电磁兼容概论2

电磁耦合机理与干扰发射三个要素：干扰源、耦合路径和敏感源电磁干扰三要素军用：emission,susceptibility民用：disturbance,immunity干扰源人为干扰源特征归结为：连续波骚扰，瞬态骚扰，非线性现象耦合途径传导耦合：在骚扰源与敏感设备之间存在有完整的电路连接，电磁骚扰通过连接电路从骚扰源传输电磁骚扰至敏感设备。辐射耦合：电磁骚扰通过其周围的媒介以电磁波的形式向外传播，骚扰电磁能且按电磁场的规律向周围空间发射。传导耦合(+)辐射耦合

电磁干扰耦合模型

C：电容耦合

L：电感耦合

Z：共阻抗耦合

NC：近场耦合

FR：远场辐射电容性耦合

(近电场相互作用)

频率越高,耦合越明显

在敏感电路(导体2)与地之间并联了一个骚扰电流源(并联一个电压源).

近地导线间的电容性耦合间距增大，耦合干扰变小，高度增大，耦合干扰偏小，但不明显

电感性耦合(近磁场耦合)

电容性与电感性耦合之间的差异

对于电容性合，在敏感电路(导体2)与地之间并联了一个骚扰电流源(并联一个电压源).

对于电感性耦合，产生一个与敏感电路(导体2串联的骚扰电压

(感应电压)

如何鉴别电容性和电感性耦合干扰？

电路性耦合电路1中的骚扰通过阻抗耦合到电路2中，形成干扰敏感设备

受电磁骚扰影响的电路、设备或系统均称为敏感体电磁敏感性（electromagneticsusceptibility）

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。敏感性高，抗扰性低。抗扰度电平：将某给定电磁骚扰施加于某一装置、设备或系统而其仍能正常工作保持所需性能等级时的最大骚扰电平。抗扰度限值：规定的最小抗扰性电平。发射电平：由某装置、设备或系统发射所产生的电磁骚扰电平。发射限值：规定的电磁骚扰源的最大发射电平。电磁兼容电平：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抗扰度裕量：抗扰度限值与电磁兼容电平之比。发射裕量：电磁兼容电平与发射限值之比。电磁兼容裕量：抗扰度限值与发射限值之比。电磁干扰形成雷电等自然干扰源脉冲电路

人为干扰感性负载通断直流电机、变频调速器（敏感源）开关电源数字视频设备220AC电磁干扰现象数字脉冲电路时域与频域时域波形频谱分量付立叶级数(周期)付立叶变换(非周期)示波器观察频谱分析仪观察EMC分析更多是在频域中进行，并且不考虑相位因素所有的电场兼容标准中对发射的限制范围都是在频域中规定的电磁兼容技术措施与频率关系密切，例如滤波器的截止频率电磁兼容分析侧重于干扰在特定频率上的能量分布，对时间和相位等关注很少谱密度频率很低时频率较低时高频时简化：不考虑相位，d谐波幅度（电压）trV1/tr频率（对数）两个转折点在处理EMC问题时，应使图中的两个转折点往低频压，故,tr应大一些，即脉冲应宽一些，上升沿应大一些，所以在选器件时，开关速度能满足需要即可，不能用开关速度太快。TTL电平的1MHz时钟脉冲的频谱

15GHz,上升沿20ps的CMOS时钟脉冲的频谱1V,1s矩形脉冲的频谱注：只有一个转折点不同脉冲的频谱

脉冲波形有较宽的频率带宽频率幅度在低频段较高，在高频段较低，下降的速度与脉冲边沿与陡度有关，越陡，下降越慢电磁兼容的角度，希望频谱带要窄，因为，高频时串扰和辐射强电磁兼容的标准电磁兼容国际标准化组织IEC：InternationalElectrotechnicalCommissionCISPR:InternationalSpecialCommitteeonRadioInterferenceCENELEC:EuropeanCommitteeforElectrotechnicalStandardization欧盟电磁兼容指令该指令的保护对象为：该指令的适用范围包括：欧盟电磁兼容标准与IEC标准的关系电磁兼容国际标准体系EMC基础标准EMC通用标准产品类标准专用产品标准民用电子产品抗扰度标准典型民用电子产品所需满足电磁抗扰度标准民用电子设备的电磁骚扰标准国内电磁兼容标准体系国内外电磁兼容标准比较国内目前已经制定并颁布的相关民用标准测量的意义：就当前的水平看，数学建模计算及计算机仿真的结果与实际情况的误差往往还很大。最终判定是否满足系统要求的指标，只有依靠实际测量。因而测量对于电磁兼容领域来说，显得格外重要，并且由于电磁噪声的特点，因而使得对测量仪表、测量场地与测量方法要求十分严格。这些详细而严格的要求都是通过《标准》予以制定的。电磁兼容性测量EMC=EMI+EMSEMI=CE+REEMS=CS+RS电磁兼容的测量顺序传导干扰发射的测量传导干扰发射的仪器配置：电源EUTLISN接收机计算机或打印机→→→↓其中各参数取值如下：。LISN在电路中有三个基本作用a.在10kHz～30MHz频率范围内，为相线与地线之间和中性线与地线之间提供50Ω的恒定阻抗，主要是由C1、R1和R2这条支路来完成，其中C1起隔断直流的作用，R1所起的作用是在R2万一断路时给C1提供一个放电回路。b.使频率为50Hz或60Hz的有用信号顺利通过，主要由50μH的电感来完成，对于50Hz的电源频率，50μH的电感相当于短路。c.给被测设备(EquipmentUnderTest-EUT)提供传导干扰通道并阻止电源侧的传导干扰，主要由50μH的电感和电容C2来完成，对于高频的电源噪声信号，50μH的电感相当于断路，而C2可以使高频的电源噪声返回电源端，尽量使LISN所测得的噪声均是由被测设备产生的。传导骚扰在标准实验室的测试情况U（dBμV）f(MHz)电动工具和类似器具的干扰允许值曲线图示

电源EUTLISN接收机计算机或打印机→→↓辐射发射的仪器配置：↓辐射干扰发射的测量天线测量电场的天线：双锥天线：20M~300MHz对数周期天线：30M~450MHz80M~1300MHz450M~2500MHz辐射骚扰在标准实验室的测试情况电磁辐射的骚扰实验（IT设备）汽车设备的辐射骚扰实验测试天线——双锥天线测试天线——对数周期天线阵子长度L阵子距离R阵子直径d振子的长度：振子间的距离：振子的直径天线阵子的长度缩短越快，其通带内的电特性越差，反之，虽然天线的尺寸加大，但通带内的电特性较好对于对数周期天线，每对振子只谐振于某一个频率，在此频率上，只有该振子及其相邻的一些振子具有接收与发射的能力，这些振子称为激活区，当工作频率由低变高时，激活区从天线的长振子端向短振子端移动。最长的振子对应最低的工作频率，而最短的振子对应最高的工作频率。最长波长：最短波长：传导抗扰度的测量耦合探头信号源→EUT→传导抗扰度的仪器配置功率放大器→*工作频率：9