电磁兼容原理与方法

电磁兼容原理与方法第1页，共39页，2023年，2月20日，星期一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、研究专题第2页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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3页，共39页，2023年，2月20日，星期一第一章 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第4页，共39页，2023年，2月20日，星期一(一）重要性及学科发展时代要求若干重要性范例学科历史第5页，共39页，2023年，2月20日，星期一

第6页，共39页，2023年，2月20日，星期一

第7页，共39页，2023年，2月20日，星期一

第8页，共39页，2023年，2月20日，星期一

第9页，共39页，2023年，2月20日，星期一

第10页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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第11页，共39页，2023年，2月20日，星期一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第12页，共39页，2023年，2月20日，星期一重要学术会议：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，北邮第13页，共39页，2023年，2月20日，星期一国内机构：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

第14页，共39页，2023年，2月20日，星期一(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。第15页，共39页，2023年，2月20日，星期一（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．电磁生物效应第16页，共39页，2023年，2月20日，星期一附表：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 第17页，共39页，2023年，2月20日，星期一（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，人为第18页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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，

第19页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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

第20页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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）。第21页，共39页，2023年，2月20日，星期一§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。

第22页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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。

第23页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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。

第24页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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）

第25页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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。第26页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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。

第27页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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。第28页，共39页，2023年，2月20日，星期一

第29页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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。

第30页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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))：

第31页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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。

第32页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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。

第33页，共39页，2023年，2月20日，星期一

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，从而产生供测试使用的规定的电磁场。GTEM:(Giaga-hertzTransverseElectromagneticCell)吉赫兹横电磁波室

第34页，共39页，2023年，2月20日，星期一电磁辐射基本概念

电偶极天线公式