三電磁環(huán)境及電磁污染途徑第1頁(yè)/共38頁(yè)一、靜電危害的機(jī)理1、靜電的形成第2頁(yè)/共38頁(yè)接觸分離感應(yīng)起電熱電起電、壓電起電、噴射起電…摩擦起電實(shí)質(zhì)上是接觸分離起電常見材料的摩擦起電序列：人體、玻璃、云母、聚酰胺、毛織品、毛皮、絲綢、鋁、紙、棉花、鋼鐵、木頭、硬橡膠、聚酯薄膜、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯（PVC）第3頁(yè)/共38頁(yè)2、靜電的放電與人體放電模型C人體=人體和大地之間的電容

R人體=人體的電阻

L人體=人體的電感

C臂=人手臂與大地之間的電容

C臂鍵=人手臂與鍵盤之間的電容

R臂=人手臂放電路徑的電阻L臂=人手臂放電路徑的電感

C指=人手、手指與鍵盤之間的電容

C鍵盤=鍵盤與大地之間的電容

R鍵盤=鍵盤到大地路徑的電阻

L鍵盤=鍵盤到大地路徑的電感第4頁(yè)/共38頁(yè)Tr（上升時(shí)間）=200ps至100ns

TS（尖峰寬度）=0.5ns至10μs

Tt（持續(xù)長(zhǎng)度）=100ns至2ms

第5頁(yè)/共38頁(yè)人體—金屬模型的仿真模擬帶電人體通過手持的小金屬件，如螺絲刀、鑰匙等，對(duì)其它物體產(chǎn)生放電時(shí)的情形第6頁(yè)/共38頁(yè)第7頁(yè)/共38頁(yè)人體—老虎車模型的仿真模擬作業(yè)人員手持手推車等金屬搬運(yùn)工具作業(yè)時(shí)的靜電放電過程第8頁(yè)/共38頁(yè)第9頁(yè)/共38頁(yè)3、靜電的危害電壓超過元件介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度，導(dǎo)致元件損壞；靜電放電的能量使節(jié)點(diǎn)的溫度超過半導(dǎo)體硅的熔點(diǎn)；受到潛在損壞。第10頁(yè)/共38頁(yè)二、雷電電量大（25～100C）發(fā)熱強(qiáng)（500～2000J）產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊性機(jī)械力（5000～6000N）傳輸遠(yuǎn)第11頁(yè)/共38頁(yè)靜電感應(yīng)雷；電磁感應(yīng)雷。第12頁(yè)/共38頁(yè)電源浪涌信號(hào)系統(tǒng)浪涌第13頁(yè)/共38頁(yè)3、常見的防雷產(chǎn)品接閃器低壓電源避雷器第14頁(yè)/共38頁(yè)通信線路避雷器：既要滿足防雷技術(shù)要求，還要保證傳輸指標(biāo)要求電容小、殘壓低、通流大、響應(yīng)快參數(shù)放電管MOVTVS電容很小大較小殘壓高中低通流容量大大小響應(yīng)速度慢快很快第15頁(yè)/共38頁(yè)接地裝置第16頁(yè)/共38頁(yè)三、自然輻射1、宇宙噪聲：太陽(yáng)輻射和銀河系無(wú)線電輻射銀河系無(wú)線電輻射：150～200MHz太陽(yáng)的熱輻射：十幾MHz～30GHz太陽(yáng)飛出的帶電粒子引起地球磁場(chǎng)的變化2、大氣中的電流電場(chǎng)、閃電和雷暴的電場(chǎng)3、地磁場(chǎng)4、電子噪聲第17頁(yè)/共38頁(yè)人工電磁干擾一、輻射干擾源：以電磁波形式傳播的干擾條件：1.有輻射源

2.能輻射出去結(jié)構(gòu)式開放式的；幾何尺寸和電磁波的波長(zhǎng)必須同一量級(jí)；即有天線效應(yīng)最常接觸的從30MHz-30000MHz(10m-0.01m)近區(qū)遠(yuǎn)區(qū)第18頁(yè)/共38頁(yè)1、發(fā)送設(shè)備：通過發(fā)送天線，通過編制屏蔽層和通風(fēng)管道，通過連接電纜向外輻射頻率波長(zhǎng)頻段名稱用途300~30GHz1~10mm極高頻雷達(dá)，空間通信30~3GHz10~100mm超高頻雷達(dá)，空間通信3GHz~300MHz100mm~1m特高頻

視距無(wú)限通信與廣播300~30MHz1~10m甚高頻視距無(wú)限通信與廣播30~3MHz10~100m高頻短波通信，廣播3MHz~300kHz10m~1km中頻無(wú)線通信與廣播300~30kHz1~10km低頻無(wú)線電導(dǎo)航30~3kHz10~100km甚低頻無(wú)線電導(dǎo)航3kHz~300Hz100~1000km極低頻海底通信300~30Hz1000~10000km工頻輸電第19頁(yè)/共38頁(yè)2、本地振蕩器：在多數(shù)設(shè)備中，主要的發(fā)射源是PCB上的電路（時(shí)鐘、視頻和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，其他振蕩器）中流動(dòng)的電流，可用載有騷擾電流的小環(huán)天線模型描述。計(jì)算機(jī)內(nèi)包含幾個(gè)晶振；時(shí)鐘頻率(4.77MHz~3GHz)又分成許多其它頻率時(shí)鐘；像素?cái)?shù)據(jù)的速率相當(dāng)高，處于高頻區(qū)域第20頁(yè)/共38頁(yè)3、設(shè)備功能非線性產(chǎn)生的輻射：電路中器件工作在非線性狀態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的干擾——不希望的諧波分量和互調(diào)產(chǎn)物4、核電磁脈沖輻射:脈沖上升時(shí)間較短（10ns）頻譜極寬（超長(zhǎng)波到微波波段的低端）場(chǎng)強(qiáng)極強(qiáng)（電場(chǎng)強(qiáng)度：10V/m；磁場(chǎng)強(qiáng)度：100A/m）能量極大（4X109J）若電子設(shè)備或系統(tǒng)天線直接接收核電磁脈沖，輕則干擾有用信號(hào)，重則因焦耳熱使電子系統(tǒng)受到損壞使大氣發(fā)生異常電離，造成電波傳輸?shù)乃p、折射和反射傳播距離遠(yuǎn)，干擾、損傷和破壞區(qū)域廣第21頁(yè)/共38頁(yè)5、電弧輻射：當(dāng)開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)開啟和閉合時(shí)，觸點(diǎn)間會(huì)產(chǎn)生電弧觸點(diǎn)上電壓變化大于1V/μs電壓超過負(fù)電觸點(diǎn)的額定值Varc負(fù)載電流超過任一觸點(diǎn)的額定電流Iarc電弧產(chǎn)生時(shí)，電路常常會(huì)自激振蕩電纜中會(huì)串入大量的電弧輻射能量靜電放電一般表現(xiàn)為高電壓小電流，電弧一般表現(xiàn)為低電壓大電流第22頁(yè)/共38頁(yè)二、傳導(dǎo)干擾源1、信息傳導(dǎo)干擾源：帶有信息的無(wú)用信號(hào)對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾發(fā)射能量泄漏到接收機(jī)回路電流產(chǎn)生的級(jí)間耦合：雷達(dá)發(fā)射機(jī)、地線回路固定頻率連續(xù)波產(chǎn)生干擾及由于脈沖波形的電流、電壓上升前沿陡峭，含有豐富的高次諧波引起感應(yīng)：周期性信號(hào)發(fā)生器、多諧振器、計(jì)算機(jī)時(shí)鐘、固定快速繼電器交流聲進(jìn)入系統(tǒng)以后，開始時(shí)電壓很低還不能形成干擾，而經(jīng)過系統(tǒng)后被逐級(jí)放大而形成干擾：脈沖發(fā)生器重復(fù)頻率交流聲、時(shí)鐘序列重復(fù)交流聲、時(shí)鐘重復(fù)頻率交流聲、掃描電路頻率交流聲第23頁(yè)/共38頁(yè)2、電磁噪聲傳導(dǎo)干擾源：不帶任何信息的電磁噪聲對(duì)電子設(shè)備的干擾電源接線端上會(huì)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾電壓：真空吸塵器、旋轉(zhuǎn)電機(jī)電流的突然改變：換向器（整流器）、斷路器凸輪觸點(diǎn)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、電源開關(guān)電路電擊穿瞬間會(huì)產(chǎn)生射頻噪聲：熒光燈、高壓汞燈因有電動(dòng)機(jī)、整流器、繼電器、嚙合電；嚙合電磁鐵、步進(jìn)開關(guān)、熒光燈、高壓汞燈等產(chǎn)生干擾引入電源線：數(shù)字設(shè)備輸出端有交流聲干擾：直流電源輸出端因?yàn)槭褂媒涣靼l(fā)電機(jī)、電磁線圈及點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾：機(jī)動(dòng)車干擾脈沖式電流產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾：靜態(tài)功率設(shè)備第24頁(yè)/共38頁(yè)3、傳導(dǎo)干擾源的頻譜傳導(dǎo)干擾源頻譜傳導(dǎo)干擾源頻譜真空吸塵器斷路器凸輪觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)電源開關(guān)電路指令程序裝置電源線指令程序裝置信號(hào)線熒光燈高壓汞燈0.1~1MHz10~20MHz0.1~25MHz0,5~25MHz1.0~25MHz0.1~25MHz0.1~3MHz0.1~1.0MHz計(jì)算機(jī)邏輯組件鎮(zhèn)定接觸器線圈脈沖鎮(zhèn)定接觸器通斷周期多路通信設(shè)備功率控制器功率轉(zhuǎn)換控制器恒定噪聲功率轉(zhuǎn)換控制器瞬態(tài)功率轉(zhuǎn)換控制器磁鐵電樞50kHz~200MHz1~25MHz50kHz~25MHz1~100MHz2~15kHz10~25MHz50kHz~25MHz2~4MHz第25頁(yè)/共38頁(yè)日常生活中使用的頻率第26頁(yè)/共38頁(yè)電力線上測(cè)得的干擾時(shí)域波形第27頁(yè)/共38頁(yè)疊加產(chǎn)生的干擾后的頻譜第28頁(yè)/共38頁(yè)三、電磁干擾三要素第29頁(yè)/共38頁(yè)1、敏感設(shè)備的敏感度度量敏感度主要取決于電子設(shè)備的靈敏度和頻帶寬度，一般認(rèn)為靈敏度與敏感度成反比，頻帶寬度與敏感度成正比模擬電路系統(tǒng)敏感度分析數(shù)字電路系統(tǒng)敏感度分析第30頁(yè)/共38頁(yè)<80dB極不敏感類80~110dB較不敏感類110~140dB稍敏感類140~170dB中等敏感類170~200dB敏感類200~230dB非常敏感類>230dB極敏感類敏感度一般分為7類第31頁(yè)/共38頁(yè)2、傳播干擾能量的途徑直接耦合方式漏電耦合方式第32頁(yè)/共38頁(yè)公共阻抗耦合方式第33