电磁兼容经典例题汇总

1、 1. 求 下 列 各 物 理 量 以 dB 表 示 的 值 : P1 1 mW 和 P2 20W ; v1 10mV和 v2 20 V ; i1 2mA和 i2 0.5A。解：(1) PdB= 10log(P1/P2) = -43dBPdB= 10log(P1/P2) = 54dBPdB = 10log(P1/P2) = -48dB计算连接电缆的功率损耗(电缆特性阻抗与负载阻抗匹配)解：电缆的功率损耗= Pin dBm Pout dBm= 8.686 L( 为传输线损耗，L 为所选传输线的长度)使用 dB表示放大器的性能参数:增益。如果输入功率1 W ,放大器增益 60dB，其输出功率为多少

2、dB W。解： 使用 dB 表示放大器的增益为：Pout dB增益 dBPin dB或者Pout dBm增益 dBPin dBm或者Pout dB W 增益 dBPindB W若输入功率为1 W即 PindB W= 10log(1 W/ W) = 0dB W故 PoutdB W = 60dB - 0dB W = 60dB W为什么大量的现代EMC 测试设备具有50 的纯电阻输入阻抗和源阻抗，并且用50 同轴电缆来连接。解： 如果电缆的终端阻抗不等于电缆的特性阻抗，那么从信号源向负载方向看过去的电缆输入阻抗也不再对所有长度的电缆都是50 ， 而是会随着频率和电缆长度的变化而变化。选择50 以外的

3、其他任何阻抗都是合适的，但是50 已经成为工业标准。这就是为什么大量的现代化EMC 测试设备具有50 的纯输入阻抗和信号源阻抗，并且用50 的同轴电缆来连接。一台 50 的信号发生器(信号源)与输入阻抗为25 的信号测量仪( EMI 接收机)相连，信号发生器指示的输出电平为-20dBm，求信号测量仪的输入电压(以dB V 为单位) 。解： 由题意有，在负载接50 负载情况下，50 负载上的功率为：Pout = 10 20/10 = 0.01mW ，故 50 负载上的电压为：Uout =50* Pout = 0.707mV，所以信号源的开路电压为：Uoc = 2*Uout = 1.414mV再根

4、据Rs = 50 和RL = 25 分压计算得到：Uout = RL *UOC = 53.47dB V .RL RS将内外半径分别为a 和b，磁导率为的无限长磁性材料圆柱腔置于均匀磁场B0中。假设均匀磁场B0的取向与无限长磁性材料圆柱腔的轴线平行，试求解此圆柱腔的磁屏蔽效能。解： 由题意有，圆柱腔壁厚度t b a，平均半径R a b 。2相对磁导率r (0 为真空的磁导率)0故由屏蔽效能定义有： TOC o 1-5 h z t(ba)SE 20log(1rt)20log1(ba)2R0(ab)将内外半径分别为a 和b，磁导率为的磁性材料球壳置于均匀磁场B0中，试求解此球壳的磁屏蔽效能。解： 由

5、题意有，球形磁屏蔽壳的平均半径rea b 。屏蔽壳厚度t b a ，2相对磁导率r （0 为真空的磁导率）。0由屏蔽效能定义有：2tSE 20log( r 3re1) 20log4 (b a)3 0(a b)理想的共模扼流圈（线圈的缠绕完全对称且没有损耗）的结构如下图所示，如果AB 端相连，那么50MH Z时从 ab 端看进去的电阻为300 900 k 。如果 Ab 端相连，那么50MHZ时从aB端看进去的电阻为 1000 900 k 。 计算此扼流圈的自电感和互电感。并用 pSpice验证结果。解： 由题设条件知两耦合线圈的等效电路图如下：(其中L1 L2 L ).若 AB 端相连时：假设电

6、流I 从 a 端流入，则ab 间电压为：.U 2jw(L M )I故从 ab 端看进去的电阻为：.UR . 2jw(L M) 300jK ( )I.若 Ab 端相连时：假设电流I 从 a 端流入，则aB 间的电压为：.U 2jw(L M )I故从 aB 端看进去的电阻为：.UR . 2jw(L M) 1000jK ( )I联立 解得：L 1.035mH , M 0.557mHpSpice仿真电路图如下：仿真结果如下：结果 ab 间的输入电阻为300.443 K ，和 300 jK 基本相同。当 aB 连接时电路如下：结果 aB 间的输入电阻为1000.2K ，与 1000 jK 基本相同。理想

7、的共模扼流圈（L=30 H ,M =27 H ；线圈的缠绕完全对称且没有损耗）连接在源和负载之间，如图所示。假设所有的共模电流都被共模扼流圈所抑制，计算负载电压的幅度。用 pSpice验证结果。解： 由题设可得共模扼流圈等效电路图如下：记激励电压为U0，对电路运用KVL 得到：U0 2jw(L M )I U1U1IR1解得：U1U0RR 2jw(L M )2.56475.144VpSpice仿真电路图如下：得到R1 两端电压如图所示：结果为电阻两端的幅值为：2.5639V适用于我国各种军用电子、电气和机电设备及分系统的EMC 标准及其主题内容是什么？罗列主要的国际EMC 标准化组织？解：GJB

8、151军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求和GJB152军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量于 1986 年正式颁布实施，在 1997 年在原标准基础上等效采用MIL-STD-461D 和 MIT-STD-462D 颁布了三军通用的新的电磁兼容标准GJB151A-97 和 GJB152A-97。其主要内容是：（ 1）它将分系统和设备的电磁发射和电磁敏感度测量方法合成一个标准；（ 2） 它明确指出这些标准对于特定的分系统和设备时进行必要的剪裁。由于具体的分系统和设备的所安装的平台及电磁环境不尽相同，因此在分系统和设备订货时就要进行这种剪裁，在设计中依靠设计人员的EMC 知识对其EMC 进行控制。

9、（ 3）本标准的附录应用指南给出每个要求的原理和背景，这对理解和贯彻标准十分有用。主要的国际EMC 标准化组织有：国际电工委员会（IEC） 、国际无线电干扰特别委员会（CISPR） 、国际大电网会议（CIGRE） 、国际电信联盟（ITU） 、国际标准化组织（ISO） 、跨国电气和电子工程师协会（IEEE）等。图示 IEC 标准体系？表述基础标准、通用标准和产品（类）标准的相互关系。解：IEC 标准体系图如下：在基础标准、通用标准和产品标准三层次中，下一层次的标准通过引用上一个层次的标准来构成本层次标准的一部分。标准层次越低，规定越详细、明确，操作性就越强；反之米标准的包容性越强，使用范围越宽。

10、举例说明国家EMC 标准编号的形式？解：举例：GB4824-1995： GB 代表强制性国家标准；4824 代表工业、科学和医疗射频设备无线电干扰特性的测量方法和限值；1995代表制定年份。GB/T17618-1998： GB/T 代表推荐性国家标准；17618 代表信息技术设备扰度限值和测量方法；1998代表制定年份。不同负载对滤波器特性的影响的研究以简单的RC滤波器为例，通过A矩阵，使用解析的方法得到滤波器的传递函数，进而得出不同负载情况下的滤波器的幅度和相位与频率的变化关系。然后，利用matlab 编程得到在不同负载下的滤波器特性图，直观的显示在不同负载情况下的滤波器特性。然后，通过改变

11、滤波器的拓扑结构，依照前述相同方法，分别对 T 型滤波器和型滤波器的负载特性进行讨论。型滤波器解： 由A转移矩阵可得：串联电阻R， 串联电感L， 并联电容C的A矩阵分别为：10R ，1 jwL ，1101 jwjwC 1ZL 间的所有原件应用A矩阵计算得到输入端的电压电流与负载端的电压电流关系。RC低通滤波器 A矩阵为：1 ZG * 1 R *101 ( R ZG)jwC R ZG010 1 jwC 1jwC1记输入端的电压电流为u1 和 i1，负载端的电压电流为u2和 i2，则有：u1i11 (R ZG) jwCjwCR ZG * u21 i2在负载端ZL上，u2=i2* ZL，得到u1和

12、u2的关系得：ZLu2u1A11ZLA12对于 T 型和 型滤波器只需计算相应的转移A矩阵再代入上式即可得到负载上的电压的幅值与相位和频率的关系。仿真结果如下：不同负载对RC 滤波器特性的影响结论：负载阻抗越大，RC 低通滤波器的滤波特性越明显。T 型滤波器如前所述得到T 型滤波器的A转移矩阵：1 ZG 1 jwL 101 jwL 1 ( jwL ZG) jwC jwL (jwL ZG)(1 w2LC0101 jwC 101jwC1 w2LC结果如下：（频率与负载电压相位关系）不同负载对T 型滤波器特性的影响结论：结果如下：负载阻抗越小，T 型低通滤波器的滤波特性越明显。3)型滤波器型滤波器的

13、A转移矩阵为：1 ZG 1 *0 1jwCjwL *11 jwC(1 jwCZG)(1 w2LC) jwCZG (1 jwCZG )jwL ZG22(2 w2LC) jwC1 w2 LC（频率与负载电压相位关系）不同负载对型滤波器特性的影响结论：负载阻抗越小，型低通滤波器的滤波特性越明显。EUT 的 EMC 测试通常如何分类，它们的频率范围怎样界定？EMC 预测试与EMC 标准测试有何异同？EMC 测试设施通常有哪些？ EMI 接收机与频谱分析仪有何异同？解： EUT 的 EMC 测试可分为四类：传导发射测量、辐射发射测量、传导敏感度测量和辐射敏感度测量。传导发射测量的频率范围通常为25Hz-

14、30MHz；辐射发射测量的频率范围通常为10KHz-1GHz。EMC 预测试与EMC 标准测试的不同点：EMC 预测试是产品研制过程中进行的一种EMC 测量，一般情况下只能做定性测量且测量仪器简单，费用较低；而 EMC 标准测试是在产品完成，定型阶段进行，可以定量评价EUT 的 EMC 标准，其仪器及实验室复杂，费用昂贵。相同点：两者都可以确定干扰源的位置、频谱以及敏感部件周围的电磁环境。EMC 测试设备通常有：开阔试验场，屏蔽室，电波暗室，横电磁波小室，混响室等。EMI 接受机与频谱分析仪的不同点是：频谱分析仪灵敏度低、数值测量不准等且扫描测量速度慢。相同点是：可以对频段进行，测量和扫描，且可以给出频谱分布图形。均匀平面电磁波照射半径为R 的导体球壳，壳体厚度为t（小于 5 毫米） ，壳体上有圆形孔（孔直径与R 的比值为1/10 波长、1/100波长、 1/1000波长） ，采用仿真方法计算壳体中心的电场屏R 的比值为1/10 波长、1/100波长、 1/1000波长） ，采用仿真方法计算壳体中心的电场屏仿真条件：外半径：