电磁兼容培训讲义课件

课程内容电磁兼容要求（标准）与试验方法地线造成的干扰问题与解决方法电磁屏蔽与搭接电磁干扰滤波技术线路板设计电缆设计瞬态抑制技术电磁干扰问题诊断

通过学习本课程要达到：

对电磁兼容技术有全面的了解掌握常见干扰问题的诊断和解决方法（会自制简单的试验设备）掌握接地、滤波、屏蔽等关键技术在产品电磁兼容设计方面有明确的思路使产品顺利通过电磁兼容试验具备进一步学习的能力为什么要掌握电磁兼容技术因为：电子电路日益复杂，调试越来越难电磁兼容标准强制实施市场竞争日益激烈，开发周期越来越短第一章基本概念基本术语（EMC…)电磁干扰现象电磁兼容标准电磁兼容试验设备频域与时域分贝的概念基本术语EMC(Electromagneticcompatibility)

电磁兼容：设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

EMI(Electromagneticinterference)

电磁干扰:电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。

EMS（Electromagneticsusceptibility

）

（电磁）敏感性: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。注：敏感性高，抗扰性低。

电磁干扰现象开关电源数字脉冲电路数字视频设备220AC特殊的电磁兼容问题电磁信息发射干扰其它电子设备被别有用心的人接收，获取信息机密！机密！TEMPEST现象保密通信系统中的TEMPEST终端设备加密/解密发送/接收明文明文泄漏发射明文耦合进密文明文与密文一同发射产生电磁干扰的条件突然变化的电压或电流，即dV/dt或dI/dt很大辐射天线或传导导体设计中，遇到电压、电流的突然变化，需要考虑潜在的电磁干扰问题电磁干扰的三个基本要素①电磁骚扰源②耦合途径或传播通道③敏感设备常见干扰源雷电NEMP脉冲电路ESD无线通信感性负载通断直流电机、变频调速器电磁干扰源分类基本天线结构环天线偶极天线缝隙天线V常见的等效天线机箱接地线PCBVG主板电缆子板笔记本PCB电缆没接地散热片电磁兼容标准分析环境中的各种电磁干扰分析设备受电磁干扰的机理编成电磁兼容标准保证各类电子设备的正常工作及良好的电磁环境

电磁兼容标准(EMC)

干扰发射(EMI)

敏感度(EMS)

传导(CE)辐射(RE)

传导(CS)辐射(RS)电源线信号/控制线天线端口

电场

磁场

电源线/信号线

射频

瞬态天线端口

电场

磁场

静电放电电磁兼容标准的内容

电磁兼容标准体系

基础标准

电磁兼容标准

通用标准

产品标准被引用到被引用到标准编号的识别国家或组织

制订单位

标准编号IECCISPRCISPRPub.IECTC77IEC

欧共体CENELECEN

美国FCC，DOD

FCCPart,MIL-STD.

日本VCCIVCCI

中国质量技术监督局,国防部门GB-GJB-3C电磁兼容试验项目

（EMI）辐射发射传导发射电源谐波电磁兼容试验场地电磁发射试验敏感度或抗扰度试验：开阔场（民用标准）屏蔽暗室(半无反射室)可在普通环境中，但是注意对周围设备的影响辐射发射测试开阔场地要求长轴20米椭圆区内无金属物体

金属地平面短轴17.32米天线与受试件距离10米不同的天线在1~4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0.8米高的木桌上开阔场实景开阔场实景马达驱动高度扫描天线杆天线EUT防雨棚转台和桌子金属网地面椭圆区内没有其它物体电磁屏蔽室电源滤波器通风板电缆接线板通风板电磁兼容试验室的结构带风扇的通风板

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半无反射室实景高度扫描天线杆天线金属地板转台上的受试件测量电磁干扰的天线辐射骚扰场强测试实景图被测设备的分类辐射骚扰场强测试限值辐射骚扰场强测试结果图传导发射测试电源端子的传导骚扰限值电源端子的传导骚扰测试结果图电源谐波交流输入V输入电压输入电流135791113输入电流谐波V非线性电流谐波限制电源谐波测量谐波测量仪电磁兼容抗扰试验项目辐射发射（电场、磁场）传导发射（射频发射、电源谐波）辐射抗扰度（电场、磁场）传导抗扰度（射频、电快速脉冲、浪涌）静电放电（直接、感应）抗扰度试验辐射抗扰度（RS）

抗扰度的其它测试方法磁场发射测试磁场敏感度试验EMS－浪涌（Surge)目的：评定设备在遭受来自电力线和互联线上高能量骚扰时的性能。任务：找出受试设备（EUT）在规定的工作状态下，对由开关或雷电作用所产生的由一定危害电平的浪涌（冲击）电压的反应。EMS－浪涌（Surge)测试标准：GB/T17626.5-1998试验等级

优先选择的试验等级范围如表所示

等级开路试验电压（±10％）KV1234×0.51.02.04.0特定注：×为开放等级，可在产品要求中规定。浪涌（模拟雷电干扰）试验波形浪涌试验装置信号电缆用的耦合解耦网络接电网接辅助设备EUT与发生器或耦合器之间的电缆小于2米保护地线要能够承受浪涌电流浪涌试验内容EMS－电快速脉冲（EFT）EFT(Electricalfasttransient)目的：评估电气和电子设备的供电电源端口、信号和控制端口在受到重复性快速瞬变（脉冲群）干扰时的性能。任务：验证电子和电气设备对诸如来自切换瞬态过程（切断感性负载、继电器触点弹跳等）的各种类型瞬变骚扰的抗扰度。概述：重复性快速瞬变试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气和电子设备的电源端口、信号和控制端口的试验。试验的要点是瞬变的短上升时间、重复率和低能量。EMS－电快速脉冲（EFT）测试标准：GB/T17626.5-1998试验等级

下表列出了对设备的供电电源、保护接地（PE）、信号和控制端口进行EFT试验时应优先采用的试验等级的范围。开路输出试验电压（±10％）和脉冲的重复频率（±20％）等级在供电电源端口，保护接地（PE）在I/O信号、数据和控制端口电压峰值KV重复频率KHz电压峰值KV重复频率KHz1234×0.5124特定5552.5特定0.250.512特定5555特定注：×是开放等级，在专用设备技术规范中必须对这个级别加以规定。这些开路输出电压蒋显示在电快速瞬变脉冲群发生器上电快速脉冲（EFT）试验波形双指数脉冲15ms脉冲串(5kHz)脉冲串间隔是300ms干扰注入方式电源脉冲输入受试件电源线注入信号线注入耦合钳，或在电缆上绕金属箔，长度1米，产生大约100pf电容电快脉冲试验容性卡钳距参考地100mm,轮流卡每根电缆EUT与参考地平面之间的距离大于100mm参考地平面的每个边要超出EUT100mm并与大地相连EUT与发生器或卡钳之间的电源线或信号线长度小于1米脉冲群信号源连辅助设备与端接EMS-静电放电(ESD)ESD（Electrostaticdischarge

）静电放电：具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。

目的：评估电气和电子设备遭受静电放电时的性能。此外，它还包括从人体到靠近关键设备的物体之间可能发生的静电放电。EMS-静电放电(ESD)测试标准：GB/T17626.2-1998试验等级下表给出了静电放电试验时，试验等级的优先选择范围。试验应满足表中所列的较低等级。接触放电是优先选择的试验方法，空气放电则用在不能使用接触放电的场合中。两种试验方法的严酷程度并不表示相等的。EMS-静电放电(ESD)表试验等级1a接触放电1b空气放电等级试验电压KV等级试验电压KV1234×2468特定1234×24815特定注：×是开放等级，该等级必须在专用设备的规范中加以规定，如果规定了高于表格中的电压，则可能需要专用的试验设备。静电放电（ESD)＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋放电电流I静电枪电原理路人体模型电路接地端放电端放电开关放电枪核心静电放电试验装置水平耦合板>1.60.8mEUT绝缘垫垂直耦合板500mm正方形，距EUT100mm直接对EUT放电垂直板间接放电绝缘桌参考地板>1m2边沿比耦合板外延>500mm耦合板通过470k电阻接地对于落地设备，水平耦合板=垂直耦合板，EUT放在100mm厚的绝缘板上水平板间接放电分贝(dB)的概念分贝的定义：分贝数＝10lgP2P1P1、P2是两个功率数值，对于电流或电压，定义如下：电压增益的分贝数＝20lgV2V1电流增益的分贝数＝20lgI2I1用分贝表示的物理量电压：用1V、1mV、1V为参考（例如：1V=0dBV）则单位为：dBV、dBmV、dBV等，电流：用1A、1mA、1A为参考，则：dBA、dBmA、dBA场强：用1V/m、1V/m为参考，则：dBV/m、dBV/m等，功率：用1W、1mW为参考，则：dBW、dBm等，时域波形频谱分量付立叶级数(周期)付立叶变换(非周期)EMC分析更多是在频域中进行，并且不考虑相位因素。示波器观察频谱分析仪观察频域分析频谱分析仪幅度频率扫描速率（时间）分辨带宽频率范围脉冲信号的频谱T1/d1/trdtr

谐波幅度（电压或电流）频率（对数）-20dB/dec-40dB/decAV(orI)=2A(d+tr)/TV(orI)=0.64A/TfV(