EMC理论与实践第一部分

1、Copyright 杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright 杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所电磁兼容设计电磁兼容设计第二章第二章 EMI分类与特征分类与特征第一章第一章 EMI抑制技术原理与应用抑制技术原理与应用第四章第四章 EMI滤波器滤波器第五章第五章 接地与搭接接地与搭接第六章第六章 电路的电路的EMC设计设计 第三章第三章 辐射干扰的抑制辐射干扰的抑制 第七章第七章 谐波分析与抑制谐波分析与抑制Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件

2、与应用研究所第一章第一章 EMI抑制技术原理与应用抑制技术原理与应用Copyright 杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所 在这种复杂的电磁环境中，如何减少相互间的电在这种复杂的电磁环境中，如何减少相互间的电磁骚扰：磁骚扰：l 使各种设备能正常运转。使各种设备能正常运转。l 减轻恶劣的电磁环境对人类及生态产生不良的影减轻恶劣的电磁环境对人类及生态产生不良的

3、影响。响。 电磁兼容学正是为解决这类问题而迅速发展起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。来的一门新兴学科。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电

4、子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所频率频率(MHz) 波长波长(m)频段名称频段名称用途用途30030GHz 1mm10mm极高频极高频雷达，空间通信雷达，空间通信303GHz 10mm100mm超高频超高频雷达，空间通信雷达，空间通信3GHz300MHz100mm1m特高频特高频视距无线通信与广播视距无线通信与广播 300MHz30MHz 1m10m 甚高频甚高频视距无限通信与广播视距无限通信与广播30MHz3MH

5、z 10m100m 高频高频短波通信，广播短波通信，广播3MHz300KHz 100m1km 中频中频无线通信与广播无线通信与广播300KHz30KHz 1km10km 低频低频无线电导航无线电导航30KHz3KHz 10km100km甚低频甚低频 无线电导航无线电导航 3KHz300Hz 100km1Mm极低频极低频海底通信海底通信300Hz30Hz 1Mm10Mm工频工频输电输电 Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyrigh

6、t杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l 电磁辐射对人体的影响电磁辐射对人体的影响1 1、生物体对电磁辐射能量的吸收、生物体对电磁辐射能量的吸收、电离辐射和非电离辐射、电离辐射和非电离辐射 电磁辐射的量子能量电磁辐射的量子能量 w whfhf h h6.626.

7、621010-34-34JS JS 普朗克常数。普朗克常数。f f3 310101515Hz Hz 量子的能量可以使原子和分子电离量子的能量可以使原子和分子电离电电离辐射，例如离辐射，例如X X射线辐射、射线辐射、射线辐射，射线辐射，f f3 310101515Hz Hz 量子的能量不能使原子和分子电离量子的能量不能使原子和分子电离非非电离辐射。电离辐射。 电磁干扰和电磁污染一般属于非电离辐射。电磁干扰和电磁污染一般属于非电离辐射。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所定义：生物体单位时间内、单位质量吸收的电磁辐定义：生物体单位时间内

8、、单位质量吸收的电磁辐射能量（射能量（W/kgW/kg） ：生物体密度，即单位时间内、单位体积吸收的电磁：生物体密度，即单位时间内、单位体积吸收的电磁辐射能量，辐射能量， ：电导率：电导率 E E ：电场强度振幅：电场强度振幅 生物体吸收辐射场能量，引起体温（或局部体温）升高。生物体吸收辐射场能量，引起体温（或局部体温）升高。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所、谐振吸收、谐振吸收当辐射频率与生物体（或某些器官当辐射频率与生物体（或某些器官, ,例如眼睛、大例如眼睛、大脑）的固有频率谐振时，吸收最强。脑）的固有频率谐振时，吸收最强。

9、人体固有谐振频率的范围大约为人体固有谐振频率的范围大约为30M30M3000MHz3000MHz，一，一般成年人的谐振吸收频率约为般成年人的谐振吸收频率约为400 MHz400 MHz。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所n2 2、电磁辐射对人体的影响、电磁辐射对人体的影响 一般认为电磁辐射对人体的影响包括三个方面：一般认为电磁辐射对人体的影响包括三个方面：、热效应、热效应 辐射功能密度辐射功能密度S S10mW/cm10mW/cm2 2（E E110V/m110V/m），人体吸收），人体吸收的辐射能转化为热量，超过人体体温调节能力

10、时，会引起的辐射能转化为热量，超过人体体温调节能力时，会引起人体（或局部组织）体温明显升高，或引起生理功能紊乱人体（或局部组织）体温明显升高，或引起生理功能紊乱（人的体温每升高一度，基础代谢增加约（人的体温每升高一度，基础代谢增加约514%514%，组织中，组织中的氧的需求量增加的氧的需求量增加50100%50100%）。热效应首先损伤人体上对）。热效应首先损伤人体上对热比较敏感的器官，例如眼睛、大脑、男性生殖器等，例热比较敏感的器官，例如眼睛、大脑、男性生殖器等，例如可导致白内障（如可导致白内障（300 mW/cm300 mW/cm2 2）。）。S S10mW/cm10mW/cm2 2，不会

11、引起体温明显的升高，但可能使体内，不会引起体温明显的升高，但可能使体内局部小范围内出现显著的能量吸收（谐振吸收），引起生局部小范围内出现显著的能量吸收（谐振吸收），引起生理功能的障碍。理功能的障碍。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所 、非热效应、非热效应 S S1mW/cm1mW/cm2 2（E E61.4 V/m61.4 V/m），长时间照射也不会引起），长时间照射也不会引起体温明显的升高，但会出现烦躁、头晕、疲劳、失眠、记体温明显的升高，但会出现烦躁、头晕、疲劳、失眠、记忆力减退、脱发、白血球升高、植物神经功能紊乱、脑电忆力减

12、退、脱发、白血球升高、植物神经功能紊乱、脑电图和心电图的变化等症状。这些一般称为电磁辐射的非热图和心电图的变化等症状。这些一般称为电磁辐射的非热效应，这些症状在脱离辐射源后一般是可以逐渐恢复的。效应，这些症状在脱离辐射源后一般是可以逐渐恢复的。、三致作用（致癌、致畸、致突变作用）、三致作用（致癌、致畸、致突变作用） 这是电磁辐射的远期效应，在国内外已经引起了重视，这是电磁辐射的远期效应，在国内外已经引起了重视，但尚无一致的意见。一些研究者的实验表明：长时间的电但尚无一致的意见。一些研究者的实验表明：长时间的电磁辐射可能诱发癌症，也可能引起染色体的畸变，具有致磁辐射可能诱发癌症，也可能引起染色体

13、的畸变，具有致畸、致突变作用。畸、致突变作用。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所 、决定电磁辐射对生物体影响程度的几个因素、决定电磁辐射对生物体影响程度的几个因素a a、场强：场强越大，影响越大。、场强：场强越大，影响越大。b b、频率：在谐振吸收频率处，影响最大。一般是频率升、频率：在谐振吸收频率处，影响最大。一般是频率升 高，影响增大，微波段影响最大。高，影响增大，微波段影响最大。c c、作用时间：电磁辐射对生物体的影响具有积累作用，、作用时间：电磁辐射对生物体的影响具有积累作用， 作用时间越长，影响越大。作用时间越长，影响越

14、大。d d、与辐射源的距离、与辐射源的距离: : 对于偶极子天线，在天线近区对于偶极子天线，在天线近区E1/rE1/r3 3，在天线远区，在天线远区E1/rE1/r。 辐射场强随距离的增大迅速衰减，影响减小。辐射场强随距离的增大迅速衰减，影响减小。e e、环境温度和湿度：温度高、湿度大，生物体不易散热，、环境温度和湿度：温度高、湿度大，生物体不易散热，影响增大。影响增大。f f、辐射特性：脉冲波比连续波的影响大、辐射特性：脉冲波比连续波的影响大。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新

15、型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright 杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l 电磁骚扰电磁骚扰 Electromagnetic DisturbanceEMI“任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生任何可能引起装置、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。命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。”l 电磁

16、干扰电磁干扰 Electromagnetic InterferenceEMI“电磁骚扰引起的设备、传输通道、系统性能的下电磁骚扰引起的设备、传输通道、系统性能的下降。降。”Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所与电磁干扰与电磁干扰l 虽然电磁骚扰与电磁干扰有一定的区别，但是工虽然电磁骚扰与电磁干扰有一定的区别，但是工程上往往不以明确划分，并统一缩写为程上往往不以明确划分，并统一缩写为EMI。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l（电磁）发射（电磁）发射 （electroma

17、gnetic）emission“从源向外发出电磁能的现象。从源向外发出电磁能的现象。”l电磁噪声电磁噪声 electromagnetic noise“一种明显不传送信息的时变电磁现象，它可能与有一种明显不传送信息的时变电磁现象，它可能与有用信号叠加或组合。用信号叠加或组合。”l自然噪声自然噪声 natural noise“来源于自然现象而不是由机械或其他人造装置产生来源于自然现象而不是由机械或其他人造装置产生的噪声。的噪声。”Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l人为噪声人为噪声 man-made noise“由机械或其它人造装置所

18、产生的噪声。由机械或其它人造装置所产生的噪声。” l喀呖声喀呖声 click“持续时间不大于持续时间不大于200ms，两个扰动之间的间隔至少，两个扰动之间的间隔至少为为200ms的扰动。一个喀呖声可以包括几个脉的扰动。一个喀呖声可以包括几个脉冲。冲。”l 电磁环境电磁环境 electromagnetic environment“存在于给定场所的所有电磁现象总和。存在于给定场所的所有电磁现象总和。”Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l 无用信号无用信号 unwanted signal，undesired signal“可能损害有用信

19、号接收的信号。可能损害有用信号接收的信号。”l 干扰信号干扰信号 interfering signal“损害有用信号接收的信号。损害有用信号接收的信号。”干扰信号是任何情况下都是有害的；而无用信号在干扰信号是任何情况下都是有害的；而无用信号在某些条件下还是有用的无害的。某些条件下还是有用的无害的。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l （对骚扰的）抗扰度（对骚扰的）抗扰度 immunity (to a disturbance)“装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。力。”l

20、（电磁）敏感度（电磁）敏感度 (electromagnetic) susceptibilityEMS“在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。性能降低的能力。” 这里应该注意的是敏感性高，抗扰度低。实际上，这里应该注意的是敏感性高，抗扰度低。实际上，抗扰度与敏感性都反应的是装置、设备或系统的抗干扰抗扰度与敏感性都反应的是装置、设备或系统的抗干扰的能力，仅仅是从不同的角度而言。在国际与国内，军的能力，仅仅是从不同的角度而言。在国际与国内，军用标准体系常用敏感性这一术语；而民用标准体系惯用用标准体系常用敏感性这一术语；而民用标

21、准体系惯用抗扰度一词。抗扰度一词。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l （时变量的）电平（时变量的）电平 level (of time varying quantity) “用规定方式在规定时间间隔内求得的诸如功率或场参数等用规定方式在规定时间间隔内求得的诸如功率或场参数等时变量的平均值或加权值。时变量的平均值或加权值。” 电平可用对数来表示，例如相对某一参考值的分贝数。电平可用对数来表示，例如相对某一参考值的分贝数。l 骚扰限值（允许值）骚扰限值（允许值） limit of disturbance “对应于规定测量方法的最大电磁

22、骚扰允许电平。对应于规定测量方法的最大电磁骚扰允许电平。”l 干扰限值（允许值）干扰限值（允许值） limit of interference “电磁骚扰使装置、设备或系统最大允许的性能降低。电磁骚扰使装置、设备或系统最大允许的性能降低。”Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l （电磁）兼容电平（电磁）兼容电平 (electromagnetic) compatibility level “预期加在工作于指定条件的装置、设备或系统上规定的预期加在工作于指定条件的装置、设备或系统上规定的最大电磁骚扰电平。最大电磁骚扰电平。”l （骚扰源

23、的）发射电平（骚扰源的）发射电平 emission level (of a disturbance source) 用规定的方法测得的由特定装置、设备或系统发射的某给用规定的方法测得的由特定装置、设备或系统发射的某给定电磁骚扰电平。定电磁骚扰电平。”l （来自骚扰源的）发射限值（来自骚扰源的）发射限值 emission limit (from a disturb source) “规定电磁骚扰源的最大发射电平。规定电磁骚扰源的最大发射电平。”Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所发射裕量发射裕量 emission margin “装置

24、、设备或系统的电磁兼容电平与发射限值之间的差装置、设备或系统的电磁兼容电平与发射限值之间的差值。值。”l 抗扰度电平抗扰度电平 immunity level “将某给定的电磁骚扰施加于某一装置、设备或系统而其将某给定的电磁骚扰施加于某一装置、设备或系统而其仍能正常工作并保持所需性能等级时的最大骚扰电平。仍能正常工作并保持所需性能等级时的最大骚扰电平。”Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l 抗扰度限值抗扰度限值 immunity limit“规定的最小抗扰度电平。规定的最小抗扰度电平。”l 抗扰度余量抗扰度余量 immunity m

25、argin“装置、设备或系统的抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差装置、设备或系统的抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差值。值。”l （电磁）兼容余量（电磁）兼容余量 (electromagnetic) compatibility margin“装置、设备或系统的抗扰度限值与骚扰源的发射限值之间装置、设备或系统的抗扰度限值与骚扰源的发射限值之间的差值。的差值。”Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l 骚扰抑制骚扰抑制 disturbance suppression“削弱或消除电磁骚扰的措施。削弱或消除电磁骚扰的措施。”l干扰抑制干扰抑制 i

26、nterference suppression“削弱或消除电磁干扰的措施。削弱或消除电磁干扰的措施。”Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l 基带基带 Baseband“信号在调制载波（或副载波）频率构成传输信号或射频信信号在调制载波（或副载波）频率构成传输信号或射频信号之前所占有的频带。号之前所占有的频带。”l 宽带发射宽带发射 broadband emission“频谱能量分布相当均匀而且连续，以至于当测量仪器或接频谱能量分布相当均匀而且连续，以至于当测量仪器或接收机在几倍接收机带宽的频率范围内调谐时而无明显变化收机在几倍接收机

27、带宽的频率范围内调谐时而无明显变化的一种发射。的一种发射。”l 窄带发射窄带发射 narrowband emission“比测量仪器或接收机的带宽窄的一种发射。比测量仪器或接收机的带宽窄的一种发射。”l 乱真发射乱真发射 spurious emission“在需要的带宽以内或以外，与被传输信息无关的一个或多在需要的带宽以内或以外，与被传输信息无关的一个或多个频率上的发射。个频率上的发射。”Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l 电波暗室电波暗室 anechoic chamber“是用来进行辐射试验测量的微波（通常高于是用来进行辐射试

28、验测量的微波（通常高于200MHz）暗）暗室，在高于某些规定频率（例如室，在高于某些规定频率（例如1GHz）上，暗室墙壁的）上，暗室墙壁的电压反射系数通常小于电压反射系数通常小于0.01（40dB）。）。”l 开放式室外试验场开放式室外试验场 openspace site“用于测量辐射电磁干扰的试验场地。用于测量辐射电磁干扰的试验场地。” 此场地应是敞开的，平坦的，并且远离建筑物、电力此场地应是敞开的，平坦的，并且远离建筑物、电力线、围墙、地下电缆、地下管道。此场地的环境电磁场电线、围墙、地下电缆、地下管道。此场地的环境电磁场电平应该相当低，以便在所选择的任一试验频率上进行辐射平应该相当低，以

29、便在所选择的任一试验频率上进行辐射发射试验。实际上，这种要求永远不可能完全实现。发射试验。实际上，这种要求永远不可能完全实现。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所电源滤波器通风板电缆接线板通风板Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学

30、新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所带风扇的通风板 主室辅助室2辅助室1可拆卸的滤波板或观察窗射频测试仪器柜电源滤波器屏蔽门刀口结构Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所高度扫描天线杆高度扫描天线杆天线天线金属地板金属地板转台上的受试件转台上的受试件Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子

31、器件与应用研究所长长 轴轴 20 米米椭圆区内无金属物体椭圆区内无金属物体 金金 属属 地地 平平 面面短短 轴轴 17.32 米米天线与受试件距离天线与受试件距离 10 米米不同的天线在不同的天线在14米高度内变化，找出各种极化方向下的最强辐射值米高度内变化，找出各种极化方向下的最强辐射值受试件放在受试件放在0.8米高的木桌上米高的木桌上Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所马达驱动高度扫描天线杆天 线EUT防雨棚转转 台台 和和 桌桌

32、 子子金属网地面椭 圆 区 内 没 有 其 它 物 体Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l 天线系数天线系数 antenna factor“测量仪器或接收机输入端电压与场强之比；它包括天线有测量仪器或接收机输入端电压与场强之比；它包括天线有效长度、失配以及传输损耗等效应。效长度、失配以及传输损耗等效应。”l 电流探头电流探头 current probe“是一种使用时箝在被测导线上的传感器，借助于环绕导线是一种使用时箝在被测导线上的传感器，借助于环绕导线的磁场而产生电流。的磁场而产生电流。”用它可以迅速地对导线中传输的工频或射频电流

33、进行取样，用它可以迅速地对导线中传输的工频或射频电流进行取样，后者，通常是对射频干扰进行测量，此时，电流探头的输后者，通常是对射频干扰进行测量，此时，电流探头的输出端接在接收机的输入端。出端接在接收机的输入端。l 人工电源网络人工电源网络 artificial mains network“接入受试设备电源线中的网络，它在射频频段为测量扰动接入受试设备电源线中的网络，它在射频频段为测量扰动电压提供规定的负载阻抗，并在射频频段上，使设备与供电压提供规定的负载阻抗，并在射频频段上，使设备与供电电源隔离。电电源隔离。”Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器

34、件与应用研究所l 近场区近场区 nearfield regions“无功近场区：紧靠着天线的、无功场起主要作用的天线区。无功近场区：紧靠着天线的、无功场起主要作用的天线区。对大多数天线常取离天线表面距离处。对大多数天线常取离天线表面距离处。”“辐射近场区：在无功近场和远场区之间的天线场区，该场辐射近场区：在无功近场和远场区之间的天线场区，该场区随角度的分布与离天线的距离有关。如果天线的最大口区随角度的分布与离天线的距离有关。如果天线的最大口径尺寸不大于波长，则该场区可能不存在。径尺寸不大于波长，则该场区可能不存在。”l 远场区远场区 farfield region“场随角度的分布基本上与天线的

35、距离无关的天线场区。场随角度的分布基本上与天线的距离无关的天线场区。”注意：如果天线最大口径尺寸注意：如果天线最大口径尺寸D大于基频波长大于基频波长，远场离天线，远场离天线的距离一般取大于处。的距离一般取大于处。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l 倍频程倍频程 octave“高端与低端为高端与低端为2：1的频率比。的频率比。”例如：从例如：从12MHz、24MHz、5001000MHz的频的频率间隔。率间隔。l 十倍频程十倍频程 decade “高端与低端为高端与低端为10比比1的频率比。的频率比。”Copyright杭州电子科

36、技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所f/101L101LvLfLk/Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所smv/10380smv/10318000rrvv0010 . 1, 1 . 2rr088069. 0/1007. 211 . 2/103vsmsmvvrrCopyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所101L101L1, 4rrmfvfvrrrr7

37、44. 11449. 300mfvfvrrrr744. 11449. 300Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所 适用于海军的适用于海军的RE101极限极限Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所功率功率 ：12lgPPPB12lg10PPPdBCopyright杭州电子科技大学杭州

38、电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所12PPWP1112PP2PWWdBWPWPPlg101lg10mWmWdBmPmWPPlg101lg10Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所dBWdBm300频谱分析仪常以分贝毫瓦（频谱分析仪常以分贝毫瓦（dBm）表示其输入电平。）表示其输入电平。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所电压电压 ：对于纯阻抗负载对于纯阻抗负载式中：式中：P功率，功率，W； V降在电阻降在电阻R上的电压，上的电压，V； R电阻，电阻

39、，。若以分贝（若以分贝（dB）表示，上式可写为：）表示，上式可写为：右端的第一项即为电压的分贝值右端的第一项即为电压的分贝值RVP2121212122212lg10lg20/lg10lg10RRVVRVRVPPPdBWCopyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所n在电磁兼容领域，常用在电磁兼容领域，常用V为单位，此时，为单位，此时， 即即 以以1V为为0dB。VV11dBVVdBVVVVVVlg201lg20lg2012dBVVdB12001lg1012030RVPPdBdBmdBWdBVVPdBdBdBm1073099.16120Copy

40、right杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所AIIIIAAdB1lg20lg2012AICopyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所常见数值的常见数值的dB值转换值转换比值V或I（dB）P（dB）比值V或I（dB）P（dB）10612060615.567.7810510050513.986.991048040412.046.02103603039.544.77102402026.023.01102010100919.089.5410-1-20-10818.069.0310-2-40-20716.

41、98.4510-3-60-30Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所天线的定义：天线的定义：l发射天线发射天线 把高频电磁能量通过各种形状的金属导体向空间把高频电磁能量通过各种形状的金属导体向空间辐射出去的装置。辐射出去的装置。l接收天线接收天线 把空间的电磁能量，通过各种形状的金属导体，把空间的电磁能量，通过各种形状的金属导体，转化为高频能量收集起来。转化为高频能量收集起来。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件

42、与应用研究所新型电子器件与应用研究所测量电磁干扰的天线测量电磁干扰的天线Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所VEAF/Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所AFG79.29flg20Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所)1/()1 (VSWR01VSWR01VSWRCopyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所 场是电磁兼容中贯穿始终的一个概念，对于场的场是电磁

43、兼容中贯穿始终的一个概念，对于场的理解也就关系到对电磁兼容的理解。理解也就关系到对电磁兼容的理解。l 波阻抗波阻抗 ：电场强度与磁场强度的比值：电场强度与磁场强度的比值 电磁辐射空气阻抗，其值为电磁辐射空气阻抗，其值为377其计算方法：其计算方法：3771201085. 8/104/12700HEZCopyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所近场与远场近场与远场 l 近场近场当干扰源到被干扰物的距离小于波长时当干扰源到被干扰物的距离小于波长时 l 远场远场当干扰源到被干扰物的距离小于波长时当干扰源到被干扰物的距离小于波长时 远场中，波被认为

44、是平面波，并且远场中，波被认为是平面波，并且E场与场与H场以相同场以相同速率随距离的增加而衰减。所以其阻抗是一常量，并且等速率随距离的增加而衰减。所以其阻抗是一常量，并且等于自由空间阻抗即电磁辐射空气阻抗值：于自由空间阻抗即电磁辐射空气阻抗值：2/d2/d2/d377120/HEZCopyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所近场中，波阻抗决定于源的特性近场中，波阻抗决定于源的特性 小电流，高电压的辐射体将主要产生高阻抗小电流，高电压的辐射体将主要产生高阻抗电场，对于频率电场，对于频率f，介电常数为，介电常数为，在距离，在距离d处的阻处的阻抗

45、绝对值为：抗绝对值为： 大电流，低电压的辐射体将主要产生低阻抗大电流，低电压的辐射体将主要产生低阻抗磁场，对于频率磁场，对于频率f，磁导率为，磁导率为，在距离，在距离d处的阻抗处的阻抗绝对值为：绝对值为：dZf2/1dZf2Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所附近的区域，是介于近场与远场之附近的区域，是介于近场与远场之间的过渡区，这并不是一个精确的判断标间的过渡区，这并不是一个精确的判断标准。准。2/Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所功率密度功率密度 有时用空间的功率密

46、度有时用空间的功率密度S表示电磁场强度，尤表示电磁场强度，尤其是在微波段。因为在微波波段，测量功率比测其是在微波段。因为在微波波段，测量功率比测量电压容易，而且也具有实际意义。功率密度的量电压容易，而且也具有实际意义。功率密度的基本单位为基本单位为电磁波传送能量公式：电磁波传送能量公式：2/mWZEHES/2)/(HEZ ZESmVmWlog10log20log10/2)377120(ZdBESmVdBmWdB8 .25)/()/(2Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所根据根据 可得磁场强度可得磁场强度H为为写为分贝形式：写为分贝形

47、式：即：即：当当 时时HEZ/ZEHmVmA/ZEHmVmA/ZEHmVmAlog20log20log20/ZEHmVdBmAdBlog20)/()/(1200 ZZdBEHmVdBmAdB5 .51)/()/(Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所 磁通密度磁通密度B（Tesla）与磁场强度）与磁场强度H（A/m）的关）的关系如下：系如下：式中：式中： 以特斯拉为单位的磁通密度；以特斯拉为单位的磁通密度； 介质的绝对磁导率，亨介质的绝对磁导率，亨/米（米（H/m）,在在真空中真空中 以安以安/米（米（A/m）为单位的磁场强度。）为单

48、位的磁场强度。若以分贝表示，并且介质磁导率取真空中：若以分贝表示，并且介质磁导率取真空中：mATHB/TBmH /10470mAH/0dBHHBBmAdBmATdBT118lg20lg20lg20)/(/0dBHBmAdBTdB118)/()10/11 (42gaussmweberTCopyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所屏蔽在屏蔽在EMC中的基本常用公式及单位中的基本常用公式及单位 屏蔽是解决电磁兼容问题的基本方法之一，屏蔽是解决电磁兼容问题的基本方法之一，简要介绍屏蔽在电磁兼容中的基本公式及单位。简要介绍屏蔽在电磁兼容中的基本公式及

49、单位。l 材质特性阻抗材质特性阻抗由于由于式中：式中： 磁导率磁导率 （H/m） 电导率电导率 （S/m） 介电常数介电常数 （F/m）因空气：因空气：)/(/jwjwHEZfw2377120/)/(jwjwjwjwZCopyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l趋肤深度趋肤深度 趋肤深度以表示，说明金属表面电流渗入金趋肤深度以表示，说明金属表面电流渗入金属表面深度的情况，表示属表面深度的情况，表示63%的表面电流渗入金的表面电流渗入金属表面时的深度，或者说衰减属表面时的深度，或者说衰减1/e（37%）f12Copyright杭州电子科技大

50、学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l金属板的屏蔽效能金属板的屏蔽效能 对于已知对于已知 ，如何计算低频磁场、高频磁，如何计算低频磁场、高频磁场、平面波的屏蔽效能：场、平面波的屏蔽效能：对于低频磁场：对于低频磁场：对于高频磁场：对于高频磁场：对平面波：对平面波： 对超薄型隔离膜：对超薄型隔离膜： ，式中：式中： ：源到金属隔离物的距离，单位为：源到金属隔离物的距离，单位为m； ：金属隔离物的厚度，单位为：金属隔离物的厚度，单位为mm； ：MHz；、ftr)/log(10741312frftSE)/log(1014113123rfftSE)/log(10108131

51、fftSE) 1/(t)/5001log(20rtSErtfCopyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所滤波器的插入损耗与阻抗滤波器的插入损耗与阻抗l 标准的滤波器几乎总是在标准的滤波器几乎总是在50电阻阻抗之间确定电阻阻抗之间确定它的特性。它的特性。l 这种情况与实际的电路不可能匹配。这种情况与实际的电路不可能匹配。l 但是如果能够知道实际的电路阻抗，且它们也是但是如果能够知道实际的电路阻抗，且它们也是电阻性的，则可以根据公开的电阻性的，则可以根据公开的50值计算出期望值计算出期望的滤波器插入损耗。的滤波器插入损耗。Copyright杭州

52、电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所l 第一步，导出滤波器的转移阻抗：第一步，导出滤波器的转移阻抗： 式中式中ILdB的是的是50公开的插入损耗值。公开的插入损耗值。l 在其他电阻性阻抗在其他电阻性阻抗RS（源阻抗）和（源阻抗）和RL（负载阻抗）（负载阻抗）之间的插入损耗等于：之间的插入损耗等于： 电抗性的源阻抗或负载阻抗会改变滤波器的性电抗性的源阻抗或负载阻抗会改变滤波器的性能，这个方程将不在适用。能，这个方程将不在适用。1)20/lg(/25dBTILantiR1)20/lg(/25dBTILantiR)(/()(1lg20LSTLSdBRRRRRI

53、LCopyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所具有三方面的含义：具有三方面的含义：1、电磁环境应该是给定的或可预期的、电磁环境应该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所、设备、分系统或系统不应产生超过标准或规范所规定的电磁骚扰发射限值的要求；电磁骚扰发射规定的电磁骚扰发射限值的要求；电磁骚扰发射就是从骚扰源向外发出骚扰能量

54、的现象，它是引就是从骚扰源向外发出骚扰能量的现象，它是引起电磁骚扰的原因起电磁骚扰的原因3、设备、分系统或系统应满足标准或规范所规定的、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电磁敏感性(EMS)限值或抗干扰度限值的要求。限值或抗干扰度限值的要求。Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所实现电磁兼容的途径实现电磁兼容的途径形成电磁干扰的基本要素：形成电磁干扰的基本要素：1、电磁骚扰源、电磁骚扰源2、耦合途径、耦合途径3、敏感设备、敏感设备Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与

55、应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所Copyright 杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所1.4 EMC标准与规范标准与规范Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所EMC标准与规范标准与规范标准是一个一般性的导则或预期要满足标准是一个一般性的导则或预期要满足的准则的准则,由它可以导出各种规范由它可以导出各种规范;规范是一个包

56、含某类设备详细说明和详规范是一个包含某类设备详细说明和详细数据细数据,必须遵守的文件必须遵守的文件.Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所EMC标准与规范的内容标准与规范的内容:规定名词术语规定名词术语;规定电磁骚扰发射限值和抗扰度要求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统一的试验方法;规定规定EMC控制方法或设计规范控制方法或设计规范.EMC标准与规范的类型标准与规范的类型:国际级国际级,例如例如IEC标准标准; 分会议级分会议级,例如例如CISPR出版物出版物; CE级级,例如欧洲协调标准例如欧洲协调标准EN;

57、国家级国家级,例如国标例如国标GB,FCC等等.军用标准军用标准,例如国军标例如国军标GJB,美军标美军标MIL.Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所由由IEC (国际电工委员会国际电工委员会), ITU(国际电信联盟国际电信联盟)和和其他标准化组织制定的其他标准化组织制定的EMC出版物和标准出版物和标准: 1. 基础基础EMC标准标准 基础基础EMC标准标准(basic EMC standards)规定达到规定达到EMC的一般的一般和基本的条件或规则，它们与涉及和基本的条件或规则，它们与涉及EMC问题的所有系列产问题的所有系列产品

58、、系统或设施有关，并可适用于这些产品，但不规定产品、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。它们是制定其他品的发射限值或抗扰度判定准则。它们是制定其他EMC标标准准(如通用标准或产品标准如通用标准或产品标准)的基础或引用的文件。基础标的基础或引用的文件。基础标准涉及的内容为准涉及的内容为:术语，电磁现象的描述，兼容性电平的规术语，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、试验技术和方法范，骚扰发射限值的总要求，测量、试验技术和方法(包括包括测试设备、辅助设备、基本配置、测量场所等测试设备、辅助设备、基本配置、测量场所等)、试验等级、试验等

59、级、环境的描述和分类环境的描述和分类(包括环境的范围和包括环境的范围和/或兼容性电平或兼容性电平,它们它们是构成发射限值或抗扰度电平的重要基础是构成发射限值或抗扰度电平的重要基础)等等. Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研究所2. 通用通用EMC标准标准通用通用EMC标准标准(generic EMC standards)是关于特定环境下的是关于特定环境下的EMC标准标准。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，如某种产品无系列产品标准或专用产品标准，

60、可使用通用可使用通用EMC标准。标准。通用标准将特定环境分为两大类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。 Copyright杭州电子科技大学杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所新型电子器件与应用研