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电磁兼容原理与方法 中国科学院电子学研究所 陈志雨Tel 58887484zychen 课程内容提要 第一章电磁兼容概述第二章电磁辐射与远近场基本概念第三章接地 屏蔽与滤波第四章印刷电路板的电磁兼容设计第五章电磁兼容标准与测试第六章电磁兼容预测 研究专题 主要参考书 1 蔡仁钢 电磁兼容原理 设计和预测技术 北京航空航天大学出版社 北京 1997 2 欧健昌 吕英华 电子设备的电磁兼容设计 电子工业出版社 北京 2003年 第一章电磁兼容概述 1电磁兼容基本概念重要性及学科发展定义和学科特点学科的主要内容干扰源与耦合途径 一 重要性及学科发展 时代要求若干重要性范例学科历史 标志性事件1934年国际无线电干扰特别委员会 CISPR 成立 1944年德国电器工程师协会制订世界第一个电磁兼容规范VDE0878 IEEE射频分册 RFI 从1964年改为电磁兼容 EMC 分册 我国1990年第一届全国学术会议 国际电磁兼容主要机构 IEC 国际电工委员会 InternationalElectromagneticalCommision下属 TC 77 ElectromagneticCompatibilitybetweenElectricalEquipmentsIncludingNetwork CISPR 国际无线电干扰特别委员会 InternationalSpecialCommitteeOnRadioInterference 重要学术会议 IEEEEMCInternationalSymposium 西雅图 每年一次 有光盘Asia PatificConfenrenceonEnvironmentalElectromagnetics 四年一次 中国电子学会 日本电工学会 北邮 国内 机构 中国电子学会电磁兼容分会通讯学会电磁兼容学会中国电子学会微波分会电磁兼容分会各省市电磁兼容协会 湖南 湖北等 中国科协主办全国电磁兼容学术会议 两年一次中国电子学会电磁兼容分会主办全国电磁兼容学术会议 每年一次 二 定义和学科特点 IEC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 而不致于在其环境中产生不允许的干扰 1 电磁场理论为基础 2 大量专门术语及无线电术语 3 dB作单位 三 电磁兼容主要内容 1 电磁干扰源及耦合途径的理论研究 2 电磁频谱利用和管理3 电磁兼容工程分析及控制技术 屏蔽 接地 滤波 PCB等 4 电磁兼容设计与预测 PCB等 三个阶段 问题解决 规范设计 预测 5 电磁兼容测量技术 6 电磁兼容标准 7 信息泄漏与防护技术 Tempest 红信号 8 环境电磁脉冲及防护 雷电等 9 电磁生物效应 附表 常用频段用途 波段频率主要用途长波10 100KHz电报 通讯中波100 1500KHz无线电广播短波6 30MHz电报通讯 无线电广播超短波30 300MHz无线电广播 电视 导航微波分米波300 3000MHz电视 雷达 导航 接力通信 其他专门用途厘米波3 30GHz毫米波30 300GHz雷达 导航 其他专门用途 四 干扰源与耦合途径 三要素 干扰源耦合途径敏感设备干扰源 天然 人为 天然 雷电 30MHz以下 宇宙噪声 太阳辐射10MHz 30GHz 银河系无线电辐射150MHz 200MHz 磁暴 地震 人为 通信广播 电视 广播 各种通信台站电力 发电机 变压器 电力线工业 各种电动机 电焊机 加热器 机床 控制器 计算机 搅拌机 继电器交通 电动机车 导航系统 汽车点火装置 10MHz 100MHz 医疗 电子医疗器械 X射线 办公 计算机 键盘 打印机 复印机 日光灯家电 微波炉 风扇 吸尘器 冰箱军事 核爆炸 核电磁脉冲NEMP强度达100kV m 电子武器系统内干扰源 开关电源 脉冲数字线路 散热片 振荡器及各种电子线路 对另一部分线路产生干扰 耦合途径传导耦合 直接传导耦合 电阻性 电容性 电感性公共阻抗耦合 共电源耦合等线间耦合 通过互感 互容 近场耦合 辐射耦合 场线耦合 孔缝耦合 天线对天线耦合等 一般指远场 2电磁兼容术语 1 电磁兼容 electromagneticcompatibility EMC 设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力 2 电磁骚扰 electromagneticdiaturbance 任何可能引起设备或系统性能下降 或对生命或无生命物质产生损害的电磁现象 3电磁干扰 EMI electromagneticinterference 电磁骚扰引起的设备或系统性能下降 4电磁敏感性 EMS electromagneticsusceptibility 在存在电磁骚扰的情况下 设备或系统不能避免性能降低的能力 5 系统间干扰 inter systeminterference 其他系统产生的电磁骚扰对一个系统产生的电磁干扰 6 系统内干扰 intra systeminterference 系统中出现的由本系统内部产生的电磁骚扰引起的电磁干扰 7抗扰性 immunity 设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力 敏感性高 抗扰度低 但对一个设备言 敏感性电平与抗扰度电平是同一个数值 8 电磁发射 electromagneticemission 从源到外发出电磁能量的现象 9 电磁辐射 electromagneticradiation 电磁能量以电磁波辐射的形式发射到空间的现象 10 电磁兼容电平 electromagneticcompatibilitylevel 预期加在工作于指定条件的装置的装置 设备或系统上的 规定的 最大的电磁骚扰电平 11 骚扰限值 limitofdisturbance 对应于规定测量方法的最大电磁骚扰允许电平 12 抗扰性限值 limitofimmunity 规定的最小抗扰性电平 13 发射裕量 emissionmargin 设备或系统的电磁兼容电平与发射限值之间的差值 14 抗扰性裕量 inmmunitymargin 设备或系统的抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差值 15 耦合途径 couplingpath 电磁能量从源到另一电路或装置所经的途径 16 地耦合干扰 groud coupledinterference 电磁骚扰从一电路通过公共地或地回路耦合到另一电路从而引起的电磁干扰 17 干扰抑制 interferencesuppression 削弱或消除电磁骚扰的措施 18 电磁屏蔽 electromagneticscreen 用来减少电磁场向指定区域穿透的措施 19 人工电源网络 artificialmainsnetwork 串接在被测设备电源进线处的网络 为骚扰电压的测量提供规定的负载阻抗 并使被测设备与电源相互隔离 又称线路阻抗稳定网络lineimpedancestabilizationnetwork LISN 20 差模电压 differentialmodevoltage 一组规定的带电导体任意两根之间的电压 21 共模电压 commonmodevoltage 每个导体与规定参考点 通常是机壳或地 之间的电压 22 准峰值检波器 quasi peakdetector 具有规定的电气时间常数的检波器 当施加规则的重复等幅脉冲时 输出电压是脉冲峰值的分数 且此分数随脉冲重复率增加趋向1 23 峰值检波器 peakdetector 输出电压为所施加信号峰值的检波器 24 测试场地 testsite 在规定条件下能满足对被测设备的电磁发射进行正确测试的场地 25 横电磁波室 TEMCell 一个封闭系统 电磁波在其中以横电磁波模式传播 从而产生供