,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电磁兼容原理与方法,电磁兼容原理与方法,中国科学院电子学研究所，陈志雨,Tel:58887484,电磁兼容原理与方法中国科学院电子学研究所，陈志雨,1,课程内容提要,第一章 电磁兼容概述,第二章电磁辐射与远近场基本概念,第三章 接地、屏蔽与滤波,第四章 印刷电路板的电磁兼容设计,第五章 电磁兼容标准与测试,第六章 电磁兼容预测、研究专题,课程内容提要第一章 电磁兼容概述,2,主要参考书：,1.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，北京，1997。,2.欧健昌，吕英华，电子设备的电磁兼容设计，电子工业出版社，北京，2003年。,主要参考书：,3,第一章 电磁兼容概述,1 电磁兼容基本概念,重要性及学科发展,定义和学科特点,学科的主要内容,干扰源与耦合途径,第一章 电磁兼容概述,4,(一）重要性及学科发展,时代要求,若干重要性范例,学科历史,(一）重要性及学科发展,5,6,7,8,9,10,标志性事件,1934,年国际无线电干扰特别委员会（,CISPR,）成立,1944,年德国电器工程师协会制订世界第一个电磁兼容规范,VDE 0878,。,IEEE,射频分册,(RFI),从,1964,年,改为电磁兼容（,EMC,）,分册。,我国,19,90,年第一届全国学术会议,标志性事件,11,国际电磁兼容主要机构：,IEC(国际电工委员会):International,Electromagnetical Commision,下属：,TC-77(Electromagnetic Compatibility between Electrical Equipments Including Network),CISPR(国际无线电干扰特别委员会):International Special Committee On Radio Interference,国际电磁兼容主要机构：IEC(国际电工委员会):Inte,12,重要学术会议：,IEEE EMC International Symposium,西雅图，每年一次，有光盘,Asia-Patific Confenrence on Environmental Electromagnetics，四年一次,中国电子学会，日本电工学会，北邮,重要学术会议：IEEE EMC International,13,国内,机构：,中国电子学会电磁兼容分会,通讯学会电磁兼容学会,中国电子学会微波分会电磁兼容分会,各省市电磁兼容协会（湖南，湖北等）,中国科协主办全国电磁兼容学术会议：两年一次,中国电子学会电磁兼容分会主办全国电磁兼容学术会议：每年一次,国内机构：,14,(二）定义和学科特点,IEC定义:,“电磁兼容是设备的一种能力，它在其电磁环境中能完成它的功能，而不致于在其环境中产生不允许的干扰。,1 电磁场理论为基础。,2 大量专门术语及无线电术语。,3 dB 作单位。,(二）定义和学科特点IEC定义:“电磁兼容是设备的一种能力,15,（三）电磁兼容主要内容,1,电磁干扰源及耦合途径的理论研究*,2,电磁频谱利用和管理,3,电磁兼容工程分析及控制技术（屏蔽，接地，滤,波，PCB等）*,4,电磁兼容设计与预测：（PCB等，三个阶段：,问题解决，规范设计，预测）*,5,电磁兼容测量技术*,6,电磁兼容标准*,7,信息泄漏与防护技术（Tempest，红信号）,8 环境电磁脉冲及防护（雷电等）,9 电磁生物效应,（三）电磁兼容主要内容1 电磁干扰源及耦合途径的理,16,附表：常用频段用途,波段 频率 主要用途,长波10-100 KHz电报、通讯,中波100-1500 KHz无线电广播,短波6-30 MHz电报通讯、无线电广播,超短波30-300 MHz无线电广播，电视、导航,微波分米波300-3000 MHz电视、雷达、导航、接力通信，其他专,门用途,厘米波3-30 GHz,毫米波30-300 GHz雷达、导航、其他专门用途,附表：常用频段用途波段 频率,17,（四）干扰源与耦合途径,三要素：,干扰源,耦合途径,敏感设备,干扰源：天然，人为,（四）干扰源与耦合途径三要素：,18,天然,：雷电,（,30MHz,以下），,宇宙噪声（太阳辐射,10MHz-30GHz,，,银河系无线电辐射,150MHz-200MHz,），磁暴，,地震，,天然：雷电（30MHz以下），,19,人为：,通信广播：电视，广播，各种通信台站,电力；发电机，变压器，电力线,工业：各种电动机，电焊机，加热器，机床，控制器，计算机，搅拌机，,继电器,交通：电动机车，导航系统,汽车点火装置（,10MHz-100MHz,）,医疗：电子医疗器械，,X,射线，,办公：计算机，键盘，打印机，复印机，日光灯,家电：微波炉，风扇，吸尘器，冰箱,军事：核爆炸（核电磁脉冲,NEMP,强度达,100kV/m,），电子武器,系统内干扰源：开关电源,*,，脉冲数字线路，散热片，振荡器及各种电子线路，,对另一部分线路产生干扰,人为：,20,耦合途径,传导耦合,：,直接传导耦合：电阻性，电容性，电感性,公共阻抗耦合：共电源耦合等,线间耦合：通过互感、互容，（近场耦合,）,辐射耦合,：场线耦合，孔缝耦合，天线 对天线耦合等（一般指远场）。,耦合途径,21,2 电磁兼容术语,1.电磁兼容（electromagnetic compatibility）(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的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。,2.电磁骚扰（,electromagnetic diaturbance,）,任何可能引起设备或系统性能下降，或对生命或无生命物质产生损害的电磁现象。,2 电磁兼容术语1.电磁兼容（electromagne,22,3电磁干扰（,EMI,）（,electromagnetic interference,）：,电磁骚扰引起的设备或系统性能下降。,4电磁敏感性,（,EMS,）（,electromagnetic susceptibility,）：,在存在电磁骚扰的情况下，设备或系统不能避免性能降低的能力。,3电磁干扰（EMI）（electromagnetic in,23,5.系统间干扰（,inter-system interference,）：,其他系统产生的电磁骚扰对一个系统产生的电磁干扰。,6.系统内干扰（,intra-system interference,）：系统中出现的由本系统内部产生的电磁骚扰引起的电磁干扰。,5.系统间干扰（inter-system interfer,24,7 抗扰性（,immunity,）：,设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。,（敏感性高，抗扰度低，但对一个设备言，敏感性电平与抗扰度电平是同一个数值）,7 抗扰性（immunity）：设备或系统面临电磁骚扰不,25,8.,电磁发射（,electromagnetic emission,）：,从源到外发出电磁能量的现象。,9.,电磁辐射（,electromagnetic radiation,）：电磁能量以电磁波辐射的形式发射到空间的现象。,10,电磁兼容电平（,electromagnetic compatibility level,）,:,：预期加在工作于指定条件的装置的装置，设备或系统上的（规定的）最大的电磁骚扰电平。,8.电磁发射（electromagnetic emi,26,11.骚扰限值（,limit of disturbance,）：,对应于 规定测量方法的最大电磁骚扰允许电平。,12.抗扰性限值（,limit of immunity,）：,规定的最小抗扰性电平。,11.骚扰限值（limit of disturbance,27,13.发射裕量（,emission margin,）：,设备或系统的电磁兼容电平与发射限值之间的差值。,14.,抗扰性裕量（,inmmunity margin,）：,设备或系统的抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差值。,13.发射裕量（emission margin）：设,28,29,15.耦合途径（,coupling path,）：,电磁能量从源到另一电路或装置所经的途径。,16.地耦合干扰（,groud coupled interference,）：,电磁骚扰从一电路通过公共地或地回路耦合到另一电路从而引起的电磁干扰。,17.干扰抑制（,interference suppression,）：,削弱或消除电磁骚扰的措施。,15.耦合途径（coupling path）：电磁能量,30,18.电磁屏蔽（,electromagnetic screen,）：,用来减少电磁场向指定区域穿透的措施。,19.人工电源网络（,artificial mains network,）：串接在被测设备电源进线处的网络。,为骚扰电压的测量提供规定的负载阻抗，并使被测设备与电源相互隔离。,(,又称线路阻抗稳定网络,line impedance stabilization network(LISN),：,18.电磁屏蔽（electromagnetic scre,31,20.差模电压（,differential mode voltage,）：,一组规定的带电导体任意两根之间的电压。,21.共模电压（,common mode voltage,）：,每个导体与规定参考点（通常是机壳或地）之间的电压。,20.差模电压（differential mode vo,32,22.准峰值检波器（,quasi-peak detector,）：具有规定的电气时间常数的检波器。当施加规则的重复等幅脉冲时，输出电压是脉冲峰值的分数，且此分数随脉冲重复率增加趋向,1,。,23.峰值检波器（,peak detector,）：,输出电压为所施加信号峰值的检波器。,22.准峰值检波器（quasi-peak detecto,33,24.测试场地（,test site,）：,在规定条件下能满足对被测设备的电磁发射进行正确测试的场地,。,25.横电磁波室（,TEM Cell,）：,一个封闭系统，电磁波在其中以横电磁波模式传播，从而产生供测试使用的规定的电磁场。,GTEM:(Giaga-hertz Transverse,Electromagnetic Cell),吉赫兹横电磁波室,24.测试场地（test site）：在规定条件下能满,34,电磁辐射基本概念,电偶极天线公式,电磁辐射基本概念 电偶极天线公式,35,36,磁偶极天线公式,磁偶极天线公式,37,补充,：,近场项：带 和 的项,远场项：带 的项,38,等效磁矩,远场项，近场项,习题1：,试用等效磁流写出磁偶极辐射磁场和电场的远场表达式，并说明与电偶极辐射场公式的对应关系。,等效磁矩,39,