電磁兼容設(shè)計(簡介)

1、 第七章第七章 電磁兼容設(shè)計（簡介）電磁兼容設(shè)計（簡介） 71概述 在電子、電氣設(shè)備的設(shè)計中必須進(jìn)行電磁兼容設(shè)計，電磁兼容設(shè)計包括：元器件的選擇，電路的設(shè)計和布線，設(shè)備結(jié)構(gòu)的設(shè)計，屏蔽、濾波、接地和搭接技術(shù)的應(yīng)用等。1、EMC設(shè)計的目的、設(shè)備內(nèi)部的電路、器件不互相干擾。、設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)度低于規(guī)定的限值。、設(shè)備具有一定的抗干擾能力。2、設(shè)計的主要參數(shù)， 對于系統(tǒng)、各設(shè)備、各器件：、抗擾度允許值（電磁敏感度閾值） 312、電磁兼容安全系數(shù) 313 3、EMC設(shè)計的內(nèi)容、電氣設(shè)計、各元器件的干擾控制和抗干擾措施 屏蔽技術(shù)、濾波技術(shù)、接地技術(shù)的應(yīng)用、元器件的布局、導(dǎo)線的敷設(shè)等、結(jié)構(gòu)設(shè)計：機(jī)箱的屏

2、蔽，包括通風(fēng)口、縫隙、表頭、 顯示器、指示燈等處的處理。72 一些元器件產(chǎn)生的干擾及控制一、電感器，各種線圈（磁芯、空氣芯） 電感器是抑制干擾的元件（濾波電路中），也是產(chǎn)生干擾的元件，磁場干擾，磁芯電感可分為開環(huán)型和閉環(huán)形，圖71。常見的電感器如圖72所示。（電感量的估算 ） 控制干擾的措施：、采用閉環(huán)型電感器、屏蔽，對于低頻，要選用高磁導(dǎo)率 材料。二、變壓器1、漏磁干擾 例：一電源變壓器（圖 7 3a）的漏磁干擾。 圖3b, 沿線包軸線 方向（z方向） 漏磁最 大,沿鐵芯方向 (y方向) 漏磁最小。 控制措施、加裝漏磁短路環(huán)，在線包外面包一層銅皮，圖7 4, 漏磁通穿過短路環(huán)時，在短路環(huán)中產(chǎn)

3、生感應(yīng)渦流，渦 流產(chǎn)生的反向磁通可以抵消部分漏磁，屏蔽效果如圖 75，加裝短路環(huán)后，x方向漏磁最小。 、對變壓器側(cè)面屏蔽，用鐵皮，與鐵芯絕緣，圖7 6，屏蔽效果，圖77。、對變壓器本身的設(shè)計制造也可采取措施，例如選用高 磁導(dǎo)濾材料作鐵芯，采用C型鐵芯（一般是E型鐵芯） 等。 2、電容耦合干擾：變壓器的初次級之間的分布電容，可 以使供電電網(wǎng)中感應(yīng)的高頻干擾信號從初級耦合到次 級，從而進(jìn)入設(shè)備。 控制措施：在變壓器的初、次級之間增加一層靜電屏 蔽，如圖78，可以用銅箔，也可以 繞一層線圈，一端接地，另一端絕緣。三、開關(guān)和繼電器1、開關(guān)產(chǎn)生的干擾 開關(guān)閉合和斷開時，會產(chǎn)生很大的dI/dt或dV/dt

4、，即電流或電壓的突變，產(chǎn)生寬帶的高頻干擾。開關(guān)負(fù)載的功率越大，干擾也越大。對于電感性電路，電流突然切斷會產(chǎn)生很高的瞬態(tài)感應(yīng)電壓， 引起電弧放電，產(chǎn)生電磁干擾。2、繼電器產(chǎn)生的干擾 繼電器中有線圈和鐵芯，電感比較大，電流突然切斷產(chǎn)生的瞬態(tài)感應(yīng)電壓，可達(dá)電源電壓的1020倍，會在接觸處產(chǎn)生電弧放電，引起傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。觸點(diǎn)閉合時，會發(fā)生反彈斷開，再閉合，反復(fù)幾次，也會產(chǎn)生干擾，在數(shù)字電路中會引起數(shù)據(jù)的錯誤。3、控制措施，幾種常用的電弧抑制電路，圖79。、電阻型 K斷開，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，LR電路中出現(xiàn)阻尼衰減振蕩idIuLdt 可以使感應(yīng)電動勢衰減。 R過大，仍有電弧產(chǎn)生，R過小，常態(tài)時（無開、

5、關(guān)動作）R上的功率損耗過大。 、RC型 LCR電路（電阻型的改進(jìn)電路） K斷開時，電感向電容器充電，抑制開關(guān)觸點(diǎn)兩端的 浪涌電壓，可避免電弧發(fā)生，常態(tài)時，電容相當(dāng)于開 路狀態(tài)，電阻R上沒有電流，也沒有功率損耗。（優(yōu) 于電阻型）、DR型 K斷開時，電感上的瞬時感應(yīng)電壓（下端為正）使二 極管導(dǎo)通，相當(dāng)于（a），可擬制電弧。常態(tài)時（上 端為正）二級管不導(dǎo)通，不消耗功率。 、背對背的二極管型 兩個齊納二極管 齊納二極管（穩(wěn)定二極管）在達(dá)到臨界反向擊穿電壓 前反向電阻都很高，在臨界擊穿點(diǎn)上，反向電阻變得 很小，電流增大而電壓保持恒定。 K斷開時，電感上的瞬時感應(yīng)電壓很高，一個二極管 反向擊穿，一個正向?qū)?/p>

6、通，電阻很小，可抑制電弧。 常態(tài)時總有一個二極管不導(dǎo)通，不消耗功率，這種電 路既適用于交流，也適用于直流。、RCD型 在RC型電路中R兩端并聯(lián)一個二極管。常態(tài)時二極 管不導(dǎo)通，與RC型電路相同，K斷開時，電感上的 瞬時電壓，（下端為正）可通過C和二極管釋放，抑 制電弧。四、小型電動機(jī) 帶動風(fēng)扇和機(jī)械裝置 整流子的電刷產(chǎn)生的火花放電引起干擾，主要頻率在100K1MHz，諧波頻譜可達(dá)100 MHz，控制措施： 1、電容法，圖710、C1：跨接在電動機(jī)的兩根電源線上，濾除火花放電產(chǎn) 生的高頻干擾。、整個電動機(jī)被屏蔽,電源線穿過機(jī)殼處安裝穿心電容， 一方面可以進(jìn)一 步濾除高頻干擾， 另一方面也可增 強(qiáng)

7、屏蔽效果。 電容法中，C1，C2，C3均采用無感電容器，引線要盡量短，抑制作用約為20dB。2、電容鐵氧體磁 環(huán)法 (圖711) 在電容法的基礎(chǔ)上，加套鐵氧體磁環(huán)。鐵氧體磁環(huán)是損耗濾波器,可以濾除1MHz以上的干擾信號。五、邏輯電路器件 數(shù)字電路中的基本器件 邏輯電路器件是干擾源：工作時其電平狀態(tài)迅速改變，不但在公共電源線和地線中產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾，還會產(chǎn)生輻射干擾。 邏輯電路器件也是敏感設(shè)備:受到干擾可能被誤觸發(fā)。 使用邏輯電路器件時，必須了解它可能產(chǎn)生的干擾，以及自身的抗干擾能力。 例如，一個邏輯電路的脈沖信號值為16mA，上升時間為15ns，地線分布電感為0.5H，在地線上產(chǎn)生的干擾電壓為這個

8、干擾電壓，可能通過傳導(dǎo)干擾其它電路的正常工作。邏輯電路的開關(guān)越快，幅值越大，干擾就越大，波形越陡，干擾信號的頻譜越寬。 控制措施1、正確選擇邏輯電路器件、選擇干擾水平低的器件 1.6dIULVdt例：實(shí)驗(yàn)表明，TTL器件（晶體管晶體管邏輯電路）的干 擾水平高，CMOS器件（互補(bǔ)金屬氧化物邏輯電路） 的干擾水平低，原因： TTL的速度較快（上升時間約為10ns），電流跳變的幅度較大（約16mA）， CMOS的速度較慢（上升時間約為50100ns），電流跳變的幅度較?。s10mA）。 不需要高速器件，就不要選用高速器件，以免產(chǎn)生過多的干擾。、選用抗擾度高的器件 一般，邏輯電路的速度越低，響應(yīng)越慢，

9、觸發(fā)閾值越高，抗擾度也越高。 73，電路的干擾及控制一、電源的干擾及控制1、來自電源的干擾， 圖712 由于存在共阻抗RS(電源內(nèi)阻、線路阻抗)，電源上存在的干擾可以加到各單元電路上，任何一個單元電路產(chǎn)生的干擾電流Ii, 也會在RS上產(chǎn)生干擾電壓 IiRS 加到其它單元電路上。來自電源的干擾包括：、從電源線引入的干擾。 、外部干擾場，透過機(jī)殼耦合至電源回路的干擾。、直流電源的紋波電壓。、穩(wěn)壓電源中參考電壓的變動或元器件參數(shù)的變動。、開關(guān)電源或開關(guān)電路、功率控制電路中電流躍變引起 的電源電壓的波動。、某一部分電路產(chǎn)生的干擾引起流經(jīng)電源的電流變動?？刂拼胧翰捎肦C濾波器或LC濾波器，如圖713，

10、LC濾波器中有電感線圈,有可能引入新的干擾,還需要屏蔽。RC濾波器，R上產(chǎn)生電壓降而降低電源電壓,并消耗電能。2、整流二極管產(chǎn)生干擾 二級管正偏時將貯留一定數(shù)量的少數(shù)載流子，反偏時貯留的載流子釋放時會產(chǎn)生脈沖電流,如圖714，尖峰脈沖的幅度、 寬度及波形取決于二級管的特性及電路參數(shù)。 尖峰脈沖含有豐富的高頻成分，是一種重要的干擾源。 控制方法（采用下面之一的措施）、每個整流二級管并聯(lián)一旁路電容，、每個整流二級管串聯(lián)一個電阻，、每個整流二級管的兩端各接一高頻旁路電容至地。、采用軟恢復(fù)二極管。二、線路板上的共模輻射 和差模輻射 1、線路板上信號環(huán)路的 輻射是差模輻射，如 圖715所示。 信號 環(huán)路

11、相當(dāng)于小環(huán)天線，差模輻射的電場強(qiáng)度為： 162131.6 10sin / 7 1f AIEV mr其中：f是信號電流的頻率（Hz）, A是環(huán)路的面積(m2)，I是信號電流強(qiáng)度（A），r是觀察點(diǎn)到環(huán)路中心的距離，是r與環(huán)路平面的夾角?？梢钥闯觯瑴p小信號環(huán)路差模輻射的有效方法是減小環(huán)路的面積。 不同邏輯電路所允許的最大環(huán)路面積如表71所示。 表71 不同邏輯電路所允許的最大環(huán)路面積 邏輯器件系列上升時間（ns）電流（mA）不同頻率下允許的環(huán)路面積（cm2）4MHz10MHz30MHz100MHz4000B406100040074HC620504518674LS65020187.22.474AC3.

12、5805.52.20.750.2574F3805.52.20.750.2574AS1.412020.830.152、線路板上I/O導(dǎo)線（電纜）的輻射是共模輻射，仍如 圖715所示。I/O導(dǎo)線（電纜）相當(dāng)于單極天線，共 模輻射的電場強(qiáng)度為： 其中l(wèi)是導(dǎo)線的長度 (m)。可以通過減小I/O導(dǎo)線（電纜）的長度、減小共模電流（共模電流一般不是信號電流）、使用屏蔽電纜等方法控制共模輻射。7410sin 72fIlEr加緩沖器A小地線A大A大設(shè)計順序:clock bus 普通信號線20-H原則原則 2020H H原則原則 所有的具有一定電壓的印制板都會向空間輻射電磁能量，為減小這個效應(yīng)，印制板的物理尺寸都

13、應(yīng)該比最靠近的接地板的物理尺寸小20H，其中H是兩個印制板面的間距。按照一般典型印制板尺寸，20H一般為3mm左右。二、單元電路的干擾及控制 不論是來自設(shè)備外部，還是來自設(shè)備內(nèi)部的干擾都會對電路產(chǎn)生影響，對于不同的單元電路，控制干擾的方法有所不同。1、功率放大器、圖716是一個一般的放大器電路，用作功率放大器 時，輸出電流比較大，當(dāng)輸出電流流過電源時, 在電 源內(nèi)阻上產(chǎn)生電壓降，會對所有與此電源相連的電 路產(chǎn)生干擾（通過公用電源內(nèi)阻耦合）。 抑制措施抑制措施：在集電極加一個阻容去耦電路，使電源對信號呈現(xiàn)低阻抗，如圖717，Cd是并聯(lián)的去耦電容（一般是電解電容器），Zd是串聯(lián)的阻抗。Cd對信號的

14、阻抗應(yīng)很小。Zd應(yīng)足夠大以保證電源為恒流源。 、功率放大器電路接地回路上的電流比較大，也會對其 他電路產(chǎn)生干擾（通過公共接地回路耦合）。 抑制措施：對于低頻電路采用單點(diǎn)接地，如圖7 17 中所示。2、調(diào)諧放大器 調(diào)諧輸出級功率放大器抑制干擾的方法如圖718所示，分析方法與功率放大器相似。 與I的上升時間及線長有關(guān)D要大H要小74 電路的布局和配線 電路的布局和配線的設(shè)計是一個十分重要的環(huán)節(jié)，如果元器件布局不當(dāng)或電路配線不當(dāng)，都會導(dǎo)致嚴(yán)重的干擾或收不到預(yù)期的抗干擾效果。一、元器件的布 局 作EMC設(shè)計時，基本元器件的等效電路如圖720所示。 元器件的布局主要是減小設(shè)備內(nèi)部各元器件干擾的互相影響和

15、配線的合理性，作為一般的原則，主要有:1、產(chǎn)生干擾的元器件和敏感元器件要盡量分開。2、低電平級和高電平級的元器件，低功率級和高功率級 的元器件，應(yīng)按輸入和輸出方向順序排列，避免將高 電平、高功率的信號耦合至低電平、低功率的器件， 造成反饋干擾。3、盡量減小元器件之間的電容耦合(改變元器件的方向、 相對面積）。4、盡量減小元器件之間的電感耦合。、引線要短，避免長距離平行走線。、產(chǎn)生變化磁通的元器件，要盡量避免對其它元器件和 回路產(chǎn)生干擾。 例如：兩個線圈的軸向不應(yīng)平行，應(yīng)垂直。 兩個線圈必須平行安裝時，要盡量拉開距離以 減小兩線圈之間的互感耦合。5、非輻射元器件或同一級中的元器件，應(yīng)盡量靠近，以

16、 減小公共地阻抗耦合，使用較大的地平面以減小地線 阻抗。6、盡量減小電流回路的面積（減小輻射回路面積或接受 回路面積）7、留一定的空間以便對一些器件采取屏蔽措施。 例如：產(chǎn)生輻射干擾的器件：小電動機(jī)、繼電器、線 圈， 敏感器件：高頻頭。8、邏輯器件是一種產(chǎn)生干擾的元件，其輻射干擾的控制 原則與電感器件相同。 9、盡量防止元器件從設(shè)備外部引入干擾，或通過元器件 把干擾傳播出去。（傳導(dǎo)、輻射）例如：電感器件的布局。 電感器件（例如濾波器中的電感線圈、振蕩器中的 線圈、變壓器、繼電器等）通入變化的電流時會產(chǎn) 生變化的磁通，對鄰近的器件或回路產(chǎn)生干擾。所 以，電感性器件，特別是功率電感器件是重要的干

17、擾源。、圖721（a）是一個低通濾波器，有3個電感器和2 個電容器，為了使3個電感器互相垂直安裝，可以按 圖721（b）布局，L1安裝在一個平面上， L2和 L3 安裝在另一個垂直平面上。 也可以安裝在不同層面 上，或印刷電路板的兩面。 、圖722 是兩 個相鄰線圈的 安裝方法和最 小尺寸。 、兩個線圈除了電感耦合,也存在電容耦合(分布電容)。 減小電容耦合最有效的措施是屏蔽，有時無法采用屏 蔽措施，如圖723（a）所示的兩個線圈, 此時為減 小線圈間的電容性耦合，應(yīng)采取正確的接地方法，如 圖723（b）所示，把2和3接地, 可以起到一定的隔 離作用，使兩線圈的高壓端1和4間的分布電容減小。

18、、電感器件的屏蔽 為了防止電感線圈磁力線外泄的影響，可以采用屏蔽措施。采用線圈屏蔽罩時，應(yīng)考慮兩個問題：一是磁通沿屏蔽罩接縫的外泄，二是屏蔽罩對線圈電感量的影響。線圈的安裝應(yīng)垂直于底座，這樣可使線圈產(chǎn)生的磁通穿過底座最少，從而減小了線圈與底座之間的耦合，而且減小了磁通沿接縫的外泄。屏蔽罩一般采用高磁導(dǎo)率材料，屏蔽罩對線圈的參量影響應(yīng)予考慮，主要為：a 屏蔽罩的渦流會抵消一部分線圈的磁通，使線圈的電感 量變小。B 屏蔽罩的渦流使線圈的等效損耗電阻增大，因而降低了 線圈的品質(zhì)因數(shù)。C 屏蔽罩對線圈各繞匝之間增加了寄生電容，因而增大了 線圈的固有電容。 屏蔽罩的體積越小，即屏蔽罩與線圈的距離越小，上

19、述影響就越大。設(shè)安裝在屏蔽罩中的電感線圈的直徑為D，高度為 ，屏蔽罩的直徑為DS，高度為 ，如圖724所示。如果采用屏蔽罩前線圈的電感量為L，屏蔽罩本身的電感為 ，高頻電阻為 ，屏蔽罩與線圈之間的互感為M， 當(dāng)工作頻率很高時， ，線圈的電感量為： lslsLsrssLr22211 73bssMMLLLLkLL L其中 是線圈與屏蔽罩之間的耦合系數(shù)，由線圈與屏蔽罩的幾何尺寸決定。不同形式的屏蔽罩（圖725）對線圈電感量的影響可以用下列公式計算，也可以通過查圖726、圖727得到。對于圓形屏蔽罩（圖725（a）： skML L331 74bsDLLD對于方形屏蔽罩（圖725（b）：對于平板形屏蔽罩

20、（圖725（c）：其中是與線圈尺寸有關(guān)的參數(shù)，可由圖726查得。圖726 圖727 330.581 75bDLLA330.051 76bDLLB圖727 中,曲線1 表示圓形屏蔽罩對線圈電感量的影響 ，橫軸是 ;曲線2表示方型屏蔽罩對線圈電感量的影響 ， 橫軸是D/A；曲線3表示 平板型屏蔽罩對線圈電感量的影響，橫軸是d/2B。 一般設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)電感量減小l020來確定線圈與屏蔽罩的尺寸。從圖727中可以看出，對于圓形屏蔽罩， ；對于方形屏蔽罩，D/A0.70.55；對于平板形屏蔽罩， 。 如果要減小屏蔽罩的體積，而不希望對線圈產(chǎn)生過大的影響，可以在屏蔽罩與線圈之間襯一層鐵氧體材料。由于鐵氧

21、鐵材料的磁導(dǎo)率高，電阻率也高，因此既可增大線圈的電感量，又起磁屏蔽作用。在鐵氧體杯與線圈之間常用環(huán)氧樹脂固定，起機(jī)械保護(hù)作用，而在鐵氧體杯外面再 /sD D/0.60.5sD D /20.80.65DB 套一層金屬屏蔽罩并良好接地。這樣設(shè)計的屏蔽罩可做到體積小，又對電磁場起良好的屏蔽作用，如圖728所示。圖中1是鐵芯，2是線圈, 3是線圈架, 4是環(huán)氧樹脂，5是鐵氧體杯，6是銅或鋁屏蔽罩，7是底座，8是密封襯墊。 二、電路的配線（印制電路板的配線）(一)、印制電路板配線的一般原則，、低電平電路與高電平電路分開，順序排列，防止低電 平敏感電路受高電平電路的干擾。、低頻模擬電路與數(shù)字電路分開。、低

22、速和高速的數(shù)字電路分開，使高速電路占據(jù)最小的 回路面積和最短的線路，以便減小共阻抗耦合、串音 及輻射的影響。、配線不要做成環(huán)路，特別不要繞電路板環(huán)形，避免形 成大的環(huán)路。、不同的電路盡量分別配線，盡量避免出現(xiàn)窄長的平行 線，當(dāng)不得不用長平行線時，可用“0”線隔開，“0”線 VCC與電源線的間距應(yīng)大于1mm。 、對于可能出現(xiàn)較大突變電流的電路，要有單獨(dú)的接地 回路，減小對其它電路的瞬態(tài)耦合。、連線要盡可能短，以免增大電感。旁路電容的連接盡 量不用引線，直接連接。地線要粗一些。、對于高速數(shù)字電路，為了減小電源阻抗，可以采用電 源分布總線。這種分布 總線可以在很寬的頻帶 內(nèi)提供很低的阻抗。(二)、印

23、制電路板配線設(shè)計 舉例。1、印刷電路板的插頭布線 圖729 地線安排在印刷板的邊上，輸入信號和低電平靠一側(cè)，輸出信號和高電平靠另一側(cè)，中間的地線可以是“0”V線，可以作為分區(qū)電路的地線，也可起電平的隔離作用。2、回路面積的控制 圖730是電源的布線方法，在考慮安全的條件下，電源線應(yīng)盡可能靠近地線，如圖730(a)所示，這樣可以減小差模輻射的環(huán)路面積，也有利于減小電路的交擾。 4、模擬電路與數(shù)字電路的連接 有時很難將模擬電路與數(shù)字電路分區(qū)布線，例如A/D變換電路，包含有模擬放大器、電荷保持電路、數(shù)字電路，將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖輸出。 將數(shù)字電路的“污染地”與模擬電路的“干凈地”分開，電源

24、也分開了, 這樣就可以減小數(shù)字電路對模擬電路的干擾。為了減小數(shù)字電路的地阻抗，可以采用較寬的地線。模擬電路、數(shù)字電路電源引線、地線引線之間還可以增加一條 “0” 線，進(jìn)一步隔離。5、多層印刷電路板 對于高速數(shù)字電路，單層印刷版往往不能滿足電磁兼容的要求，必須采用多層印刷版。、多層印刷版的結(jié)構(gòu)原理 圖734是一種常見的四層印刷版的結(jié)構(gòu)示意圖，第A層和第D層是安裝元器件的印制板，第B層和第C層是無刻蝕的銅箔板，分別作為回路參考地和分布電源，各層之間的連接通過電鍍的孔實(shí)現(xiàn)。由于各層之間的距離很近，電源層和參考地層兩平板之間的電容很大，而且銅箔板的電感和電阻都很低，因此分布電源的阻抗非常低，這樣多層印

25、制板較單層印制板對共阻抗耦合的抗干擾能力強(qiáng)。另外,電源層和參考地層是基本上完整的銅箔板，對于A、D兩層電路也可以起屏蔽作用。所以從電磁兼容的角度，多層板優(yōu)于單層板。、多層板的布線 原則、電源平面應(yīng)靠 近接地平面， 這樣可以利用 兩金屬板間的電容作電源的平滑電容，同時接地平面 還對電源平面上分布的輻射電流起屏蔽作用。、把數(shù)字電路和模擬電路分開，有條件時，最好把數(shù)字 電路和模擬電路安排在不同的層內(nèi)。如果一定要安排 在同一層，可采用開溝、加接地線條、分隔線條等方 法補(bǔ)救。模擬的和數(shù)字的地、電源都要分開，不能混 用，因?yàn)閿?shù)字信號有很寬的頻譜，是產(chǎn)生干擾的主要 來源。、與地線相鄰的信號層上布高速信號線，

26、較遠(yuǎn)的層布低 速信號線。、模擬電路的高電平信號與低電平信號分別在地線層與 電源層的兩側(cè)。、時鐘電路和高頻電路是主要的輻射干擾源，一定要單 獨(dú)安排，遠(yuǎn)離敏感電路。 多層板的層數(shù)由下述因素決定：對電路功能的要求，信號分類隔離，VLSI（超大規(guī)模集成電路）元件密度，布線條數(shù)，阻抗控制等等。 例如，表72是多層板布線層間安排的例子， S、G、P分別表示布線層、接地層、電源層。 信號線地線加銅片A最小75 抑制傳導(dǎo)干擾的措施 產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾的三個要素是：干擾源、干擾信號耦合的通道、敏感設(shè)備，抑制傳導(dǎo)干擾還是從這三個方面著手。采用的技術(shù)包括：屏蔽技術(shù)（61），濾波技術(shù)（62）、接地和搭接技術(shù)（63）、電路的

27、布局和配線（74），可采用的措施舉例：一、對傳導(dǎo)干擾源的處理1、如果傳導(dǎo)干擾源是產(chǎn)生強(qiáng)電磁場的元器件，例如線圈 、變壓器、電動機(jī)等，應(yīng)遠(yuǎn)離敏感器件或加以屏蔽。2、要盡量避免開關(guān)、繼電器等器件出現(xiàn)電弧放電。3、要盡量使器件工作在設(shè)計曲線上線性最好的部分，減 少輸出的諧波分量。 二、阻斷干擾信號的耦合通道1、 阻斷電阻性耦合、如果兩個電流回路或系統(tǒng)彼此無關(guān)，信號獨(dú)立，則 不應(yīng)有電的連接，以免形成電阻性耦合。、減小公共導(dǎo)線上的阻抗，例如，增大面積，減小長 度，減小接觸電阻等。、電路去耦：不同的電流回路之間僅在一個點(diǎn)作電的 連接，在這一點(diǎn)不可能流過干擾電流，達(dá)到兩電流 回路間去耦的目的。例如圖735，

28、圖(a)中信號電 流通過公共阻抗耦合, 圖(b)中僅在接收端一點(diǎn)相連 (需要時），信號電流是去耦的。 使用同一電源總線的幾個電流回路之間，可用旁路電容去耦，有時需要對潛在的干擾源（如觸發(fā)器、數(shù)字電路）和敏感器件專門去耦。、電位隔離：互不共用信號的電流回路或系統(tǒng)之間， 要避免不必要的電路耦合。電平相差懸殊的相關(guān)系 統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)采取電位隔離措施，信號相關(guān)的電流回路 或系統(tǒng)電位隔離，可選用的元器件和工作原理如下： 繼電器：電氣機(jī)械原理。 變壓器：電磁原理。 光電耦合器件：光電原理。2、阻斷電容性耦合通道、兩個電流回路的耦合部分（例如導(dǎo)線、電纜）的布置 應(yīng)使耦合電容盡量小，例如應(yīng)使導(dǎo)線盡量短，間距盡 量大

29、，盡量避免平行走線等。對于高頻電路，不能象 低頻電路那樣將各種導(dǎo)線扎成一束。一些可能引起耦 合的導(dǎo)線，例如晶體管的c、b極引出線, 放大器的輸 入、輸出導(dǎo)線，應(yīng)盡量避免過近和平行排列。、可以利用屏蔽, 加“0”線等方法把帶有干擾電流的導(dǎo)線 和敏感導(dǎo)線隔離。 3、阻斷電感性耦合通道、對于導(dǎo)線和電纜間的電感性耦合，還是采用使導(dǎo)線盡 量短，間隔盡量大，盡量避免平行走線等措施。、盡量減小配線的回路面積，抑制電感性耦合。、正確安置電感性器件的位置（P127）或加以屏蔽 。三、對敏感設(shè)備的處理1、盡量少用低電平器件，器件的靈敏度只要能滿足設(shè)備的 性能指標(biāo)即可。2、對敏感器件可以采用屏蔽措施（電屏蔽、磁屏蔽

30、）。四、正確選用或設(shè)計濾波器是防止傳導(dǎo)干擾，同時把有用 信號送到指定設(shè)備或器件上的重要措施。76 抑制輻射干擾的措施 抑制輻射干擾也要從干擾源、干擾信號耦合的通道、敏感設(shè)備這三個方面著手，采用的技術(shù)包括：屏蔽技術(shù)（61），接地和搭接技術(shù)（63）。一、抑制干擾源的輻射1、對于天線輻射，可以利用天線輻射的方向性和極化特性 減小對接收機(jī)的干擾。2、可以通過控制信號的頻譜，帶寬等特性減小對接收機(jī)的 干擾。3、在電路設(shè)計中，可能產(chǎn)生電磁泄漏的器件應(yīng)遠(yuǎn)離敏感器 件。4、對可能產(chǎn)生電磁泄漏的器件可以采取屏蔽、接地等措施 減小電磁泄漏。5、減少發(fā)射機(jī)不需要的功率，以減小對接收機(jī)的干擾。 二、增加輻射干擾傳輸通

31、道的損耗 利用屏蔽技術(shù)。三、保護(hù)敏感設(shè)備（器件）1、在能達(dá)到性能指標(biāo)的條件下，敏感設(shè)備（器件）的靈 敏度不要太高。2、在敏感設(shè)備（器件）的輸入端安裝濾波器，濾除干擾 信號。3、對于天線接收，可以利用天線的方向性和極化特性減小 干擾。4、可以通過改變敏感設(shè)備（器件）的接收頻譜、選擇性、 帶寬，減小干擾。7、 顯示器、顯象管或示波管后部可以加 裝喇叭狀屏蔽罩，如圖74 5， 設(shè)備內(nèi)部的干擾源不會 影響顯象管（示波管）中電 子束的運(yùn)動，外部的干擾信 號也不會穿過顯象管進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。、顯示屏可以覆蓋一層導(dǎo)電薄膜、導(dǎo)電玻璃或夾有細(xì)金 屬絲網(wǎng)的玻璃。、塑料殼內(nèi)表面可以噴涂導(dǎo)電漆。導(dǎo)電漆是一種摻銀粉 的高效

32、導(dǎo)電聚內(nèi)烯和聚氨酯涂料。 8、雙層屏蔽，干場場很強(qiáng)時,可采用雙層屏蔽（例如：用干擾場強(qiáng)儀測量電視發(fā)射塔附近的輻射場強(qiáng)），采用雙層屏蔽，要注意避免在屏蔽體內(nèi)或兩屏蔽層之間產(chǎn)生諧振。647 微型計算機(jī)的電磁泄漏及抑制技術(shù) 計算機(jī)主機(jī)及附屬電子設(shè)備（如顯示器、鍵盤、打印機(jī)等），在工作時都會產(chǎn)生電磁輻射，圖746是在顯示器前測量的電磁輻射頻譜（探頭校準(zhǔn)系數(shù)：6136dB），可以看出輻射頻率主要在100MHz 以下，最大幅值(約67 MHz處）約93dB。 這些輻射中攜帶有計算機(jī)正在處理的數(shù)據(jù)信息，很容易造成泄漏，使用專門的接收設(shè)備在幾百米甚至1km外可以接受這些電磁輻射，經(jīng)過處理就可以還原出原來的信息

33、。 1985年荷蘭學(xué)者艾克在第三屆計算機(jī)通信安全防護(hù)大會上，發(fā)表了有關(guān)計算機(jī)視頻顯示單元電磁輻射的研究報告，在現(xiàn)場做了用一臺經(jīng)過改裝的黑白電視機(jī)接收計算機(jī)輻射泄漏信號的演示*，在國際上引起了強(qiáng)烈的反映。抑制計算機(jī)電磁泄漏的方法包括：一、常規(guī)的EMC技術(shù) 包括屏蔽技術(shù)、濾波技術(shù)、接地技術(shù)等，在第六章中已經(jīng)作了詳細(xì)的介紹。也可以把計算機(jī)放在屏蔽室中。 二、TEMPEST技術(shù) “TEMPEST”是美國制定的一套保密標(biāo)準(zhǔn)，通俗點(diǎn)講就是低輻射技術(shù)，按TEMPEST技術(shù)的要求，在設(shè)計和生產(chǎn)計算機(jī)設(shè)備時，就對可能產(chǎn)生電磁輻射的集成電路、元器件、連接線、主要部件采取防輻射措施，把電磁泄漏抑制到最低限度，具體措

34、施包括：1、對晶振、CPU、內(nèi)存、視頻電路、信號傳輸線等強(qiáng)輻射 部位采用屏蔽、濾波、接地等技術(shù)，減少可能產(chǎn)生的電 磁輻射。 2、盡量避免采用高輻射的器件。 例如采用液晶顯示器代 替CRT顯示器，以減小視頻輻射，采用光纖或同軸電纜 作信號線或電源線；采用低輻射的數(shù)字電路器件；在元 器件、部件、機(jī)殼的表面噴涂吸波涂料吸收電磁能量等。3、盡可能采用低輻射的附屬設(shè)備， 研制 TEMPEST 鍵盤， TEMPEST顯示器，TEMPEST打印機(jī)，TEMPEST繪圖儀等 外設(shè)，與TEMPEST主機(jī)就可以組成安全的防信息泄漏的 計算機(jī)系統(tǒng)。三、視頻保護(hù)（干擾）技術(shù) 包括白噪聲干擾技術(shù)和相關(guān)干擾技術(shù)。1、白噪聲

35、干擾技術(shù) 利用白噪聲干擾器產(chǎn)生強(qiáng)于計算機(jī)電磁泄漏的白噪聲，將泄漏的信息掩蓋，起到阻礙和干擾接收的作用。在實(shí)驗(yàn)室、辦公室和信息處理、交換中心，用一臺大功率的白噪聲發(fā)生器放在計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備旁邊，白噪聲發(fā)生器產(chǎn)生的噪聲與這些設(shè)備泄漏的有用信息將混合在一起，可以增大信息竊取者還原泄漏發(fā)射信息的難度。 缺點(diǎn)：、由于要靠掩蓋方式進(jìn)行干擾，所以發(fā)射的功率必須足 夠強(qiáng)，而太強(qiáng)的白噪聲功率會造成空間的電磁波污染, 對其它電子設(shè)備和人體影響較大。 、白噪聲發(fā)射的電磁波與計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備泄 漏的電磁波沒有相關(guān)性，因此雖然使用普通的接收機(jī) 不能還原信息處理設(shè)備泄漏的信息，但使用數(shù)字信號 處理技術(shù)，采

36、用濾波或抑制解調(diào)、相關(guān)和線性累加等 方法仍可以從噪聲中提取機(jī)密信息。 白噪聲干擾器是和電磁兼容要求相背離的，其發(fā)展和應(yīng)用將受到一定的制約，只有在關(guān)鍵場合可以利用。 2、相關(guān)干擾技術(shù)。 相關(guān)干擾技術(shù)是使用相關(guān)干擾器發(fā)出能自動跟蹤計算機(jī)電磁泄漏信號的相關(guān)干擾信號 （主要是利用相關(guān)原理，通過不同技術(shù)途徑實(shí)現(xiàn)與計算機(jī)等視頻終端設(shè)備的信息相關(guān)、頻譜相關(guān)、行場頻相關(guān)(同步)的寬帶相關(guān)干擾信號)，使電磁輻射信號被擾亂，起到亂數(shù)加密的效果，使接收方接收到電磁輻射信號也無法解調(diào)出信號所攜帶的真實(shí)信息，從而有效地抑制信息泄漏。由于相關(guān)干擾不需靠掩蓋電磁輻射信號來進(jìn)行干擾，因此其發(fā)射功率無需很強(qiáng)，所以對環(huán)境的電磁污

37、染也很小，減小了對其他電子設(shè)備的干擾。相關(guān)干擾器體積小，價格適宜，效果顯著，使用簡便，最為適合應(yīng)用在單獨(dú)工作的個人計算機(jī)上。 3、類白噪聲技術(shù) 對于一些不太重要的場所、或因缺乏經(jīng)費(fèi)、以及特殊戰(zhàn)場環(huán)境等原因，不能購置白噪聲發(fā)生器或相關(guān)噪聲干擾器時，可以把計算機(jī)等信息處理設(shè)備集中使用，讓處理保密信息的計算機(jī)或設(shè)備放置在中央。這樣該設(shè)備產(chǎn)生的電磁波和周圍電器、電子設(shè)備產(chǎn)生電磁波混合在一起，竊取者也很難分離出該設(shè)備泄漏發(fā)射的保密信息。四、對信息進(jìn)行加密或隱藏處理 對處理、傳輸?shù)谋Ｃ苄畔⑦M(jìn)行硬件、軟件加密、數(shù)據(jù)隱藏、混沌和擴(kuò)頻處理等，這樣即使信息被竊取也不能輕易的被解碼。信息隱藏技術(shù)是將機(jī)要信息嵌入到載體中*（例如隱寫技術(shù)和水印技術(shù)），而信號外在表現(xiàn)上與載體相似，從而實(shí)現(xiàn)