电磁兼容设计ppt

电磁兼容设计白同云

教材:电磁兼容设计,白同云吕晓德编著,北京邮电大学出版社出版,2001年

E-mail:cattbai@

bty@

cattbai@163.com第一章电磁兼容性概论

中国正逐渐从“中国制造”走向“中国创造”.“创造”对中国来说,既是机遇，更是挑战.“创造”的核心,是一种广义的设计能力,包括电磁兼容设计能力。纵观世界发达国家，无不以电磁兼容设计能力，作为核心竟争力之一.摩尔定律

Moore’sLaw第一块平面集成电路发明仅4年的时间，1965年4月Intel公司的创始人之一摩尔（GoodonE.Moore）作出了一个著名的预测,并于1970年得到证实；这个预测就是摩尔定律.摩尔定律：集成电路的集成度每三年增长四倍，特征尺寸每三年缩小四倍，或逻辑密度每18个月翻一番.这就是著名的摩尔定律。这个定律指导着四十多年来的集成电路发展，并继续支持着微电子技术的发展。1.1摩尔定律对电磁兼容的挑战2000年Pentium®4Processor版图42,000,000晶体管数目预测2015年intel微处理器能在1平方英寸模板上集成200亿至300亿个晶体管.特征尺寸趋势目前已从90nm向65nm过渡，而且继续向45nm，32nm，甚至更小过渡。摩尔定律最早指出了电子产品的发展方向—更小、更快、更低的成本、更短的面市周期.

电子产品的发展受到这个经典法则的制约.现在，终端用户的要求,迫使所有电子产品供应商一定要遵循这个定律。TimetoMarket——面市周期产品开始设计到进入市场的时间周期。面市周期已经成为激烈的市场竞争中的一个重要指标。摩尔定律预示:电磁兼容问题将以指数规律迅速增长.电磁干扰三要素骚扰源耦合途径敏感器件

21世纪是电子产品的新世纪。缩短设计周期意味着产品必须能做到首件工作正常。我们已经不再可能执行多次产品创建、测试、再设计的循环过程了.。如果电磁兼容性问题不能从产品开始研发到设计完成前认真加以解决，产品将无法正常工作。

企业为了保持竞争性，必须做好电磁兼容设计。影响研发进度并造成产品交货推迟，就是企业付出的最昂贵的代价。

在整个产品设计过程中面临各种各样的挑战...挑战2004%2003%RF设计33%29%低噪声电路设计38%31%信号处理29%24%电源管理24%17%热设计13%10%EMI/EMC设计42%36%PCB设计14%11%逻辑设计/功能设计8%7%测试和测量18%13%可制造性设计19%13%可测试性设计18%12%FPGA/CPLD应用13%-**未提供2003年的比较数据能解决这些问题的工程师将会决定未来.1.2电磁兼容设计的目的

(1)随着现代科技的发展，电气及电子设备的数量及种类不断增加，使电磁环境日益复杂。在这种复杂的电磁环境中，如何减少相互间的电磁骚扰：——使各种设备能正常运转。——减轻恶劣的电磁环境对人类及生态产生不良的影响。电磁兼容学正是为解决这类问题而迅速发展起来的一门新兴学科。⑵产品的各个模块可以共存，不致引起相互骚扰⑶产品能够通过电磁兼容试验1.3电磁骚扰及其危害（电磁）发射（electromagnetic)emission:----“从源向外发出电磁能的现象”。（性能）降低degradation(ofperformance):----“装置、设备或系统的工作性能与正常性能的非期望偏离”。电磁骚扰electromagneticdisturbance:----“任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命或无生命物质产生损害作用的

电磁现象。注：电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化”。电磁干扰electromagneticinterference:----“电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降”。电磁骚扰和电磁干扰(1)电磁骚扰只有在影响敏感设备正常工作时,才构成电磁干扰.电磁干扰指的是能引起性能降低的后果(3)电磁骚扰指的是能引起这种性能降低的客观现象(4)用一种可以测量的量,例如电压,来描述此现象时,称”骚扰电压”,而不是”干扰电压”EMCEMIEMSCERECSRSSusceptibilityEmissionEMC:ElectromagneticCompatibility

电磁兼容EMI:ElectromagneticEmission

电磁发射EMS:ElectromagneticSusceptibility

电磁敏感度CE:ConductedEmission

传导发射RE:RadiatedEmission

辐射发射CS:ConductedSusceptibility

传导敏感度RS:RadiatedSusceptibility

辐射敏感度电磁骚扰发射频谱谐波0–2kHz电压波动和闪烁0–150kHz传导发射150kHz–30MHz辐射发射30MHz–1000MHz或更高抗扰度测试-I传导辐射静电脉冲群浪涌抗扰度测试-II工频磁场脉冲磁场跌落中断振荡波各类电源抗扰1.4电磁兼容

电磁兼容EMC（Electromagneticcompatibility),对于设备或系统的性能指标来说，直译为“电磁兼容性”但作为一门学科来说，应该译为“电磁兼容”。

国家标准GB/T4365-1995《电磁兼容术语》对电磁兼容所下的定义为“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电磁骚扰的能力。”该标准等同采用IEC60050（161）。

电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备（分系统、系统；广义的还包括生物体）可以共存并不致引起降级的一门科学。

它有以下三方面的含义1、电磁环境应是给定的或可预期的；2、设备、分系统或系统不应产生超过标准或规范规定的电磁骚扰发射（EMI）限值的要求；电磁骚扰发射就是从骚扰源向外发出电磁骚扰能量的现象，它是引起电磁骚扰的原因。3、设备、分系统或系统应满足标准或规范所规定的电磁敏感性（EMS）限值或抗扰度（immunity);电磁敏感性，即在存在电磁骚扰的情况下，设备、分系统或系统不能避免性能降低的能力；抗扰度即设备、分系统或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。电磁干扰三要素骚扰源耦合途径敏感设备1.5电磁兼容设计的依据1、电磁骚扰源：任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量，能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害，或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害，导致性能降低或失效，即称为电磁骚扰源。2、耦合途径：即传输电磁骚扰的通路或媒介。3、敏感设备（Victim):是指当受到电磁骚扰源所发射的电磁量的作用时，会受到伤害的人或其它生物，以及会发生电磁危害，导致性能降低或失效的器件、设备、分系统或系统。许多器件、设备、分系统或系统可以既是电磁骚扰源又是敏感设备。电磁骚扰源产生的电磁骚扰,通过耦合途径,传输给敏感设备,即造成电磁骚扰.为了实现电磁兼容，必须从上面三个基本要素出发，运用技术和组织两方面措施。所谓技术措施，就是从分析电磁骚扰源、耦合途径和敏感设备着手，采取有效的技术手段，抑制骚扰源、消除或减弱骚扰的耦合、降低敏感设备对骚扰的响应或增加电磁敏感性电平；为了对人为骚扰进行限制，并验证所采用的技术措施的有效性，还必须采取组织措施，制定和遵循一套完整的标准和规范，进行合理的频谱分配，控制与管理频谱的使用，依据频率、工作时间、天线方向性等规定工作方式，分析电磁环境并选择布置地域，进行电磁兼容性管理等。1.6EMC标准与规范标准是一个一般性的导则或预期要满足的准则,由它可以导出各种规范;规范是一个包含某类设备详细说明和详细数据,必须遵守的文件.EMC标准与规范的内容:规定名词术语;规定电磁骚扰发射限值和抗扰度要求;规定统一的试验方法;规定EMC控制方法或设计规范.EMC标准与规范的类型:国际级,例如IEC标准;分会议级,例如CISPR出版物;CE级,例如欧洲协调标准EN;国家级,例如国标GB,FCC等.军用标准,例如国军标GJB,美军标MIL.由IEC(国际电工委员会),ITU(国际电信联盟)制定的EMC出版物和标准:1).基础EMC标准基础EMC标准(basicEMCstandards)规定达到EMC的一般和基本的条件或规则，它们与涉及EMC问题的所有系列产品、系统或设施有关，并可适用于这些产品，但不规定产品的发射限值或抗扰度判定准则。它们是制定其他EMC标准(如通用标准或产品标准)的基础或引用的文件。基础标准涉及的内容为:术语，电磁现象的描述，兼容性电平的规范，骚扰发射限值的总要求，测量、试验技术和方法(包括测试设备、辅助设备、基本配置、测量场所等)、试验等级、环境的描述和分类(包括环境的范围和/或兼容性电平,它们是构成发射限值或抗扰度电平的重要基础)等.2).通用EMC标准通用EMC标准(genericEMCstandards)是关于特定环境下的EMC标准。它规定一组最低的基本要求和测量/试验程序，它可应用于该特定环境下工作的所有产品或系统。如某种产品无系列产品标准或专用产品标准，可使用通用EMC标准。通用标准将特定环境分为两大类;1．居住、商业和轻工业环境(1)居住环境:如住宅、公寓等居住场所。(2)商业环境:像商店、超市等零售网点;办公楼、银行等商务楼;电影院、酒吧、舞厅等公共娱乐场所;加油站、停车场、游乐园等室外场所。(3)轻工业环境:像工场、实验室、维修中心等轻工业场所。2．工业环境(1)工、科、医(lSM)设备的工作场所。(2)大的感性负载或容性负载频繁开关的场所。(3)大电流并伴有强磁场的场所。

3).产品EMC标准

产品EMC标准根据适用于产品范围的大小和产品的特性,又可进一步分为系列产品(或产品类)EMC标准和专用产品EMC标准;系列产品EMC标准针对特定的产品类别规定了专门的EMC(发射和抗扰度)要求、限值和测量/试验程序。产品类标准比通用标准包含更多的特殊性和详细的性能要求，以及产品运行条件等，产品类别的范围可宽可窄。4).专用产品EMC标准专用产品EMC标准是关于特定产品、系统或设施而制定的EMC标准，根据这些产品特性必须考虑一些专门的条件，它们采用的规则和系列产品必须考虑一些专门的条件,它们采用的规则和系列产品EMC标准相同。专用产品EMC标准应比系列产品EMC标准优先采用。

IEC61000《电磁兼容》标准IEC标准编号出版日期标准名称第1部分总则GeneralEC／TR361000－l－l1992－04基本定义和术语的应用和解释Applicationandluterpretationoffundamentaldefinitionsandterms第2部分环境EnvironmentIEC／TR361000－2－l1990－05环境的描述公用供电系统中低频传导骚扰和信号传输的电磁环境

Descriptionoftheenvironment－Electromagneticenvironmentforlow－frequencyconducteddisturbancesandsignallinginpublicpowersupplysystemsIEC61000－2－21990—05公用低压供电系统中的低频传导骚扰和信号传输的兼容电平

Compatibilitylevelsforlow－frequencyconducteddisturbancesandsignallingInpubliclow－voltagepowersupplysystemsIEC／TR361000－2－31992－09环境的描述辐射和非网络频率的传导现象

Descriptionoftheenvironment－Radiatedandnon－network一frequency－ratedconuctedphenomenaIEC61000－2－41994－02工业企业中低频传导骚扰的兼容电平

CompatibilitylevelsinIndustrialplantsforlow－frequencyconducteddisturbancesIEC／TR261000－2－51995－09电磁环境的分类基础EMC出版物Classificationofelectromagneticenvironments．BasicEMCpublicationIEC／TR361000－2－61995－09工业企业电源中低频传导骚扰的发射电平评估

AssessmentoftheemissionlevelsinpowersupplyofIndustrialplantsasregardslow－frequencyconducteddisturbancesIEC／TR361000－2－71998－01各种环境中的低频磁场

LowfrequencymagneticfieldsinvariousenvironmentsIEC61000－2—91996－02HEMP环境描述辐射骚扰基础EMC出版物

DescriptionofHEMPenvironment－Radiateddlsturbance．BasicEMCpublicationIEC61000－2－101998—11HEMP环境描述传导骚扰

DescriptionofHEMPenvironment－Conducted

disturbance第3部分限值LimitsIEC61O00-3-2

IEC61000-3-2am1

IEC61000-3-2am2

IEC61000－3－2

ConsolidatedEdition1995－03

1997—09

1998－02

1998-04

Ed.1.2谐波电流发射限值（设备输入电流不大于16A）

Limitsforharmoniccurrentemission（equipment

Inputcurrent≤16Aperphase）

第1修正案Amendment1

第2修正案Amendment2IEC61000-3-31994－12低压供电系统中额定电流不大于16A的设备的电压波

动和闪烁的限值

Limitationofvoltagefluctuationsandflicksinlow－

volt－agepowersupplysystemsforequipmentwithrated

current≤16AIEC／TR261000－3-41998—10低压供电系统中额定电流大于16A的设备的谐波电流发射的限值

LimitationofemissionofharmoniccurrentsInlow－voltagepowersupplysystemsforequipmentwithratedcurrentgreatthan16AIEC／TR261000－3－51994－12低压供电系统中额定电流大于16A的设备的电压波动和闪烁的限值

Limitationofvoltagefluctuationsandflicksinlow－voltagepowersupplysystemsforequipmentwithratedcurrentgreatthanl6AIEC／TR361000－3-61996一10中压和高压供电系统中畸变负荷的发射限值的评估基础EMC出版物

AssessmentofemissionlimitsfordistortingloadsIn

MVandHVpowersystems．BasicEMCPublicationIEC／TR361000－3－71996－11中压和高压供电系统中波动负荷的发射限值的评估基础EMC出版物

AssessmentofemissionlimitsforfluctuatingloadsInMVandHVpowersystems．BasicEMCPublicationIEC／TR361000－3－81997－09低压供电系统中信号传输发射电平、频带和电磁骚扰电平Signallingonlow－voltageelectricalInstallations－Emissionlevels，frequencyhandandelectromagnetic

disturbancelevels第4部分试验与测量技术TestingandmeasurementtechnicalIEC61000－4－l1992－12抗扰度试验综述基础EMC出版物

Overviewofimmunitytest．BasicEMCPublicationIEC61000－4-2

IEC61000-4-2aml1995—01

1998－o1静电放电抗扰度试验基础EMC出版物

Electrostaticdlschargetest．BasicEMCPublicatlonIEC61000－4－3

IEC61000—4－3aml1995－03

1998－06辐射（射频）电磁场抗扰度试验

Radiated，radio－frequency，electromagneticfleldimmunitytestIEC61000－4－41995－01电快速瞬变／脉冲群抗扰度试验

基础EMC出版物

Electricalfasttransient／burstimmunitytests．BasicEMC

publicationIEC61000－4－51995－02浪涌（冲击）抗扰度试验

SurgeimmunitytestsIEC61000－4－61996—03对射频场感应的传导骚扰抗扰度

Immunitytoconducteddisturbances，Inducedbyradio－frequencyfieldIEC61000－4－71991一07供电系统及所连设备谐波和谐间波的测量和仪表通用指南

GeneralguideonharmonicsandInterhamonicsmeasurementsandInstrumentation,forpowersupplysystemsandequipmentconnectedtheretoIEC61000－4－71991一07供电系统及所连设备谐波和谐间波的测量和仪表通用指南

GeneralguideonharmonicsandInterhamonicsmeasurementsandInstrumentation,forpowersupplysystemsandequipmentconnectedtheretoIEC61000－4－81993－06工频磁场抗扰度试验基础EMC出版物

Powertrequencymagneticheldimmunitytest．Basic

EMCpublicationIEC61000一4－91993－06脉冲磁场抗扰度试验基础EMC出版物

Pulsemagneticfieldimmunitytests．BasicEMCpublication

IEC61000－4-101993－06阻尼振荡场抗扰度试验基础EMC出版物

Dampedoscillatorymagneticfieldimmunitytests．Basic

EMCpublicationIEC6lOOO－4－111994－06电压暂降、短期中断和电压变化抗扰度试验

Voltagedips，shortInterruptionsandvoltagevariations

immunitytestIEC61000－4-121995－05振荡波抗扰度试验基础EMC出版物

Qscillatorywavesimmunitytests．BasicEMCpublicationIEC61000-4-151997－11闪烁仪的功能和设计规范

Flickermeter－functionalanddesignspecifications

IEC61000—4—161998－01传导其模骚扰抗扰度试验方法，0－150kHz

Testmethodsforimmunitytoconducted,commonmodedisturbancethefrequencyrange0to150kHzIEC6l000－4－241997－02HEMP传导骚扰保护装置试验方法／基础EMC出版物

testmethodsforprotectiondevicesforHEMPconducteddisturbance．BasicEMCpublication第5部分安装与调试导则InstallationandmitigationguidelinesIEC／TR361000－5－l1996－12总的考虑基础EMC出版物

Generalconsiderations．BasicEMCPublicationIEC／TR361000—5－21997-11接地和电缆敷设

EarthingandcablingIEC／TRZ61000－5－41996－08HEMP辐射骚扰保护装置规范

基础EMC出版物

SpecificationsofprotectivedevicesagainstHEMPradiateddlsturbance．BasicEMCpublicationIEC61000—5—51996－02HEMP传导骚扰的保护装置规范基础EMC出版物SpecificationsofprotectivedevicesforHEMPconducteddisturbance．BasicEMCpublication第6部分通用标准Genericstandard

IEC61000-6-11997－07通用标准住宅区、商业区和轻工业环境的抗扰度标准Genericstandard-lmmunityforresidential，commercialandlight－industrialenvironmentsIEC61000-6-21999－01通用标准工业环境的抗扰度标准

Genericstandard－ImmunityforIndustrialenvironmentsIEC61000－6－xxxx）1996一01通用标准住宅区、商业区和轻工业环境的发射标准GenericemissionstandardforIndustrialenvironmentsIEC610O0－6－xxxx）1997-01通用标准工业环境发射标准

GenericemissionstandardforIndustrialenvironments在IEC中承担电磁兼容国际标准化研究工作的主要是电磁兼容咨询委员会(ACEC)、无线电干扰特别委员会(CISPR)和TC77:CISPR是世界上最早成立的国际性无线电干扰组织，它的目标是促进国际无线电干扰问题在下列几方面达成一致意见，以利于国际贸易:(1)保护无线电接收装置，使其免受以下干扰:1)所有类型的电子设备;2)点火系统;3)包括电力牵引系统的供电系统;4)工业、科学和医用无线电频率(不包括用于传输信息的发射机的辐射);5)声音和电视广播接收机;6)信息技术设备。(2)干扰测量的设备和方法(3)由(1)中干扰源产生的干扰的限值;(4)声音和电视广播接收装置的抗扰度要求和抗扰度测量方法的规定;(5)为了避免CISPR和IEC其他技术委员会以及其他国际组织的各技术委员会制定标准的重复工作，在制定除接收机以外的其他设备的发射抗抗扰度要求时，CISPR要和这些委员会共同考虑;(6)安全规程对电气设备的干扰抑制的影响。CISPR负责制定出版物的各分会的分工如下:CISPR/A:无线电干扰测量和统计方法;CISPR/B:工业、科学和医疗设备的无线电干扰;CISPR/C:架空电力线、高压设备和电力牵引系统的无线电干扰;CISPR/D:机动车辆和内燃机的无线电干扰;CISPR/E:无线电接收设备的干扰;CISPR/F:家用电器、电动工具、照明设备和类似设备的干扰;CISPR/G:信息技术设备的干扰;CISPR/H:保护无线电业务的发射限值;CISPR/I:信息技术设备、多媒体设备和接收机的电磁兼容标准编号名称类别制订者CISPR10（1992－09）CISPR10aml（1995-04）CISPR组织、规则和程序

第1修正案

CISPR（CIS）

CISPRll（1997－12）工、科、医（ISM）射频设备电磁骚扰特性限值和测量方法产品类SCCIS／B

CISPR12（1997－06）车辆、机动船和火花点火发动驱动装置无线电骚扰特性的测量方法和限值产品类SCCIS／D

CISPR13（1998－08）收音机和电视接收机及有关设备的无线电骚扰特性测量方法和限值

产品类SCCIS／ECISPR14（1993－OZ）

CISPR14aml

（199302）

CISPR14amZ

（199812）家用和类似用途的电动、电热器具、电动工具的无线电骚扰特性测量方法和限值

第1修正案

第2修正案

产品类

CISPR14－2

（1997－02）电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第2部分：抗扰度产品类SCCIS／FCISPR15

（1996－03）

CISPR15-am1

（1996-03）

CISPR15am2

（199812）荧光灯和照明装置无线电骚扰特性的测量方法和限值

第1修正案

第2修正案产品类SCCIS／FCISPR16－IEd．1．l

（1998－01）

CISPR16aml（1997-08）无线电骚扰和抗度测量设备规范和测量方法

第1部分骚扰和抗扰度测量设备

第1修正案产品类SCCIS／A已出版的CISPR出版物一览表CISPR16－2（1996－11）无线电骚扰和抗扰度测量设备规范和测量方法第2部分骚扰和抗扰度测量方法基础SCCIS／ACISPR17（1981－01）无源无线电滤波器及抑制元件抑制特性的测量方法

基础SCCIS／ACISPR18－1（1982－of）架空电力线路和高压设备的无线电骚扰特性第回部分现象描述

产品类SCCIS／CCISPR18－2（1986－10）

CISPR18－2aml（1993-O4）

CISPR182amZ（1996-02）架空电力线路和高压设备的无线电骚扰特性第2部分确定限值的测量方法和程序

第1修正案

第2修正案产品类SCCIS／CCISPR18－03（1986—09）

CISPR18～3aml（1996－05）架空电力线路和高压设备的无线电骚扰特性第3部分减少由架空电力线路和高压设备产生的无线电噪声的措施指南

第1修正案

产品类SCCIS／C

CISPR19（1983—01）采用替代法测量微波炉在1GHz以上频率所产生辐射的导则产品类SCCIS／B

CISPR20（1998-08）声音和电视广播接收机及有关设备抗扰度的测量方法和限值产品类SCCIS／ECISPR21（1985－o1）脉冲噪声对移动无线电通信的骚扰评定其性能暂降的方法和提高性能的措施产品类SCCIS／DCISPR22（1997－11）信息技术设备的无线电骚扰的测量方法和限值

SCCIS／GCISPR23（1987－12）工、科、医（ISM）设备骚扰限值的确定产品类SCCIS／BCISPR24（1997－09）信息技术设备的抗扰度测量方法和限值产品类SCCIS／GCISPR25（1995一11）为保护车辆上安装的接收机而制定的无线电特性的骚扰限值和测量方法

产品类SCCIS／DCISPR／TR328（1997－04）工、科、医（ISM）设备一ITU指定频带内的发射电平导则

产品类SCCIS／BIEC61000－6－3（1996－12）电磁兼容第6部分通用标准第3篇用于

居民区、商业区和轻工业区的发射标准通用CISPRIEC61000－6－4

（1997－01）电磁兼容第6部分通用标准第3篇用于

重工业区的发射标准

通用CISPR国家电磁兼容体系我国的电磁兼容标准和国际上类似,可以分为四类:基础标准涉及EMC术语,电磁环境,EMC测量设备规范和EMC测量方法通用标准其中GB8702主要涉及在强磁场环境下对人体的保护要求,GB/T14431主要涉及无线电业务要求的信号/干扰保护比.产品类标准如GB9254,GB4343,GB4824和GB13837等.系统间电磁兼容标准主要规定了经过协调的不同系统之间的EMC要求.1GB/T4365-1995电磁兼容术语2GB／T6113—1995无线电干扰和抗扰度测量设备规范3GB3907－83*

工业无线电干扰基本测量方法4GB4859—84*

电气设备的抗干扰特性基本测量方法5GB／T15658－1995城市无线电噪声测量方法6GB9175—1988

环境电磁波卫生标准7GB10436—1998

作业场所微波辐射卫生标准8GB／T17624．1—1998

电磁兼容综述电磁兼容基本术语和定义的应用与解释9GB／T17626．l—19983)

电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论10GB／T17626．2—19984）电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验11GB／T17626．3—19985）电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验12GB／T17626．4—19986）电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验13GB／T17626．5—1999

电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验14GB／T17626．6—1998

电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度15GB.T17626.7-1998

电兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则16

GB／T17626．8—1998电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验17GB/T17626.9-1998电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验18GB/T17626.10-1998电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验19GB/T17626.12-1998电磁兼容测验和测量技术振荡波抗扰度试验基础类

序号标准号标准名1GB87O2——88电磁辐射防护规定2GB／T13926．1－92工业过程测量和控制装置的电磁兼容性总论3GB／T139262一92工业过程测量和控制装置的电磁兼容性静电放电要求4GB／T13926．3－92工业过程测量和控制装置的电磁兼容性辐射电磁场要求5GB／T13926.4－92工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速瞬变脉冲群要求6GB／T14431—93无线电业务要求的信号／干扰保护比和最小可用场强7GB／T15658—1995

城市无线电噪声测量方法通用类产品类序号

标准号标准名1GB4343－1995家用和类似途电动、电热器具，电动工具以及类似电器无线电干扰特性测量方法和允许值2GB4824—1996工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值3GB6833．1－86*电子测量仪器电磁兼容性试验规范总则4GB6833．2－87*电子测量仪器电磁兼容性试验规范磁场敏感度试验5GB6833．3－87*电子测量仪器电磁兼容性试验规范静电放电敏感度试验6GB6833．4—87*电子测量仪器电磁兼容性试验规范电源瞬态敏感度试验7GB6833．5－87*电子测量仪器电磁兼容性试验规范辐射敏感度试验8GB6833．6—87*电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导敏感度试验9GB6833．7－87*电子测量仪器电磁兼容性试验规范非工作状态磁场干扰试验10GB6833．8－87*电子测量仪器电磁兼容性试验规范工作状态磁场干扰试验11GB6833．9－87*电子测量仪器电磁兼容性试验规范传导干扰试验12GB6833．10－87*电子测量仪器k电磁兼容性试验规范辐射干扰试验13GB7343－87*

1OkHZ～3OMHZ无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的测量方法14GB7349－87*高压架空输电线、变电站无线电干扰测量方法15GB9254－88信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法16GB9383一1995声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度限值及测量方法17GB13421—92无线电发射机杂散发射功率电平的限值和测量方法18GB13836—92

3OMHZ～IGHZ声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件辐射干扰允许值和测量方法19GB13837－1997声音和电视广播接收机及有关设备无线电干扰特性限值和测量方法20GB/T13838－92

声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性允许值和测量方法21GB／T13839—92声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许值和测量方法22GB14O23—92车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电干扰特性的测量方法及允许值23GB1554O－1995陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法24GB15707一1995高压交流架空送电线无线电干扰限值25GB／T157O8－1995交流电气化铁道电力机车运行产生的无线电辐射干扰的测量方法26GB／T15709—1995交流电气化铁道接触网无线电辐射干扰测量方法27GB15734－1995电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法28GB15949－1995声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗扰度特性限值和测量方法29GB／T166O7—1996微波炉1GHZ以上的辐射干扰测量方法30GB16787－1997

3OMHZ～1GHZ声音和电视信号的电缆分配系统辐射测量方法和限31GB16788一19973OMHZ～IGHZ声音和电视信号电缆分配系统抗扰度测量方法和限值32GB4343．2-1999电磁兼容家用电器、电动工具和类似器具的要求第2部分：抗扰度——产品类标准（idt．CISPR14－2：1997）33GB/T9383一19992）声音和电视广播接收机及有关设备抗扰度限值和测量方法（idt．CISPR20：1998)34GB/T12190一1990

高性能屏蔽室屏蔽效能的测量方法（ref.IEEE299－69，MIL－285）35GB12638—1990

微波和超短波通信设备辐射安全要求36

GB/T14598.10--1996电力继电器第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验第4篇：快速瞬变干扰试验37

GB／T14598．13—1998量度继电器和保护装置的电气干扰试验第1部分IMHZ脉冲群干扰试验38GB/T14598．14—1998量度继电器和保护装置的电气干扰试验第2部分静电放电试验39

GB/T17618-1998信息技术设备抗扰度限值和测量方法40GB/T17619-1998机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法41GB/T17625．l—1998低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流＜16A）42GB17743—1999

电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法43GB／T17799．1—1999电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验系统间

序号标准号标准名1GB6364—86航空无线电导航台站电磁环境要求2GB683O一86电信线路遭受强电线路危险影响的容许值3GB7432一87*同轴电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标4GB7433一87*对称电缆载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标5GB7434—87*架空明线载波通信系统抗无线电广播和通信干扰的指标6GB7495一87架空电力线路与调幅广播收音台的防护间距7GB13613一92对海中远程无线电导航台站电磁环境要求8GB13614一92短波无线电测向台（站）电磁环境要求9GB13615－92地球站电磁环境保护要求10GB13616一92微波接力站电磁环境保护要求11GB13617—92短波无线电收信台（站）电磁环境要求12GB13618－92对空情报雷达站电磁环境防护要求13GB／T1362O－92卫星通信地球站与地面微波站之间协调区的确定和干扰计算方法14GB/T13619—1992

微波接力通信系统干扰计算方法

国家军用标准GJB151A-97军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求

国家军用标准GJB152A-97

军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量

电磁发射和敏感度要求项目项目名称CE10125Hz-10kHz电源线传导发射CE10210kHz-10MHz电源线传导发射CE10610kHz-40GHz天线端子传导发射CE107电源线尖峰信号（时域）传导发射CS10125Hz-50kHz电源线传导敏感度CS10315kHz-10GHz天线端子互调传导敏感度CS10425Hz-20GHz天线端子无用信号抑制传导敏感度CS10525Hz-20GHz天线端子交调传导敏感度CS106电源线尖峰信号传导敏感度CS10950Hz-100kHz壳体电流传导敏感度CS11410kHz-400MHz电缆束注入传导敏感度CS115电缆束注入脉冲激励传导敏感度CS11610kHz-100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度RE10125Hz-100kHz磁场辐射发射RE10210kHz-18GHz电场辐射发射RE10310kHz-40GHz天线谐波和乱真输出辐射发射RS10125Hz-100kHz磁场辐射敏感度RS10310kHz-40GHz电场辐射敏感度RS105瞬变电磁场辐射敏感度

电磁兼容性是电子设备或系统的主要性能之一.

电磁兼容设计是实现设备或系统规定功能、使系统效能得以充分发挥的重要保证。

必须在设备或系统功能设计的同时,进行电磁兼容设计.

目前,电子设备或系统设计的重点已由逻辑设计和功能设计转移到电磁兼容设计上来了.1.7

电磁兼容性的重要性经验证明:速度是制胜的法宝,在设备或系统设计的初始阶段,同时进行电磁兼容设计，把电磁兼容的大部分问题解决在设计定型之前,可得到最高的效费比。如果等到生产阶段再去解决，非但在技术上带来很大的难度,而且会造成人力、财力和时间的极大浪费。1.8

EMC设计的效费比—EMC介入时间与成本的关系

1.必须走出测试修改法的怪圈

2.正确运用系统设计法(评估预测分析设计)可采取的措施电路结构封装屏蔽滤波软件成本措施概念设计产品市场阶段(1)电磁兼容设计的基本内容是指标分配和功能分块设计。首先,要根据有关的标准（国际、国家、企业、特殊标准等等)把整体电磁兼容指标逐级分配到各功能块上,细化成系统级的、设备级的、电路级的和元件级的指标。

然后,按照要实现的功能和电磁兼容指标进行电磁兼容设计。1.9电磁兼容设计的基本内容与方法在进行电磁兼容设计时，可根据所采取的措施在实现电磁兼容时的重要性，分层依次进行设计。例如，第一层为有源器件的选型和印制板设计。第二层为接地设计。第三层为屏蔽设计。第四层为滤波设计和瞬态骚扰抑制.

并且在每一层进行接地、屏蔽和滤波的综合设计和软件抗骚扰。这称为“分层与综合设计法”。(2)电磁兼容设计的方法产品的电磁兼容性是靠电磁兼容设计获得的1.10电磁兼容设计与抗电磁骚扰的区别(1)早期的抗电磁骚扰只是被动地,事后从防范或补救出发,不仅费用高,而且效果差.例如,测试修改法,不但具有盲目性,而且成本高,时间长,甚至失败.因此,是一种冒险的方法.最终的产品也不是最佳方案.(2)电磁兼容则是一项系统工程,在方案阶段就主动预防,整体规划;进行预先评估,预测分析,主动进行电磁兼容设计,有针对性的主动采取保护措施.因此,成本低,时间短,成功率高,而且可以达到最优化.(3)电磁兼容研究的重点是产品的非预期效果和非工作性能,非预期发射和非预期响应,在分析骚扰迭加和出现概率时,需按最不利原则考虑,这比研究产品的工作性能要复杂得多1.11电磁兼容设计的理论基础

电磁兼容设计是一门综合性的边缘学科,其核心是电磁波,其理论基础包括:数学,电磁场理论,电路理论,微波理论与技术,天线与电波传播,通信理论,材料科学,计算机与控制理论,机械工艺学,核物理,生物医学,以及法律学,社会学等.1.12

电磁兼容性管理

为使系统或设备具有良好的电磁兼容性，还应对全寿命期间的各个阶段实施EMC管理。全寿命期一般包括：论证阶段确定环境电平,选用EMC标准方案阶段分配指标要求,进行EMC设计

工程研制阶段实施EMC设计规范

定型阶段EMC试验

生产和使用阶段EMC培训1.13

我国的电磁兼容认证我国既是电子、电气产品的生产大国,也是电子、电气产品的销售大国.

而且进口的电子、电气产品也占一定比例.

在我国进行EMC认证是维护我国合法权益、抵制劣质产品进口的需要,也是提高我国产品在国际市场竞争能力的保证。

EMC认证工作的原则

1.建立中国的EMC认证制度

2.电磁兼容检测是EMC认证的技术基础电磁兼容认证最终目的可以概括为两个方面第一.要促使我国企业生产符合EMC标准的产品;第二.要使得中国的市场受到保护,凡是不符合EMC标准的产品不能进入中国市场,不论这些产品是国内企业生产的还是国外进口的,以保护我们的市场不受到不符合标准的侵入。只有这样,才能保护我国的电磁环境,并使产品在国际市场上具有竞争力。第二章电磁骚扰源与耦合途径

在进行电磁兼容设计之前,必须分析预期的电磁环境,确定电磁环境电平;并从分析电磁骚扰源、耦合途径和敏感设备着手,做好电磁兼容设计的前期工作。2.1电磁环境电磁环境（ElectromagneticEnvironment，EME）是设计一个电子系统所需的原始数据，环境电平是系统需承受的抗扰度电平。即系统在其寿命期中各个阶段可能遭遇的最恶劣的EME。既包括空间辐射场，也包括传导骚扰（如电网骚扰）。如频率范围；电场强度或功率密度；脉冲宽度；脉冲重复频率；极化（电场强度的方向）等。

电磁环境是提出和确定设备或系统电磁兼容性指标要求,实施电磁兼容的前提。只有首先明确和依据预期的电磁环境,确定和遵循正确的设计、研制、试验、生产、安装、使用和维修的要求和步骤,并在整个寿命期内采取充分的管理保障措施,才能最佳地达到所希望的水平。电磁环境由各种电磁骚扰源产生。因此电磁环境即设备,分系统或系统在执行规定任务时,可能遇到的各种电磁骚扰源的数量、种类、分布以及在不同频率范围内功率或场强随时间的分布等有关电磁作用状态的总和。由于EME的随机性，往往是测量多次然后采用统计学方法处理得出环境电平数据。因此，EME测量系统采用计算机控制的自动测量和数据处理，这可以大大缩短测量时间，提高数据准确性。2.2电磁骚扰的特性1.规定带宽条件下的发射电平

GJB152A规定的峰值接收机带宽设置频率范围6dB带宽

30Hz～1kHz10Hz1～10kHz100Hz10～250kHz1kHz250kHz～30MHz10kHz30MHz～1GHz100kHz>1GHz1MHz2.频谱宽度按照电磁骚扰能量的频率分布特性,可以确定其频谱宽度.连续波骚扰中,交流声骚扰的频谱宽度最窄,而脉冲骚扰中,单位脉冲函数的频谱宽度最宽。3.波形电磁骚扰有各种不同的波形。波形是决定电磁骚扰频谱宽度的一个重要因素。4.出现率电磁骚扰场强或功率随时间的分布与电磁骚扰的出现率有关.按电磁骚扰的出现率可分为周期性骚扰、非周期性骚扰和随机骚扰三种类型。5.辐射骚扰的极化特性极化特性指在空间给定点上,骚扰场强矢量的方向随时间变化的特性,取决于天线的极化特性。当骚扰源天线和敏感设备天线极化特性相同时,辐射骚扰在敏感设备输入端产生的感应电压最强。6.辐射骚扰的方向特性骚扰源朝空间各个方向辐射电磁骚扰,或敏感设备接收来自各个方向的电磁骚扰的能力是不同的,描述这种辐射能力或接收能力的参数称为方向特性。7.天线有效面积这是表征敏感设备接收骚扰场强能力的参数,显然,天线有效面积越大,敏感设备接收电磁骚扰的能力也越强。2.3自然骚扰源与人为骚扰源2.3.1自然骚扰源

1.电子噪声源电子噪声主要来自设备内部的元器件,是决定接收机噪声系数的重要因素,常见的电子噪声源包括热噪声、散弹噪声、分配噪声、1/f噪声和天线噪声等。

2.天电噪声天电噪声是大气层中发生的各种自然现象,包括雷电等,所产生的无线电噪声能引起电磁骚扰,是30MHz以下占优势的自然骚扰源,对无线电通信影响很大。3.地球外噪声即来自地球外层空间的噪声,主要噪声源包括太阳、天空背景辐射和分布在银河系的宇宙源。4.静电放电等其它自然噪声静电放电所造成的电磁骚扰,是一个重要的自然骚扰源.

大自然中还存在一些其它自然噪声，也应引起注意.。

2.3.2人为骚扰源

人为骚扰可分为无线电骚扰和非无线电骚扰两大类。

1.连续波骚扰源连续波骚扰源产生的电磁骚扰主要是纯的或窄带信号调制的正弦波,以及高重复频率的周期性信号。这种骚扰源有以下几种:

（1）发射机：所产生的电磁骚扰包括有意发射信号、谐波发射信号以及乱真发射信号。（2）本机振荡器：接收机本振所产生的基波和谐波可经过电源线传导,然后从机壳或天线直接辐射。

(3）交流声:是由进入系统的周期性低频信号所引起的连接波骚扰。

2.瞬态骚扰源工业、科学和医用设备(ISM),车辆、机动船和火花点火发动机装置,家用电器、便携式电动工具和类似电器、荧光灯和照明装置,以及信息技术设备是主要的瞬态骚扰源。

(1)开关转换动作带触点的开关设备断开时,在开关两触点之间的距离由零过渡到断开的瞬间,将产生火花放电而形成骚扰。由于电流迅速从一定值减小到零,di/dt,dv/dt很大,在带有电感线圈的开关设备中会产生幅值很高的瞬时电压脉冲。

（2）在各种电机中，含有整流子和电刷的旋转电机所产生的骚扰最大。

(3)点火装置车辆、船舶等采用的内燃机驱动设备内,装有火花点火装置。当所储存的电荷通过火花塞进行火花放电时,放电电流的峰值约200安,放电时间在微秒以内,峰值电压高达10千伏以上。

(4)高压输电线输电线所产生的辐射骚扰有两种类型;间隙击穿和电晕放电。

3.非线性现象几乎所有电磁骚扰都与非线性有关。

(1)非线性失真（2)开关瞬态

(3）调制

(4)互调2.4

综合电磁环境根据频谱线性叠加原理，设的频谱是的频谱是：ƒ2(t)的频谱是S2(,则函数E0（f1）=Max[E0（f1）]+6dBv/m如果N个骚扰源分别在场点测得的场强值基本相等,则综合场强为Eo=

NE(

V/m)可表示为Eo(dB

V/m)=20lg(

N)+20lgE设标准规定的骚扰发射限值为Eo,若有N个模块,则每个模块的骚扰发射限值为

E=Eo/

N或E(dB

V/m=20lgEo-20lg(

N)2.5电磁骚扰的耦合途径2.5.1传导耦合传导是骚扰源与敏感设备之间的主要骚扰耦合途径之一。传导骚扰可以通过电源线、信号线、互连线、接地导体等进行耦合。

解决传导耦合的办法是在骚扰进入敏感电路之前用滤波方法从导线上除去噪声。传导耦合即通过导电媒质将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较低的部分(低于30MHz).共地阻抗耦合之一2.5.2共阻抗耦合电路1电路2地电流1地电流2公共地阻抗共地阻抗耦合之二I2I

1I

S2I

S1I

L1I

L2I

GV

S2V

GVs1共电源阻抗耦合电路1电路2电源共线阻抗i1+i2i1i2

我们的目的是给每个电路提供完整的电源电压,不论这些电路与电源的距离如何;而且,每个电路上的电源电压,都不受其它电路的骚扰.

具有这些性质的电源为理想电压源,源阻抗为零.可以保证负载电压等于电源电压.而且其它电路的骚扰被吸收.

但实际的电源存在由R,L,C组成的源阻抗,并由此产生骚扰.

为了尽可能减小源阻抗,有两种方法:

1.电源总线系统(Powerbuses):缺点是:如果供给20个,各200mA的电路,总电流为4A.若总线有1.125

小阻抗,则会造成0.5V电压损失.当电源总电压为5V,总线上最后一个电路仅能得到4.5V电压.而且,每个电路产生的骚扰都将传播到总线中的其它电路;

2.电源平面系统(Powerplanes):源阻抗很小,能为所有电路提供全电压.各电路产生的骚扰分别被吸收,不会传播到其它电路.

为了确保源阻抗为零,可在每个电路电源端口和接地端口间,并接0.1

F电容.

改用多层板减小共阻抗耦合设:长10cm,宽1mm地线.按10nH/cm计算,当100MHz时,Z=72.5.改成多层板中的一层时,在100MHz时,板阻抗仅3.72m.串联地阻抗耦合123I1I2I3ABCR1R2R32.5.3感应耦合感应耦合是导体之间以及某些部件(例如变压器、继电器、电感器等）。它可分为电感应耦合和磁感应耦合两种。

1.电感应(容性)耦合源电路上的电压可产生电力线,它与敏感电路相互作用后，就出现电感应（容性）耦合。感应电压是源电压、频率、导体几何形状和电路阻抗的函数。导线之间两种串扰机理MCICICILILR0RLR2GR2L电容耦合模型C12C1GC2GRC1GC2GC12RVN＝V1V1j[C12/(C12+C2G)]j+1/R(C12+C2G)]V1VN耦合公式化简R<<1/[j

(C12+C2G)]j[C12/(C12+C2G)]j+1/R(C12+C2G)]V1VN＝VN=jRC12V1

R>>1/[j

(C12+C2G)]

VN=V1[C12/(C12+C2G)]电感应耦合:

Vn=jωRC12V1=RIn=R(C12dV1/dt)式中In=j

C12V1=C12dV1/dt为感应电流.电感应耦合是由于骚扰源（Aggressor）上的电压变化在被骚扰对象（Victim）上引起感应电流,从而导致的电磁骚扰.感应电流In正比于骚扰电压V1随时间的变化率.

减小电感应耦合的方法:

减小C12(增大间距,屏蔽,滤波)

减小输入阻抗R

导线紧贴地平面2.磁感应(感性)耦合

法拉第电磁感应定律感应电动势等于磁通变化率的负值

磁通正比于回路面积

=

磁感应(感性)耦合则是由于骚扰源上的电流变化产生的磁场,在被骚扰对象上引起感应电压,从而导致的电磁骚扰.

当变化的电流产生磁通时，使源电路与另一电路（敏感电路）链环，结果出现磁感应（感性）耦合。当电流在电路1中流动时，在电路2中产生磁通，使电路1和2之间存在互感M12:磁感应耦合:M=L/[1+(a/h)2]

Vn=M12