EMI電磁干擾簡明教程課件

奇妙的電磁干擾05級(jí)第二學(xué)期電子作業(yè)2解決電磁干擾的方法

3電磁干擾對人體的危害及防護(hù)

1電磁干擾的應(yīng)用舉例在汽車電控系統(tǒng)中，傳感器產(chǎn)生的低于1V的弱電信號(hào)很容易受到電磁干擾，成為錯(cuò)誤信號(hào)，所以加裝了屏蔽線來防止電磁干擾。一但屏蔽線損壞，ECU就會(huì)收到被干擾的信號(hào)而失去正?？刂?，且自診斷系統(tǒng)的報(bào)警燈閃爍。例如，一輛雪佛來轎車，在氧傳感器附近自行加裝了一個(gè)高音喇叭，電源線取自點(diǎn)火開關(guān)。事后不久，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)警燈不時(shí)出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象，提取故障碼為13(氧傳感器)，測量氧傳感器的輸出電壓，其值在0.1～0.3V間不停變化，說明氧傳感器正常，但當(dāng)按喇叭時(shí)，氧傳感器輸出信號(hào)就發(fā)生混亂，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)也瞬時(shí)失常。將喇叭拆除后，故障排除。總結(jié)：這是人為制造干擾源的典型事例。汽車電器元件的安裝位置和線路布置有一定設(shè)計(jì)要求，隨意加裝報(bào)警及防盜等裝置，會(huì)引發(fā)電控系統(tǒng)工作異常。

電磁干擾在軍事上的應(yīng)用在科索沃戰(zhàn)爭中，北約讀南聯(lián)盟的空襲，無論是大戰(zhàn)還是小戰(zhàn)，只要飛機(jī)出動(dòng)，只要采取軍事行動(dòng)，就必須使用電子干擾裝備。采用的裝備主要是EC-130H專用通信干擾機(jī)和EA-6B“徘徊者”電子戰(zhàn)飛機(jī)，對預(yù)定攻擊區(qū)域?qū)嵤┤l譜強(qiáng)電磁干擾。EA-6B電子戰(zhàn)飛機(jī)上裝有雷達(dá)欺騙、通信干擾、戰(zhàn)術(shù)雜音干擾和卡盤式箔片撒布等高技術(shù)電子對抗裝置，主要遂行遠(yuǎn)距離干擾和護(hù)航干擾任務(wù)。具體方式包括發(fā)射強(qiáng)干擾電磁波，在進(jìn)行遠(yuǎn)距離干擾時(shí)，它通常飛行在攻擊編隊(duì)的正前方，用布撒金屑條、投擲紅外誘騙彈和實(shí)施積極干擾等方法掩護(hù)攻擊編隊(duì)。該機(jī)還裝有反輻射導(dǎo)彈，對南聯(lián)盟防空、雷達(dá)進(jìn)行壓制和打擊。電磁干擾導(dǎo)彈致使敵方導(dǎo)彈偏離目標(biāo)概念在電子設(shè)備及電子產(chǎn)品中，電磁干擾（ElectromagneticInterference）能量通過傳導(dǎo)性耦合和輻射性耦合來進(jìn)行傳輸。為滿足電磁兼容性要求，對傳導(dǎo)性耦合需采用濾波技術(shù)，即采用EMI濾波器件加以抑制；對輻射性耦合則需采用屏蔽技術(shù)加以抑制。在當(dāng)前電磁頻譜日趨密集、單位體積內(nèi)電磁功率密度急劇增加、高低電平器件或設(shè)備大量混合使用等因素而導(dǎo)致設(shè)備及系統(tǒng)電磁環(huán)境日益惡化的情況下，其重要性就顯得更為突出。電磁屏蔽簡介屏蔽通常分為磁屏蔽和電屏蔽。

磁屏蔽指的是對磁場（H場）的屏蔽，通常是從2K－100K，磁屏蔽材料是坡莫合金，鎳鐵合金，鎳鋼合金等高磁導(dǎo)率的鐵磁性材料，是屏蔽變壓器,CRT等低頻磁場源最有效的材料。應(yīng)該注意的是當(dāng)場強(qiáng)很大時(shí)，會(huì)使磁屏蔽材料飽和，降低屏蔽效能，所以要選擇合適的材料、板材厚度、層數(shù)以及加工工藝。

電屏蔽指的是對電場（E場）的屏蔽，它通常可選用的屏蔽材料種類比較多吸收損耗是指電磁波穿過屏蔽罩時(shí)能量損耗的數(shù)量，吸收損耗計(jì)算式為AdB=1.314(f×σ×μ)1/2×t其中f：頻率(MHz)μ：銅的導(dǎo)磁率σ：銅的導(dǎo)電率t：屏蔽罩厚度反射損耗(近場)的大小取決于電磁波產(chǎn)生源的性質(zhì)以及與波源的距離。對于桿狀或直線形發(fā)射天線而言，離波源越近波阻越高，然后隨著與波源距離的增加而下降，但平面波阻則無變化(恒為377)。近場反射損耗可按下式計(jì)算R(電)dB=321.8-(20×lgr)-(30×lgf)-[10×lg(μ/σ)]R(磁)dB=14.6+(20×lgr)+(10×lgf)+[10×lg(μ/σ)]其中r：波源與屏蔽之間的距離。SE算式最后一項(xiàng)是校正因子B，其計(jì)算公式為B=20lg[-exp(-2t/σ)]此式僅適用于近磁場環(huán)境并且吸收損耗小于10dB的情況。由于屏蔽物吸收效率不高，其內(nèi)部的再反射會(huì)使穿過屏蔽層另一面的能量增加，所以校正因子是個(gè)負(fù)數(shù)，表示屏蔽效率的下降情況。屏蔽設(shè)計(jì)難點(diǎn)由于接縫會(huì)導(dǎo)致屏蔽罩導(dǎo)通率下降，因此屏蔽效率也會(huì)降低。要注意低于截止頻率的輻射其衰減只取決于縫隙的長度直徑比，例如長度直徑比為3時(shí)可獲得100dB的衰減。在需要穿孔時(shí)，可利用厚屏蔽罩上面小孔的波導(dǎo)特性；另一種實(shí)現(xiàn)較高長度直徑比的方法是附加一個(gè)小型金屬屏蔽物，如一個(gè)大小合適的襯墊。上述原理及其在多縫情況下的推廣構(gòu)成多孔屏蔽罩設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。屏蔽效能,屏蔽體對輻射干擾的抑制能力用屏蔽效能SE（ShieldingEffectiveness）來衡量，屏蔽效能的定義:沒有屏蔽體時(shí)，從輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g某一點(diǎn)(P)的場強(qiáng)1（1）和加入屏蔽體后，輻射干擾源傳輸?shù)娇臻g同一點(diǎn)(P)的場強(qiáng)2（2）之比，用dB（分貝）表示。屏蔽效能表達(dá)式為(dB)

或

（dB）

能量密度包括電場分量能量密度和磁場分量能量密度，通過對由同一場源所產(chǎn)生的電場、磁場分量的能量密度進(jìn)行比較，可以確定場源在不同區(qū)域內(nèi)何種分量占主要成份，以便確定具體的屏蔽分類。能量密度的表達(dá)式由下列公式給出:電場分量能量密度磁場分量能量密度

波導(dǎo)是簡單的管狀金屬結(jié)構(gòu)，它在電氣上呈現(xiàn)高通濾波器的特性。波導(dǎo)允許截止頻率以上的信號(hào)通過，而低于截止頻率的信號(hào)則被阻止或衰減，這與高通濾波器的頻率特性相似。利用這個(gè)特性，我們可以設(shè)計(jì)波導(dǎo)的截止頻率使干擾信號(hào)的頻率落在波導(dǎo)的截止區(qū)內(nèi)，這樣干擾信號(hào)就不能穿過波導(dǎo)，換言之，波導(dǎo)起到了電磁屏蔽的作用。工作在截止區(qū)的波導(dǎo)稱為截止波導(dǎo)。

波導(dǎo)的截止頻率可應(yīng)用下列公式計(jì)算：

對于圓形截面的波導(dǎo)：fcutoff＝6900/D

式中：D－直徑（英寸）；fcutoff－頻率（MHz）

對于矩形截面的波導(dǎo)：fcutoff＝5900/L

式中：L－矩形截面的對角線長度（英寸）；fcutoff－頻率（MHz）要保證波導(dǎo)對電磁波有較大的衰減，應(yīng)使波導(dǎo)的截止頻率為要屏蔽的電磁波頻率的5倍以上。當(dāng)滿足這個(gè)條件時(shí)，長度為T的波導(dǎo)對電磁波的衰減S為：

對于圓形截面的波導(dǎo)：S=32T/D（dB）

對于矩形截面的波導(dǎo)：S=27T/L（dB）

返回電磁波對人體的危害電磁波輻射能量較低，不會(huì)使物質(zhì)發(fā)生游離現(xiàn)象，也不會(huì)直接破壞環(huán)境物質(zhì)，但在到處充滿電子訊用品器材的現(xiàn)代生活，其電磁干擾特性卻不可掉以輕心，因?yàn)樗S時(shí)可能使人面臨危害的境地。電磁波的危害長時(shí)間使用電腦之後，會(huì)感到身體疲勞、眼睛疲倦、肩痛、頭痛、想睡、不安，這些都是受了電磁波的影響。電磁波還會(huì)使人的免疫機(jī)能下降、人體中的鈣質(zhì)減少，並引致異常生產(chǎn)、流產(chǎn)、視覺障礙、阻礙細(xì)胞分裂如癌、白血病、腦腫瘤...等。此外，電磁波會(huì)散發(fā)出一種擾亂人體狀態(tài)的正離子。防護(hù)建議

1、老人、兒童和孕婦屬于電磁輻射的敏感人群，在有電磁輻射的環(huán)境中活動(dòng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)輻射頻率或場強(qiáng)特點(diǎn)，選擇合適的防護(hù)服加以防護(hù)