辽宁工程技术大学电磁兼容复习题1

1、1.电磁干扰的危害:1电气电子设备的互相影响2电磁污染对人体的影响。2.我国自2003年8月1日起强制执行中国强制认证(china compulsory certification 3C认证3.电磁学用分贝表示的两方面便利:1由于当阻抗恒定时功率正比于电压或电流的二次方,因而将功率、电压或电流比值用分贝表示时其结果是相同的2当不同比值的数量级相差悬殊时,其分贝的变化范围不大4.电磁兼容性(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5.电磁骚扰: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。6.电磁干扰(EMI:

2、由电磁骚扰引起的设备、系统或传播通道的性能下降。7.电磁敏感性(EMS:在存在电磁骚扰的情况下,装置、设备或系统不能避免性能下降的能力。8.电磁干扰三要素:骚扰源,耦合通道,敏感元件。9.电磁骚扰一般分为两类:自然骚扰和人为骚扰。10.人为骚扰源按其属性分为功能性骚扰和非功能性骚扰。11.人为骚扰源按电磁骚扰耦合方式分为传到骚扰和辐射骚扰。12.自然骚扰源包括:大气噪声源,天电噪声源和热噪声源。13.在时域中,信号表示为其量值随时间变化的函数14.在频域中,信号表示为其幅值、相位随频率变化的函数。15.时域信号可以通过傅立叶变换转化为频域信号,频域信号也可以通过逆傅里叶变换转化为时域信号。16

3、.电磁骚扰按耦合机理将其分为:传导耦合,磁场耦合,电场耦合和辐射耦合(电磁场耦合17.电流流通路径两点:1任何电流都要返回其源2电流总是沿着最小阻抗路径走。18.电流流通路径:低频走线路短,高频走面积小路径19.公共地阻抗耦合和公共电源阻抗耦合是最常见的传导耦合20.公公阻抗包括公共电源阻抗和公共接地阻抗21.减小传导耦合的影响方法:1尽量减小与骚扰源回路的公共部分2采取滤波措施22.骚扰源为低电压大电流时,主要表现为磁场耦合。23.骚扰源为高电压小电流时,主要表现为电场耦合。24.影响磁场耦合的因素有:1骚扰信号的频率高2被干扰电路回路面积大3被干扰电路的负载阻抗远大于其电源阻抗25.减小磁

4、场耦合的方法:1降低骚扰源的频率2减小回路之间的互感3减小被干扰回路的负载阻抗26.减小互感的方法: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27.影响电场耦合的因素有: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与负载阻抗的并联值成正比。28.减小电场耦合的方法:1减小骚扰电压2降低骚扰电压的频率3减小被干扰回路中源阻抗和负载阻抗的并联值4减小电路之间的耦合电容(为减小耦合电容,可适当增大电路间的距离5采取屏蔽措施29.辐射耦合的定义:电磁能量以电磁波的形式在空间传播30.电磁场分为近场和远场:用场点到场源的距离

5、和电磁波的波长来判断,距离小于波长为近场,距离大于波长为远场。31.电偶极子是足够短的细载流导线,其长度远远小于电磁波长,磁偶极子是一个直径足够小的载流圆环,其直径远远小于电磁波长。32.典型的天线结构:1双极天线2单极天线3回路天线4缝隙天线33.空间辐射电磁波对电路的干扰的耦合方式:天线耦合,导线感应耦合,闭合回路耦合34.屏蔽技术是利用屏蔽体阻断或减小电磁能量在空间传播的一种技术35.采取屏蔽的两个目的:1限制内部产生的辐射超出某一区域2防止外来的辐射进入某一区域。36.屏蔽按其机理可分为:电场屏蔽,磁场屏蔽,电磁场屏蔽37.屏蔽按屏蔽体结构分为:完整屏蔽,不完整屏蔽,编织带屏蔽38.屏

6、蔽按原理分为:自屏蔽和外部屏蔽39.同轴电缆传输信号,如何实现自屏蔽?答:对于电场,由于芯线和外层导体所带电荷正负抵消,传输电路在电缆外部产生的电场为0,对于磁场,由于芯线作为电流流出途径外层导体作为电流返回路径,返回电流包围着流出电流,且电流和为0,只在内部磁场,在外部产生的磁场为0.40.双绞线如何自屏蔽?答:由于两根导线不断交错使其产生的磁场方向交替变换远方的场值是所有整个信号回路场值的叠加,其中大部分相互抵消掉从而使磁场值大大降低,同样,当有外部磁场作用的双绞线信号回路时,因相互抵消作用,外部磁场在回路中感应的电动势也较小。41.实现静电场屏蔽需要满足的条件:1有完整的屏蔽体(良导体2

7、屏蔽体良好接地42.如何减少屏蔽电缆末端效应影响:为保证屏蔽电缆的电场屏蔽效果,芯线裸露在屏蔽层之外的部分应尽量短,在电缆末端的衔接处屏蔽层应与接头保持360°接触。43.如何获得最好的电场屏蔽效果的措施:1使屏蔽体尽量包围被保护电路2使屏蔽体良好接地,并且靠近被保护电路3屏蔽体采用良导体44.提高导磁材料的磁场屏蔽效果的措施:1使用高磁导率的材料、增加屏蔽体的厚度,以减小屏蔽体的磁阻2注意屏蔽体的结构设计3对强磁场的屏蔽可采用双层屏蔽结构45.使用高磁导率材料时应注意:1随着频率的增加,磁导率会逐渐下降2铁磁材料通常具有饱和性3高磁导材料在机械加工中,机械应力会使材料的磁导率明显下

8、降。46.当使用双层导磁材料的屏蔽体结构时,对靠近强磁场的屏蔽层使用不宜饱和的材料,而远离的使用高磁导率材料,同时,内外两个屏蔽层之间应保持磁路上的隔离。使用非铁磁材料做支撑47.提高导电材料的磁场屏蔽效果的措施:1使用良导体2注意屏蔽体的结构设计3使屏蔽体有一定的厚度,一般大于10倍的透入深度。48.为保证屏蔽电缆的磁场屏蔽效果:芯线裸露在屏蔽层之外的部分应尽量短,在电缆末端的衔接处屏蔽层应与接头保持360°接触。49.屏蔽效能:未加屏蔽时某一点的场强与加屏蔽后同一点的场强只比,并以分贝表示。对电场:SEe=20lg(Eo(无屏蔽/Es(有屏蔽对磁场SEh=20lg(Ho(无屏蔽/

9、Hs(有屏蔽50.SE=R+A+B R为反射损耗A吸收损耗B多次反射损耗SE 总屏蔽效能51.屏蔽体的吸收损耗(衰减对磁场至关重要的原因:虽然电场和磁场穿出屏蔽体的场强与入射场强的比值相同,但电场在屏蔽体表面几乎完全被反射,进入屏蔽体的量很少,而磁场在进入屏蔽体后得到加强,在穿出屏蔽体时才被削弱。因此磁场在屏蔽体内部的衰减至关重要52.屏蔽效能计算包括:1电场的屏蔽效能2磁场的屏蔽效能3屏蔽效能与频率的关系。53.屏蔽效能计算:1电场的屏蔽效能SEe=Re+Ae 2磁场的屏蔽效能SEh=Rh+Ah+Bh54.屏蔽效能与频率的关系:低频时屏蔽效能以反射损耗为主,高频时以吸收损耗为主。55.屏蔽体

10、不完整对屏蔽效果的影响有那些种:1缝隙的影响2开孔的影响3波导结构孔洞的影响4金属丝网的影响5薄膜及导电玻璃的影响6屏蔽电缆的影响56.影响屏蔽不完整的因素主要有两个:一个是为了通风、窥视、开箱等引入的孔缝,另一个是由于电缆出入引起的穿透。容易将内部的干扰传到外部,也容易将外部的干扰引入内部。57.屏蔽体上的孔缝对屏蔽效果的影响主要体现在:对于抑制低频磁场的高导磁材料屏蔽体,由于开孔或开缝影响了沿磁力线方向的磁阻,使其增大,降低了对磁场的分流作用对于抑制高频磁场和电磁波的良导体屏蔽体,由于开孔或开缝影响了屏蔽体感应涡流的抑制作用,使得磁场和电磁波穿过孔缝进入屏蔽体内对于抑制电场的屏蔽,由于缝隙

11、影响了屏蔽体的电连续性,使之不能成为一个等位体,屏蔽体上的感应电荷不能顺利地从接地线走掉。58.缝隙影响屏蔽效果的因素:不仅与宽,板厚有关,尺寸,数量,频率有关,频率越高,泄漏越严重,长缝隙泄漏严重,59.减少开孔开缝对屏蔽的影响的方法:注意开孔或缝隙的型式及方向,尽量减少对屏蔽体中磁场或涡流流通的影响,减少数量,缝隙的长度尽量控制在电磁波波长的二十分之一以下。60.电磁密封衬垫:表面导电的弹性物质,安装在两块金属结合处,使之充满缝隙,保证导电连续性。61.电磁密封衬垫有:1金属丝网衬垫2导电布衬垫3导电橡胶4指形簧片62.显示窗的安装注意事项:其边缘与屏蔽体之间不能有缝隙,应保持360

12、76;连接。63.为什么在屏蔽体设计时,应尽量使内部的缆线远离缝隙和孔洞?答:缆线的电流产生的磁场通过缝隙和孔洞辐射到外部,而外部的的干扰通过缝隙和孔洞进入内部,在缆线上产生干扰电流。64.什么叫滤波:抑制无用波将有用波无损通过65.按照滤波器的能量损耗分为:反射式滤波器和吸收式滤波器66.滤波器按平率特性分为:高通,低通,带通,带阻滤波67.插入损耗的定义:IL=20lg(U1/U2U1:信号源与负载阻抗之间不接滤波器时,信号源在负载阻抗上产生的电压U2:信号源与负载阻抗之间接滤波器时,信号源在负载阻抗上产生的电压68.从定义上可以看出,插入损耗值越大对骚扰信号的抑制作用越强。69.反射式滤

13、波器工作原理:在电磁信号的传输路径上形成很大的特性阻抗不连续,使大部分电磁能量反射回信号源处。70.反射式滤波器基本电路有:电感型,电容型,型,反型,T型,型以及他们的组合。71.差摸干扰(信号:相线与中线之间的干扰信号。72.共模干扰(信号:相线或中线与地线之间的干扰信号。73.抑制差摸信号的是X电容,抑制共模信号的是Y电容。74.X电容工作原理:X电容位于相线与中线之间,不加差摸电容,干扰信号将通过负载回到源,加入X电容,干扰就会通过X电容回到源,不影响负载。75.Y电容工作原理:Y电容位于相线或中线与地线之间,在不加Y电容式,干扰信号会在源,线路与负载产生回路,影响负载。加Y电容,会与大

14、地构成回路,而不影响负载。76.共模扼流圈的作用:一方面要滤除信号线上共模电磁干扰,另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰,避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。77.如何绕制共模扼流圈:电流的去线和回线要满足流过它们的电流在磁芯中产生的磁力线抵消的条件。对于没有很高绝缘要求的信号线,可以采用双线并绕的方法构成共模扼流圈,但对于交流电源线,考虑到两根导线之间必须承受较高的电压,必须分开绕制。78.共模扼流圈的原理:两根导线中的电流在磁芯中产生的磁力线方向相反,并且强度相同,刚好抵消,所以磁芯中总的磁感应强度为0,因此磁芯不会饱和。而对于两根导线上方向相同的共模干扰电流,则没有抵消的效果

15、,呈现较大的电感。由于这种电感只对共模干扰电流有抑制作用,而对差模电流没有影响,因此叫共模扼流圈。79.共模扼流圈注意事项:高压不可绕到一起。80.为什么四端电容器比两端电容器更适合滤波:两脚并联,高频加在负载两端,四端电容器改为串联,高频降在电感上。81.电磁干扰滤波器的特点:1EMI滤波器往往在阻抗不匹配情况下工作,必须考虑其失配特性,以保证在整个频段范围内都有较好的滤波特性2EMI滤波器用于抑制电磁骚扰必须了解骚扰源的特性以便正确使用,如果处理不当,可能产生谐振、畸变3EMI滤波器主要是用于抑制高频电磁骚扰或瞬态骚扰,其所用电感电容元件的寄生参数对滤波性能有较大影响必须严格控制4当EMI

16、滤波器用在电源线上时,其电感电容元件会承受较大的电压和电流,必须保证有足够的耐压和容量还要防止电感出现饱和。82.确定源端阻抗和负载阻抗的方法:应根据源端阻抗和负载阻抗确定EMI滤波器的网络结构,一般原则是源,负载的低阻抗与串联电感相配合,高阻抗与并联电容相配合。83.电源线滤波器的作用:抑制设备的传导发射或提高对电网中骚扰的抗扰度。84.电源线滤波器除了需要考虑源阻抗和负载阻抗的匹配外,还需要考虑电源线的特殊性,即过滤器的串联电感和并联电容选值受到一定限制。85.安装电源线滤波器应注意:1滤波器的安装位置,最好在入口出口处防止产生辐射干扰内部2滤波器输入和输出引线的隔离,防止骚扰在引线之间的

17、耦合,若无法隔开使用屏蔽线3滤波器的接地,必须保证滤波器有大面积接地86.高频时:电容变为电感。电感别为电容。87.为减小互感,可减小两侧回路的磁通耦合,如缩短电容引线长度,改变电路走线,采用四引线电容。88.什么是接地:1直接接大地2接参考地89.接地的目的:安全接地,干扰控制接地,功能接地90.跨步电压:所谓跨步电压,就是指电气设备发生接地故障时,在接地电流入地点周围电位分布区行走的人,其两脚之间的电压。91.流散电场:在接地体周围会存在流散电场92.防雷安全接地分为:防直接雷击和防间接雷击93.干扰控制接地的四种接地方法:浮地,单点接地,多点接地,以及混合接地。94.浮地:是将设备或电路

18、单元与公共地或可能引起环流的公共导体个离开。适用场合:小功率场合优点:抗干扰能力强缺点:容易产生静电积累95.单点接地:是在设备或电路单元中只有一个参考接地点优点:简单,且不存在多点接地时形成的地回路干扰缺点:系统工作频率很高,以致接地线较长,容易成为天线,干扰其他设备适用范围:1MHZ以下或地线长度小于/20 单点接地分为:独立地线的并联单点接地和共用地线的串联单点接地独立地线的并联单点接地适用场合:各电路单元的连线短,频率低独立地线的优点:可有效防止各电路单元之间的互相干扰独立地线的缺点:接地线很多,很长,地阻抗很大串联单点接地适用场合:低频,各单元点位相差不大串联单点接地优点:非常简单缺点:由于公用一根地线,各接地点的电位并不相同,且受其他单元的影响。96.多点接地:是指设备或电路单元中各接地点都是直接连接到离其最