第电磁兼容性设计

1、第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计7.2 电磁兼容设计的基本参数电磁兼容设计的基本参数7.3 电磁兼容设计的内容电磁兼容设计的内容7.1 电磁兼容性设计概论电磁兼容性设计概论7.4 电磁兼容设计的实施电磁兼容设计的实施第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计 电磁兼容性设计的目的：电磁兼容性设计的目的： 使电子设备或系统在预期的电磁环境中能正常工作、无性能使电子设备或系统在预期的电磁环境中能正常工作、无性能降低或故障，并对电磁环境中的任何事物不构成电磁干扰，实现降低或故障，并对电磁环境中的任何事物不构成电磁干扰，实现电磁兼容性。电磁兼容性。 电磁兼容设计分为：电磁兼容设计分为

2、：电路组件级设计；电路组件级设计； 设备级设计；设备级设计； 分系统级设计；分系统级设计； 系统级设计；系统级设计； 系统间级设计系统间级设计。7.1 电磁兼容性设计概论电磁兼容性设计概论第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计系统内电磁兼容设计系统内电磁兼容设计电路与元件电路与元件系统内电磁兼容设计系统内电磁兼容设计布线布线接地接地屏蔽屏蔽滤波滤波系统内电磁兼容设计系统内电磁兼容设计电源线电源线信号线信号线吸收式吸收式反射式反射式铁氧体铁氧体材料材料厚度厚度衬垫衬垫机箱机箱屏蔽室屏蔽室通风板通风板I / O芯片芯片SMD电路电路印制板印制板搭接搭接机箱机箱屏蔽室屏蔽室电源地电源地信号地

3、信号地印制板印制板电缆电缆互连线互连线连接器连接器第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计系统内电磁兼容设计系统内电磁兼容设计频率管理频率管理系统间电磁兼容设计系统间电磁兼容设计时间管理时间管理空间管理空间管理系统间电磁兼容设计系统间电磁兼容设计分配与指派分配与指派调制调制滤波滤波脉冲波型脉冲波型间隔距离间隔距离 方位与仰角方位与仰角地形隔离地形隔离时间共享时间共享脉冲同步脉冲同步时间分离时间分离时间时间/距离选通距离选通预选器预选器 位置隔离位置隔离极化隔离极化隔离第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计u敏感度阈值敏感度阈值7.2

4、电磁兼容性设计的基本参数电磁兼容性设计的基本参数u敏感度门限电平值敏感度门限电平值u电磁干扰值电磁干扰值电磁兼容性设计的基本参数包括：电磁兼容性设计的基本参数包括：u电磁发射限值电磁发射限值u失效干扰电平失效干扰电平u电磁兼容安全系数电磁兼容安全系数u费效比费效比第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计1. 敏感度阈值敏感度阈值敏感度阈值是设备或系统不敏感度阈值是设备或系统不能正常工作的干扰临界值。能正常工作的干扰临界值。敏感度阈值是进行电磁兼容性敏感度阈值是进行电磁兼容性设计时，决定折中选择，确定设计时，决定折中选择，确定干扰极限值的基本出发点。干扰极限值的基本出发点。 保守设计：考虑

5、最恶劣的电磁环境、最敏感的频段或频点、保守设计：考虑最恶劣的电磁环境、最敏感的频段或频点、 最小起作用干扰电平最小起作用干扰电平 概率设计：在一定置信度下，电磁干扰电平的概率概率设计：在一定置信度下，电磁干扰电平的概率敏感度阈值越高，设备或系统敏感度阈值越高，设备或系统抗电磁干扰能力越强。抗电磁干扰能力越强。敏感度阈值敏感度阈值f骚扰骚扰电平电平第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计2. 敏感度门限值敏感度门限值敏感设备受电磁干扰所呈现敏感设备受电磁干扰所呈现的不希望响应的最小电平的不希望响应的最小电平敏感门限是进行电磁兼容性敏感门限是进行电磁兼容性设计时，确定干扰允许值的设计时，确定

6、干扰允许值的基本出发点。基本出发点。敏感门限越大设备或系统抗敏感门限越大设备或系统抗电磁干扰能力越强。电磁干扰能力越强。敏感度阈值敏感度阈值敏感度限值敏感度限值f骚扰骚扰电平电平第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计3. 电磁干扰值电磁干扰值发射限值发射限值敏感度阈值敏感度阈值敏感度限值敏感度限值电磁干扰值电磁干扰值f骚扰骚扰电平电平设备或系统在电磁环境中感设备或系统在电磁环境中感受到的骚扰信号电平值。受到的骚扰信号电平值。电磁干扰值小于敏感度门限值电磁干扰值小于敏感度门限值时，设备或系统能正常工作。时，设备或系统能正常工作。4. 电磁发射限值电磁发射限值允许设备或系统在工作时对周围环

7、境的电磁发射电平值允许设备或系统在工作时对周围环境的电磁发射电平值 电磁发射限值包括辐射发射和传导发射电磁发射限值包括辐射发射和传导发射规定电磁发射限值是控制电磁干扰源、保护电磁环境、实规定电磁发射限值是控制电磁干扰源、保护电磁环境、实现电磁兼容性的有力措施。现电磁兼容性的有力措施。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计5、电磁兼容性安全系数（安全裕度）电磁兼容性安全系数（安全裕度）MMPSPIPS（dB） 设备或系统的敏感门限值电平设备或系统的敏感门限值电平M（dB） 安全系数安全系数PI（dB） 设备或系统实际接收的干扰设备或系统实际接收的干扰电平电平敏感度阈值敏感度阈值敏感度限值

8、敏感度限值电磁干扰值电磁干扰值发射限值发射限值f骚骚扰扰电电平平衡量设备或系统所具有的电衡量设备或系统所具有的电磁兼容性宽余程度磁兼容性宽余程度当当PS PI时，时，M PI时，时，M 0 设备或系统处于兼容状态设备或系统处于兼容状态当当PS = PI时，时，M = 0 设备或系统处于兼容的临界状态设备或系统处于兼容的临界状态第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计M 的值越大，兼容性越好的值越大，兼容性越好 电磁兼容工程上对电磁兼容工程上对 M 的值的要求：的值的要求：一般设备：一般设备：M 3dB易燃易爆的燃油或军械设备：易燃易爆的燃油或军械设备：M 20dB影响安全或重要技术指标的

9、设备或系统：影响安全或重要技术指标的设备或系统：M6dB6、 失效干扰电平失效干扰电平设备或系统不允许接受的电磁干扰电平。设备或系统不允许接受的电磁干扰电平。当不允许的电磁干扰电平进入设备或系统后，会使设备或系当不允许的电磁干扰电平进入设备或系统后，会使设备或系统的电路或元件产生永久性恶化或永久性失效。统的电路或元件产生永久性恶化或永久性失效。 第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计投资费用与投资费用与EMC设计的有效性之比。设计的有效性之比。7. 费效比费效比费效比费效比设计设计不正确不正确正确正确进展时间进展时间研制研制投产投产第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计7.3

10、电磁兼容性设计的内容电磁兼容性设计的内容（1）制定电磁兼容大纲，规划各种电磁兼容计划，协调各种）制定电磁兼容大纲，规划各种电磁兼容计划，协调各种 技术参数；技术参数；电磁兼容设计的具体内容包括电磁兼容设计的具体内容包括（2）选用分析适用的标准与规范，对标准中的各项要求进行）选用分析适用的标准与规范，对标准中的各项要求进行 分析和选择，必要时进行修改、删减或补充，以达到最分析和选择，必要时进行修改、删减或补充，以达到最 佳费效比；佳费效比；（3）分析设备或系统所处的电磁环境和提出电磁兼容性要）分析设备或系统所处的电磁环境和提出电磁兼容性要 求；求；电磁兼容设计的基本方法是指标分配和功能分快设计，

11、电磁兼容设计的基本方法是指标分配和功能分快设计，按照要实现的功能和电磁兼容指标进行电磁兼容设计。按照要实现的功能和电磁兼容指标进行电磁兼容设计。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计（4）确定频谱要求，协调频率配置，合理分配各分系统的工）确定频谱要求，协调频率配置，合理分配各分系统的工 作频率与功率、波形与极化特性、工作方式等指标，消作频率与功率、波形与极化特性、工作方式等指标，消 除可能的干扰；除可能的干扰；（5）拟定电磁干扰控制计划，采取合理的干扰抑制和防护技）拟定电磁干扰控制计划，采取合理的干扰抑制和防护技 术；术；（6）拟定电磁兼容性分析预测方案，进行电磁兼容性分析与）拟定电磁

12、兼容性分析预测方案，进行电磁兼容性分析与 预测；预测；（7）制定电磁兼容性试验要求和试验计划）制定电磁兼容性试验要求和试验计划; ( 8 ) 进行系统总体电磁兼容性评估。进行系统总体电磁兼容性评估。 第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计7.4 电磁兼容性设计的实施电磁兼容性设计的实施电磁兼容性设计通常分为四个阶段电磁兼容性设计通常分为四个阶段论证阶段论证阶段定型阶段定型阶段工程研制阶段工程研制阶段方案阶段方案阶段第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计1. 论证阶段论证阶段分析预期的电磁环境，确定电磁环境电平分析预期的电磁环境，确定电磁环境电平提出在预期的电磁环境中的提出在预期

13、的电磁环境中的EMC技术指标要求技术指标要求分析费效比分析费效比电磁环境是指各种电磁干扰源在不同频率范围内功率或场强电磁环境是指各种电磁干扰源在不同频率范围内功率或场强随时间分布的电磁作用状态的总和。随时间分布的电磁作用状态的总和。 为获得对于系统预定工作电磁环境的剖析，必须进行电磁环为获得对于系统预定工作电磁环境的剖析，必须进行电磁环境分析。境分析。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计 电磁环境分析的内容电磁环境分析的内容（2）制定电磁功率密度或场强的频谱关系曲线，以说明在指）制定电磁功率密度或场强的频谱关系曲线，以说明在指 定频率范围内可能产生的干扰；定频率范围内可能产生的干扰；

14、（3）估计最恶劣的电磁环境电平，计算干扰电平不超过某一）估计最恶劣的电磁环境电平，计算干扰电平不超过某一 允许值的区域范围；允许值的区域范围；（4）分析综合电磁环境电平的危害等级、区分导致系统性能）分析综合电磁环境电平的危害等级、区分导致系统性能 降级的电磁环境电平与造成系统失效的电磁环境电平。降级的电磁环境电平与造成系统失效的电磁环境电平。( 1 ) 分析干扰源的空间、频率、时间以及极化关系等特性分析干扰源的空间、频率、时间以及极化关系等特性第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计2. 方案阶段方案阶段制定制定EMC大纲大纲确定频谱要求确定频谱要求制定制定EMC控制计划控制计划选用和剪

15、裁适用的标准选用和剪裁适用的标准确定试验要求、制定试验计划确定试验要求、制定试验计划确定系统、分系统和设备的确定系统、分系统和设备的EMC要求要求第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计 EMC大纲是大纲是EMC设计的技术文件中最高级的管理文件。设计的技术文件中最高级的管理文件。 （1）规定系统的电磁兼容性要求，）规定系统的电磁兼容性要求，（2）选取的电磁兼容标准与规范，）选取的电磁兼容标准与规范，（3）说明为达到所提出的）说明为达到所提出的EMC技术要求而采用的总体途技术要求而采用的总体途 径、规划和设计准则，径、规划和设计准则，（4）制定电磁兼容控制计划及试验计划。）制定电磁兼容控制

16、计划及试验计划。EMC大纲的内容大纲的内容返回返回 第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计a频道的需要量；频道的需要量；b可用频道的数量；可用频道的数量；c发射机的工作方式与覆盖范围、信号的调制方式与带宽；发射机的工作方式与覆盖范围、信号的调制方式与带宽；d发射机功率、天线的覆盖范围及工作时间和地点；发射机功率、天线的覆盖范围及工作时间和地点；e接收机的特性；接收机的特性；f最低限度的地理间隔。最低限度的地理间隔。a所指配的频率必须符合国际和国家的有关规定，并在规定所指配的频率必须符合国际和国家的有关规定，并在规定 的频段、规定的业务范围内指配频率；的频段、规定的业务范围内指配频率；影

17、响频率指配的因素影响频率指配的因素频率指配的原则频率指配的原则第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计d避免同频干扰、邻频道干扰、中频干扰、避免同频干扰、邻频道干扰、中频干扰、 镜像干扰以及镜像干扰以及互互 调干扰，必须对所指配的频率进行电磁干扰分析预测，并调干扰，必须对所指配的频率进行电磁干扰分析预测，并 根据要求确定干扰裕量及保护比；根据要求确定干扰裕量及保护比；返回返回 c注意避开有关保护频率以及常规无线电广播、电视等频率注意避开有关保护频率以及常规无线电广播、电视等频率 及其谐波的影响；及其谐波的影响；b不得对本频段同一种业务的其它台站造成干扰，不得对本不得对本频段同一种业务的其

18、它台站造成干扰，不得对本 频段的主要业务产生干扰；频段的主要业务产生干扰；e必须考虑发射功率、必须考虑发射功率、 谐波与乱真电平、占有带宽、定向发谐波与乱真电平、占有带宽、定向发 射时天线方向图特性等。射时天线方向图特性等。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计a指导、执行承制单位的电磁兼容性大纲人员的职责和权指导、执行承制单位的电磁兼容性大纲人员的职责和权 力；力；b系统电磁兼容性要求和电磁兼容性资源配置；系统电磁兼容性要求和电磁兼容性资源配置；c确保分系统和设备均符合确保分系统和设备均符合GJB151和和GJB152的要求的要求d预计问题范围，对预计问题范围，对GJB151和和GJ

19、B152尚不能解决的问题，尚不能解决的问题， 提出解决的方法；提出解决的方法；e系统天线产生的辐射特性，包含基波和杂散能量以及天线系统天线产生的辐射特性，包含基波和杂散能量以及天线 间的耦合；间的耦合；EMC控制计划是具体的技术文件，目的在于说明如何实现控制计划是具体的技术文件，目的在于说明如何实现EMC指标要求。指标要求。EMC控制计划包括以下内容：控制计划包括以下内容：第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计f系统、分系统或设备必须的特殊要求、试验方法和限制；系统、分系统或设备必须的特殊要求、试验方法和限制；g电磁兼容性要求的设计更改方法；电磁兼容性要求的设计更改方法；h进行设计审查

20、和供、需双方进行协调的方法；进行设计审查和供、需双方进行协调的方法；i在方案论证、设计和实施阶段应用的干扰控制规范和标在方案论证、设计和实施阶段应用的干扰控制规范和标 准；准；j建议给予电磁兼容性技术组的权限和工作细则；建议给予电磁兼容性技术组的权限和工作细则；k各分系统或设备的关键类别，降级准则和必要的安全系各分系统或设备的关键类别，降级准则和必要的安全系 数；数；l频谱利用方案规定措施，包括发射机频率控制、接收机带频谱利用方案规定措施，包括发射机频率控制、接收机带 宽控制、谐波的带宽控制、边带、信号波形以及脉冲上升宽控制、谐波的带宽控制、边带、信号波形以及脉冲上升 时间等。时间等。返回返回

21、 第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计a指定选用的指定选用的EMC标准和应执行的相关技术文件，系统标准和应执行的相关技术文件，系统 工程中对选用标准进行适当剪裁的具体内容在技术文工程中对选用标准进行适当剪裁的具体内容在技术文 件中注明；件中注明；b设备和分系统级设备和分系统级EMC测试验收要求；测试验收要求；c关键设备列表和无线收发设备列表；关键设备列表和无线收发设备列表；dEMC测试保证条件；测试保证条件；eEMC测试目的、要求及具体内容；测试目的、要求及具体内容；试验计划的内容包括试验场地、试验测试设备、被测试对试验计划的内容包括试验场地、试验测试设备、被测试对象的状态、试验项目

22、、试验方法与步骤、试验报告等。象的状态、试验项目、试验方法与步骤、试验报告等。 EMC试验大纲包含以下内容：试验大纲包含以下内容：第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计f测试设备配置要求，被测系统的布局和参试工作模式测试设备配置要求，被测系统的布局和参试工作模式 的确定；的确定；gEMC测试过程中发生不正常响应的判别准则；测试过程中发生不正常响应的判别准则；hEMC试验内容和方法；试验内容和方法；i测试数据分析和测试报告要求。测试数据分析和测试报告要求。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计a试验前的准备工作：包括试验场地、测试设备以及一些试验前的准备工作：包括试验场地、测试设

23、备以及一些 与与EMC测试有关的辅助设备的硬件到位，与测试有关的辅助设备的硬件到位，与EMC测试测试 有关的技术文件准备齐全，被测系统与其环境界面的事有关的技术文件准备齐全，被测系统与其环境界面的事 先确定等；先确定等；b测试系统的自校准：包括试验场地的背景噪声测试，辐测试系统的自校准：包括试验场地的背景噪声测试，辐 射扰场强校准；射扰场强校准；c试验项目；试验项目；d试验步骤；试验步骤；f数据采集要求和测试数据处理；数据采集要求和测试数据处理；g根据标准出具测试报告；根据标准出具测试报告；EMC试验细则是具体的测试技术文件，内容包括：试验细则是具体的测试技术文件，内容包括：返回返回 第七章第

24、七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计3. 研制阶段研制阶段4. 定型阶段定型阶段实施实施EMC控制计划控制计划进行模拟试验、改进和完善进行模拟试验、改进和完善EMC设计设计综合分析评估总体电磁兼容性综合分析评估总体电磁兼容性进行总体进行总体EMC鉴定试验鉴定试验审核审核EMC文件的完备性、提交文件的完备性、提交EMC综合评价报告综合评价报告对频谱利用进行全面审核对频谱利用进行全面审核第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计7.5 印制电路板印制电路板(PCB)的的EMC技术技术 PCB设计的原则：设计的原则： 电气连接的准确性；电气连接的准确性； 电路板的可测试性；电路板的可测试性；

25、可靠性和环境适应性；可靠性和环境适应性； 工艺性工艺性(可制造性可制造性)； 经济性等。经济性等。 PCB设计的步骤：设计的步骤： 原理图设计、布局、布线和优化。原理图设计、布局、布线和优化。 设计信息：设计信息： 器件、电源、器件、电源、 信号线、时钟线、速率、布局信号线、时钟线、速率、布局第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计印制电路板布线基础印制电路板布线基础第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计 PCB的分区的分区 结构逻辑分区结构逻辑分区 物理分区物理分区 电气分区电气分区第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计混合

26、信号混合信号PCB的分区设计的分区设计 在进行在进行PCB设计时，对电磁兼容有两个基本要求：设计时，对电磁兼容有两个基本要求： (1) 可能减小电流环路的面积。可能减小电流环路的面积。 (2) 系统只采用一个参考地。系统只采用一个参考地。 将将PCB分区为独立的模拟部分和数字部分。分区为独立的模拟部分和数字部分。 采用合适的元器件布局。采用合适的元器件布局。 AD转换器要跨分区放置。转换器要跨分区放置。 不要对地进行分割。不要对地进行分割。 在电路板的模拟部分和数字部分下面敷设统一地。在电路板的模拟部分和数字部分下面敷设统一地。 在电路板的所有层中，数字信号只能在电路板的在电路板的所有层中，数

27、字信号只能在电路板的 数字部分布数字部分布 线，模拟信号只能在线，模拟信号只能在PCB的模拟部分布线。的模拟部分布线。 实现模拟和数字电源分割。实现模拟和数字电源分割。 布线不能跨越分割电源面之间的间隙，必须跨越分割布线不能跨越分割电源面之间的间隙，必须跨越分割 电源之间间隙的信号线要位于紧邻大面积地的布线层上。电源之间间隙的信号线要位于紧邻大面积地的布线层上。 认真分析回流路径和回流方式。认真分析回流路径和回流方式。 采用正确的布线规则。采用正确的布线规则。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计PCB分层设计分层设计 PCB分层设计的一般原则：分层设计的一般原则： 信号层，特别是高速

28、信号层一定要紧贴平面层，最好是紧贴地平面层。信号层，特别是高速信号层一定要紧贴平面层，最好是紧贴地平面层。 阻抗要求不严格的信号线可走微带线，重要信号线一定要走带状线，阻抗要求不严格的信号线可走微带线，重要信号线一定要走带状线， 对于时钟、复位、敏感信号线，最好用两个地平面包围起来。对于时钟、复位、敏感信号线，最好用两个地平面包围起来。 主电源平面主电源平面(PCB上功率最大的那个电源上功率最大的那个电源)之下。之下。 关键信号层要有地平面相邻。关键信号层要有地平面相邻。 关键的主电源有一对应地平面相邻回流。关键的主电源有一对应地平面相邻回流。 次要的布线层需要有地或电源层作回流。次要的布线层

29、需要有地或电源层作回流。 一般情况下，第二层与倒数第二层为完整地平面。一般情况下，第二层与倒数第二层为完整地平面。 对于多层板，关键布线层应与完整地平面相邻，优选两地平面之间。对于多层板，关键布线层应与完整地平面相邻，优选两地平面之间。 多电源情况下，不可能每种电源一层，但要尽可能减少不同电压电源多电源情况下，不可能每种电源一层，但要尽可能减少不同电压电源 层的相互覆盖。层的相互覆盖。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计双层板双层板第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计四层板四层板 (1) 第一层第一层(元件面元件面)：信号和时钟

30、层；：信号和时钟层；(2) 第二层：地线层；第二层：地线层；(3) 第三层：电源板；第三层：电源板；(4) 第四层第四层(焊锡面焊锡面)信号和时钟层。信号和时钟层。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第一层：第一层： (元件面元件面)信号布线层信号布线层(微带传输线微带传输线)；第二层：接地层；第二层：接地层；第三层：信号布线层第三层：信号布线层(带状线带状线)；第四层：信号布线层第四层：信号布线层(带状线带状线)；第五层：电源层；第五层：电源层；第六层：第六层： (焊锡面焊锡面)信号布线层信号布线层(微带传输线微带传输线) 。六层板六层板（布局（布局1）常用于时钟信号，高频器件常用

31、于时钟信号，高频器件第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第一层：第一层：(元件面元件面)信号布线层信号布线层(微带传输线微带传输线)；第二层：内嵌式信号布线层第二层：内嵌式信号布线层(带状线带状线) 第三层：地线层第三层：地线层第四层：电源层；第四层：电源层；第五层：内嵌式信号布线层第五层：内嵌式信号布线层(带状线带状线)； 第六层：第六层：(焊锡面焊锡面)信号布线层信号布线层(微带传输线微带传输线)。六层板六层板(布局布局2 )第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第一层：第一层：(元件面元件面)信号布线层信号布线层(微带传输线微带传输线)；第二层：地线层第二层：地线层第三

32、层：信号布线层第三层：信号布线层(带状线带状线)：第四层：电源层；第四层：电源层；第五层：电线层：第五层：电线层：第六层：第六层：(焊锡面焊锡面)信号布线层信号布线层(微带传输线微带传输线)。 六层板六层板(布局布局3 )第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第一层：第一层： (元件面元件面)信号布线层信号布线层(微带传输线微带传输线)； 第二层：内嵌式信号布线层第二层：内嵌式信号布线层(微带传输线微带传输线)； 第三层：地线层：第三层：地线层： 第四层：信号布线层第四层：信号布线层(带状线带状线)： 第五层：信号布线层第五层：信号布线层(带状线带状线)； 第六层：电源板；第六层：电源

33、板； 第七层：内嵌式信号布线层第七层：内嵌式信号布线层(微带传输线微带传输线)； 第八层：第八层： (焊锡面焊锡面)微带线信号传输层。微带线信号传输层。八层板八层板(布局布局1 )第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第一层：第一层：(元件面元件面)信号布线层信号布线层(微带传输线微带传输线)；第二层：地线层；第二层：地线层；第三层：信号布线层第三层：信号布线层(带状线带状线)；第四层：地线层；第四层：地线层；第五层：电源板；第五层：电源板；第六层：信号布线层第六层：信号布线层(带状线带状线)；第七层：地线层；第七层：地线层；第八层：第八层：(焊锡面焊锡面)信号布线层信号布线层(微带传

34、输线微带传输线)。 八层板八层板(布局布局2 )第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第一层：第一层：(元件面元件面)信号布线层信号布线层(微带传输线微带传输线)第二层：地线层第二层：地线层第三层：信号布线层第三层：信号布线层(带状线带状线)：第四层：信号布线层第四层：信号布线层(微带传输线微带传输线)；第五层：地线层；第五层：地线层；第六层：电源层；第六层：电源层；第七层：信号布线层第七层：信号布线层(带状线带状线)；第八层：信号布线层第八层：信号布线层(带状线带状线)；第九层：地线层；第九层：地线层；第十层：信号布线层第十层：信号布线层(微带传输线微带传输线)。十层板十层板(布局布

35、局1 )第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第一层：第一层：(元件面元件面)信号布线层信号布线层(微带传输线微带传输线)第二层：地线层第二层：地线层第三层：信号布线层第三层：信号布线层(带状线带状线)：第四层：电源层；第四层：电源层；第五层：信号布线层第五层：信号布线层(带状线带状线)；第六层：地线层；第六层：地线层；第七层：电源层；第七层：电源层；第八层：信号布线层第八层：信号布线层(带状线带状线)；第九层：地线层；第九层：地线层；第十层：信号布线层第十层：信号布线层(微带传输线微带传输线)。十层板十层板(布局布局2 )第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计好好第七章第七章

36、: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计 20 H原则原则20H值一般为值一般为3mm 电源平面相对于其回流地平面内缩后可以有效电源平面相对于其回流地平面内缩后可以有效 抑制抑制“边缘辐射边缘辐射”问题，问题， 电源层电源层电源层电源层第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计 20 H原则的应用原则的应用第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计 对于板级工作频率不小于对于板级工作频率不小于50MHz的单板，若第的单板，若第2层与倒数层与倒数 第第2层为布线层，则层为布线层，则TOP、BOTTO层应铺接地铜箔层应铺接地铜箔 关键信号线一般都是强辐射或极其敏感的信号线，靠近地关键信号线一般都

37、是强辐射或极其敏感的信号线，靠近地 平面布线能够使其信号回路面积最小平面布线能够使其信号回路面积最小 第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计 电源平面与地平面相邻，可以有效地减小电源电流的回路面电源平面与地平面相邻，可以有效地减小电源电流的回路面 (a)(a)好的回流；好的回流； (b)(b)差的回流差的回流 第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计7. 6 电磁干扰诊断技术电磁干扰诊断技术 一、诊断方法一、诊断方法u干扰三要素假设法干扰三要素假设法 根据对电磁干扰现象的研究分析判断提出电磁干扰源、传输耦合途根据对电磁干扰现象的研究分

38、析判断提出电磁干扰源、传输耦合途径、接受器（简称干扰三要素）假设对其进行诊断。径、接受器（简称干扰三要素）假设对其进行诊断。u干扰响应进推法干扰响应进推法 从产生干扰响应的装置开始，以辐射方式对同它有联系的设备和系从产生干扰响应的装置开始，以辐射方式对同它有联系的设备和系统由近到远地进推检查和诊断。统由近到远地进推检查和诊断。u相关普查法相关普查法 利用干扰三要素之间特殊内在联系和干扰源与接受器之间的相关性，利用干扰三要素之间特殊内在联系和干扰源与接受器之间的相关性，对电磁干扰源普遍进行检查和诊断。对电磁干扰源普遍进行检查和诊断。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计u模拟法模拟法 模

39、拟电磁干扰源、传输耦合途径和接受器使电磁干扰现象再现或模拟电磁干扰源、传输耦合途径和接受器使电磁干扰现象再现或变化，从而作出诊断结论。变化，从而作出诊断结论。u替代法替代法 用相类似的系统、设备、电缆、组件插件、元器件等替代被怀疑用相类似的系统、设备、电缆、组件插件、元器件等替代被怀疑的诊断对象，以确定干扰源、传输耦合途径和接受器；或者用相类似的诊断对象，以确定干扰源、传输耦合途径和接受器；或者用相类似的干扰源、传输耦合途径、接受器和电磁环境替代，使电磁干扰现象的干扰源、传输耦合途径、接受器和电磁环境替代，使电磁干扰现象再现、变化或消失，以获得诊断结论。再现、变化或消失，以获得诊断结论。u依次

40、排除（确认）法依次排除（确认）法 采用分区停（通）电法，依次排除（确认）电磁干扰现象，从而采用分区停（通）电法，依次排除（确认）电磁干扰现象，从而作出诊断结论。作出诊断结论。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计二、诊断手段二、诊断手段u自诊自诊 不依赖仪器仪表或实验室设备进行电磁干扰诊断。不依赖仪器仪表或实验室设备进行电磁干扰诊断。u互诊互诊 利用现有系统、分系统、设备相互诊断。例如利用灵敏电子设备利用现有系统、分系统、设备相互诊断。例如利用灵敏电子设备诊断电气装置产生的电磁干扰，利用接收系统诊断本地发射机辐射干扰诊断电气装置产生的电磁干扰，利用接收系统诊断本地发射机辐射干扰等。等。

41、u仪表诊断仪表诊断 主要是借助仪器仪表或实验室设备对电磁干扰进行诊断。通用仪器主要是借助仪器仪表或实验室设备对电磁干扰进行诊断。通用仪器仪表和实验室设备以及电磁干扰测试系统均可用于电磁干扰诊断。仪表和实验室设备以及电磁干扰测试系统均可用于电磁干扰诊断。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计（1）正确选择判断诊断界面是实施电磁干扰诊断有效性的保证。诊断界）正确选择判断诊断界面是实施电磁干扰诊断有效性的保证。诊断界 面应满足以下要求：面应满足以下要求： a. 应能最大限度地显现出电磁干扰特性；应能最大限度地显现出电磁干扰特性； b. 应使其上的传感、检测装置不改变被诊断对象的接口特性；应使

42、其上的传感、检测装置不改变被诊断对象的接口特性； c. 不应对原有电磁场结构产生影响，以免造成诊断失误和失真。不应对原有电磁场结构产生影响，以免造成诊断失误和失真。（2）用于诊断的仪器、仪表和实验室设备以及电源导线电缆等，不应引）用于诊断的仪器、仪表和实验室设备以及电源导线电缆等，不应引入新的电磁干扰。入新的电磁干扰。（3）测试仪器、仪表和实验室设备应满足诊断要求，能正确反映电磁干）测试仪器、仪表和实验室设备应满足诊断要求，能正确反映电磁干扰特性。扰特性。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计u计算机仿真法计算机仿真法 采用计算机和软件对电磁干扰进行分析判断。该方法亦可用于电采用计算机

43、和软件对电磁干扰进行分析判断。该方法亦可用于电磁干扰诊断结果评估。磁干扰诊断结果评估。（1）建立系统、分系统、设备和电路的电磁干扰诊断数学模型，使之含）建立系统、分系统、设备和电路的电磁干扰诊断数学模型，使之含有必要的电磁干扰源、传输耦合途径和接受器以及敏感度门限或判断有必要的电磁干扰源、传输耦合途径和接受器以及敏感度门限或判断指标等。指标等。（2）根据数学模型编制电磁干扰诊断软件。必要时复杂系统电磁干扰诊）根据数学模型编制电磁干扰诊断软件。必要时复杂系统电磁干扰诊断软件可采用数据库技术并可智能化。断软件可采用数据库技术并可智能化。（3）诊断开始输入计算机的频域、空域、时域和电平等数据具有高逼

44、真）诊断开始输入计算机的频域、空域、时域和电平等数据具有高逼真性。性。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计诊断、排除电磁干扰故障问题的最基本的思路诊断、排除电磁干扰故障问题的最基本的思路去掉最贵或最不好实现的措施去掉最贵或最不好实现的措施仍合格仍合格第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :

45、电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计三、三、 系统电磁干扰诊断系统电磁干扰诊断 系统电磁干扰诊断包括系统之间、系统内部、系统与设备之间、设系统电磁干扰诊断包括系统之间、系统内部、系统与设备之间、设备与设备之间的诊断。备与设备之间的诊断。u通信系统通信系统 通信系统电磁干扰诊断包括外部和内部通信系统，无线和有线通信系统。通信系统电磁

46、干扰诊断包括外部和内部通信系统，无线和有线通信系统。（1） 发射分系统发射分系统a. 检查频率管理和频域设计有效性；检查频率管理和频域设计有效性；b. 检查天线位置、设备配置和电缆布局等空域设计有效性；检查天线位置、设备配置和电缆布局等空域设计有效性；c. 检查时间管理和时域设计有效性；检查时间管理和时域设计有效性；d. 检查功率管理和电平设计有效性；检查功率管理和电平设计有效性；e. 检查电缆、机箱等有无信号泄露；检查电缆、机箱等有无信号泄露；f. 检查滤波措施有效性；检查滤波措施有效性；g. 检查接地措施有效性；检查接地措施有效性；h. 检查电磁兼容性指标是否满足要求；检查电磁兼容性指标是

47、否满足要求；i. 检查附近金属物体是否有非线性产物二次发射。检查附近金属物体是否有非线性产物二次发射。 第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计（2）接收分系统）接收分系统a. 通信系统出现干扰时，首先检查天线系统，继而检查地线系统、互连线、通信系统出现干扰时，首先检查天线系统，继而检查地线系统、互连线、电源线、机壳等以辐射和传导进入的同频、邻道、谐波、寄生、乱慎、互电源线、机壳等以辐射和传导进入的同频、邻道、谐波、寄生、乱慎、互调、交调、带内和带外干扰；调、交调、带内和带外干扰；b. 收发共站址发射机发射，通常是造成通信系统电磁干扰的重要原因，附近收发共站址发射机发射，通常是造成通信系

48、统电磁干扰的重要原因，附近的移动电话、发射台等也可能对通信系统造成干扰；的移动电话、发射台等也可能对通信系统造成干扰；c. 若干扰不是从天线、地线、电源线、控制线、互连线进入的，则检查天线若干扰不是从天线、地线、电源线、控制线、互连线进入的，则检查天线至接收机输入端之间的有源设备及器件是否产生非线性产物干扰；至接收机输入端之间的有源设备及器件是否产生非线性产物干扰；d. 经常出现的电磁干扰可能是电气设备产生的，例如发电机、配电、开关电经常出现的电磁干扰可能是电气设备产生的，例如发电机、配电、开关电器、点火系统、电焊机等等；器、点火系统、电焊机等等；e. 发射系统产生电磁干扰且采用滤波器仍无效时

49、，应检查发射天线以及天线发射系统产生电磁干扰且采用滤波器仍无效时，应检查发射天线以及天线周围金属构件连接处锈蚀生成非线性金属氧化物。周围金属构件连接处锈蚀生成非线性金属氧化物。f. 出现不稳定的电磁干扰现象，应考虑这一现象可能是由于电缆、电连接器、出现不稳定的电磁干扰现象，应考虑这一现象可能是由于电缆、电连接器、搭接、接地、屏蔽、滤波器等接触不良造成的；搭接、接地、屏蔽、滤波器等接触不良造成的；第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计g. 接收系统采用滤波器仍无效时，应考虑地电位、地电流是否产生干扰；接收系统采用滤波器仍无效时，应考虑地电位、地电流是否产生干扰；h. 接收系统采用屏蔽措施

50、仍无效时，应考虑接地是否适当或采用的接地系接收系统采用屏蔽措施仍无效时，应考虑接地是否适当或采用的接地系统是否合适；统是否合适；i. 当采取接地和搭接措施后仍无效时，应考虑接地电阻是否太大或接地点当采取接地和搭接措施后仍无效时，应考虑接地电阻是否太大或接地点选择是否适当；选择是否适当；j. 若采取屏蔽、滤波、接地措施后仍无效果，则检查地环流干扰；若采取屏蔽、滤波、接地措施后仍无效果，则检查地环流干扰；k. 检查防止干扰的匿影装置和防雷达滤波器的有效性；检查防止干扰的匿影装置和防雷达滤波器的有效性；l. 计算机通信系统及含有数据处理设备和计算机的通信系统的诊断计算机通信系统及含有数据处理设备和计

51、算机的通信系统的诊断m. 通信系统中的控制分系统和电气分系统的诊断；通信系统中的控制分系统和电气分系统的诊断；n. 检查自然界大地电磁干扰，例如地磁场、地电场、雷电、太阳和宇宙等检查自然界大地电磁干扰，例如地磁场、地电场、雷电、太阳和宇宙等干扰；干扰；o. 检查雷达、导航、广播电视等干扰；检查雷达、导航、广播电视等干扰；p. 检查周围环境电气设备、车辆和内燃机电点火设备等干扰；检查周围环境电气设备、车辆和内燃机电点火设备等干扰；q. 检查天线分系统周围环境有无无源干扰。检查天线分系统周围环境有无无源干扰。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计u 雷达系统雷达系统a. 检查频率管理、频率

52、、调制、功率、天线型式等是否符合电磁兼容性要检查频率管理、频率、调制、功率、天线型式等是否符合电磁兼容性要求；求；b. 检查雷达天线、通信天线等是否彼此互相耦；检查雷达天线、通信天线等是否彼此互相耦；c. 检查雷达接收系统输入波导或电缆是否感应耦合存在于周围的干扰电磁检查雷达接收系统输入波导或电缆是否感应耦合存在于周围的干扰电磁场，例如其他雷达发射机和通信发射机产生的强电磁场；场，例如其他雷达发射机和通信发射机产生的强电磁场；d. 检查雷达接收天线是否接收有多径反射信号；检查雷达接收天线是否接收有多径反射信号；e. 检查雷达天线系统及其周围金属物体是否存在非线性金属氧化物产生的检查雷达天线系统

53、及其周围金属物体是否存在非线性金属氧化物产生的二次发射；二次发射；f. 检查雷达能量吸收装置和吸波材料是否有效以及它们消除反射与多径的检查雷达能量吸收装置和吸波材料是否有效以及它们消除反射与多径的效能如何；效能如何；g. 检查平台统一触发装置和匿影装置的有效性；检查平台统一触发装置和匿影装置的有效性；h. 雷达系统中的数据处理与计算机分系统的诊断；雷达系统中的数据处理与计算机分系统的诊断；i. 雷达系统中的控制分系统和电气分系统的诊断。雷达系统中的控制分系统和电气分系统的诊断。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计u数据处理与计算机系统数据处理与计算机系统a. 电源干扰是数据处理与计算

54、机系统常见的重要干扰，如配电和公共电网电源干扰是数据处理与计算机系统常见的重要干扰，如配电和公共电网上的瞬变脉冲干扰；上的瞬变脉冲干扰；b. 计算机系统因公共电源线上其他设备接通（关断）电源而出现故障时，计算机系统因公共电源线上其他设备接通（关断）电源而出现故障时，应检查外接电源线进入机壳处是否装有电源滤波器以及其滤波特性是否应检查外接电源线进入机壳处是否装有电源滤波器以及其滤波特性是否符合要求；符合要求；c. 在雷达、通信发射强电磁场环境中工作的数据处理与计算机系统发生故在雷达、通信发射强电磁场环境中工作的数据处理与计算机系统发生故障时，应检查采取的屏蔽措施是否有效；障时，应检查采取的屏蔽措

55、施是否有效；d. 检查接地系统是否有效，如单点接地系统有时抗射频干扰较差；检查接地系统是否有效，如单点接地系统有时抗射频干扰较差；e. 布线不合理，导线过长或环流面积过大均可能是产生电磁干扰的原因；布线不合理，导线过长或环流面积过大均可能是产生电磁干扰的原因；f. 检查输入端、输出端电磁兼容性接口要求与特性是否符合要求；检查输入端、输出端电磁兼容性接口要求与特性是否符合要求；g. 检查隔离措施有效性，如检查光耦合和光隔离装置是否有效；检查隔离措施有效性，如检查光耦合和光隔离装置是否有效；h. 检查工作场所是否存在静电干扰，如静电放电可能使计算机出现故障；检查工作场所是否存在静电干扰，如静电放电

56、可能使计算机出现故障；第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计u电子战系统电子战系统a. 雷达、通信侦察测量系统及干扰对抗系统的诊断；雷达、通信侦察测量系统及干扰对抗系统的诊断；b. 声呐对抗系统的诊断；声呐对抗系统的诊断；c. 红外对抗系统的诊断；红外对抗系统的诊断；d. 电子战系统中的数据处理与计算机系统的诊断；电子战系统中的数据处理与计算机系统的诊断；e. 电子战系统中的控制分系统和电气分系统的诊断；电子战系统中的控制分系统和电气分系统的诊断；f. 金属箔条、诱饵弹等发射系统的诊断。金属箔条、诱饵弹等发射系统的诊断。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计u 导航系统导航系统

57、a. 导航误差常与周围环境无源干扰有关，例如高压线、工矿厂房、电视导航误差常与周围环境无源干扰有关，例如高压线、工矿厂房、电视发射台、移动车辆等；发射台、移动车辆等；b. 移动电话、临时性发射台和未经审批使用的发射频率，常造成严重干移动电话、临时性发射台和未经审批使用的发射频率，常造成严重干扰；扰；c. 便携式电子设备在导航系统附近工作时，可能造成电磁干扰；便携式电子设备在导航系统附近工作时，可能造成电磁干扰；d. 导航系统对地线干扰十分敏感，例如接地线太长、接地点锈蚀油污等导航系统对地线干扰十分敏感，例如接地线太长、接地点锈蚀油污等导致接地电阻增大，会使电磁干扰增大；导致接地电阻增大，会使电

58、磁干扰增大；e. 空间电磁信号可能造成干扰；空间电磁信号可能造成干扰；f. 导航系统对机械振动、声音振动引起的电磁干扰十分敏感，例如座舱导航系统对机械振动、声音振动引起的电磁干扰十分敏感，例如座舱振动、机箱振动和电缆晃动会在无线电罗盘接收机中增大噪声使无线振动、机箱振动和电缆晃动会在无线电罗盘接收机中增大噪声使无线电高度表指针摆动。电高度表指针摆动。 第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计u声呐系统声呐系统a. 声呐系统出现电磁干扰时，首先检查电气系统，因为电气系统是最常见声呐系统出现电磁干扰时，首先检查电气系统，因为电气系统是最常见的干扰源，例如开关电源、可控硅电源、电源调整装置、可

59、控硅励磁调的干扰源，例如开关电源、可控硅电源、电源调整装置、可控硅励磁调速器、斩波器、逆变器、变流机、电动机、发电机等电机电器；速器、斩波器、逆变器、变流机、电动机、发电机等电机电器；b. 检查声呐系统前置放大器机柜附近的电磁环境是否存在辐射和传导电磁检查声呐系统前置放大器机柜附近的电磁环境是否存在辐射和传导电磁干扰源和干扰耦合途径，检查前置放大器屏蔽、滤波和接地装置有效性；干扰源和干扰耦合途径，检查前置放大器屏蔽、滤波和接地装置有效性；c. 检查声呐系统导线电缆布局是否存在电磁干扰耦合，灵敏装置是否存在检查声呐系统导线电缆布局是否存在电磁干扰耦合，灵敏装置是否存在音频信号耦合；音频信号耦合；

60、d. 检查声呐系统是否存在可能造成干扰的地环流干扰；检查声呐系统是否存在可能造成干扰的地环流干扰；e. 检查本机（舰）噪声、混响和海洋噪声是否造成干扰；检查本机（舰）噪声、混响和海洋噪声是否造成干扰；f. 检查声呐系统是否存在声响信号源泄漏，是否存在对其他系统设备可能检查声呐系统是否存在声响信号源泄漏，是否存在对其他系统设备可能造成干扰的信号泄漏；造成干扰的信号泄漏；g. 声呐系统中数据处理与计算机分系统的诊断。声呐系统中数据处理与计算机分系统的诊断。第七章第七章: :电磁兼容性设计电磁兼容性设计u红外系统红外系统a. 红外系统出现电磁干扰时，首先检查传感器到信号处理器的电缆是否感红外系统出现