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1、 第五章第五章电子设备电磁兼容设计电子设备电磁兼容设计第一节第一节 概述概述电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 v电磁干扰的危害电磁干扰的危害 对电子系统、设备的危害对电子系统、设备的危害 对武器、军事、医用设备的危害对武器、军事、医用设备的危害 电磁能对人体的危害电磁能对人体的危害 电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 v基本概念基本概念电磁骚扰和电磁干扰电磁骚扰和电磁干扰 电磁骚扰电磁骚扰：是指任何可能引起装置、设是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无
2、生备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。命物质产生损害作用的电磁现象。 电磁干扰电磁干扰：是指电磁骚扰引起的设备、：是指电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。是由电磁传输通道或系统性能的下降。是由电磁骚扰引起的后果。骚扰引起的后果。 电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 电磁敏感度电磁敏感度 是指在存在电磁骚扰的情况下，是指在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。低的能力。 通常以电平来表示，敏感度电平通常以电平来表示，敏感度电平越小，说明敏感度越
3、高，抗扰度就越小，说明敏感度越高，抗扰度就越低；而敏感度电平越高，说明敏越低；而敏感度电平越高，说明敏感度越低，抗扰度也就越高。感度越低，抗扰度也就越高。电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 电磁兼容性电磁兼容性 指的是设备或系统在其电磁环境中能正常指的是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。电磁骚扰的能力。 含义：含义： 1 1、设备或系统产生的电磁发射，不致影响、设备或系统产生的电磁发射，不致影响其他设备或系统的功能；其他设备或系统的功能； 2
4、 2、设备或系统本身的功能不受其他干扰的、设备或系统本身的功能不受其他干扰的影响。影响。 是评价一台电子设备对环境造成的电磁污是评价一台电子设备对环境造成的电磁污染的危害程度和抵御电磁污染的能力。染的危害程度和抵御电磁污染的能力。 电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 v电磁干扰的三要素电磁干扰的三要素电磁干扰源；电磁干扰源；对该干扰能量敏感的接收器；对该干扰能量敏感的接收器； 将电磁干扰传输到接收器的耦合通道。将电磁干扰传输到接收器的耦合通道。电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼
5、容课件 干扰源干扰源自然干扰源自然干扰源： 天电噪声、宇宙噪声天电噪声、宇宙噪声人为干扰源人为干扰源： 放电噪声源放电噪声源 、电器噪声源、电器噪声源、 设备内部噪声源设备内部噪声源 电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 电晕放电噪声源：高压输电线等电晕放电噪声源：高压输电线等火花放电噪声源：电器设备（电机）、火花放电噪声源：电器设备（电机）、开关设备、机动车辆、电车、照明器等开关设备、机动车辆、电车、照明器等工频噪声源工频噪声源射频噪声源：广播发射机和雷达、工业射频噪声源：广播发射机和雷达、工业及医疗用的射频设备和超声仪器等及医疗用
6、的射频设备和超声仪器等 电子开关电子开关设备内部：交流噪声，不同信号的感应设备内部：交流噪声，不同信号的感应以及寄生振荡等以及寄生振荡等 电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 噪声干扰的传播途径噪声干扰的传播途径 传导干扰传导干扰 是指沿着导体传播的干扰。在干扰源是指沿着导体传播的干扰。在干扰源和接收器之间要有完整的电路连接。和接收器之间要有完整的电路连接。 1 1）沿电源线传导的干扰）沿电源线传导的干扰 2 2）通过公共电源内阻的耦合）通过公共电源内阻的耦合 3 3）通过公共地线阻抗的耦合）通过公共地线阻抗的耦合 电子组装工艺与设备
7、大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 1 1）沿电源线传导的干扰）沿电源线传导的干扰 在电网中连接着各种电气、电子和机械设在电网中连接着各种电气、电子和机械设备备, ,这些设备在启动、工作、切断时都要向电这些设备在启动、工作、切断时都要向电网传输频谱相当宽的电磁干扰。网传输频谱相当宽的电磁干扰。 由上图可看出干扰源（电动机）的干扰通过由上图可看出干扰源（电动机）的干扰通过电源线直接传输到了接收器（信号电路）上。电源线直接传输到了接收器（信号电路）上。电源电源电动机电动机信号电路信号电路传导干扰传导干扰电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子
8、组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 2 2）通过公共电源内阻的耦合通过公共电源内阻的耦合 当两个甚至几个设备或电路单元共用当两个甚至几个设备或电路单元共用一个电源时一个电源时, ,如上图所示如上图所示, ,由于电源内阻由于电源内阻RsRs和公共阻抗和公共阻抗R R的作用的作用, ,电路电路2 2的电流发生任的电流发生任何变化都会影响电路何变化都会影响电路1 1的电压。的电压。电路电路1电路电路2RsUgR电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 3 3）通过公共地线阻抗的耦合通过公共地线阻抗的耦合 在电子系统或电子设备内部在电子
9、系统或电子设备内部, ,往往几个设往往几个设备或电路单元的电流经一条公共地线备或电路单元的电流经一条公共地线, ,如上图如上图所示。各设备或单元的电流在流过地线阻抗所示。各设备或单元的电流在流过地线阻抗RgRg时就产生压降时就产生压降, ,造成各单元对地电压的相互造成各单元对地电压的相互影响和牵制。由图可见影响和牵制。由图可见, ,电路电路1 1、2 2的对地电压的对地电压为为U Ug g= =（I I1 1+ I+ I2 2）Rg Rg 任一电路的电流变化势必任一电路的电流变化势必会影响另一电路的对地电压。会影响另一电路的对地电压。电路电路1电路电路2UgUgRgI1I2电子组装工艺与设备大
10、二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 辐射干扰辐射干扰 是指通过空间传播的电磁干扰。是指通过空间传播的电磁干扰。 干扰源的周围空间可划分两个区域：干扰源的周围空间可划分两个区域： 近场区：紧靠干扰源的区域；近场区：紧靠干扰源的区域； （或感应场区）（或感应场区） 远场区：距离大于远场区：距离大于/（22）的区域。）的区域。 （或辐射场区）（或辐射场区）电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 1）电容性耦合（电场传播）：）电容性耦合（电场传播）： 导线导线1是噪声源，是噪声源，V1为噪声源电压，导线
11、为噪声源电压，导线2是被干扰电路，是被干扰电路，VN是接收电路和地之间的噪是接收电路和地之间的噪声电压；电容声电压；电容C12是导线是导线1和和2之间的分布电容；之间的分布电容；C1G是导线是导线1 和地之间的电容；和地之间的电容；C2G是导线是导线2和和地之间的总电容；地之间的总电容；R是导线是导线2至地的电阻。至地的电阻。 电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 导出噪声电压为：导出噪声电压为：在大多数情况下，在大多数情况下，R R比比C C1212与与C C2G2G的和小得多，即的和小得多，即 故可以简化为：故可以简化为：V VN
12、 N =j =j RCRC1212V V1 1 由上式可以看出，噪声电压由上式可以看出，噪声电压VN与噪声源的电压与噪声源的电压V1和和频率大小、接收电路输入阻抗频率大小、接收电路输入阻抗R R以及两电路以及两电路之间的分布电容之间的分布电容C C1212有关。有关。电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 2 2）电感性耦合（磁场传播）电感性耦合（磁场传播） 导线导线1 1和和2 2是两相互靠近的导线，设其中是两相互靠近的导线，设其中1 1是噪声源，是噪声源，V1V1是噪声源电压，是噪声源电压，I1I1为噪声源电为噪声源电流；导线流；导
13、线2 2是接收电路；是接收电路；M M是导线是导线1 1、2 2之间的之间的互感，互感，V VN N为噪声电压。为噪声电压。 电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 接收电路接收电路2 2由地构成封闭回路如图所示由地构成封闭回路如图所示得出：得出：V VN N =j =j BAcosBAcos 或者：或者：V VN N =j =j MIMI1 1 噪声电压与噪声源的电流噪声电压与噪声源的电流、频率大小、频率大小、磁通密度磁通密度、接收回路包围的面积接收回路包围的面积 等有关。等有关。 电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子
14、组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 v电子设备的电磁兼容设计电子设备的电磁兼容设计EMC设计的目标设计的目标 使设备或系统能在预定的电磁环境使设备或系统能在预定的电磁环境中正常、稳定的工作，并对该电磁环中正常、稳定的工作，并对该电磁环境中的任何事物不构成电磁骚扰，即境中的任何事物不构成电磁骚扰，即实现电磁兼容。实现电磁兼容。电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 电磁干扰的抑制电磁干扰的抑制 1 1）抑制电磁干扰源；）抑制电磁干扰源； 2 2）切断电磁干扰耦合途径；）切断电磁干扰耦合途径； 3 3）降低电磁敏感装置的敏感性。）
15、降低电磁敏感装置的敏感性。 一方面，设备或系统本身应选用相互一方面，设备或系统本身应选用相互干扰最小的设备、电路或部件，并进行干扰最小的设备、电路或部件，并进行合理布局；再就是通过屏蔽、滤波、接合理布局；再就是通过屏蔽、滤波、接地及电路隔离技术，切断电磁干扰的耦地及电路隔离技术，切断电磁干扰的耦合途径，抑制电磁干扰。合途径，抑制电磁干扰。 电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件 对于场的干扰：采取隔离或屏蔽对于场的干扰：采取隔离或屏蔽对于电路的干扰：采取滤波、合理布局、对于电路的干扰：采取滤波、合理布局、 合理设计地线系统等合理设计地线系统等电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件电子组装工艺与设备大二下学期电子设备电磁兼容课件
