振频率的谐波电流。28各次谐波有效值的平方和的均方根值和其基波有效值的百分比称为正弦波的畸变率。29差模骚扰主要是由开关变换器的脉动电流引起，而共模骚扰则主要是由较高的电压变化率du/dt与杂散参数间相互作用产生的高频振荡引起。30如果电磁发射超标，首先要区分是传导发射还是辐射发射，然后分别处理。31电荷的移动形成传导电流，电场的变化形成位移电流。32为减小辐射，应当避免形成有效的天线结构，或将天线的两部分短接起来。三、 判断1 接地电阻越小越好2 信号地是各种物理量的传感器和
13、信号源零电位的公共基准地线。3 低频电路电缆的屏蔽层接地应采用一点接地的方式，而且屏蔽层接地点应当与电路的接地点一致。4 EMI是电磁兼容的英文简称。5 电磁兼容是一门综合性的边缘学科，又是一门实践性很强的应用学科。6 空间中某点的电场强度与磁场强度的比值称为波阻抗。7 辐射耦合是指电磁骚扰在空间中以电磁波的形式传播，耦合至被干扰电路。8 自屏蔽的关键是场的自包容，即通过合理布置信号，使电压产生的电场和电流产生的磁场包容在结构内部。9 高频时，由于集肤效应，只要很薄的一层金属即可实现磁场屏蔽。10 屏蔽效能SE越大，表示屏蔽效果越好。 11 反射式滤波器又称无损滤波器12 低通滤波器中，电容的
14、作用是通过并联一个低阻抗的通路，使骚扰电流分流，从而减小负载中的骚扰电流；13 低通滤波器中，电感的作用是通过串联一个高阻抗，阻断骚扰信号的流通，从而减小负载上的骚扰电压。 14 吸收式滤波器又称有损滤波器15 并联电容滤波时，高频滤波效果比设想的差，是因为并联电容两侧的回路之间存在互感。16 安全接地就是用低阻抗的导体将设备或系统的外壳连接到大地，以保证人身及设备的安全。17 对人体造成伤害的是流经人体的电流，对于交流电，其安全限值为1520mA18 防雷接地的目的就是把雷电流引入大地从而保护设备及人身安全19 一般，当频率在1MHz以下或地线长度小于/20时，可采用单点接地方式。20 多点
15、接地一般用于高频系统，为降低地线阻抗，地线应尽量加宽21 高频信号的传输，必须考虑阻抗匹配的问题，否则，传输信号会在阻抗突变的位置发生反射，引起传输信号波形的振荡，造成波形严重畸变。22 搭接是将需要等电位连接的点通过机械、化学或物理方法实现结构相连，以实现低阻抗的连通。23 对于持续时间大于8.4ms的瞬变电压，人们通常将其称为浪涌24 压敏电阻响应速度高、可有较大的吸收能力，但固有电容较大，不适合用在高频电路25 两种不同介质互相摩擦后会产生静电，静电感应也会产生静电。26 带正负电荷的导体相接触时，会产生短路放电电流27 带电导体间的电压超过间隔空气或绝缘介质的击穿电压时，会产生电弧，形成电弧电流。 28 为阻止静电荷的生成，应避免两种绝缘材料的摩擦，至少消除一种绝缘材料29 为阻止静电荷的生成，应保持工作环境中有一定的空气湿度30 电磁兼容标准由基础标准，通用标准和产品类标准3个层次构成，每个层次都包含发射和抗扰度两个方面的标准31 中国强制认证，简称“CCC”认证32 EMI接收机是进行电磁兼容测量的基本仪器。33
