1电磁兼容概论要点

1、电磁兼容教师：惠鹏共邮箱:dianzixinxi505 邮箱密码：dianziHSIEH课程的性质和任务该课程是电子信息工程.通信工程的专业基础 课，主要讨论电磁兼容的基本原理和电磁干扰防护 技术.通过本课程的学习，对电磁兼容问题和电磁干扰的防护有一个全面的了解，为今后工程设计奠定先修课程：电路分析、电子技术、电磁场与电磁波1 周志敏等，电磁兼容技术屏蔽滤波接地浪涌 工程应用，电子工业出版社，2007年。2. 何宏主编，电磁兼容原理与技术，西妥电子科技 大学出版社，2008年.3> EMC论坛：考核方式及课堂耍求考核方式：1考查，两级制（通过、不通过）2.平时综

2、合测评40%+期末笔试60%e课堂要求：K 借书或打印课件，手里必须有学习材料。2.允许考研和考公务员复习，但必须遵守课堂 纪律.H3JEEED弟一章电*兼容极论1.1电磁干扰及其危害；1.2电磁兼容的概念；探1.3电磁兼容学科的研究内容；1.4亀磁兼容学科的特点；5电磁兼容学科的历史发展。1.1电磁干扰及其危害I电磁干扰电磁骚就(EMD, Electromagnetic Disturbance )任何可能引起装 置、设备或系统，性能 降低或对有生命或无 生命物质产生作用的 电磁现象。电磁干扰(EMI, Electromagnetic Interference )电磁骚扰引起的设备、传输通道或

3、系统性能的下降。电磁莪扰(现象)电磁干扰(结果)3E"nXA 电土基理抵论电磁干扰的频谱工频干扰：/=50Hz, z= 6000km;甚低频干扰：/=3()kHz以下，A =10km以上；载频干扰：/=30kHz-3()()kHz, z=lkm 10km;射频、视频干扰：/=300kHz - 300MHz=lm - 1km;微波干扰：/=300MHz3(M)GHz, z=lmm lm;雷电及电磁脉冲干扰：频率范围很宽，/=0Hz8。*LS13JIEE电磁干扰的危害对电子设备的危害 开灯、关灯时，对短波收音机信号干扰； 开手机，电视信号不住； 飞机起飞.降落.或起飞过程中，一律不得开手

4、机. BP机。对军械装备、航天器的危害 装甲车加载了计算机，电台通信距离大幅度缩短了. 雷达使导弹.火箭误发射； 机载电子设备的干扰可引起飞机偏航.对燃油.燃气的危害 加油站附近一律禁止打手机； 油库、石化厂遭雷击而爆炸，国内外多次报道.对生物体的危害 超标发射对附近居民身体有害，例如在美国，发射 塔周围房价骤减。电磁辐射是继水源.大气、噪声之后的第四大污染 源。1.2电磁兼容的相关概念什么是电磁兼容？电磁兼容（EMC, Electromagnetic Compatibility）设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起 执行各自功能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其

5、它设备的电磁发射而导致或遭受不允许的降级；它也 不会使处于同一电磁环境中的其它设备（分系统、系统） 因受其电磁发射而导致或遗受不允许的降级.含义有两个方不产生超过规定限度的电磁发射;应具有抗电磁干扰的能力.辐射发射辐射发射四个基本的EMC问题四个基本的EMC问题噪声元件噪声元件潜在的敏感元件辐射敏感度电磁干扰三要素形成电磁干扰的三要素：干扰源.耦合路径.敏感设备电磁干扰源：产生电磁干扰的元器件、电路设备.系统 或自然干扰源。敏感设备：对电磁干扰发生响应的设备耦合途径：使能量从干扰源和合（或传输）到敏感设备上并使敏感设备产生响应的媒介抑制电磁干扰的途径抑制干扰源的发射尽可能使耦合路径无效使接收器

6、对发射不敏感电磁兼容的工程分析方法I“出现什么问题，解决什么问题”的经验方法.在设备或系 统设计研制过程中不进行电磁兼容性设计.规范法以设备或系统遵循的标准和规范所规定的极限值为基础。 由于各种标准和规范中的极限值是以同类设备或系统中最严重 情况制定的，因而可能导致具体设备或系统设计的过分保守.系统法从电子设备或系统设计开始就进行电磁兼容性设计的方法. 它在设备或系统设计的全过程中贯彻始终，全面综合电磁耦合 因素，不断进行电磁兼容性分析、预测，对各阶段设计进行评 估，提出修改措施。实施电磁兼容性的技术步骤电磁干扰分析与预测电磁兼容性设计电磁兼容性试验分贝（dB）的槪念功率增益：分贝数（dB）=

7、 l（）log（E/仔）电压增益：分贝数（dB ）= 2（）log（K /V；）电流增益：分贝数（dB）=2（）log（/2/,）电压电流电场强度磁场强度功率dBV, dBgVdBA, dBpAdBuV/mdBpA/mdBW, dBmW例1将40W转换为dBW?(40W)<IBW= 1 ° 1 g40W= 101g40=10xl .602 = 1W例2将8mV转换成dBpV?(gU)dM =(8x100 加妙=2()lg8 + 2()以 1(F)=1 SdBj.iV +60dB“U = 78dB“U例3 OdBW= 30 dBmW?i可 NEHEH 第一章电立兼容概论dB在实际

8、丘程中的应用I五个相同泄漏强度的泄漏源去掉一个泄漏源：辐射改善=2()logl/(4/5) = l9 dB去掉两个泄漏源：辐射改善=2()logl/(3/5) = 44 dB去掉三个泄漏源：辐射改善=201ogLl/(3/5) = 7.9 dB去掉四个泄漏源：辐射改善=2()logl/(4/5) = 139 dB去掉五个泄漏源：辐射改善= 201ogl/(0/5) = 8 dBy JEEltH1.3电磁兼容学科的研究内容电磁干扰分析敏感设备的敏感特性分析耦合途径的传输特性分析电磁兼容性标准与规范内容及特点标准：一般性准则，由标准可导出各种规范 规范：包含详细数据，必须按合同遵守的文件主要内容规

9、定名词术语规定电磁发射和敏感性限值规定测试方法规定电磁兼容性控制方法或设计方法国际标准国内标准1标GB系列增强接收设备的抗干扰能力jT|n国际电工技术委员会：IEC6KMM）系列1一6国际无线电千扰特别委员会：CISPR出版物1-25美国联邦通佶委员会：FCC标准美军标：MIL - STD系列欧盟：CENELEC制定的EN标准（欧洲标准）F41回1it本课程最后一章详细讲解设计理论和设计方法。电4»客槪论-1国军标GJB系列军标比目标严格得多，例如 传导干扰发射限制，国标从 150KHZ开始，军标从100Hz 就开始要求，而低通滤波器 实现起来非常困难.电磁干扰抑制技术电磁干扰抑制的

10、三项基本技术屏蔽：主要用于切断通过空间辐射干扰的传播途径滤波：主要用于抑制沿导线传播的传导干扰接地/搭接：主要用于解决地线、接地体的设置问题新的材料、新工艺方法的研究在时间、空间和频率使用上的管理与控制电磁兼容性分析与预测电磁兼容性预测分析是釆用计算机数字仿真技术，将 各种电磁干扰特性、传输特性和敏感度特性用数学模型 描述，并编制成程序对潜在的电磁干扰进行计算。数学模型千扰源模型.传输损耗模型.接受器模型 电磁兼容性分析预测的级别芯片级分析预测部件级分析预测系统级分析预测电磁兼容设计技术电磁兼容设计的目的设备内部的电路相互不千扰，达到预期的功能; 设备产生的电磁干扰强度低于特定的极限值； 设备

11、对外界的电磁干扰有一定的抵抗力.设计理论和设计方法电磁兼容测量与试验技术电磁兼容测量与试验技术 研究的基本内容 测试方法 测试场地 测试设备 测试过程的自动化电磁屏蔽暗室电磁干扰接收机电磁兼容测量与试验技术 研究的基本项目传导发射辐射发射传导敏感度辐射敏感度 I , |频谱工程频谱管理研究内容频谱规划频谱管理设备设计频率利用技术甚低频 VLF 万米波 lOKHz低频 LF 千米波 lOOKIIz中频MF 百米波 1MHz高频HF 10米波 10MHz甚高频VHF 米波 lOOMIIz翅高频VHF 分波特高频VHF 厘米波 10GHz极高频VHF 毫米波4567891011保密系统必须采用适当的

12、TEMPEST防护.信息设备的电磁泄漏及防护技术(TEMPEST, Transient Electromagnetic Pulse Emanation Standard) TEMPES I 现象电子信息设备通过电磁能量发射产生 了信息的泄漏发射，使用专用的接受设备, 能够在数百米以外接收到计算机系统泄漏 的信息.电磁场的生物效应热效应和非热效应低频场的生物效应强电线路（高压输电线）的电磁 场对人体组织将产生有害彩响.射频场的生物效应研究内容电磁场的生物效应及机理，生物电及人体电机理，电 磁辐射生物效应的计算方法和安全防护标准，生物芯片中 的电磁场等方面. EBER电磁脉冲（EMP）及防护宇宙飞

13、船、式器系统、 等都有严重影响.电磁脉冲的类型电磁脉冲的特点核电磁脉冲（NEMP）系统电磁脉冲频谱覆盖范围宽电场强度高，可达40kV/m以上作用范围广，可达数千km主要研究内容电磁脉冲环境，电磁脉冲的理论、分析与计算方法，电磁脉冲模拟、测量关键技术，电子设备的电磁脉冲效应及防 护，高功率电磁环境.1.4电磁兼容学科的特点综合性交叉学科以电磁场理论为核心，与多学科互相渗透、结合。涉 及电磁理论、电路理论、电子技术、材料科学、计算机科 学、控制理论、生物医学、机械结构等知识极大地依赖于测试和试验很强的实践性电磁脉冲是十分严重的干扰源，对卫星.航天飞机.雷达.通信、电力和电子仪器设备电磁兼容学科的历

14、史发展国外的发展情况研究 1881年：英国科学家希维赛德发表论干扰 干扰问题的开端。 20世纪20年代：美国设立检测无线电噪声的技术委员会 20世纪30年代：开始了无线电干扰及控制的国际性的有组 织研究(IEC, IUB,CISPR) 20世纪40年代：提出了电磁兼容性的概念(德国VDE0807,美军 JAN1225 ) 20世纪60年代：电磁兼容学科形成(IEEEEMC )1<3回*电客机论1国内的发展情况1966年：一机部制XJB - 854 - 66 «船用电气设备工业无 线电干扰端子电压测量方法和允许值；1981年：航空工业部制定HB5662-81飞机设备电磁兼 容性要求和测试方法；全国无线电干扰标准化工作组成立，提出制定国 家标准和规范的计划；1986年：国防科工委颁布国军标GJB72. GJB151-86.GJB152-861984年：第一次全国性电磁兼容学术会议召开j