1、電磁兼容原理(yunl)與方法中國科學(xué)院電子學(xué)研究所， 陳志雨Tel: 58887484 共四十頁課程(kchng)內(nèi)容提要第一章 電磁兼容概述(i sh)第二章電磁輻射與遠(yuǎn)近場基本概念第三章 接地、屏蔽與濾波第四章 印刷電路板的電磁兼容設(shè)計第五章 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)與測試第六章 電磁兼容預(yù)測、研究專題共四十頁 主要參考書：1. 蔡仁鋼，電磁兼容原理、設(shè)計和預(yù)測技術(shù)，北京(bi jn)航空航天大學(xué)出版社，北京(bi jn)，1997。2. 歐健昌，呂英華，電子設(shè)備的電磁兼容設(shè)計，電子工業(yè)出版社，北京，2003年。共四十頁第一章 電磁兼容概述(i sh)1 電磁兼容基本概念 重要性及學(xué)科發(fā)展(fzhn

2、) 定義和學(xué)科特點(diǎn)學(xué)科的主要內(nèi)容干擾源與耦合途徑共四十頁(一）重要性及學(xué)科(xuk)發(fā)展時代要求若干重要性范例(fnl)學(xué)科歷史共四十頁 共四十頁 共四十頁 共四十頁 共四十頁 共四十頁 標(biāo)志性事件1934年國際無線電干擾特別委員會（CISPR）成立1944年德國電器(dinq)工程師協(xié)會制訂世界第一個電磁兼容規(guī)范VDE 0878。 IEEE 射頻分冊(RFI) 從1964年 改為電磁兼容（ EMC） 分冊。 我國1990年第一屆全國學(xué)術(shù)會議共四十頁國際電磁兼容主要(zhyo)機(jī)構(gòu)：IEC(國際電工委員會): International Electromagnetical Commision下

3、屬：TC-77 (Electromagnetic Compatibility between Electrical Equipments Including Network)CISPR (國際無線電干擾(gnro)特別委員會): International Special Committee On Radio Interference共四十頁重要(zhngyo)學(xué)術(shù)會議：IEEE EMC International Symposium, 西雅圖，每年一次，有光盤 Asia-Patific Confenrence on Environmental Electromagnetics，四年一次, 中

4、國電子學(xué)會，日本(r bn)電工學(xué)會，北郵共四十頁國內(nèi)機(jī)構(gòu)：中國電子學(xué)會電磁兼容分會通訊學(xué)會電磁兼容學(xué)會中國電子學(xué)會微波分會電磁兼容分會各省市電磁兼容協(xié)會（湖南，湖北等）中國科協(xié)主辦全國(qun u)電磁兼容學(xué)術(shù)會議： 兩年一次中國電子學(xué)會電磁兼容分會主辦全國電磁兼容學(xué)術(shù)會議： 每年一次共四十頁(二）定義(dngy)和學(xué)科特點(diǎn)IEC定義: “電磁兼容是設(shè)備的一種能力，它在其電磁環(huán)境中能完成它的功能，而不致于在其環(huán)境中產(chǎn)生不允許的干擾。1 電磁場理論為基礎(chǔ)(jch)。2 大量專門術(shù)語及無線電術(shù)語。3 dB 作單位。共四十頁（三） 電磁兼容主要(zhyo)內(nèi)容1 電磁干擾源及耦合途徑的理論研究 *

5、2 電磁頻譜利用和管理3 電磁兼容工程分析及控制技術(shù)（屏蔽，接地，濾 波， PCB等）*4 電磁兼容設(shè)計(shj)與預(yù)測： （PCB等， 三個階段： 問題解決，規(guī)范設(shè)計，預(yù)測）*5 電磁兼容測量技術(shù) *6 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn) *7 信息泄漏與防護(hù)技術(shù)（Tempest， 紅信號）8 環(huán)境電磁脈沖及防護(hù)（雷電等）9 電磁生物效應(yīng) 共四十頁附表：常用(chn yn)頻段用途波段 頻率 主要用途長波10-100 KHz電報(din bo)、通訊中波100-1500 KHz無線電廣播短波6-30 MHz電報通訊、無線電廣播超短波30-300 MHz無線電廣播，電視、導(dǎo)航微波分米波300-3000 MHz電視、

6、雷達(dá)、導(dǎo)航、接力通信，其他專 門用途厘米波3-30 GHz毫米波30-300 GHz雷達(dá)、導(dǎo)航、其他專門用途共四十頁（四）干擾源與耦合途徑(tjng)三要素： 干擾源耦合途徑敏感設(shè)備(shbi)干擾源： 天然，人為共四十頁 天然：雷電 （30MHz以下），宇宙噪聲（太陽輻射 10MHz-30GHz，銀河系無線電輻射 150MHz-200MHz），磁暴(cbo)，地震， 共四十頁 人為：通信廣播：電視，廣播，各種通信臺站電力；發(fā)電機(jī)，變壓器，電力線 工業(yè)：各種電動機(jī)，電焊機(jī)，加熱器，機(jī)床，控制器，計算機(jī)，攪拌機(jī)， 繼電器 交通：電動機(jī)車，導(dǎo)航系統(tǒng), 汽車點(diǎn)火裝置（10MHz-100MHz）醫(yī)療：

7、電子醫(yī)療器械，X射線，辦公：計算機(jī)，鍵盤，打印機(jī)，復(fù)印機(jī)，日光燈家電：微波爐，風(fēng)扇，吸塵器，冰箱軍事(jnsh)：核爆炸（核電磁脈沖 NEMP 強(qiáng)度達(dá)100kV/m），電子武器 系統(tǒng)內(nèi)干擾源：開關(guān)電源*，脈沖數(shù)字線路，散熱片，振蕩器及各種電子線路， 對另一部分線路產(chǎn)生干擾 共四十頁 耦合途徑傳導(dǎo)耦合： 直接傳導(dǎo)耦合：電阻(dinz)性，電容性，電感性公共阻抗耦合：共電源耦合等線間耦合：通過互感、互容，（近場耦合）輻射耦合：場線耦合，孔縫耦合，天線 對天線耦合等（一般指遠(yuǎn)場）。共四十頁2 電磁兼容術(shù)語(shy)1. 電磁兼容（electromagnetic compatibility） (EMC

8、)： 設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。2. 電磁騷擾（electromagnetic diaturbance） 任何可能(knng)引起設(shè)備或系統(tǒng)性能下降，或?qū)ι驘o生命物質(zhì)產(chǎn)生損害的電磁現(xiàn)象。共四十頁 3電磁干擾（EMI）（electromagnetic interference）： 電磁騷擾引起的設(shè)備或系統(tǒng)性能下降。4電磁敏感性 （EMS）（electromagnetic susceptibility）： 在存在電磁騷擾的情況下，設(shè)備或系統(tǒng)不能避免性能降低(jingd)的能力。共四十頁 5.系統(tǒng)間干擾（inter-system in

9、terference）： 其他系統(tǒng)產(chǎn)生(chnshng)的電磁騷擾對一個系統(tǒng)產(chǎn)生(chnshng)的電磁干擾。6.系統(tǒng)內(nèi)干擾（intra-system interference）：系統(tǒng)中出現(xiàn)的由本系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的電磁騷擾引起的電磁干擾。共四十頁 7 抗擾性（immunity）： 設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾不降低(jingd)運(yùn)行性能的能力。 （敏感性高，抗擾度低，但對一個設(shè)備言，敏感性電平與抗擾度電平是同一個數(shù)值）共四十頁 8. 電磁發(fā)射（electromagnetic emission）： 從源到外發(fā)出電磁能量的現(xiàn)象。9. 電磁輻射（electromagnetic radiation）：電磁能量以

10、電磁波輻射的形式發(fā)射到空間的現(xiàn)象。10電磁兼容電平（electromagnetic compatibility level）:：預(yù)期加在工作于指定(zhdng)條件的裝置的裝置，設(shè)備或系統(tǒng)上的（規(guī)定的）最大的電磁騷擾電平。共四十頁 11. 騷擾限值（limit of disturbance）： 對應(yīng)于 規(guī)定測量方法的最大電磁騷擾允許(ynx)電平。12. 抗擾性限值（limit of immunity）： 規(guī)定的最小抗擾性電平。共四十頁 13. 發(fā)射裕量（emission margin）： 設(shè)備(shbi)或系統(tǒng)的電磁兼容電平與發(fā)射限值之間的差值。14. 抗擾性裕量（inmmunity mar

11、gin）： 設(shè)備或系統(tǒng)的抗擾度限值與電磁兼容電平之間的差值。共四十頁 共四十頁 15. 耦合途徑（coupling path）： 電磁能量從源到另一電路(dinl)或裝置所經(jīng)的途徑。16. 地耦合干擾（groud coupled interference）： 電磁騷擾從一電路通過公共地或地回路耦合到另一電路從而引起的電磁干擾。17. 干擾抑制（interference suppression）： 削弱或消除電磁騷擾的措施。共四十頁 18. 電磁屏蔽（electromagnetic screen）： 用來減少電磁場向指定區(qū)域穿透的措施。19. 人工電源網(wǎng)絡(luò)（artificial mains ne

12、twork）：串接在被測設(shè)備(shbi)電源進(jìn)線處的網(wǎng)絡(luò)。 為騷擾電壓的測量提供規(guī)定的負(fù)載阻抗，并使被測設(shè)備與電源相互隔離。 (又稱線路阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò) line impedance stabilization network (LISN) )： 共四十頁 20. 差模電壓（differential mode voltage）： 一組規(guī)定的帶電導(dǎo)體任意兩根之間的電壓。21. 共模(n m)電壓（common mode voltage）： 每個導(dǎo)體與規(guī)定參考點(diǎn)（通常是機(jī)殼或地）之間的電壓。共四十頁 22. 準(zhǔn)峰值檢波器（quasi-peak detector）：具有規(guī)定的電氣(dinq)時間常數(shù)的檢

13、波器。當(dāng)施加規(guī)則的重復(fù)等幅脈沖時，輸出電壓是脈沖峰值的分?jǐn)?shù)，且此分?jǐn)?shù)隨脈沖重復(fù)率增加趨向1。23. 峰值檢波器（peak detector）： 輸出電壓為所施加信號峰值的檢波器。共四十頁 24. 測試場地（test site）： 在規(guī)定條件下能滿足(mnz)對被測設(shè)備的電磁發(fā)射進(jìn)行正確測試的場地。25. 橫電磁波室（TEM Cell）： 一個封閉系統(tǒng)，電磁波在其中以橫電磁波模式傳播，從而產(chǎn)生供測試使用的規(guī)定的電磁場。GTEM: (Giaga-hertz Transverse Electromagnetic Cell) 吉赫茲橫電磁波室共四十頁電磁輻射(din c f sh)基本概念 電偶極天線(tinxin)公式 共四十頁 共四十頁磁偶極天線(tinxin)公式 共四十頁 補(bǔ)充(bchng)： 近場項：帶 和 的項遠(yuǎn)場項：帶 的項共四十頁 等效磁矩遠(yuǎn)場項， 近場項習(xí)題1：試用等效磁流寫出磁偶極輻射磁場和電場的遠(yuǎn)場表達(dá)式，并說明與電偶極輻射場公式(gngsh)的對應(yīng)關(guān)系。共四十頁內(nèi)容摘要電磁兼容原理與方法。IEC定義: “電磁兼容是設(shè)備的一種(y zhn)能力，它在其電磁環(huán)境中能完成它的功能，而不致于在其環(huán)境