电磁兼容报告

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1、题 目：如何保证电子设备的电磁兼容性专业班级学生学号日期：如何保证电子设备的电磁兼容性一、电子通信设备为什么要保证电磁兼容性：1、电磁能的广泛应用： 电和磁无时无刻不在影响着人们的生活及生产，电磁能的广泛应用，使 工业技术的发展日新月异。随着科学技术的发展，越来越多的电子，电气设备 进入了人们生活和生产的各个领域，例如：（1）通信：电话、电报、传真、光纤通信、广播电视。（2）家用电器：电磁炉，微波炉，遥控玩具。（3）生物医学：诊断（CT）、理疗（高频、微波）手术（激光、微波手术刀） （ 4） 工业应用：电解（电解铝、生产电石）、电镀、加热或烘干、高频炉。 （ 5 ） 农业应用：灭虫、育苗、磁化

2、水。（ 6） 军事应用：雷达、电子对抗、激光武器、电磁武器。2、电磁干扰： 电磁能在为人类创造巨大财富的同时，也带来一定的危害，被称为电磁 污染，研究电磁污染是环境保护中的重要分支。以往人们把无线电通讯装置 受到的干扰，称为电磁干扰，表明装置受到外部干扰侵入的危害，其实它本 身也对外部其他装置造成危害，即成为干扰源。因此必须同时研究装置的干 扰和被干扰，对装置内部的组织和装置之间要注意其相容性。随着科学技术的发展，日益广泛采用的微电子技术和电气化的逐步实现， 形成了复杂的电磁环境。据统计，全世界空间电磁能量平均每年增长 7%-14% ，在有限的空间和有限的频率资源条件下，由于各种电子、电气设

3、备的数量与日俱增，使用的密集程度越来越大，电磁干扰的严重性也就越来 越突出。不断研究和解决电磁环境中设备之间以及系统间相互关系的问题， 促进了电磁兼容技术的迅速发展。3、电磁辐射的危害：电磁能的广泛应用一方面推动了社会的进步， 丰富了人类的物质文化生 活，同时也使空间各种频率的电磁辐射越来越强，对人类造成了危害。例如 可能干扰广播、电视、通信信号的接收；可能干扰电子仪器、设备的正常工 作，造成信息失误、控制失灵等事故；可能引燃一些易燃易爆的物质，引起 爆炸和火灾；较强的电磁辐射对人体的健康有很大的影响。例如，广州的白 云机场导航系统就曾经受到的严重干扰。 2002 年 1 月 20 日，广州白

4、云机场 由于附近无线寻呼台发射机群信号的干扰，迫使导航系统关闭通信扇面，导 致大量的飞机在空中盘旋等待，使 90多架航班延误， 6000 多旅客滞留机场。 美国航空无线电委员会也曾在一份文件中提到，一位旅客在飞机上使用调频 收音机使飞机导航系统的指示偏离 10 度以上。可见，抑制电子设备间的电磁干扰非常重要，为了防止一些电子产品产 生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作，各国政府或一些国际组 织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准，符合 这些 规 章 或标 准 的 产品 就 可 称为 具 有 电磁 兼 容 性 EMC（Electromagnetic Compatib

5、ility ）。电磁兼容性 EMC 标准不是恒定不变的，而是天天都在改变， 这也是各国政府或经济组织，保护自己利益经常采取的手段。二、电磁兼容的基本原理及保证电磁兼容性的设计方法；1、电磁兼容性定义：电磁兼容是新的边缘学科，随着数字计算技术、微电子技术和电力电 子技术的广泛应用而日益受到关注。电磁兼容（ EMC ）对于设备或系统的 性能指标来说，应为 “电磁兼容性 ”，但作为一门学科来说，应为 “电磁兼容 （学）”。电磁兼容性：英文全称 Electromagnetic Compatibility ，简称 EMC 。不 同的组织对其有不同的定义。（1） 国家标准 GB/T 4365-1995 电

6、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，并不在其环境中产生不允许的干 扰。尽管定义略有差异，但 EMC 基本包括两个方面的要求：（1）电磁干扰：是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁骚扰（ElectromagneticDisturbance） 不能超过一定的限值

7、；（2）电磁耐受：另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁骚扰具有一 定程度的抗扰度，即电磁敏感性。 （ElectromagneticSusceptibility ，即 EMS）。2、电磁兼容研究内容：（1）电磁骚扰源：包括自然骚扰源和人为骚扰源，研究干扰产生的机理、 骚扰源的辐射特性以及如何抑制骚扰的发射。（2）骚扰信号的特性和传播： 主要研究骚扰信号的频谱、 带宽、极化特性、 共模骚扰和差模骚扰、 近区场和远区场以及骚扰信号的耦合通道和传 播方式。（ 3） 接收器的研究：接收器对骚扰信号的响应、 骚扰信号对接收器的危害、 接收器的电磁敏感性和抗干扰能力。（4）测量技术的研究： 电磁环境测量、

8、辐射敏感性测量、 辐射骚扰的测量、 传导敏感性测量。（ 5） 抗干扰技术的研究：屏蔽技术、滤波技术、接地和搭接技术的深入研 究，电子、电气设备的电磁兼容设计，频谱的利用与管理。（6） 电磁兼容性设计：设备内部的电路、器件不互相干扰，设备产生的电 磁骚扰强度低于规定的限值。（7） 电磁兼容标准和规范的研究： 指定相应的标准规定了各个频段各类型 的电子、电气设备的辐射骚扰限值和对敏感度的要求， 标准中还对骚 扰的测量方法、仪器设备、试验场地等做了统一的规定。三、电子设备可能面临的电磁干扰及解决方法1，电子设备可能面临的电磁干扰1.1、电磁干扰类型：（1）按传播途径分类：包括传导干扰和辐射干扰两种

9、传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线 互相产生干扰，例如通过导线传输的骚扰，通过等效电容耦合的骚扰，通过 等效电感耦合的骚扰等；辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给 另一个电网络或电子设备，例如通过近区场感应耦合的骚扰，通过远区场辐 射耦合的骚扰等。（2）按干扰来源分类：包括自然干扰和人为干扰 自然干扰包括雷电产生的干扰和宇宙噪声，例如太阳黑子活动造成的无线电 干扰。人为干扰是指在人类的生活、交通、生产、等活动中产生的电磁干扰。（3）按信号的功能分类：包括功能性干扰和非功能性干扰 功能性干扰是指设备正常工作时产生的信号对其他设备产生的干扰。例如广

10、播、电视、通信发射设备和雷达发射的信号对其他设备的干扰。 非功能性干扰是指无用的电磁泄漏产生的干扰，例如各家用电器在利用电磁 能时伴有电磁辐射的泄漏。（4）按特性分类：分为射频干扰、工频干扰、静态场干扰；连续干扰、脉 冲干扰等。1.2、电磁干扰的三要素：（1）电磁骚扰源：指产生电磁骚扰的元器件、设备、系统或自然现象。（2）骚扰信号耦合的通道： 指骚扰信号传播的途径， 包括传导耦合和辐射 耦合。（3）对此类骚扰敏感的仪器设备： 被干扰体，对此类骚扰发生响应的设备。1.3、电磁干扰源电磁干扰源可以分为自然骚扰源和人为骚扰源两大类，其中人为骚扰源又可 按照如下分类：（1）按使用功能： 利用电磁波传递

11、信息的：比如广播、电视、通信设备、雷达等，这些设备都希望 信号越强越好，可能对其他设备产生干扰称之为功能性骚扰源。利用电磁能伴有电磁辐射的：微波炉、微波医疗设备、电动机、电动工具、电弧 焊机，这些称之为非功能性骚扰源。（2）按辐射频率分类：射频电磁场：广播、电视、通信、雷达发射设备、ISM设备。工频电磁场：高压输电线路、电气化铁路。静电场：工业中的生产工艺过程中，由于摩擦、分离产生的静电。 恒定磁场：工业电解、磁性材料等行业中产生的磁场。（3）按传输方式分类：传导骚扰源：a功能性传导骚扰源：指系统中某一设备正常工作对其他设备产生 的传导骚扰，例如各种振荡器、信号发生器，其中功能性骚扰源具有确定

12、的频率。 b 非功能性传导骚扰源：指线路上由于接触不良、放电现象或电流的突然变化产 生的传导骚扰，其信号的频谱一般很宽。辐射骚扰源：a功能性辐射骚扰源：包括各种振荡器、信号发生器，广播、电视、 通信、雷达发射设备。b非功能性辐射骚扰源：包括ISM设备的电磁泄漏、高压 输电线路的电晕放电和火花放电，振荡器、信号发生器、广播、电视、通信雷达 发射设备产生的各次谐波、各种交调干扰。2，电磁干扰的解决办法电磁干扰的抑制要从干扰源、传播途径、接收器三个方面着手，切断干扰耦 合的途径，干扰的影响也将被消除。常用的方法有滤波、降低或消除公共阻抗、 屏蔽、隔离等。2.1 屏蔽技术：屏蔽是防止辐射骚扰的主要手段

13、，所谓屏蔽就是采用一定的技术手段，把电 磁场限制在一定的空间范围之内，可以分为主动屏蔽和被动屏蔽。主动屏蔽：把 骚扰源置于屏蔽体之内，防止电磁能量和骚扰信号泄漏到外部空间；被动屏蔽： 把敏感设备置于屏蔽体内，使其不受外部骚扰的影响。按场的类型，屏蔽又可以分为静电屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽。2.1.1静电屏蔽：用于屏蔽电场或变化缓慢的交变电场，屏蔽体选用良导体。（1）主动屏蔽：屏蔽骚扰源，导体壳接地。对于静电场，导体壳接地，导体壳 的外表面没有电荷分布，屏蔽是完全的。对于骚扰源是电荷变化的，导体壳的外（2）被动屏蔽：屏蔽敏感设备，原理上导体壳可以不接地。导体壳内是等位体 导体壳内部场强为 0。导体

14、壳不接地时，导体上的缝隙，孔洞都可能引起电力线 的泄漏，降低屏蔽效果；接地时，导体壳内、外静电电位都为0，可防止电力线 的泄漏，提高屏蔽效果。2.1.2 磁场屏蔽：磁场屏蔽用于屏蔽恒定磁场或变化缓慢的交变磁场，屏蔽体选 用高磁体选用高磁导率材料。屏蔽原理：屏蔽壳与空气并联，B线集中在屏蔽壳的壁内（称为聚磁作用），壳 内 B 约为 0，实现磁场屏蔽。磁场屏蔽不可能把磁力线完全集中在屏蔽体内，总 有一些泄漏，采用双层屏蔽可以提高屏蔽效果。2.1.3电磁屏蔽：电磁屏蔽用于屏蔽高频电磁场，屏蔽体选用于导体壳。（1）屏蔽原理：指利用导电材料或铁磁材料制成的部件对大容量汽轮发电机定 子铁心端部进行屏蔽，以

15、降低由定子绕组端部漏磁在结构件中引起的附加损耗与 局部发热的措施。在通信方面屏蔽就是对两个空间区域金属的隔离，以控制电场、 磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将 元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向 外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场 的影响。（2）应用范围：导电漆、EMI导电漆喷涂技术具有高导电性、高电磁屏蔽效果、 喷涂操作简单等特点，广泛应用于通讯制品、电脑、便携式电子产品、消费电子、 网络硬件（服务器等） 、医疗仪器、家用电子产品和航天及国防等电子设备的 EMI 屏蔽。2.2 滤波技术：2.2.1电磁干扰（EMI）滤波器：EMI滤波器基本的工作原理与普通滤波器一样， 都是允许有用信号的频率分量通过、去除不需要的频率分量。EMI滤波器要能有 效地滤除信号中的骚扰信号分量。（1）技术指标：任何一种产品都有它特定的性能指标，或者是客户所期望的， 或者是某些标准所规定的。EMI滤波器最重要的技术指标是对干扰的抑制 能力，常常用所谓的插入损耗来表示，它的定义是：没有接入滤波器时从干 扰源传输到负载的功率P1和接入滤波器后从干扰源传输到负载的功率 P2之 比，用分贝（dB）表示。（2）元件选择：滤波电容的选择：与一般的滤波器不同，EMI滤波器典型结构中电容使用 了两种下