電磁干擾與電磁兼容技術(shù)

電磁干擾與電磁兼容技術(shù)第1頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電磁輻射的危害

二、電磁干擾概述

三、電磁敏感性

四、電磁兼容性概述

五、電磁兼容測量內(nèi)容

六、屏蔽技術(shù)

七、濾波技術(shù)

八、接地技術(shù)

九、電磁兼容設(shè)計

十、頻譜管理

第2頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月一、電磁輻射的危害

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的電子、電氣設(shè)備進(jìn)入了我們生活和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域……，這些設(shè)備在正常運(yùn)行的同時也向外輻射電磁能量，可能對其他設(shè)備產(chǎn)生不良的影響，甚至造成嚴(yán)重的危害，這就是電磁干擾。據(jù)統(tǒng)計，全世界空間電磁能量平均每年增長7－14％。在有限的空間和有限的頻率資源條件下，由于各種電子，電氣設(shè)備的數(shù)量與日俱增，使用的密集程度越來越大，電磁干擾的嚴(yán)重性就越來越突出。

電磁能的廣泛應(yīng)用一方面推動了社會的進(jìn)步，豐富了人類的物質(zhì)文化生活,同時也使空間各種頻率的電磁輻射越來越強(qiáng)，對人類造成了危害：

①、干擾廣播、電視、通信信號的接收；

②、干擾電子儀器、設(shè)備的正常工作，可能造成信息失誤、

控制失靈等事故；

③、可能引燃一些易燃易爆物質(zhì)，引起爆炸和火災(zāi)；

④、較強(qiáng)的電磁輻射對人體的健康有很大的影響。

第3頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月例1：美國研制B1轟炸機(jī)時電子設(shè)備之間的電磁

干擾。

例2：民兵Ⅰ導(dǎo)彈的飛行故障。

例3．廣州白云機(jī)場的導(dǎo)航系統(tǒng)受到嚴(yán)重的干擾。第4頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

例4：電磁輻射對人體的影響

1、生物體對電磁輻射能量的吸收

①、電離輻射和非電離輻射

電磁輻射的量子能量w＝hfh＝6.62×10-34J·S普朗克常數(shù)。

f＞3×1015Hz量子的能量可以使原子和分子電離――電離輻射，例如X射線輻射、γ射線輻射，

f＜3×1015Hz

量子的能量不能使原子和分子電離――非電離輻射。

電磁干擾和電磁污染一般屬于非電離輻射。

第5頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

②、比吸收率（SAR）specificenergyabsorptionrate

定義：生物體單位時間內(nèi)、單位質(zhì)量吸收的電磁輻

射能量（W/kg）

ρ：生物體密度，即單位時間內(nèi)、單位體積吸收

的電磁輻射能量，

σ：電導(dǎo)率

E：電場強(qiáng)度振幅

生物體吸收輻射場能量，引起體溫（或局部體溫）升高。

③、諧振吸收

當(dāng)輻射頻率與生物體（或某些器官,例如眼睛、大腦）的固有頻率諧振時，吸收最強(qiáng)。人體固有諧振頻率的范圍大約為30M～3000MHz，一般成年人的諧振吸收頻率約為400MHz。第6頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、電磁輻射對人體的影響

目前，一般認(rèn)為電磁輻射對人體的影響包括三個方面：

①、熱效應(yīng)

輻射功能密度S＞10mW/cm2（E＞110V/m），人體吸收的輻射能轉(zhuǎn)化為熱量，超過人體體溫調(diào)節(jié)能力時，會引起人體（或局部組織）體溫明顯升高，或引起生理功能紊亂（人的體溫每升高一度，基礎(chǔ)代謝增加約5~14%，組織中的氧的需求量增加50~100%）。熱效應(yīng)首先損傷人體上對熱比較敏感的器官，例如眼睛、大腦、男性生殖器等，例如可導(dǎo)致白內(nèi)障（＞300mW/cm2）。

S＜10mW/cm2，不會引起體溫明顯的升高，但可能使體內(nèi)局部小范圍內(nèi)出現(xiàn)顯著的能量吸收（諧振吸收），引起生理功能的障礙。

第7頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

②、非熱效應(yīng)

S＜1mW/cm2（E＜61.4V/m），長時間照射也不會引起體溫明顯的升高，但會出現(xiàn)煩躁、頭暈、疲勞、失眠、記憶力減退、脫發(fā)、白血球升高、植物神經(jīng)功能紊亂、腦電圖和心電圖的變化等癥狀。這些一般稱為電磁輻射的非熱效應(yīng)，這些癥狀在脫離輻射源后一般是可以逐漸恢復(fù)的。

③、三致作用（致癌、致畸、致突變作用）

這是電磁輻射的遠(yuǎn)期效應(yīng)，在國內(nèi)外已經(jīng)引起了重視，但尚無一致的意見。一些研究者的實(shí)驗表明：長時間的電磁輻射可能誘發(fā)癌癥，也可能引起染色體的畸變，具有致畸、致突變作用。

第8頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

④、決定電磁輻射對生物體影響程度的幾個因素

a、場強(qiáng)：場強(qiáng)越大，影響越大。

b、頻率：在諧振吸收頻率處，影響最大。一般是頻率升

高，影響增大，微波段影響最大。

c、作用時間：電磁輻射對生物體的影響具有積累作用，

作用時間越長，影響越大。

d、與輻射源的距離:對于偶極子天線，在天線近區(qū)E∝1/r3，

在天線遠(yuǎn)區(qū)E∝1/r，輻射場強(qiáng)隨距離

的增大迅速衰減，影響減小。

e、環(huán)境溫度和濕度：溫度高、濕度大，生物體不易散熱，

影響增大。

f、輻射特性：脈沖波比連續(xù)波的影響大。

第9頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑤、電磁輻射防護(hù)限值

國家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702－88）中規(guī)定的公眾輻射限值為：

公眾輻射限值是指在一天24小時內(nèi)，電磁輻射場量在任意連續(xù)6分鐘內(nèi)的平均值應(yīng)符合表中的要求，全身平均的比吸收率（SAR）應(yīng)小于0.02W/kg。

第10頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月二、電磁干擾概述

㈠、定義：任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低的

電磁現(xiàn)象。（國標(biāo)GB/T4365-1995）

㈡、電磁干擾的分類

1、按傳播途徑分類

傳導(dǎo)干擾：通過電路耦合的干擾。（例如導(dǎo)線傳輸、

電容耦合、電感耦合。）

輻射干擾：通過空間傳輸?shù)母蓴_。

2、按干擾的來源分類

⑴、自然干擾圖2－2

①、雷電：干擾信號的頻率：10～100kHz。

②、宇宙干擾：來自太陽和其他星系的電磁噪聲,干擾信

號的頻率：幾十M～幾十GHz。例如太陽黑子活動造

成的無線電干擾，可造成通信中斷。

⑵、人為干擾第11頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、按信號的功能分類

功能性干擾：設(shè)備正常工作時產(chǎn)生的信號對其它設(shè)備

的干擾。

非功能性干擾：無用的電磁泄漏產(chǎn)生的干擾。

4、按場的性質(zhì)分類：電場干擾，磁場干擾

5、按干擾的特性分類

頻率：射頻干擾（低頻、高頻、微波）

工頻干擾（50Hz）

靜態(tài)場干擾（靜電場、恒定磁場）。

波形：連續(xù)波干擾、脈沖波干擾。

帶寬：寬帶干擾、窄帶干擾。

周期性：有規(guī)則干擾：周期性干擾信號

非周期性干擾信號

隨機(jī)干擾

第12頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

㈢、產(chǎn)生電磁干擾的三個要素

①、電磁干擾源。

②、對此類干擾敏感的儀器設(shè)備（被干擾體）。

③、干擾信號耦合的通道（傳播途徑：傳導(dǎo)、輻

射）。

第13頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月㈣、系統(tǒng)內(nèi)部的干擾與系統(tǒng)之間的干擾

①、系統(tǒng)內(nèi)部的干擾：系統(tǒng)內(nèi)一部分電路對另一部分電

路的干擾。

例1汽車內(nèi)發(fā)動機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)對車內(nèi)通信系統(tǒng)的干擾。

例2電路板上振蕩電路對其它單元電路的干擾。

②、系統(tǒng)之間的干擾：一個系統(tǒng)對另一個系統(tǒng)的干擾。

例1計算機(jī)對收音機(jī)的干擾。

例2高壓輸電線路對通信線路的干擾。

㈤、干擾信號的傳播

1、干擾信號，由干擾源發(fā)生，經(jīng)過一定的傳播途徑到達(dá)

接收機(jī)，造成干擾。

第14頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、電磁干擾耦合模型（右圖）

C：電容耦合，

L：電感耦合，

Z：共阻抗耦合，

NC：近場耦合，

FR：遠(yuǎn)場輻射。

第15頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

三、電磁敏感性（抗擾性）

1、定義

①、電磁敏感性：電子設(shè)備或系統(tǒng)對電磁干擾的

響應(yīng)特性，

電磁敏感性越高，抗干擾能力越低。

傳導(dǎo)敏感性：對傳導(dǎo)干擾……，

輻射敏感性：對輻射干擾……。

②、電磁抗擾性：設(shè)備或系統(tǒng)抵制電磁干擾的能力。

2、敏感頻率和抗擾度允許值

①、敏感頻率：在該頻率上，設(shè)備對電磁干擾的響應(yīng)比

較敏感。

第16頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月②、抗擾度允許值：導(dǎo)致設(shè)備或系統(tǒng)性能下降的干擾信號

的幅值（可以是電壓、電流、電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度、功率密度……）。

例如：在國標(biāo)GB／T13838－92中

聲音和電視廣播接收機(jī)的音頻功能輻射抗擾度允許值：

0.15～150MHz，125dB（μV／m）。

電視廣播接收機(jī)的接收功能輻射抗擾度允許值：

48.5～92MHz，109dB（μV／m），

92～150MHz，125dB（μV／m）。

3、電磁干擾安全系數(shù)

定義，

，也可用dB表示。第17頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月例如：對于干擾電壓，

對于干擾場強(qiáng)，

對于干擾功率密度，

在美國軍用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：

系統(tǒng)的電磁干擾安全系數(shù)m≥6dB，

武器和電爆裝置m≥20dB。

4、電磁兼容的條件：

①、干擾源產(chǎn)生的電磁干擾滿足規(guī)定的限值，

③、敏感設(shè)備具有規(guī)定的抗干擾能力。第18頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月四、電磁兼容性概述

1、電磁兼容的定義

采用一定的技術(shù)手段，使同一電磁環(huán)境中的各種電子、電氣設(shè)備都能正常工作，并且不干擾其他設(shè)備的正常工作，這就是電磁兼容（英文：ElectromagneticCompatibility，縮寫為EMC)。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4365-1995中對電磁兼容嚴(yán)格的定義是：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。

①、設(shè)備對來自外部環(huán)境的電磁干擾必須具有一定的承受

能力（抗擾度）。

②、設(shè)備在正常工作時產(chǎn)生的電磁干擾不超過一定的限值，

不干擾其它設(shè)備的正常工作。

第19頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月例：共用天線系統(tǒng)的電磁兼容。

⑴、系統(tǒng)簡介圖4一1

第20頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

一組天線（各頻道)，寬帶放大器，變頻器（可以把一個頻道的電視信號轉(zhuǎn)換到另一個頻道），同軸傳輸線，多終端接收機(jī)（電視機(jī)、調(diào)頻廣播接收機(jī))。

⑵、外部電磁兼容問題

①、外部電磁噪聲的干擾，例如房間中家用電器的電磁干擾

（輻射、通過電源線傳導(dǎo)）。

②、系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的電磁噪聲對外部設(shè)備的干擾（輻射，通

過電源線傳導(dǎo)）。

⑶、內(nèi)部電磁兼容問題

最突出的是變頻器和各接收機(jī)本振產(chǎn)生的電磁干擾（基波、各次諧波，輻射，通過電源線傳導(dǎo)）。

第21頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月2、電磁兼容研究涉及的領(lǐng)域

電磁兼容性學(xué)科研究的對象不僅限于各種電子、電氣設(shè)備，而且包括各種電磁環(huán)境(自然電磁干擾、核電磁脈沖、靜電放電、人為電磁輻射等）對人體的生態(tài)效應(yīng)，信息處理設(shè)備因電磁泄漏造成的泄密等等。

電磁兼容性涉及的領(lǐng)域十分廣泛，通信、廣播電視、科學(xué)儀器、信息設(shè)備、航空、航天、機(jī)車、艦船、電力、軍工、醫(yī)療設(shè)備、計算機(jī)、家用電器等領(lǐng)域中都存在電磁干擾和電磁兼容性問題。下表是參加全國電磁兼容學(xué)術(shù)會議的學(xué)術(shù)團(tuán)體：

第22頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月電磁兼容性學(xué)科涉及的理論基礎(chǔ)包括電磁場理論、天線與電波傳播、電路理論、通信技術(shù)、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等等，所以電磁兼容性學(xué)科是一門實(shí)用性很強(qiáng)的綜合性的前沿學(xué)科。

為了實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備之間的電磁兼容，國家針對各種電子、電器產(chǎn)品已經(jīng)頒布了一系列強(qiáng)制性的電磁兼容執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。電磁兼容技術(shù)貫穿于電子、電器產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗、銷售的全過程。圖1－1是表示產(chǎn)品投資效益的曲線，可以看出：電磁兼容問題解決得越早，投資效

益越高。如果在產(chǎn)品的立項、設(shè)計階段就解決了電磁兼容技術(shù)，電磁兼容措施的有效性最高，產(chǎn)品的成本最低。如果產(chǎn)品已經(jīng)成批的制造出來了，才發(fā)現(xiàn)不符合國家的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，在采取補(bǔ)救措施，產(chǎn)品的成本就會大大提高。第23頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

第24頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月3、電磁兼容研究機(jī)構(gòu)例如

①、國際電工委員會(IEC)，制定了一系列電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)：

IEC61000標(biāo)準(zhǔn)。

②、國際無線電干擾專門委員會(CISPR)，下設(shè)7個分委

員會，將有使用價值的研究報告發(fā)表在一系列的

CISPR出版物上，成為世界各因公認(rèn)的電磁兼容性

的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，

③、電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE），出版電磁兼容性

專業(yè)期刊:IEEETransactionsonEMC，定期召開國

際電磁兼容學(xué)術(shù)會議。

④、中國電子學(xué)會、中國通信學(xué)會、中國電工技術(shù)學(xué)會、

中國電機(jī)工程學(xué)會等許多一級學(xué)會下都設(shè)有電磁兼

容專委會。第25頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月4、電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

⑴、我國制定了一系列電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

例如:GB／T4365-1995電磁兼容術(shù)語；

GB／T6113-1995無線電干擾和抗擾度測量設(shè)備

規(guī)范；

GB／T3907-83工業(yè)無線電干擾基本測量方法；

GB／T15658-1995城市無線電噪聲測量方法；

GB／T8702-88電磁輻射防護(hù)規(guī)定；

GB／T4824-1996工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)射頻設(shè)

備電磁騷擾特性的測量方法和

限值；

GB9254-88信息技術(shù)設(shè)備的無線電干擾極

限值和測量方法。

第26頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的內(nèi)容

①、規(guī)定名詞術(shù)語；

②、規(guī)定電磁發(fā)射和敏感度的極限值；

③、規(guī)定統(tǒng)一的測量方法；

④、規(guī)定電磁兼容性控制方法或設(shè)計規(guī)范；

⑶、影響比較大的國外標(biāo)準(zhǔn)

例如：美國FCC(聯(lián)邦通信委員會)標(biāo)準(zhǔn);

美國軍用電磁兼容標(biāo)準(zhǔn);

歐洲EMC標(biāo)準(zhǔn)。

第27頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月5、電磁兼容的實(shí)施

⑴、組織措施：頻譜的分配和管理（十）。

⑵、技術(shù)措施：對三種常用的方法的評述。

①、問題解決法：先進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計和制造，出現(xiàn)了電

磁干擾問題再逐個解決，這樣需要修改設(shè)備的電路

或結(jié)構(gòu)，抑制干擾措施的有效性低，成本高。

②、規(guī)范法:按電磁兼容性的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行系統(tǒng)或設(shè)備

的設(shè)計和制造?？稍谝欢ǔ潭壬项A(yù)防電磁干擾問題

的出現(xiàn)，但是由于標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不是針對某一具體的

系統(tǒng)或設(shè)備制定的，所要解決的問題不一定存在，

存在的問題不一定能解決，成本也比較高。

第28頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月③、系統(tǒng)法:先對系統(tǒng)或設(shè)備的設(shè)計方案進(jìn)行電磁

兼容性分析和預(yù)測，并貫穿于設(shè)計、試制和

制造的全過程，不斷的解決可能出現(xiàn)的電磁

干擾問題，具體可分為三個步驟:

a、系統(tǒng)的電磁干擾分析和預(yù)測;

b、系統(tǒng)的電磁干擾性設(shè)計

c、系統(tǒng)的電磁干擾測試。

系統(tǒng)法是一種科學(xué)的方法，成本最低。目前國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了一些比較成熟的電磁兼容分析、預(yù)測軟件包。

第29頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月6、電磁兼容認(rèn)證

⑴、什么叫EMC認(rèn)證

產(chǎn)品的EMC認(rèn)證是依據(jù)產(chǎn)品的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的技術(shù)要求，經(jīng)過認(rèn)證機(jī)構(gòu)測試確認(rèn)，并通過頒發(fā)認(rèn)證證書和認(rèn)證標(biāo)志來證明某一產(chǎn)品符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)技術(shù)的要求。

在我國EMC認(rèn)證已納入3C認(rèn)證范圍(中國強(qiáng)制認(rèn)證，英文名稱為“ChinaCompulsoryCertification”，英文縮寫為“CCC”，也可簡稱為“3C”)，國家對有強(qiáng)制性電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)或強(qiáng)制性電磁兼容行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)中有電磁兼容強(qiáng)制條款的產(chǎn)品實(shí)行安全認(rèn)證制度，對這些實(shí)施電磁兼容安全認(rèn)證的產(chǎn)品在進(jìn)入流通領(lǐng)域?qū)嵤?qiáng)制性監(jiān)督管理（沒有進(jìn)行電磁兼容安全認(rèn)證就不能進(jìn)入流通領(lǐng)域)。第30頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月對有推薦性電磁兼容國家標(biāo)準(zhǔn)或推薦性電磁兼容行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品實(shí)行合格認(rèn)證制度，企業(yè)可以根據(jù)自愿的原則向認(rèn)證機(jī)構(gòu)申請認(rèn)證。

中國3C認(rèn)證標(biāo)志：

CE認(rèn)證標(biāo)志(歐共體)：

第31頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵、EMC認(rèn)證機(jī)構(gòu)：中國電磁兼容認(rèn)證委員會(CEMC)

認(rèn)證測試必須在國家技術(shù)監(jiān)督局認(rèn)可的EMC測試機(jī)構(gòu)進(jìn)行。

⑶、EMC認(rèn)證程序(略)

第32頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月五、電磁兼容測量內(nèi)容

㈠、EMC測量內(nèi)容

1、干擾信號的頻率或頻譜

窄帶干擾：測量頻率

寬帶干擾：測量頻譜或頻譜密度（脈沖干擾）

2、干擾信號的幅度

①傳導(dǎo)干擾：干擾電壓U，干擾電流I

②輻射干擾：電場強(qiáng)度E，磁場強(qiáng)度H

，輻射功率密度S，

干擾信號的功率P。

第33頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月㈡、頻域測量與時域測量

1、頻域測量：測量干擾信號與頻域有關(guān)的特性。例如：

干擾信號的頻譜、某一頻率上的干擾電壓

或干擾場強(qiáng)。

使用的儀器：頻譜分析儀、干擾場強(qiáng)儀、選頻電壓表

等。

2、時域測量：測量干擾信號與時間有關(guān)的特性。例如：干

擾脈沖信號的幅值、波形、前沿、寬度等。

使用儀器：記憶示波器等。

㈢、測試天線的選用

1、10K～150KHz頻段：主要測量磁場，選用電屏蔽的環(huán)

形天線。

2、150K～30MHz頻段：測量電場，選用桿狀天線，

測量磁場，選用電屏蔽的環(huán)形天線。第34頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、

30M～300MHz頻段：主要測量電場，單頻率測量：選用半波對稱振子天線，

寬帶測量：選用雙錐天線、對稱振子天線。

4、

300M～1GHz頻段：

主要測量電場，選用對數(shù)周期天線、對稱振子天線。

5、

1GHz以上：微波頻段，測量電場或輻射功率密度S，

窄帶：角錐喇叭天線，

寬帶：雙脊喇叭天線，10GHz以下也可用對數(shù)周期天線。

㈣、測試場地

1、開闊測試場地、結(jié)構(gòu)和大?。?/p>

GB/T6113－1995中規(guī)定的開闊測試場地有兩種，橢圓形場地和圓形場地，在測試場地內(nèi)不能有其它的反射物。天線和DUT（受試設(shè)備，DeviceUnderTest）間的距離：3m、10m、30m。地面用金屬接地平板，包括鋼板、金屬網(wǎng)板等，若用金屬網(wǎng)板，孔徑的最大尺寸不超過λ／10。第35頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月②、環(huán)境條件：空曠、平整、遠(yuǎn)離建筑物、電力線、地下

電纜、地下管道、樹木等，背景電磁輻射比測試電評

低6dB以上。（GB3907－83“工業(yè)無線電干擾基本測

量方法”中規(guī)定：低20dB以上）

第36頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月③、開闊測試地的缺點(diǎn)

城市中的開闊測試場地一般建于高樓頂上，由于背景電磁噪聲的影響(圖5－2－30）,已經(jīng)無法滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中的測試條件（背景電磁噪聲電平比測試電壓低20dB以上）。另外,開闊場地受氣候條件的影響很大，在有雨、雪、霧、風(fēng)、烈日等氣候條件下，無法進(jìn)行測量。

第37頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月第38頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、電磁兼容暗室

電磁兼容暗室是替代的測量場地。

第39頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月①、結(jié)構(gòu)：六面鋼板，五面（除地面外）敷有吸波材料，

刀形屏蔽門，屏蔽效果在100dB以上。

第40頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月可作3m法、10m法測量。例如，一電磁兼容暗室的

尺寸：19.6m×12.4m×7.5m。

②、EMC暗室造價很高,連同測試設(shè)備需要大約上千萬元，

省內(nèi)只有洛陽014中心有一個小的，可用1m法作軍標(biāo)

測量。

刀形屏蔽門第41頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月3、屏蔽室圖5－3－5

⑴、作用傳導(dǎo)干擾測試必須在屏蔽室中進(jìn)行。

①、防止測試受到外界電磁環(huán)境的干擾（輻射，或通過

電源線傳導(dǎo)）。

②、防止試驗用的電磁信號泄漏。

第42頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵、結(jié)構(gòu)

①、是用金屬板（網(wǎng)）做成的六面體房子。

按屏蔽材料分類：鋼板式，銅網(wǎng)式（只能屏蔽電場），

按結(jié)構(gòu)形式分類：單層（鋼板、銅網(wǎng)），雙層（銅網(wǎng)、

鋼板）

②、接縫的處理

焊接，

拼裝，接縫處加導(dǎo)電襯墊。

③、門：刀型彈性接觸式屏蔽門

④、窗：截止波導(dǎo)式通風(fēng)窗，

設(shè)六角形波導(dǎo)口外接圓直徑

為D,截止頻率為：

第43頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

f＞fc,干擾信號能通過,

f＜fc,干擾信號有損耗，

f＜＜fc，損耗大。

⑤、電源濾波器：防止干擾

信號通過電源線進(jìn)入測

試系統(tǒng)（在屏蔽室內(nèi)實(shí)

驗所用的電源必須經(jīng)過

電源濾波器）。

第44頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月4、GTEMCell（GHz橫電磁波室）圖5－5－6

第45頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

GTEMCell是一個縱向是錐形、橫向是矩形的同軸線系統(tǒng)，傳輸球面波，錐形角度很小，可近似為平面波，終端用吸波材料吸收電磁波（基本沒有反射），用一個電阻網(wǎng)絡(luò)作為電流負(fù)載。大工作區(qū)空間很大，可用于較大型設(shè)備的測量，例如29＃、34＃彩電。小工作區(qū)內(nèi)可產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁場。

例：外形尺寸7m（長）×3.6m（寬）×2.7m（高），

頻率范圍：DC～3GHz。

第47頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月六、屏蔽技術(shù)

1、屏蔽的概念：屏蔽是防止輻射干擾的主要手段，所謂屏

蔽就是采用一定的技術(shù)手段，把電磁場限

制在一定的空間范圍之內(nèi)。

①、主動屏蔽：把干擾源置于屏蔽體之內(nèi)，防止電磁能量

和干擾信號泄漏到外部空間。

②、被動屏蔽：把敏感設(shè)備置于屏蔽體內(nèi)，使其不受外部

干擾的影響。

2、屏蔽的分類（按場的類型可分為）

①、靜電屏蔽

②、磁場屏蔽

③、電磁屏蔽

第48頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月七、濾波技術(shù)

EMI濾波器基本的工作原理與普通濾波器一樣，都是允許有用信號的頻率分量通過,同時阻止其他干擾頻率分量通過。

EMC濾波器的分類

1、反射式濾波器：由電感器和電容器組成，利用反射或

旁路，使干擾信號不能通過。

①、低通濾波器，使低頻信號通過，高頻信號衰減。

用于電源電路，使市電（50Hz）通過，高頻干擾信

號衰減。

用于放大器電路或發(fā)射機(jī)輸出電路，使基波通過，

諧波和其他干擾信號衰減。

②、高通濾波器：抑制低頻干擾信號

例如：從信號通道上濾除交流聲干擾。

第49頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月③、帶通濾波器：只允許某一頻率范圍內(nèi)的信號通過，

④、帶阻濾波器，只抑制某一頻率范圍內(nèi)的干擾信號通

過。

2、損耗濾波器，

⑴、選用具有高損耗系數(shù)或高損耗角正切的材料，把高

頻電磁能量通過渦流轉(zhuǎn)換成熱能。

例如：鐵氧體管，鐵氧體磁環(huán)，磁環(huán)扼流圈等。

⑵、幾種常用的損耗濾波器

①、鐵氧體管，如圖把鐵氧體

管套在信號線或電源線上，

衰減高頻干擾信號。

第50頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月②、電纜濾波器：在導(dǎo)線外

包一層高頻損耗材料（

如鐵氧體，或含鐵粉的

環(huán)氧樹脂）（如圖）。

③、濾波連接器,如圖所示，

把鐵氧體直接組裝在電纜連接器內(nèi)，在100MHz～

10GHz的頻率范圍內(nèi)可以獲得60dB以上的衰減。

第51頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月④、磁環(huán)扼流圈，如圖(a)所示，在導(dǎo)線上套一個圓環(huán)狀

鐵氧體磁環(huán)，阻抗隨導(dǎo)線中電流頻率的升高而增大，

可以抑制高頻干擾分量。

應(yīng)用：電源線，數(shù)字信號線。

⑤、穿心電容，外形如圖(b)所示，原理如圖(c)。一個

端片接導(dǎo)線，另一個通過外殼接地，用于高頻濾波。

第52頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用舉例：

電動機(jī)的屏蔽和濾波，如圖，電動機(jī)的碳刷滑動接觸會出現(xiàn)火花放電,產(chǎn)生高頻的輻射干擾和傳導(dǎo)干擾（通過電源線傳播），可采用屏蔽(輻射干擾)，磁環(huán)（傳導(dǎo)干擾），穿心電容（輻射干擾和傳導(dǎo)干擾）等措施。

第53頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月3、有源濾波器：

使用晶體管等有源器件，以較小的體積和重量可以提供較大值的等效L和C。

１、有源電感濾波器：用晶體管模擬電感線圈的頻率特

性（f越高，阻抗越大）。

２、有源電容濾波器：用晶體管模擬電容器的頻率特性

（f越高，阻抗越?。?。

３、對消濾波器（陷波器）：能產(chǎn)生與干擾信號幅度相

同，相位相反（差180°）的電流，把干擾信號抵消。第54頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月八、接地技術(shù)

㈠、接地的作用和分類

㈡、幾種常用的接地方法

1、浮點(diǎn)接地

如圖，接地面不與大地

相連，低頻時可采用。

第55頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、單點(diǎn)接地，

低頻時采用

①、獨(dú)立地線并聯(lián)一點(diǎn)接地，如圖

各電路的電位：

優(yōu)點(diǎn)：各設(shè)備的電位僅與各自的電流和地線電阻有關(guān)，

不受其他設(shè)備的影響，可防止各設(shè)備之間相互干

擾和地回路的干擾。

第56頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月缺點(diǎn)：若設(shè)備很多，需要很多根地線，使接地導(dǎo)線加長，

阻抗增大，還會出現(xiàn)各接地導(dǎo)線間的相互耦合，

不適用于高頻。

②、共用地線串聯(lián)一點(diǎn)接地，圖6－3－4(b)

缺點(diǎn)：可以看出，A、B、C各點(diǎn)的電位不僅不為零，而

且受其它電路的影響，從防止和抑制干擾的角度，

這種接地方法不好。

優(yōu)點(diǎn)：這種接地方法的結(jié)構(gòu)比較簡單，各電路的接地線

短，電阻較小，在設(shè)備機(jī)柜中是常用的一種接地

方式。采用這種接地方式要注意把最低電平電路

放在靠近A處，以使B點(diǎn)和C點(diǎn)的電位升高最小。第57頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月3、多點(diǎn)接地，如圖

每一個設(shè)備、電路各自用接地線分別就近接地，高頻電路（設(shè)備間距＞λ）一般都采用多點(diǎn)接地。每個電路對地的電位：第58頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月為了降低地電位，接地

線應(yīng)盡可能短，以便降

低接地線的阻抗。

優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，接地

線短。

缺點(diǎn)：地線回路增多，

會出現(xiàn)一些共阻

抗耦合。

4、混合接地

在有些設(shè)備中，既

有高頻電路又有低頻電

路，可采用混合接地。

第59頁，課件共64頁，創(chuàng)作于2023年2月九、電磁兼容設(shè)計

1、EMC設(shè)計的目的

①、設(shè)備內(nèi)部的電路、器件不互相干擾。

②、設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)度低于規(guī)定的限值。

③、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：

①、抗擾度允許值（電磁敏感度閾值）（三、2）

②、電磁兼容安全系數(shù)（三、3）