电磁兼容心得体会

电磁兼容心得体会第一篇：电磁兼容心得体会电磁兼容大作业三电磁兼容课学习心得在本学期的学习中，我对电磁兼容在理论方面的理解程度大大加深，电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行优化设计，使之能成为符合各国或地区电磁兼容性标准的产品。EMC的定义是：在同一电磁环境中，设备能够不因为其它设备的干扰影响正常工作，同时也不对其它设备产生影响工作的干扰。1，主要学习内容1、电磁干扰的危害主要体现在两个方面：一是电气、电子设备之间的相互影响；二是电磁污染对人体的影响。2、电磁兼容研究的目的是为了消除或降低自然的和人为的电磁干扰，减少其危害，提高设备或系统的抗电磁干扰能力，保证设备或系统的电磁兼容性。3、电磁兼容学科的主要研究内容：1、电磁干扰特性及其传播原理研究电磁干扰特性及其传播耦合理论是电磁兼容学最基本的的任务之一。2、电磁危害及电磁频谱管理有效地管理、合理地利用电磁频谱是电磁兼容的一项必要内容。3、电磁干扰的工程分析方法及控制技术电磁兼容控制技术始终是电磁兼容学科中最活跃的课题。4、电磁兼容的设计方法费效比的综合考虑是电磁兼容性设计中的一项重要内容。5、电磁兼容性测量和试验技术电磁兼容性测量和试验是一项非常重要的工作，它是产品电磁兼容性的最终考核手段并且应当贯穿于产品开发、试制的整个过程。6、电磁兼容标准和工程管理电磁兼容性标准时电磁兼容件设计和试验的依据。7、电磁兼容分析和预测电磁兼容分析和预测是合理的电磁兼容性设计的的基础。8、电磁脉冲及其防护电磁脉冲的干扰及其防护已成为近年来电磁兼容学科的一个重要研究内容。4、电磁兼容设计方法：1、问题解决法问题解决法是先研制设备，然后针对调试中出现的电磁干扰问题，采用各种电磁干扰抑制技术加以解决。2、规范法规范法是按颁布的电磁兼容性标准和规范进行设备或系统的设计制造。3、系统法系统法是利用计算机软件对某一特定系统的设计方案进行电磁兼容性分析和预测。3，对典型问题的体会1、对振铃电压的抑制由于变压器的初级有漏感，当电源开关管V1由饱和导通到截止关断时会产生反电动势，反电动势又会对变压器初级线圈的分布电容进行充放电，从而产生阻尼振荡，即产生振铃，如图4所示。变压器初级漏感产生反电动势的电压幅度一般都很高，其能量也很大，如不采取保护措施，反电动势一般都会把电源开关管击穿，同时反电动势产生的阻尼振荡还会产生很强的电磁辐射，不但对机器本身造成严重干扰，对机器周边环境也会产生严重的电磁干扰。2、对辐射干扰信号的抑制电磁辐射干扰也是通过电磁感应的方式，由带电体或电流回路及磁感应回路对外产生电磁辐射的。任何一根导体都可以看成是一根电磁感应天线，任何一个电流回路都可以看成是一个环形天线，电感线圈和变压器漏感也是电磁感应辐射的重要器件。要想完全抑制电磁辐射是不可能的，但通过对电路进行合理设计，或者采取部分屏蔽措施，可以大大减轻电磁干扰的辐射。例如，尽量缩短电路引线的长度和减小电流回路的面积，是减小电磁辐射的有效方法；正确使用储能滤波电容，把储能滤波电容尽量近地安装在有源器件电源引线的两端，每个有源器件独立供电，或单独用一个储能滤波电容供电(充满电的电容可以看成是一个独立电源)，防止各电路中的有源器件(放大器)通过电源线和地线产生串扰；把电源引线的地和信号源的地严格分开，或对信号引线采取双线并行对中交叉的方法，让干扰信号互相抵消，也是一种减小电磁辐射的有效方法；利用散热片也可以对电磁干扰进行局部屏蔽，对信号引线还可以采取双地线并行屏蔽的方法，让信号线夹在两条平行地线的中间，这相当于双回路，干扰信号也会互相抵消，屏蔽效果非常显著；机器或敏感器件采用金属外壳是最好的屏蔽电磁干扰方法，但非金属外壳也可以喷涂导电材料(如石墨)进行电磁干扰屏蔽。第二篇：电磁兼容EMC）是否等同于电磁干扰（EMI），为什么？不同，电磁兼容是设备要有一定的抗电磁干扰能力，二是设备中自身产生的电磁骚扰抑制在一定水平下。简述EMC指标分配和功能分块的设计方法：①分析系统所处的电磁环境②选择频谱及频率③制定电磁兼容要求与控制计划④设备及电路的电磁兼容设计，包括控制发射、控制灵敏度、控制耦合以及接线、布线与电缆网设计、滤波、屏蔽、接地与搭接的设计等。信噪比=10lgS/N（dB）;S:信号的功率、N噪声的功率分贝单位的计算：噪声系数NF=（Si/Ni）/（So/No）,Si为输入信号功率；Ni为输入噪声功率；So为输出信号功率；No为输出端噪声功率差模干扰：电路中某一端与另一端所构成回路中的干扰信号；共模干扰：一传输目标信号双端作为一线，又以地为另一线所构成的传输回路，让骚扰信号进去工作单元的模式。干扰耦合的方式：直接耦合、漏电耦合、公共阻抗耦合、电容性耦合、电磁感应耦合、辐射耦合。天线效应：辐射的干扰源的设备结构必须是开放式的，几何尺寸必须和电磁波波长必须是统一数量级，满足辐射条件的结构件、元件、部件能够起着发生天线和接受天线的作用被称为天线效应。电磁辐射场与电磁感应场在能量传输方面有什么不同：前者通过介质传播；后者通过电磁感应或耦合的方式传播。什么是公共阻抗耦合，消除公共阻抗耦合的途径有哪些：当两个电路共用一段地线时，由于地线的阻抗，一个电路中的信号会耦合进入另一个电路，这样一个电路的地电位会受到另一个电路工作电流的调制而被干扰；减小共地线部分的阻抗（增大导线直径或减小直流电阻）、通过适当的接地方式（串并联单点接地）什么是地环路干扰，解决方法有哪些：由于电路的不平衡性，每根导线上的电流不同，因此形成的差模电压，对电路的干扰；将一端的设备浮地、是隔离变压器实现设备之间的连接。什么是电磁屏蔽连续性设计：要求屏蔽体及其所在的窗口和缝隙结合部分应具有良好的导电性和导磁性，不能因缝隙而断开磁路。理想的EMI滤波有何特点，选频网络具有怎样的阻抗特性：滤波器仅起阻抗匹配作用，不吸收有用信号的能量、滤波器来自源端的EMI信号全部被吸收消耗，实现EMI信号的全反射、滤波器将电子设备产生的EMI信号全部吸收并消耗掉实现对EMI信号的全反射；电路对称型设计对电磁兼容有何改善：防止共模干扰转换成差模干扰。什么是LISN，其主要作用是什么：线路阻抗稳定网络；稳定阻抗作用、隔离和耦合作用。什么是浪涌，浪涌的主要成因，组成浪涌保护条件：比正常电压或电流高出很多倍的瞬时电压或电流称为浪涌电压或浪涌电流；雷电或设备开关都会产生浪涌；利用气体放电管、固体放电管、压敏电阻、硅瞬变压器吸收二极管以及热敏电阻等瞬变骚扰抑制器件组成浪涌抑制电路。采用滤波连接器有哪些优点：体积小、多功能、使用方便、低成本（注意事项：滤波器的接地、屏蔽机箱、滤波连接器的选用、滤波连接器的安装焊接）。简述基于有源噪声补偿技术消除稳态、重复、确定性噪声的步骤：对噪声波形进行采样、取逆采样波形、将逆信号波形增幅至与实际噪声相同的振幅、注入逆转、增幅后的信号，实现噪声对消。相比于无缘滤波器有源滤波器的特点：①不仅可以补偿各次谐波，还可以抑制闪边，补偿无功，一机多能；②滤波器特性不受阻抗等的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；③具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化的谐波，具有可控性和快速响应性。什么是时域测量，什么是频域测量，分别使用那些测量仪器：时域测量是测量干扰信号与时间有关的特性（常用仪器：记忆示波器、电压（电流、功率）探头、）；频域测量就是测量干扰信号与频域有关的特性（常用仪器：频谱分析仪、干扰场强仪、选频电压表等）时域→频域傅里叶变化频域→时域傅里叶逆变换上升时间与带宽之间的关系：测量仪器的带宽越宽，其响应的时间就越快t=0.35/B如何进行辐射敏感度测量：通过天线产生给定频率和强度的磁场，将EUT置于均匀磁场中，逐渐加强场强，直至EUT工作发生异常。这时的磁场强度和磁通密度与频率的关系就是EUT的辐射磁场敏感度。什么是EFT（电快速瞬间脉冲），简述EMC测试的EFT波形的特点：是由一系列重复出现的周期或非周期脉冲构成，持续时间很短，每一个脉冲群中都包含了数个脉冲，脉冲强度可达几千伏，脉冲群中的单个脉冲有特定的重复周期、电压幅值、上升时间、脉宽。什么是预兼容测试方法，预兼容测试的技术是什么：先组建一个简单而符合基本测试规程要求的EMC实验室，以便在研发、中试、产品定型等各种环节进行EMC摸底测试，及时修正这些时期出现的EMI问题，并使测试结果具有比较大的余量，以修正与专门EMC实验室测试时环境和仪器等造成的偏差，待产品在自己组建的实验室测试完全通过并在各种要求的指标上具有比较大的余量后，再去专门的EMC实验室完成正式的测试、；技术：组建一个简单而又符合规范的简单的EMC实验室。电磁兼容测试测量环境：开阔场地、电波暗室、屏蔽室。什么是计算与测试结合预测法？与传统方法相比有何优点：是指对系统、分系统、各部件、元器件等各级别的电磁特性分别进行分析预测，合理分配各项指标要求，并且在系统整个设计过程中，集合实验测试，不断进行修正和补充，是系统工作在最佳状态。充分吸收了纠错法和规范设计法的优点，克服了他们的局限性，是目前电磁兼容预测技术的最高阶段。因为它既可以对研究的电力电子装置的传导电磁发射进行早期预测，也可以结合测试不断确定分布参数，有利于对系统潜在电磁干扰的分析、对装置电磁发射的控制措施设计，因而可以降低装置为满足电磁兼容设计所需的成本。数字电路常见的噪声有哪些,抑制措施一般有哪些：电源噪声、地线噪声、串扰、反射、公共阻抗噪声；数字电路输入端不能悬空、尽量缩短电源线和接地线、旁路电路靠近集成电路电源引脚、RS触发器等集成电路的输入端和地线间介入陶瓷电容以增强该期间的抗干扰能力、大量数据信息同时传输和变化时注意抑制感应噪声，减少与其他控制电路间的串扰。抑制电源噪声的措施有哪些：①不得将开关电源工频电源线与经开关电源整流后的直流输出线捆扎在一起，以免形成串扰②输出采用双绞线③不要沿开关电源线敷设信号输入、输出线④机壳接地与信号接地分开⑤周密设计针对浪涌冲击电流的抑制措施采用多层电路板有哪些优点，如何设置多层板，简述方法：优点：①可以增加布线密度②可以是传输线阻抗稳定方法：一般专门用两层作电源和信号地线，这样信号线和地线之间的距离仅为层间的距离。什么是PCB走线中的3—W原则，简述3—W原则设计：原则即差分对线之间的距离应为1—W，差分线对于其他走线之间的距离需要使用3—W原则；①通过增加信号线之间的距离，可以减少串扰②走线间距离间隔必须是单一走线宽度的3倍；或两个走线间的距离间隔必须大于单一走线宽度的2倍③只要重要的信号使用3—W原则，而不是所有的信号使用3—W原则④通常的规则是针对时钟走线、差分对、视频、音频及复位线或其他关键的系统走线强制使用3—W原则。简述抑制谐波和提高功率因素的方法：电力无源滤波技术和电力有源滤波技术运用功率因素校正（PFC电路）自然采样法形成的SPWM有何缺点，相比对称规则采样法，不对称规则采样法有何优点：缺点：由于脉宽计算公式是一个超越方程，采样点不能预先确定，只能通过数值迭代求解，实际控制较困难，不符合全数字控制要求。每个周期采样两次，波形逼近程度得到很大的提高，却因此增加了程序设计的复杂程度，而且会使系统产生比较大的延时。什么事软开关技术？从EMI产生来看，软开关变换器相比硬开关PWM变换器有何优点：所谓软开关是利用谐振原理，使开关变换器开关管的电流（或电压）按正弦（或准正弦）规律变化，当电压过零时，开关闭合，电流过零时，开关断开。优点：①硬开关PWM技术是以中断功率通量和控制占空比的方法来变换功率，结果形成脉冲电流和脉冲电压；而谐振技术是以正弦形式变换功率，他的频谱通常比PWM变换器窄，因而对比PWM变换器，在输入端所具有的谐波干扰较小而基波分量较大②谐振开关变换器的工作波形为准正弦波，具有较低的di/dt和du/dt③谐振开关变换器利用了器件结电容和变压器漏感作谐振LC电路一部分，故对有害分布参数不敏感④谐振开关变换器工作于较高频率，便于集成化和最小化，因而通常具有较高的功率因素，对于减小电流回路、缩短连线长度十分有利。简述抑制高频开关频率引起的高频Ldi/dt和Cdu/dt噪声的方法：随机频率控制、调制频率控制、扩频控制、抖频控制、混沌控制。影响电力系统二次设备的干扰源主要有哪些，其中最具影响作用的是什么：自然干扰、操作或系统故障时瞬态干扰、系统运行时的稳态干扰；最具影响作用的是一次开关动作时产生的瞬态干扰。与传统的AIS变电站相比较，GIS在电磁兼容方面有何特点：GIS电气部件的尺寸要小很多，而且被屏蔽在金属壳内，因此产生的干扰和AIS不同，GIS所产生的干扰传播是通过流动在母线上的噪声来回反射；GIS的特性阻抗比AIS小很多，这就使得GIS与母线或架空线在连接处阻抗不匹配加剧导致干扰电流波的反射增加，因此GIS比AIS产生的干扰波频率更高。微逆变器有哪些EMC方面的问题：微逆变器每一单元滤波设计有限，逆变后的谐波和高频开关频率噪声信号也会随各逆变器直接并入电网而传送到电网，不能像传统逆变器那样集中于机柜内屏蔽其电磁发射，或集中在供电端滤波。电磁干扰的诊断需要哪几类关键仪器（对辐射源的定位，性质和强度的确定；对敏感源的诊断和定位）？电磁干扰问题的诊断和故障排查应在哪些环节中展开（①排查准备②合理假设③现场检查④关于检测干扰源的说明⑤“强行损坏”技术）？样机研发阶段或工作过程中可能会遇到的EMC问题有哪些：在复杂的电磁环境下EMI源繁多，耦合路径复杂，且具有多变性和随机性，难以建立确定的电路模型。什么是3C认证：进口商品安全质量许可证制度（CCIB）、安全认证强制性监督管理制度（CCEE）、电磁兼容安全认证制度（CEMC）有哪些国际组织和机构从事着电磁兼容标准化工作：国际电工委员会（IEC）、国际电信联盟（ITU）、欧美标准组织和中国标准组织中国国家标准化管理委员会所属的从事EMC标准化技术工作的组织有哪些（全国无线电干扰标准化技术委员会和全国电磁兼容标准化技术委员会）？国内EMC相关的组织有哪些（中国电工技术学会电磁兼容委员会、中国电机工程学会电磁干扰专业委员会、中国电源学会电磁兼容委员会、中国通信学会电磁兼容委员会、中国电子学会电磁兼容委员会、中国造船学会电磁兼容委员会、中国铁道学会电气化专业委员会防干扰学组）？对于某一种具体的产品，采用不同类型的EMC标准应按照何种顺序：①产品EMC标准最先采用②产品类EMC标准处于次优先应用的位置③对于某种产品，如果没有产品EMC标准，又没有适用的产品类EMC标准，则应采用通用EMC标准④对于某些特殊情况，如新产品的研制阶段，如果国内没有通用EMC标准都没有适合的，则可以直接采用相应的国际标准⑤在选择试验限值是时，原则上产品EMC标准应同于或严于产品类EMC标准，如果出现相反情况，应在使用其产品EMC标准或产品类EMC标准中说明其理由。第三篇：电磁兼容直流电机PWM控制器电磁兼容设计摘要：近年来,直流电动机的结构和控制方式都发生了很大变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元件的不断出现,使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制(pulsewidthModulation,简称PwM)控制方式己成为主流。与此同时,电磁干扰带来的问题也越来越严重,现在己成为电气系统和设备正常工作突出的障碍。因此如何在共同的电磁环境中,使电气设备不受干扰的影响,而能相容的正常工作,是迫切急需解决的技术问题,而这一点正是研究电磁兼容性的目的。文中首先对电磁兼容性问题进行理论分析,阐明了电磁干扰的本质和条件,分析了主要的电磁干扰,以及抑制干扰的措施。分析了一般控制系统中的传导干扰的噪声源及祸合、电磁干扰的一些模型和相关的EMC设计。其次,设计一个直流电机PWM控制器,简要介绍了直流电动机的PWM调速原理。详细的介绍了CW1525A集成器及其电路设计。论文立足于工程实际应用和调速系统的具体要求,从脉宽调制的理论出发对主电路和控制部分各模块的功能和电路实现进行了研究,得到一个基于CW1525A的直流电机脉宽调速的控制器的设计方案。论文以设计的直流电机PWM控制器为研究对象,首先根据相关的标准对没有进行EMC设计的控制器进行测试,得到的测试数据显示系统的电磁兼容性很差。然后对电路的每一部分进行分析设计,加入相关的EMC设计,应用了电磁兼容性措施,其中大小电容并联使用,拓宽了频率的范围,使控制器的接地滤波的效果更好。最后又用同样的方法对控制器进行电磁兼容测试,得到的数据显示,控制器的电磁兼容性良好。关键词：PWM；CW1525A；电磁兼容；传导；辐射一、引言电磁兼容问题是伴随着电子技术的发展而产生的,人们在生产及生活中使用的电子、电气设备的数量越来越多,这些设备在工作的同时必然要发射一些有用的或无用的电磁能量,它将影响其它设备的工作,从而形成电磁干扰[1]-[3]。例如继电器通、断产生的瞬态电磁脉冲使计算机工作失常,飞机低空飞过住宅时,将干扰电视机和收音机的正常工作,使电视机出现杂乱的画面,电视机出现讨厌的噪音。严格地说,只要把两个以上的元件置于同一环境中,工作时就会产生电磁干扰,在系统之间会出现系统间的相互干扰,在系统内部各设备之间会出现设备间的相互干扰,在同一电子设备中的各部分电路会存在相互干扰。尤其在航天飞机、普通飞机及舰艇中,大量的电子设备密集在狭小的空间,相互间的电磁干扰非常重要,在战斗中由于飞机和军舰上防御电子系统、进攻电子系统的相互干扰不能同时兼容工作而出现事故的情形屡见不鲜。此外,人为干扰和自然干扰有可能使系统或设备的性能发生有限度的降级,甚至可能使系统和设备失灵,干扰严重时会使系统和设备发生故障,例如,由于雷电和静电放电干扰和其它人为干扰,使火箭、飞船发射后出现计算机故障或系统爆炸的事故多次发生。各种强电干扰可能引起易挥发燃料、弹药和电爆装置的爆炸。同时,长期的电磁辐射将影响人体健康。客观事实使人们认识到电磁干扰的严重危害,为了保障电子系统和设备的正常工作必须研究、分析预测干扰,限制人为干扰强度,研究抑制电磁干扰的有效技术手段,提高抗干扰能力,并进行合理的设计等,以使共同环境中的系统和设备能执行各自的正常功能。为了保证电子系统的正常工作,必须进行严格的电磁兼容设计,它对系统效能有着重大影响,其影响范围如图1-1所示。由图可见电磁兼容在产品设计中的重要性,它应贯穿于研制、设计、生产、工艺、试验和使用等阶段。在产品设计之初就应该考虑电夕磁兼容问题,否则待产品出来进行测试时才发现问题,那时再设法解决将花费很高的代价,甚至不能彻底解决问题。图1-1电磁兼容影响效能的范围1.1.2电磁兼容技术发展状况电磁兼容是通过控制电磁干扰来实现的,因此该学科是在认识电磁干扰、研究电磁干扰和对抗电磁干扰的过程中发展起来的。电磁干扰是人们早已发现的古老问题,1881年,英国著名科学家希维赛德发表了“论干扰”的文章,这是研究干扰问题最主要的早期文献。1833年,法拉第发现电磁感应定律。1864年麦克斯韦引入位移电流的概念指出变化的电场将激发磁场,并由此预言电磁波的存在,这种电磁场的相互激发并在空间传播,是电磁干扰存在的理论基础。1887年柏林电气协会成立全部干扰问题委员会,1888年赫兹用实验证明了电磁波的存在,同时该实验也指出了各种打火系统将向空间发出电磁干扰,从此开始了对干扰问题的实验研究。1889年英国邮电部门研究了通信干扰问题,1934年英国有关部门对一千例干扰问题进行了分析,发现其中50%是电气设备引起的。随着广播等无线电事业的发展,人们逐渐认识到应该对各种干扰进行控制。国际无线电干扰特别委员会(CISPR)以及其它有关学术组织及专业委员会的成立,开始了对电磁干扰问题进行世界性的有组织地对抗。显而易见,干扰与抗干扰问题是贯穿于无线电技术的发展的始终,电磁干扰问题虽然由来己久,但电磁兼容这一新的学科却是近代形成的,在干扰问题的长期研究中,使人们从理论上认识了电磁干扰产生的原因,明确了干扰的性质及数学物理模型,逐渐完善了干扰传输及藕合的计算方法,提出了抑制干扰的一系列技术措施,建立了电磁兼容的各种组织及电磁兼容系列标准和规范,逐渐在电子学中形成一个新的分支,即为电磁兼容。80年代以来,电磁兼容己成为十分活跃的学科领域,许多国家在电磁兼容标准与规范,分析预测、设计、测量及管理等方面均达到了很高水平。现在电磁兼容己不只限于电子和电气设备本身,还涉及到电磁污染,电磁噪声等一系列生态效应及其它一些学科领域。我国由于过去的工业基础比较薄弱,电磁环境危害尚未充分暴露,对电磁兼容的研究认识不足,起步较晚,与国际间的差距较大。近些年来,随着我国经济建设及科学技术的飞跃发展,对电磁兼容的研究出现了热潮。国家有关部门对电磁兼容技术十分重视,有关电磁兼容的学术组织纷纷成立,开展了一系列学术活动。国内不少单位都建设或改造了EMC实验室,引进了较先进的电磁干扰和电磁敏感度自动测试系统和设备。1.1.3电磁兼容标准由于电磁干扰已成为系统和设备正常工作的突出障碍,为了保证电磁兼容的实施,国际有关机构、各国政府、军事部门以及其它相关组织制定了一系列电磁兼容性标准和规范,标准和规范对设备或系统非预期发射和非预期响应做出了规定和限制,执行标准和规范是实现电磁兼容性、提高系统性能的重要保证。标准与规范的种类和数目是相当多的,就其涉及的内容而言,它主要有这几个方面:1、规定了电磁发射和敏感度的极限值;2、统一规定了测量方法;3、统一规定电磁兼容领域内的名词术语;4、规定了设备、系统的电磁兼容要求及控制方法。国外在研究、制定和实施电磁兼容性标准方面己有较长的历史,美国从二十世纪40年代起到现在先后制定了与电磁兼容性有关的军用标准和规范100多个。美国第一个无线电干扰标准是1945年6月制定的陆、海军标准JAN-I-225“150KHz~20MHz”无线电干扰测量方法”。1964年美国国防部组织专门小组改进标准和规范的管理工作,制定了三军共同的标准和规范,就是著名的MIL一STD一460系列电磁兼容标准[4],该标准主要用于设备和分系统的干扰控制及其设计,它提供了评价设备和分系统电磁兼容性的基本依据,同时,它还可以用于分析处于复杂电磁环境中的系统的电磁兼容性和有效性。这个标准经过不断地修改、补充和完善,不仅成为美国的军用标准,而且亦为亚欧各国的军事部门所采纳,目前最新的美国军用标准是MIL-STD-461E。国际无线电干扰特别委员会(CISPR)作为国际电工技术委员会的下属机构,是国际间从事无线电干扰研究的权威组织,经常在其出版物中发表的关于测量技术的规范,推荐干扰的允许值标准及控制干扰发射的报告,己为世界许多国家所采用,成为世界各国民用的通用标准[5]。二、控制系统的电磁兼容性典型的控制系统一般由控制电路、驱动电路、检测电路组成。控制电路受数字控制器控制,数字控制器将外部指令或内部程序规定好的指令,将反馈的电流、电压、转速信号通过特定的算法,生成期望的PWM或者其它形式的开关信号,从而控制驱动电路逆变器桥臂的开关,来调节电动机的转速。控制系统在工作中,大功率管在开关过程中,寄生元件(如寄生电容、寄生电感等)中能量的高频变化产生了大量的电磁干扰。随着工作频率的不断提高,电磁干扰问题越来越严重。控制系统有较强的电磁干扰发射源,这些电磁骚扰信号有较大的幅度,占用很宽的频带,如果不加以控制,则会通过传导和辐射的方式对周围设备产生电磁干扰,影响其它设备的正常工作,造成电磁环境污染。数字电路的EMC性能决定了控制系统的可靠性和产品性能。电力电子设备的发展趋势是高效率、高功率密度、高开关频率和低成本,而应用在控制系统中的数字控制器的工作频率也越来越高、工作电压越来越低、功耗越来越大,这使得对数字控制器的EMC设计进行专门研究越来越迫切。2.1控制系统的传导电磁干扰2.1.1基本模态单相交流和直流电路中,差模(Differential,DM)和共模(CommonMode,CM)是传导EMI的两种基本模态。DM噪声和CM噪声在电路中存在的形式不同,特性也不一样,因此需要区别对待。通常,DM信号中包含电路的有用分量,特点是信号电流比较大,电路形状可见、比较规则、阻抗较小,物理面积有限;而CM信号存在于电路和地之间的环路里,信号电流小,但是电路形式不可见、形状不规则、阻抗大,物理面积大。因此,CM噪声更加难以发现和控制,甚至有可能成为电路的主要噪声源[5]。下面以图2-1所示的单相三相制电路为例,说明DM和CM模态的含义。图2-1DM和CM模态图2-1中所示的L线与N线中的电流参考方向下ILIDMICM（2-1）INIDMICM因此，CM电流DM电流可以推算出IDMICMILIN2IILN2（2-2）显然，如图2-1所示的CM电压和DM电压可以表示为VCMVDMVLEVNEICM2VVNEICMLE2IDMZL2ICMZG2IDMZL2（2-3）从(3-2)式可以看出,如果L线和N线电流严格对称(因此DM分量也称为对称分量,CM分量也称为不对称分量),则ICM=0,VDM=VCM=IDMZL/2。这和电工理论中讲述的情况吻合。但是实际电路中L线和N线电流不可能做到严格对称,因此EMC的研究对象就是电路的非理想工作情况。2.1.2控制系统内部的DM和CM噪声源控制系统内部的DM噪声和CM噪声主要由主功率电路中开关管的高速开关引起。电网传导来的DM噪声,主要是由于电网投切负荷、雷击、放电等瞬态现象发生时,会在电网内形成侨态噪声,这种噪声将主要沿供电线进入电力电子系统内部,最终干扰数字控制设备。电子设备内部开关管的高速开关导致的DM模态的传导噪声源比较容易描述。下面以如图2-2所示的单相输入三相输出的PWM逆变器为例,讨沦较复杂的控制系统内部的DM噪声源。现在己经能形成共识的是,开关元件中流过的非线性电流就是DM噪声源。为了描述这个非线性电流,先来分析其波形的成因[6]图2-2带LISN的单相输入三相输出PWM逆变器主功率拓扑[7]如图2-2所示即为SPWM逆变器的调制策略示意图。一个周波(20ms)分为6个基本时区，图2-3SPWM的调制策略框图每个时区都有自己的开关序列。输出滤波器电感Lf中的电流波形可以表示为:iaIsin(0t0)2)32icIsin(0t0)3ibIsin(0t0(2-4)这里I是输出电流的幅值，0是调制波的角频率。0是调制波的初相角。以区域Ⅰ为例,三相逆变桥上桥臂的开关管的控制信号分别如图2-4(a)所示。假设ia，ib，ic。在开关周期内保持恒定,图2-5（b）为本区域开关序列下直流母线电流波形,图2-4(b)中Ia,Ib,Ic分别ia、ib、ic在本开关周期内的值。电流尖刺Ir是二极管的反向二极管恢复电流,2r是其反向恢复时间。其它区域的开关序列和直流母线电流依此类推。图2-4(a)上三管PWM控制信号(b)直流母线电流idc波形由图2-2可知,idn-idc。同时idl。可以看作负载电流(如图3一5(a)所示)和二极管的反向恢复电流(如图3-5(b)所示)的合成:Idm=idm1+idm2(2-5)因此idm的频谱可以看做是idm1和idm2的叠加。(a)(b)图2-5直流母线电流中的(a)负载电流(b)反向二极管恢复电流与DM噪声只存在预先设计的电路之中不同,CM噪声存在于电路与大地之间,因此准确地进行计算是比较困难的。图2-6所示为图2-3所示的单相输入三相输出的PWM逆变器内部CM噪声的通路图2-6噪声通路单相输入三相输出PWM逆变器内部CM示意图。噪声产生于桥臂开关管M1~M6风的高速开关行为在其与接地散热片一之间的寄生电容CSg上引起的位移电流,这些电流将沿直流母线流入电网(被LISN采样),或者沿输出电缆和负载电机与大地之间的寄生电容Ctg和Cmg流入大地。它的传播路径难于精确建模和控制,而且将会带来严重的CM噪声[7]。CM噪声除了沿电缆线传播形成传导EMI,它将导致强烈的辐射EMI问题.2.1.3控制系统内部传导EMI噪声的耦合公共阻抗耦合传导祸合要求源与敏感电路之间有完整的电路连接。图2-7中,信号源Vs通过内阻Zs和电源线阻抗易向负载Zp及ZL馈电,最后通过地阻抗Zo返回。在没有噪声耦合不存在风支路)时,负载上分得的电压VLZLVsZSZLZPZG(2-6)图2-7公共地阻抗耦合示意图显然,噪声源内通过公共阻抗Zo给负载ZL引入了噪声。从式(3-7)噪声项可以看出,尽量减小公共阻抗Zo是减小该噪声的唯一途径。不光公共地阻抗Zo可以祸合噪声,供电网络阻Zp也是常见的公共阻抗,也需要慎重对待[8]。感性耦合与容性耦合如图2一8(a)和(b)所示,噪声源九和风通过互感M和互电容c向负载zL传播噪声。实际电路中,公共阻抗耦合、容性耦合与感性耦合都同时存在。对于低阻抗回路,Zs+ZL+ZP的大小和互感M的阻抗相差不特别大的情况下,互感M将在负载zL上形成比较大的噪声电流,对电路的影响将更加明显;对于高阻抗回路,容性耦合将会起到(a)(b)图2-8(a)感性耦合示意图(b)容性耦合示意图主要作用,频率越高,影响越明显。相比较而言,公共阻抗耦合比感性耦合和容性耦合容易发现,相对也容易控制;容性耦合与感性耦合是近场耦合的简化表示,处理起来更加复杂。三、控制系统的传导EMC设计3.1.1电源的传导EMC的设计PCB上电源系统的阻抗模型(a)开关电源小信号模型图3-1(a)所示为反激式开关电源的拓扑结构图,其简化的小信号模型如图3-1(b)所示,图中电阻Ron为开关管的等效导通电阻,R为负载电阻,D为控制脉冲的占空比,D’为1-D。对于一个以100kHz的开关频率工作的Flyback型开关电源,由I噪声引起的负载变化频率若为100MHz,电源的控制环节根本来不及根据负载的瞬时波动调节占空比D。因此,图3-1(b)中简化的小信号模型忽略了占空比D的波动。本节只考虑负载R的改变所引起输出电压价(t)的变化,这和一般控制设计上的小信号模型不同。由图2-1(b)可以得出[9]V0(t)Vg(t)D'nD1ZsZR//ZC(3-1)图2-1(a)反激式开关电源拓扑(b)简化的小信号模型式(2-1)揭示了输出电压和输出负载之间的祸合关系。这里,电源的占空比D、变压器变比n及输入电压在10MHz的数字时钟频率上可以认为是不变的,Zs由开关电源内部电路决定,因此不能通过控制它们实现对输出电源的解耦。由式（2-1)可以看到,负载阻抗ZR的波动直接导致负载电压波动。因此,要想实现输出电源的解藕,可以通过:(1)增大负载阻抗阻;(2)减小负载阻抗波动;(3)增大电容c、减小Zc来实现。(a)△I噪声源模型门电路是数字电路的基本元件。以CMOS非门为例探讨△I噪声形成的原因。图2-2给出了其产生噪声的整个过程[10]。图2-3(a)电路为图2-2中所产生的直流电源对IC供电的示意图。图中所示是由一个推挽输出的PMOS(上管)和NM0S(下管)管对构成的非门，Vo为图2-1中电容C两端的电压,也是非门的输入电源,Vo。为馈送到非门的当地电电源,Zs表示馈电网络等效串联阻抗,Ro和Co是非门的容性负载,Zg1是非门到负载的等效地阻抗,ZIN是从供电网络看过去的等效输入阻抗。噪声产生在输入信号城n的“0一1”和“1一0。”跳变沿,图2-2在每个跳变沿,存在一个瞬态共通(feedthrough)的瞬间。如图2一2(a)中所示,假设初始状态为上管截止、下管导通,。由“1”到“O”跳变时,下管还没有关断上管就开始导通,这时就存在上下管的瞬态共通状态,如图2一2(b)中t0一t,时段所示,这相当于将ZIN短路到“0”。共通状态结束后,价开始通过Zs和PMOS管向负载电容C0充电,ZIN就等于输出电容C0,如图2一2(b)中tl一t:时段所示。负载电容C0上电压充到V0后,充电过程结束,ZIN就等于输出电阻R。同理,巧n由“O”到“l”跳变时,上管还没有关断下管就开始导通,z,N又短路到“0”,如图2一2(b)中。t3一t4时段所示。该共通状态结束后,ZIN趋于无穷。Zjs的波动,它将会引起芯片供电电压V0的变化,尽管每个门电路所形成的瞬态电压不是很大,但是现在高速数字电路的开关速度高,门数大,因此叠加起来的总体效果非常可观。而且PCB板上馈电网络无处不在,因而它给板上其它电路和空间带来大量的传导噪声。(a)△I噪声源示意图(b)噪声源波形形成示意图图3-3(a)单个IC的去耦(b)PCB板的去耦(b)电源去耦元件的选择本地去耦电容CD的选择要满足6>>n.Co,一般取CD>>100n▪Co。这里n.Co是指本IC所带的负载电路的总电容。电容的选取还有一个需要考虑的因素,就是不能和馈电网络在信号频率附近发生谐振[11]。如前所述,去耦电感L。的作用就是限制阻抗ZIN的剧烈变化,因而选用高感值的表面贴装电感器比较合适。但是电感LD和Co很容易发生谐振,谐振时将会严重影响输出信号的完整性。表贴式铁氧体磁珠比较适合用来做去祸电感。它能在高频时提供一个等效串联电阻,有效抑制LD和Co之间发生的谐振。同时,将流向馈电网络中的瞬态噪声聚集到磁珠体内转化为热量消耗,从而避免噪声信号进入供电网络。进线去祸元件的选择,如图3-3(b)中所示,采用进线祸合能够减小PCB板和其它板之间的耦合。通常,进线去耦电容的值取得比较大。四、结论随着现代电力电子技术、微处理器和控制技术的发展,对直流脉宽调速系统的全数字化和性能的提高提供了坚实的基础。本文以直流电动机为控制对象,以CW1525A为控制核心,在脉宽调速技术、硬件设计、特别是电磁兼容设计等方面对全数字直流脉宽调速系统进行了深入的研究,取得了一些有意义的研究成果。本文完成的主要工作有:（1）介绍了电磁兼容的基本概念和理论。包括电磁环境,电磁干扰与电磁兼容性概念,电磁干扰的本质及发生条件。电磁干扰必须具备三个基本条件:电磁干扰源、传播干扰能量的途径、敏感体。电磁兼容性控制的理论和工程实际中所采用的方法,并介绍了电磁兼容性设计的基础知识。（2）分析了控制系统的电磁干扰,包含传导干扰的基本模态,系统中传导电磁干扰噪声的耦合,PCB电源系统的阻抗模型等;分析了电磁兼容设计,包含电源系统的电磁兼容设计,滤波器的选择和设计,PCB板的设计原则及电磁兼容设计等。又分析了控制系统中的辐射干扰的模型及辐射EMC设计。（3）从直流脉宽调速系统的特性出发,分析了电压型PWM调速的特点及调速的原理。设计了以芯片CW525A为核心的直流电机的调速器。介绍了芯片CW1525A的内部结构和工作原理及电路设计,设计了芯片的外围电路,并针对控制系统的要求,设计了系统的驱动电路、电源电路及检测电路等硬件电路。（4）对没有进行EMC设计的直流电机调速器进行传导辐射和电源线尖峰信号进行测试,得到的测试数据显示系统的电磁兼容性能差。分析了调速器里的电磁干扰源,并进行了相应的电磁兼容性设计,包括电源系统、驱动电路、检测电路和PCB的电磁兼容设计。使控制器的电磁兼容性变好,最后又用同样的测试方法对调速器进行电磁兼容测试,得到的数据证明了调速器的电磁兼容性能变好,各项指标都满足标准的要求。参考文献[l]刘鹏程.邱扬.电磁兼容原理及技术.高等教育出版社,1993.[2]高牧纲.电磁兼容总论.北京:北京邮电大学出版社,2001[3]白同云,吕晓德.电磁兼容设计.北京邮电大学出版社,2001[4]T.Williams,G.R.Orford.BestpracticeuseoftheCISPRAMN/LISN.InternationalConferenceandExhibitiononElectromagneticCompatibility,1999,pp.173-179[5]顾希如.电磁兼容的原理、规范和测试.国防工业出版社,1988.[6]蔡仁钢.电磁兼容原理、设计和预测技术.北京航空航天大学出版社,1997.[7]冯杰,盖强等.高速数字电路设计与安装技巧.科学出版社.200[8]白同云,吕晓德.电磁兼容设计.北京:北京邮电大学出版社,2001.21一22[9]姚勇涛,张仪成,赵康怀.直流电动机及直流调速系统的参数辨识.机车电传动,(6):21一23[10]张井岗,曾建潮,孙志毅.直流电动机调速系统的内模控制.电机与控制学报,1998,2(2):125一128第四篇：电磁兼容测试一、前言自从麦克斯韦建立电磁理论、赫芝发现电磁波百余年来，电磁能得到了充分的利用。尤其在科学发达的今天，广播、电视、通信、导航、雷达、遥测遥控及计算机等领域得到了迅速的发展，给人类创造了巨大的物质财富，特别是信息、网络技术的爆炸性发展，使世界的对话距离和时间骤然缩短，世界的面貌焕然一新，地球村的梦想将成为现实。然而，伴随电磁能的利用，也带来了电磁干扰的产生。元用的电磁场，通过辐射和传导的途径，以场和电流(电压)的形式，侵人工作着的敏感的电子设备，使其无法正常工作。而且，如同生态环境污染一样，随着科学技术的发展.电磁环境的污染也越来越严重。它不仅对电子产品的安全与可靠性产生危害，还会对人类及生态产生不良影响。当然，这种污染不会滞留和积累电磁能量，一旦电磁骚扰源停止工作，干扰也即消失。电磁环境的不断恶化，引起了世界各工业发达国家的重视，特别是二十世纪七十年代以来，进行了大量的理论研究及实验工作。进而提出了如何使电子设备或系统在其所处的电磁环境中，能够正常的运衍，而对在该环境中工作的其它设备或系统也不引人不能承受的电磁干扰的新课题。这就是所谓的电磁兼容。电磁兼容学是一门新兴的跨学科的综合性应用学科。作为边缘技术，它以电气和元线电技术的基本理论为基础，并涉及许多新的技术领域，如微波技术、微电子技术、计算机技术、通信和网络技术、以及新材料等等。电磁兼容技术研究的范围很广，儿乎所有现代化工业领域，如电力、通信、交通、航天、军工、计算机和医疗等都必须解决电磁兼容问题。研究的热点内容主要有：电磁干扰源的特性及其传输特性；电磁干扰的危害效应；电磁干扰的抑制技术；电磁频谱的利用和管理；电磁兼容性标准与规范；电磁兼容性的测量与试验技术；电磁泄漏与静电放电等。电磁兼容学又是技术与管理并重的实用工程学。开展这样的工程，需要投入大量的人力和财力。国际标准化组织已经和正在制定EMC的有关标准和规范。我国在这方面的起步虽然较晚，但发展很快。随着市场经济的发展，我国要参与世界技术市场的竞争，进出口的电子产品都必须通过EMC检验。因此，我国政府和相关部门越来越关注EMC问题，不断制定了有关的强制性贯彻标准。各部门和军兵种也都开始研究并建立了不同规模的EMC实验室和检测中心。各种形式的技术研讨和交流，促进了EMC技术的普及、推广和应用。我国98年已立法强制对六类进口电子产品(计算机、显示器、打印机、开关电源、电视机和音响)及通信终端产品施行EMC检测。99年国家质量监督局发布了《EMC认证管理办法》。我国电子技术标准化研究所EMC测试实验室被美国联邦通信委员会通过了FCC认可。从2000年2月16日起，出口美国的信息技术设备和发射及接收设备，由该实验室出具的数据将被美国直接接受。目前，国内也正在审定和验收正式的EMC认证机构和实验室。产品的EMC检测是实现电磁兼容不可缺少的技术手段，强制贯彻电磁兼容标准，则是保证产品质量和提高市场竞争力的先决条件。二、电磁兼容基本概念关于EMC的有关概念、定义和术语，在1995年颁布的国家标准GB/T4365“电磁兼容术语”中有详细的阐述。这里仅就几个主要概念作一些辅助说明。1.电磁环境(ElectromagneticEnvironment)指存在于给定场所的所有电磁现象的总和。给定场所即空间。所有电磁现象包括全部时间与全部频谱。2.电磁兼容性(ElectmmagneticCompatibiiity-EMC)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。对于EMC这一概念，作为一门学科，可译为“电磁兼容”，而作为一个设备或系统的电磁兼容能力，可称为“电磁兼容性”。由定义可以看出，EMC包括两个方面的含义，即设备或系统产生的电磁发射，不致影响其它设备或系统的功能；而本设备或系统的抗干扰能力，又足以使本设备或系统的功能不受其它干扰的影响。这就又引出了另外两个概念——电磁干扰和电磁敏感度。3.电磁干扰(ElectromagneticInterference-EMI)电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。所谓电磁骚扰(ElectmmagneticDisturbance)是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或元生命物质产生损害作用的电磁现象。它可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化，它可能引起设备或系统降级或损害，但不一定会形成后果。而电磁干扰则是由电磁骚扰引起的后果。电磁干扰是由干扰源、藕合通道和接收器三部分构成的。通常称作干扰的三要素。根据干扰传播的途径，电磁干扰可分为辐射干扰和传导干扰。辐射干扰(RadiatedInterference)是通过空间并以电磁波的特性和规律传播的。但不是任何装置都能辐射电磁波的。传导干扰(ConductedInterference)是沿着导体传播的干扰。所以传导干扰的传播要求在干扰源和接收器之间有一完整的电路连接。4.电磁敏感度(ElectmmagneticSuseeptibilkrEMS)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。敏感度高，抗扰度低。其实二者是一个问题的两个方面，即从不同角度反映装置、设备或系统的抗干扰能力。以电平来表示，敏感度电平(刚刚开始出现性能降低时的电平)越小，说明敏感度越高，抗扰度就越低；而抗扰度电平越高，说明抗扰度也越高，敏感度就越低。电磁敏感度也分为辐射敏感度和传导敏感度。三、电磁干扰的危害人们常说的射频干扰(RadioFrequencyInterference-RFI)是指元线电广播范围的干扰。1934年在巴黎举行的国际无线电干扰特别委员会(CISPR)，就是第一次开始对电磁干扰及其控制技术的世界性有组织的研究。在人类进入信息化社会的今天，电磁波作为一种资源已在OHz~400GHz宽频范围内，广泛地用于信息技术产品中，如汽车、通信、计算机、家电等产品，大量地拥人社会和家庭。伴之而来的电磁干扰也就从甚低频到微波波段，无孔不入地辐射或传导至运行中的子设备或系统以及周围的环境。给设备或系统以及生态带来各种各样的危害。现就几个领域的电磁骚扰现象作简要介绍。(一)信息技术设备的电磁干扰不容忽视信息技术设备(InformatbnTechnohgyEquipmem-ITE)是指用于以下目的的设备：接收来自外部源的数据(如通过键盘、数据线输入)；对接收到的数据进行某些处理；提供数据输出。过去，人们往往认为，计算机是以逻辑为特征的数字系统，受自身和外来电磁干扰影响不会很大。尽管在系统设计和工程实现中，也自觉或不自觉地进行着防止和消除各种干扰的工作，然而，提到掌握和运用EMC技术上来认识和研究，其意识性还欠缺。然而，随着微电子技术的发展，计算机己朝高速度、高灵敏度、高集成和多功能方向发展，系统已是含有多种元器件和许多分系统的低压传输信息的复杂设备。高速和高密，会使系统的辐射加重，低压、高灵敏度会使系统的抗扰度降低。因此，由于电磁环境的干扰和系统内部的相互窜扰，严重地威胁着计算机和数字系统工作的稳定性、可靠性和安全性。如兼容机经常出现死机的现象就是典型一例。(二)信息技术设备的电磁泄揭威胁着信息安全计算机的键盘、显示屏等都会使信息辐射泄漏出去。如果泄漏的是有用信息，一旦被敌方截获，将会造成巨大损失。美国是最早利用电磁辐射泄漏获取情报和重视防信息泄漏的国家。美国曾有人在纽约做过试验，将辐射信号截获设备“数据扫描器”装在汽车上，从曼哈顿南端的贝特利公园，沿华尔街缓行，对沿途的海关大楼、联邦储备银行、世界贸易中心、市政厅、警察总局、纽约电话局以及联合国总部等单位正在工作的计算机进行辐射信号监测。惊奇地发现，纽约是一个巨大的信息库。如果截获者，对其有兴趣，便可通过放大、特征提取、解密、解码等技术或信息处理等，获得有用的情报。据资料介绍，当今的截获技术相当先进，可在1公里之内，获取清晰的屏幕图像。在通信方面，则往往是以传导波的方式泄漏和截获。因为，通信领域的信号传播方式主要是电缆、光缆和无线电波。所以，网络时代，传导形式的泄密更加严重。美国曾在20世纪70年代，一个潜水员在前苏联领海纵深内部的鄂霍次克海120米深的海底军事通信电缆上安装了一个6米长的窃听设备，它大量记录了所有经过电缆的通信信号。由于没有采取任何加密措施，而使大量军事通信情报轻易地落在了美国人手中。美国在信息泄漏的制技术方面也很高明。美国国家安全局和美国国防部从二十世纪六十年代就开始研究制定和逐步完善的防电磁泄漏标准，就是用于计算机及信息设备防信息泄漏的研究被称作Tempest技术。IBM开发的Tempest个人计算机、打印机、显示器等产品.就有明显的市场竞争力。在网络时代，信息泄漏被认为是对网络安全的最大威胁。所以，防信息泄漏已不再只是对军事领域才有意义，而在经济领域及各行各业都应引起足够的重视了。(三)机载系统的EMI现象我们都知道，在飞机上不允许使用笔记本电脑、手机和听CD片等。其原因就在于避免这些设备产生电磁骚扰。一旦电磁骚扰通过飞机上的电缆线藕合到机上的敏感设备，就可能形成干扰，使设备工作不稳，甚至失控。如果这些骚扰通过机舱的窗户向外辐射，使空间的电磁环境更加复杂，而机身上有大量的传感器和数十付天线，就会因干扰而增加飞机偏离航线或造成其它事故的可能性。本来飞机设计对电磁兼容性，尤其是抗扰性的要求就是非常高的。现代交通工具越来越多的依赖于电子系统。对车载接收、监控和定位等电子控制系统来说，如果电磁抗扰度不够，就很容易受空间电磁环境干扰而不能正常工作，甚至失控造成事故。如气囊的保护失灵、定位错误等。铁路道岔的信号自动控制，如果因电磁干扰造成误控，将会给列车的行驶带来不堪设想的灾难。(四)微波领域的电磁干扰卫星地面站和雷达装置都会受到诸如：特高频波段的电视信号、核电信号等干扰。如美国正在研制的新一代大功率徽波武器，其频率在l~100GHz范围，可想，强的微波辐射将会给电子设备或系统以及生物带来多么严重的破坏和杀伤。移动电话正在我国蓬勃发展，可是它所产生的电磁干扰给持手机的人们带来许多困扰和惊恐。目前，国家尚无关于移动电话的电磁辐射卫生标准，也无手机电磁辐射测试方法的标准.但据有关部门的初步检测和分析，认为手机的电磁辐射为点频微波辐波。手机在使用过程中，其电磁辐射以手机与基站(网)取得联系时最大，第一声铃响后，辐射逐渐减小。所以，在手机接通后的最初几秒之内，最好不要马上将手机贴耳接听。因为人的大脑和眼睛对辐射是比较敏感的，以免造成伤害。当然，在通话过程中，声调的高低、声音的大小和快慢也会使辐射有所不同。另外，手机的类型不同，天线的内置或外置，其辐射都会有些差别。(五)EMI对医疗卫生设备或系统的危害当今，许多医疗设备都采用了先进的电子和信息技术。这些设备的抗扰度如何，直接关系到人们的生命安危。如心脏起膊器，往往就会受到来自计算机、手机等的电磁干扰，使其功能发生变化。据说，一付由生物电控制的假肢，在高压线下受到电磁干扰后人仰车翻。所以医疗设备的电磁兼容性设计尤为重要，医疗单位的电磁环境值得关注。另外，雷电和静电放电的危害，也属电磁危害范畴，其危害的严重性是人们多有体会和认识的。四、坚持电磁兼容设计，确保产品质量EMC学科的建立和一系列电磁兼容标准的制定，为我们从理论与实践的结合上实现产品或系统的电磁兼容提供了指导。EMC设计的目标是通过EMC测试和认证。EMC设计的最终目的是为了使我们的设备或系统能在预定的电磁环境中正常、稳定的工作，并对该电磁环境中的任何事物不构成电磁骚扰，即实现电磁兼容。EMC设计涉及的内容很多。从原理上讲，要研究干扰的三要素(干扰源、干扰的藕合通道和接收器)和抑制干扰措施等。从技术来说，主要是如何运用滤波、接地和屏蔽三大技术。电磁兼容设计的基本原则和方法，首先是根据产品设计对EMC提出的要求和相应的指标，然后，依据电磁兼容的有关标准和规范，将设计产品的电磁兼容性指标要求分解成元器件级、电路级、模块级和产品级的指标要求，再按照各级要实现的功能要求，逐级分层次的进行设计。电磁兼容性设计应考虑的问题很多，但从根据上讲，就是如何提高设备的抗扰度和防止电磁泄漏。通常采取的措施，一方面设备或系统本身应选用互相干扰最小的设备、电路和部件，并进行合理的布局。再就是通过接地、屏蔽及滤波技术，抑制与隔离电磁骚扰。对不同的设备或系统有不同的设计方法和措施。下面具体谈点粗浅认识。(一)元器件的选择和电路的分析是EMC设计的基础以计算机为例.它是以数字电路为主，以低电平传输信号的设备。所用的数字集成电路既是干扰源，又是干扰的敏感器件，以存储器为代表的MOS器件就是一个典型例子。存储器瞬间工作时能产生很大电流，加之工作频率可达百兆以上，因而易产生窜扰，造成误动作或通过公共阻抗干扰其它电路。但另一方面，MOS器件本身的抗扰性又很差。数字电路传送脉冲信号，产生的辐射频率范围很宽，如时钟产生器、高速逻辑电路等都会产生高频干扰和电磁泄漏，同时也会受通信、电视等频段的电磁骚扰。因此，在设计时要考虑选用抗干扰器件，合理确定指标和运用接地、屏蔽等技术。(二)电珠系统的电磁兼容性设计无论是信息技术设备还是无线电电子、电气产品都要有电源供电。电源有外电源和内电源，电源是典型的也是危害严重的电磁干扰源。如电网的冲击，尖峰电压可高达千伏以上，会给设备或系统带来毁灭性的破坏。另外，电源干线是多种干扰信号侵人设备的途径。因此，电源系统，特别是开关电源的EMC设计是部件级设计的重要环节。其措施多种多样，诸如供电电缆直接从电网总闸引出，电网引出的交流经稳压、低通滤波、电源变压器绕组间的隔离、屏蔽以及浪涌抑制和过压过流保护等。(三)接地系统的抗干扰设计良好的接地可以保护设备或系统的正常操作以及人身安全。可以消除各种电磁干扰和雷击等。所以接地设计是非常重要的，但也是难度较大的课题。地线的种类很多，有逻辑地、信号地、屏蔽地、保护地等。接地的方式也可分单点接地、多点接地、混合接地和悬浮地等。理想的接地面应为零电位，各接地点之间无电位差。但实际上，任何“地”或接地线都有电阻。当有电流通过时，就会产生压降，使地线上的电位不为零，两个接地点之间就会存在地电压。当电路多点接地，井有信号联系时，就将构成地环路干扰电压。因此，接地技术十分讲究，如信号接地与电源接地要分开，复杂电路采用多点接地和公共地等。(四)印制电路板的EMC设计元器件、电路和地线引起的骚扰都会在印制电路板上反映出来。因此，印制电路板的EMC工程设计非常关键。印制电路板的布线要合理，如采用多层板，电源线与地线靠近，时钟线、信号线与地线的臣离要近等，以减少电路工作时引起内部噪声。严格执行印制电路板的工艺标准和规范，模拟和数字电路分层布局，以达到板上各电路之间的相互兼容。另外，值得注意的是在进行EMC设计时，一定不能忽略对静电放电(ESD)的防护。ESD防护的关键，一是防止静电核的产生和积累，再就是阻隔ESD效应的发生。阻止披电的方法和措施很多，这里不做赘述。五、掌握并运用EMC测试技术EMC设计与EMC测试是相辅相成的。EMC设计的好坏是要通过EMC测试来衡量的。只有在产品的EMC设计和研制的全过程中，进行EMC的相容性预测和评估，才能及早发现可能存在的电磁干扰，并采取必要的抑制和防护措施，从而确保系统的电磁兼容性。否则，当产品定型或系统建成后再发现不兼容的题，则需在人力、物力上花很大的代价去修改设计或采用补救的措施。然而，往往难以彻底的解决问题，而给系统的使用带来许多麻烦。EMC测试包括测试方法、测量仪器和试验场所，测试方法以各类标准为依据，测量仪器以频域为基础，试验场地是进行EMC测试的先决条件，也是衡量EMC工作水平的重要因素。EMC检测受场地的影响很大，尤其以电磁辐射发射、辐射接收与辐射敏感度的测试对场地的要求最为严格。目前，国内外常用的试验场地有：开阔场、半电波暗室、屏蔽室和横电磁波小室等。作为EMC测试的实验室大体有两种类型：一种是经过EMC权威机构审定和质量体系认证而且具有法定测试资格的综合性设计与测试实验室。或称检测中心。它包括有进行传导干扰、传导敏感度及静电放电敏感度测试的屏蔽室，有进行辐射敏感度测试的消声屏蔽室，有用来进行辐射发射测试的开阔场地和配备齐全的测试与控制仪器设备。要建立这样一套完善的实验室需投入几百万甚至数千万元人民币。目前，国内已有数家已建成或正在投资兴建。另一种类型就是根据本单位的实际需要和经费情况而建立的具有一定测试功能的EMC实验室。比起大型的综合实验室，这类测试实验室规模小，造价低。主要适用于预相容测试和EMC评估。也就是为了使产品在最后进行EMC认证之前，具有自测试和评估的手段。如有不足，还可充分利用社会成果，内外合作，相互比对和交流，以达节约开支，改进设计，不断提高产品的电磁兼容性之目的。在测试仪器方面，以频谱分析仪为核心的自动检测系统，可以快捷、准确地提供EMC有关参数。新型的EMC扫描仪与频谱仪相结合，实现了电磁辐射的可视化。可对系统的单个元器件，PCB板、整机与电缆等进行全方位的三维测试，显示真实的电磁辐射状况。EMC测试必须依据EMC标准和规范给出的测试方法进行，并以标准规定的极限值作为判据。对于预相容测试，尽管不可能保证产品通过所有项目的标准测试，但至少可以消除绝大部分的电磁干扰，从而提高产品的可信度。而且能够指出你如何改进设计、抑制EMI发射。六、结束语EMC作为一门多学科的高新技术，以其在质量保证体系中的重要作用而逐渐被人们所认识。坚持电磁兼容性设计，提高贯彻EMC标准的意识性。消除电磁干扰，实现电磁兼容，从根本上提高产品的质量与可靠性。第五篇：电磁兼容整改1、整改阶段，此阶段是产品EMC设计的初步阶段,及在产品第一论开始设计时，并没有考虑EMC方面的问题，等到产品功能调试完成，样子出来后进行EMC测试时，才发现EMC问题的存在，于是通过采用各种临时措施使产品通过EMC测试。用这种方法即使使产品最终达到标准规定的EMC要求，常常也会因要进行较大的改动，导致较高的成本。如果是因为屏蔽问题往往会涉及结构模具改动，如果因为接口滤波问题就会对产品原理图进行改动，同时导致PCB的重新设计，还有可能会因为系统接地问题，那就会对整个产品系统重新做调整，重新设计。深圳有一家著名的仪器企业某款产品由于电磁兼容问题整改导致产品延迟海外上市一年，同时研发费用增加五十万元人民币！这种通过研发后期测试发现问题然后再对产品进行的测试修补的方法，往往会导致企业产品不能及时取得认证而上市。它是目前很多走向国际市场公司研发部门所面临的困惑。整改的概念与企业产品开发流程也不符合。2、技术设计阶段。这个阶段，企业一般已经有了一定EMC的技术，并有时还会有专职的EMC工程师负责EMC工作，与其它开发人员一起在产品功能设计的同时，考虑EMC问题，如产品设计时会考虑滤波，屏蔽，接地等。企业的产品工程师还会通过短期的培训以掌握EMC设计的基本方法，甚至有些企业会将EMC设计与产品开发的流程结合在一起。能从设计流程的早期阶段就导入一定的EMC设计策略,从产品设计源头考虑EMC问题，这于整改阶段使用后期整改的方法来解决产品所有的EMC问题已经有了很大的进步，不但减少许多不必要的人力及研发成本，缩短产品上市周期。但是，处于这个阶段的EMC设计方法，也有很多局限性，具体表现在：a.参与EMC设计人员掌握了一些EMC设计原理和理论知识，如，他们懂得如何设计滤波器、如何设计屏蔽，如何进行PCB布线布线，如何防止串扰等等，但是他们往往缺乏结合产品系统的特点，从产品系统结构构架上来考虑EMC问题。b.设计过程中没有引入风险的意思，也没有风险评估手段，因此不能预测后期会产生后果，并有量的把握。c.设计太理论化，而且各个部分的设计相对分散。如，各个EMC性能非常好的模块组合在一起不一定是一个EMC性能很好的系统。d.没有方法论的指导，因此，对于一些可以从多方面可以解释的设计，很容易引起争论。其实，这阶段还是属于技术应用的混浊状态，纵然设计人员已经掌握了“技术”，但是还不能将其转化为简单可行的“方法”，因此也很难实现一些仿真。目前大多数企业（而且是国内EMC技术比较领先或投入比较多的企业）都处在这个状态中。3、方法论阶段，将1，2阶段的整改和设计技术上升为一种方法论，通过此方法论可以很好的，系统的指导产品的设计。可以运用这个方法论输出详细、系统的分析报告，分析有利有节。不但有充分的理论依据还紧密与产品的特点结合在一起。如果说上一阶段的EMC设计是从技术本身出发的，那么这个阶段强调产品的本身，并实现技术与产品紧密结合。本书所述的“产品EMC设计风险评估法”EMC设计技术发展到这个阶段的产物，它看上去似乎脱离的EMC技术本身，实质上与EMC技术是密不可分的，方法论也是建立在各种“零散”技术的基础上的。4、仿真阶段。设计人员要很好的运用仿真软件，建立一种符合产品实际情况的模型为产品设计服务，就要用方法论。方法论是仿真的基础和前提条件。它是产品EMC设计技术发展的最高阶段，仿真软件实现了方法论的电脑辅助自动化设计，大大减轻人工的投入，这是EMC设计技术的最高境界。前言电磁干扰的观念与防制﹐在国内已逐渐受到重视。虽然目前国内并无严格管制电子产品的电磁干扰（EMI）﹐但由于欧美各国多已实施电磁干扰的要求﹐加上数字产品的普遍使用﹐对电磁干扰的要求已是刻不容缓的事情。笔者由于啊作的关系﹐经常遇到许多产品已完成成品设计﹐因无法通过EMI测试﹐而使设计工程师花费许多时间和精力投入EMI的修改﹐由于属于事后的补救﹐往往投入许多时间与金钱﹐甚而影响了产品上市的时机2.正确的诊断要解决产品上的EMI问题﹐若能在产品设计之初便加以考虑﹐则可以节省事后再投入许多时间与金钱。由于目前EMIDesign-in的观念并不是十分普遍﹐而且由于事先的规划并不能保证其成品可以完全符合电磁干扰的测试在﹐所以如何正确的诊断EMI问题﹐对于设计工程师及EMI工程师是非常重要的。事实上﹐我们如果把EMI当做一种疾病﹐当然平时的预防保养是很重要的﹐而一旦有疾病则正确的诊断﹐才能得到快速的痊愈﹐没有正确的诊断﹐找不到病症的源头﹐往往事倍功半而拖延费时。故在EMI的问题上﹐常常看到一个EMI有问题的产品﹐由于未能找到造成EMI问题的关键﹐花了许多时间﹐下了许多对策﹐却始终无法解决﹐其中亦不乏专业的EMI工程师。以往谈到EMI往往强调对策方法﹐甚而视许多对策秘决或绝招﹐然而没有正确的诊断﹐而在产品上加了一大堆EMI抑制组件﹐其结果往往只会使EMI情况更糟。笔者起初接触产品EMI对策修改时﹐会听到资深EMI工程师说把所有EMI对策拿掉﹐就可以通过测试。初听以为是句玩笑话﹐如今回想这是很宝贵的经验谈。而后亦听到许多EMI工程师谈到类似的经验。本文中将举出实际的例子﹐让读者更加了解EMI的对策观念。一般提到如何解决EMI问题﹐大多说是casebycase,当然从对策上而言﹐每一个产品的特性及电路板布线（layout)情况不同﹐故无法用几套方法而解决所有EMI的问题﹐但是长久以来﹐我们一直想要把处理EMI问题并做适当的对策﹐另外也提供专业的EMI工程师一种参考方法。在此我们把电磁干扰与对策的一些心得经验整理﹐希望能对读者有些帮助。3.EMI初步诊断步骤我们提出一套EMI诊断上的参考骤﹐希望用有系统的方式﹐快速的找出EMI的问题。我们并不准备探讨一些理论计算或公式推演﹐将从实务上说明。当一个产品无法通过EMI测试﹐首先就要有一个观念﹐找出无法通过的问题点﹐此时千万不能有主观的念头﹐要在那些地方下对策。常常有许多有经验的EMI工程师﹐由于修改过许多相关产品﹐对于产品可能造成EMI问题的地方也非常了解﹐而习惯直接就下药方﹐当然一般皆可能非常有效﹐但是偶而也会遇到很难修改下来﹐最后发现问题的关键都是起行认为不可能的地方﹐之所以会种疏失﹐就是由于太主观了。因此﹐不论产品特性熟不熟﹐我们都要逐一再确认一次﹐甚而多次确认。这是因为造成EMI的问题往往是错综复杂﹐并非单一点所造成。故反复的做确认及诊断是非常重要的。我们将初步的诊断步骤详列于下﹐并加以说明其关键点﹐这些步骤看来似乎非常平凡简单﹐不像介绍对策方法各种理论秘籍绝招层出不穷﹐变化奥妙。其实﹐许多资深EMI工程师在其对策处理时﹐大部份的时间都在重复这些步骤与判断。笔者要再次强调﹐只有真正找到造成EMI问题的关键﹐才是解决EMI的最佳途径﹐若仅凭理论推测或经验判断﹐有时反而会花费更多的时间和精力。■步骤一将桌子转到待测（EUT）最大发射的位置﹐初步诊断可能的原因﹐并关掉EUT电源加以确认。（说明）由于EMI测试上﹐EUT必须转360度而天线由1m到4m变化﹐其目的是要记录辐射最大的情况。同样地﹐当我们发现无法通过测试时﹐首先我们先将天线位置移到噪声接收最大高度﹐然后将桌子转到最差角度﹐此时我们知道在EUT面对天线的这一面辐射最强﹐故可以初步推测可能的原因﹐如此处屏蔽不佳或靠近辐射源或有电线电缆经过等。另外须注意的是要关掉EUT的电源﹐看噪声是否存在﹐以确定噪声确实是由EUT所产生。曾见测试Monitor一直无法解