计算机电磁兼容

1、姓名：王宏达姓名：王宏达学号：学号：157720648157720648计算机电磁兼容技术第一章 电磁兼容基础知识什么是电磁兼容性？什么是电磁兼容性？u电磁兼容(EMC)定义: 在国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义为：系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不会对其他系统和设备造成干扰。uEMC包括：EMI（电磁干扰）及EMS（电磁耐受性）两部分。所谓EMI电磁干扰，就是机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行本身功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。计算机电磁干扰的产生及来源当有不希望的电噪声危害和影响设备或系统的正常工作时，称之为存在

2、电磁干扰。分为内部干扰和外部干扰。 u电磁干扰产生和形成的条件（即电磁干扰的三要素）： 1。有产生电磁干扰的发射体，即干扰源； 2。存在传递电磁干扰的途径，即耦合通道； 3。有承受电磁干扰的接收体，即受扰体；对于计算机控制系统来说。干扰既可能来源于外部，也可能来源于内部。u外部干扰：指那些与系统结构无关，而是由外界环境因素决定的干扰。外部干扰主要有： 1.天线干扰:如雷电或大气电离作用以及其他气象引起的干扰电波； 2.天体干扰:如太阳或其他星球辐射的电磁波；3.电气设备的干扰:如广播电台或通讯发射台发出的电磁波，动力机械、高频炉、电焊机等都会产生干扰；此外，荧光灯、开关、电流断路器、过载继电器

3、、指示灯等具有瞬变过程的设备也会产生较大的干扰；来自电源的工频干扰也可视为外部干扰.u 内部干扰:是由系统结构、制造工艺等决定的。主要是分布电容、分布电感引起的耦合感应，电磁场辐射感应，长线传输的波反射，多点接地造成的电位差引起的干扰，寄生振荡引起的干扰，甚至元器件产生的噪声也属于内部干扰。抗电磁干扰应从三方面考虑： 1。抑制干扰源； 2。切断或衰减电磁干扰的传播途径； 3。提高装置和系统的抗干扰能力；电磁干扰的危害强电磁场对人类健康的危害人体处于强电磁场时，人体的导电性使电流通过皮肤流入大地，而磁场通过人体时有可能对血液中的铁分子产生影响。电场通过皮肤可能引起湿疹等皮肤疾病。有人说，经常使用

4、计算机的女性容易皮肤老化。同样，人们认识到电磁波对细胞增殖性较快的雪球和淋巴等组织的危害更大。但是电磁波对人体的影响很难科学细致地加以探明。因为各种不同环境因素综合作用于人体，而且很难做长期的追踪调查。电磁波对人体的影响是通过疫学调查及动物实验获得验证的。1979年，美国Colorado大学的教授做了高压输电线与小孩癌病之间的疫学调查。结果表明，处于强电磁场的小孩白血病的发病率高于其他小孩发病率的3倍以上。比较有名的疫学研究有烟与肺癌，即比较大量吸烟的人群与不吸烟的人群中肺癌患者的数量的多少，它研究的是烟与肺癌的关系。电磁波与小孩癌病之间的研究关系正是利用这种方法。该报告不仅对全美而且对欧洲各

5、国产生很大的影响，促使人们积极研究ELF电磁波对人体的影响。弱电磁场对人类健康的危害强电磁场会对人类健康造成危害。同时，弱电磁场的影响也是不容小觑的，因为较弱的电磁骚扰对设备或系统的造成事故危害是各种各样的，如显示器画面的抖动、电视机画面出现“雪花”以及音响出现难听的声音等。而严重事故后果也同样让人触目惊心，例如，某炼钢厂曾因为控制天车的电路被干扰而造成整个钢水包的钢水完全倾倒在车间地面上的事故；某医院重症监护室内的呼吸机，因受到干扰导致控制电路受到影响而停止输送氧气，造成重症病人缺氧身亡；配装假肢的人骑摩托车，当行车至高压电力线时，由于假肢的控制电路受到干扰而造成车毁人亡的事故。由上述内容可

6、见，电磁环境的恶化，会导致多方面的后果。降低电磁骚扰，避免电磁干扰是整个社会生产生活、环境保护等工作的当务之急。下面介绍一个减弱PC（计算机）电磁辐射对人体伤害的例子干扰信号在计算机中的形态 串模干扰是指串联于信号回路中的干扰，产生于传输线的互感，和频率有关，常用滤波和改善采样频率来减少。 共模干扰是干扰电压同时加到两条信号线上出现的干扰。影响计算机电磁兼容性的因素由上式知提高抗干扰能力的原理是； (1)切断干扰源，即减小G()；(2)减小耦合，即减小C( )；(3)提高受干扰设备的敏感度阈值即加大I( )计算机电磁兼容性问题的新动向 由于计算机的高速化、高灵敏化、高密度集成化、小型化、多功能

7、以及其推广普及使计算机的电磁兼容性问题更加突出。预计，今后的电磁兼容性将涉及如下问题： 1 数字逻辑电路与软件技术的微妙结合，正成为抑制噪声的有力武器。软件的应用将占越来越大的比重。 2在计算机抗静电干扰措施中，用“分布式的静电保护涂覆”弥补静电保护的不足 3采用光纤电路抗电磁脉冲干扰被认为是最理想的途径。（光技术所具有高密度传送信息和不受电磁感应噪声影响两大特征）计算机元、部件抗干扰措施一般数字集成电路的抗干扰措施数字集成电路主要指TTL高速数字逻辑元件与CMOS高功能化元件。它们在计算机中应用时常给内部带来一些干扰。例如，通过端口接收干扰信号；端口感应静电并积累电荷，电荷积累多了将放电形成

8、干扰；防止端口感应干扰可将多余端口接地或通过电阻接电源；防止端口静电感应可并接电容或涂静电防护层；对多端口延迟的不一致可采取同步逻辑电路来避免；对前沿、后沿产生的振荡可用施密特电路对波形整形来消除数字逻辑电路不仅能产生干扰，还对干扰十分敏感并能对干扰信号记忆存储。它对由电源线、地线引入的干扰的抵御能力很差。因此，必须着重用布线、加滤波电容、级间加缓冲存储器、引线间加屏蔽隔离、管脚涂防静电涂层等方法解决对于巳进入系统的干扰，在逻辑电路的输入端采用幅度鉴别(设门限阈值)、波形鉴别(用积分的方法将大幅度窄脉冲变成低于阈值的宽脉冲)，或进行逻辑延迟处理。动态RAM的抗干扰分析RAM是以电容器充放电为基

9、础的部件，为提高存取速度，要求电容器快速充放电，此时峰值电流可达100mA，频率可达到100MHz，因此易产生窜扰并经公共阻抗去干扰其他电路。弹载计算机的电磁兼容 弹载计算机是一种，具有体积小、质量轻、功耗低、可靠性高、实时性强和能抗恶劣环境等特点的计算机。它用于导弹的制导和控制、起飞前的测试和瞄准计算、起飞后的实时测试计算和无线电通信管理等。它在导弹控制系统中的一般按控制功能的要求进行实时处理；向控制系统的执行部分发送处理结果。弹载计算机受导弹体积 、 质量 、 计算精度和计算速度等具体要求的限制， 具有小型化 、 高密集度 、 高集成化 、 高速度运行的特点， 且由于一般在其周围分布有无线

10、电发射机和接收机 、 点火装置 、 发动机设备 、 稳压电源 、 含有整流子和电刷的旋转电机 、多种型号的继电器以及其它弹载电子 设 备 内 部 的 振 荡 器 等 设备 ，因此， 其电磁兼容性问题既具有一般计算机的共性， 又具有其突出的特点: 1 ) 器件敏感度高， 更易受到电磁干扰;2) 工作频率复杂 、 更易干扰其它设备， 弹载计算机的电磁辐射可以干扰 、 破坏导航仪 、 引信等设备的工作;3 ) 一 旦 泄 密， 后 果 十 分 严重 。 弹载计算机显示终端所辐射的载 有 有 用 信 息 的 电 磁 波 在20 m以外还可以接收和复现， 一旦被敌机捕获， 敌方破获己方导弹工作 参 数

11、后， 后 果 将 不 堪 设想。弹载计算机电磁 干扰源 、敏感设备分析理论和实践表明，在弹载计算机中电磁干扰信号有元器件噪声干扰 、寄生耦合干扰 、信号反射干扰 、地线干扰 、 高频电路辐射干扰和由静电放电引起的射频干扰、噪声干扰 、电磁干扰等 。弹载计算机的 电磁干扰耦合途径分析 按电磁干扰的传输形式， 可以将电磁干扰分为传导干扰 、 耦合干扰和复合干扰 。 通过导体传播的电磁干扰叫传导干 扰， 其耦合形式有电耦合 、 磁耦合和电磁耦合; 通过空间传 播的电磁干扰叫辐射干扰， 其耦合形式有近场感应耦合和远 场感应耦合， 同时存在传导和干扰的干扰就是复合干扰 。电磁兼容设计方法元器件级电磁兼容

12、设计元器件的正确选择是电磁兼容设计中最基本的步骤 。 计算机中的元器件， 经长期使用或长期放置后， 其特征参数往往偏离理论值 。 在实际应用中 ， 无论是电阻 、 电容 、 电感等无源器件， 还是 TTL 、 MOS 等有源器件均不同程度地存在噪声干扰 。 不同器件固有的电磁敏感度和电磁干扰发射特性不同 。 器件敏感度越高，越容易受干扰; 器件工作频率越高， 越容易产生电磁干扰 。印制电路板级电磁兼容设计电路板上导线的宽度 、 长度和铜箔厚度， 导线间距， 地线和电源线的布置， 器件的布局等都会影响到整个电路板的电磁兼容性能 。 因此， 要尽可能增加地线的宽度， 以加大地线面积; 为了避免因线宽突变而增加反射损耗， 导线尽可能取最短路径， 拐角用 45; 同时， 对于地线的设计应注意地线闭合 、 地线与电源线尽量靠近 、 多层板的地线层和电源层相邻 、 电源线与信号线走向一致等问题 。机箱 、设备级电磁兼容设计为消除干扰源与计算机之间的耦合， 抑制噪声进入计算机