電磁兼容試卷合集

中南大學(xué)考試試卷答案2009--2010學(xué)年一學(xué)期時(shí)間110分鐘日期2009年12月29日電磁兼容及應(yīng)用課程32學(xué)時(shí)2學(xué)分考試形式：閉卷專業(yè)年級(jí)：自動(dòng)化2006級(jí)總分100分，占總評(píng)成績70%填空題（本題30分，每小題1分）電磁干擾的三要素是（干擾源）、（傳輸通道）、（敏感體）。國際電磁兼容技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系分為（基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)）、（通用標(biāo)準(zhǔn)）、（產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)）和系統(tǒng)間電磁標(biāo)準(zhǔn)等4類。2001年，我國發(fā)布（CCC）認(rèn)證，對(duì)相應(yīng)產(chǎn)品的安全性、電磁兼容性等作了詳細(xì)規(guī)定。當(dāng)某系統(tǒng)的輸入功率等于輸出功率的10倍時(shí)，也就是說系統(tǒng)對(duì)信號(hào)衰減了（20）dB。分析傳導(dǎo)干擾通道低頻特性多采用（集總）參數(shù)電路模型，而分析其高頻特性則采用（分布）參數(shù)電路模型。兩導(dǎo)線的干擾電流振幅相近、相位相同的稱為（共模）干擾，干擾電流振幅相等、相位相反的稱為（差模）干擾。研究輻射干擾源數(shù)學(xué)模型是一般歸納為（電偶極子）輻射和（磁偶極子）輻射兩大類。低頻磁場屏蔽主要是利用高（導(dǎo)磁）材料對(duì)干擾磁場進(jìn)行（分路）；高頻磁場屏蔽則采用低（電阻抗）材料在屏蔽體表面產(chǎn)生（渦流）的屏蔽目的。按照頻率特性進(jìn)行分類，常見的濾波器包括（低通）、（高通）、（帶通）和（帶阻）等4類。根據(jù)濾波原理進(jìn)行分類，（反射式）濾波器一般由電抗元件構(gòu)成，對(duì)干擾建立串聯(lián)高阻抗和并聯(lián)低阻抗；（吸收式）濾波器采用鐵氧體等有耗元件，通過（吸收）不需要的頻率成分能量達(dá)到抑制干擾的目的。扼流圈由兩個(gè)（匝數(shù)）相同和（繞向）相同的繞組組成，對(duì)地回路干擾電流呈高阻抗作用。電設(shè)備的信號(hào)接地方式有（單點(diǎn)）接地、（多點(diǎn)）接地、（混合）接地和懸浮接地。二、簡答題（本題20分，每小題5分）簡述電磁兼容的基本概念。答：電氣及電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即要求在同一電磁環(huán)境中的上述各種設(shè)備都能正常工作又互不干擾，達(dá)到“兼容”狀態(tài)。或者說，電子電路、設(shè)備、系統(tǒng)互相不影響，從電磁角度具有相容性的狀態(tài)。簡述安全接地的基本概念。答：安全接地又稱保險(xiǎn)接地，它采用低阻抗的導(dǎo)體將用電設(shè)備的外殼連接到大地上，使操作人員不致因設(shè)備外殼漏電或靜電放電而發(fā)生觸電危險(xiǎn)。安全接地也包括建筑物、輸電線導(dǎo)線、高壓電力設(shè)備的接地，其目的是為了防止雷電放電造成設(shè)施破壞和人身傷亡。簡述對(duì)消式有源濾波器的基本原理。答：對(duì)消式有源濾波式能產(chǎn)生與干擾源幅值大小相同、方向相反的輸出電流，通過高增益反饋電路將電磁干擾對(duì)消掉，達(dá)到濾除掉流向被干擾對(duì)象的干擾電流的目的。簡述各波段無線電波的特性和用途。答：長波，衍射性強(qiáng)，能夠緊靠著地面表面?zhèn)鞑サ降仄骄€視角以下，適用于導(dǎo)航和固定業(yè)務(wù)；中波，也具備沿著地表傳播的能力，但受地面性質(zhì)，如地貌、地物等影響較大，適用于導(dǎo)航、廣播、固定業(yè)務(wù)和移動(dòng)業(yè)務(wù)；短波，又稱天波，由于障礙高度比波長大，因而電波在地面上不繞射，而是按直線傳播，但能夠在地面與電離層之間來回反射傳播至較遠(yuǎn)的地方，適用于導(dǎo)航、廣播、固定業(yè)務(wù)、移動(dòng)業(yè)務(wù)等；微波，頻率很高，表面波衰減很大，且電波穿入電離層很深，甚至不能反射回來，適用于導(dǎo)航、電視、雷達(dá)、移動(dòng)業(yè)務(wù)、空間通信等。三、應(yīng)用題（本題20分，每小題10分）畫出應(yīng)用隔離變壓器的等效電路并簡要說明。電路1電路電路1電路2UGRL隔離變壓器通過阻隔地回路的形成來抑制地回路干擾。電路1的輸出信號(hào)經(jīng)變壓器耦合到電路2，而地環(huán)路則被變壓器所阻隔。但變壓器繞組間的分布電容形成地環(huán)路。設(shè)干擾源內(nèi)阻和敏感體電阻都為R，試畫出Π型低通濾波器電路。R源R源RCCL四、論述題（本題30分，每小題15分）試論述與PCB板布局和布線有關(guān)的電磁兼容技術(shù)？答：布局要點(diǎn)：（1）不同頻率電路的劃分；（2）數(shù)字模擬電路的劃分；（3）接口電路。布線要點(diǎn)：（1）電源和地；（2）走線方向與交叉；（3）尺寸。結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用背景，試論述與計(jì)算機(jī)控制有關(guān)的電磁兼容技術(shù)的發(fā)展？答：單片機(jī)；PLC；DSP；工控機(jī)；VXI機(jī)箱等。中南大學(xué)考試試卷2008--2009學(xué)年上學(xué)期時(shí)間110分鐘2008年11月5日電磁兼容及應(yīng)用課程32學(xué)時(shí)2學(xué)分考試形式：閉卷專業(yè)年級(jí)：自動(dòng)化2005總分100分，占總評(píng)成績70%注：此頁不作答題紙，請(qǐng)將答案寫在答題紙上選擇/填空題（本題20分，每小題0.5分）電磁干擾的三要素是【1】、【2】和【3】，按傳播途徑可分為【4】和【5】。由傅立葉級(jí)數(shù)表明，周期信號(hào)是由【6】和一系列【7】疊加而成的。電磁兼容認(rèn)證標(biāo)志有中國的【8】標(biāo)志、歐洲的【9】標(biāo)志和美國的【10】標(biāo)志。磁性材料反復(fù)磁化一周，單位體積內(nèi)所損耗的【11】與【12】所包圍的面積成正比，這種損耗稱為磁滯損耗。電路性干擾是經(jīng)【13】耦合產(chǎn)生的；電容性干擾的干擾量是【14】；電感性干擾在干擾源和接受體之間存在【15】。輻射干擾源數(shù)學(xué)模型包括有【16】輻射和【17】輻射。針對(duì)傳輸通道所采取電磁干擾抑制措施主要有【18】、【19】和【20】。靜電場的強(qiáng)度取決于充電物體上的【21】和與它的電荷量不同的物體之間的【22】。低頻磁場屏蔽應(yīng)采用鐵磁等【23】材料，其原理是將磁力線盡量限制在鐵磁材料內(nèi)；高頻磁場屏蔽應(yīng)采用銅鋁等【24】材料，其原理是在屏蔽體表面產(chǎn)生渦流的【25】。全電流定律表明產(chǎn)生磁場的源有兩個(gè)：一個(gè)源是電荷移動(dòng)形成的電流；另一個(gè)源是閉合回路中變化的【26】。濾波器按工作原理分為【27】和【28】，其中有耗元件往往由【29】材料組成。電容器可采用3位有效數(shù)字表示電容量，則“103”表示【30】。電子設(shè)備的信號(hào)接地方式有【31】、【32】、【33】及其混合接地。其中，若設(shè)備工作頻率高于10MHz，應(yīng)采用【34】方式。以電磁輻射場源為中心，在一個(gè)波長范圍內(nèi)的區(qū)域?yàn)榻鼌^(qū)場，也可稱為【25】；半徑為一個(gè)波長之外的空間范圍稱為遠(yuǎn)區(qū)場，又稱為【36】。靜電放電一般為【37】電壓【38】電流，開關(guān)電弧放電一般為【39】電壓【40】電流。簡答題（本題15分，每小題5分）電磁兼容的基本概念？電磁屏蔽的基本概念和原理？信號(hào)接地的基本概念和作用？分析題（本題50分，每小題10分）1.假設(shè)某5個(gè)可能的泄漏源的泄漏強(qiáng)度是相同的，將1～5個(gè)泄漏源依次去掉后，試用分貝制描述輻射改善情況。2.若函數(shù)和的傅立葉變換分別為和，試根據(jù)傅立葉變換的定義推導(dǎo)時(shí)間函數(shù)的的傅立葉變換。3.試畫出П型、L和T型RC低通濾波器的電路原理圖，寫出相應(yīng)的傳遞函數(shù)。4.試畫出用共模扼流圈阻隔地回路的電路原理圖，說明其特點(diǎn)和作用。5.試?yán)L制實(shí)際電容器的等效電路及其頻率特性圖。論述題（本題15分）列舉工業(yè)或生活中某一電磁干擾現(xiàn)象，試論述相應(yīng)的電磁兼容設(shè)計(jì)方法？中南大學(xué)考試試卷答案2007--208學(xué)年一學(xué)期時(shí)間110分鐘日期2007年12月29日電磁兼容及應(yīng)用課程32學(xué)時(shí)2學(xué)分考試形式：閉卷專業(yè)年級(jí)：自動(dòng)化2004級(jí)總分100分，占總評(píng)成績70%填空題（每空0.5分，共20分）構(gòu)成電磁干擾的三要素是【干擾源】、【傳輸通道】和【接收器】；如果按照傳輸途徑劃分，電磁干擾可分為【傳導(dǎo)干擾】和【輻射干擾】。電磁兼容裕量是指【抗擾度限值】和【發(fā)射限值】之間的差值。抑制電磁干擾的三大技術(shù)措施是【濾波】、【屏蔽】和【接地】。常見的機(jī)電類產(chǎn)品的電磁兼容標(biāo)志有中國的【CCC】標(biāo)志、歐洲的【CE】標(biāo)志和美國的【FCC】標(biāo)志。IEC/TC77主要負(fù)責(zé)指定頻率低于【9kHz】和【開關(guān)操作】等引起的高頻瞬間發(fā)射的抗擾性標(biāo)準(zhǔn)。電容性干擾的干擾量是【變化的電場】；電感性干擾在干擾源和接受體之間存在【交連的磁通】；電路性干擾是經(jīng)【公共阻抗】耦合產(chǎn)生的。輻射干擾源可歸納為【電偶極子】輻射和【磁偶極子】輻射。如果根據(jù)場區(qū)遠(yuǎn)近劃分，【近區(qū)場】主要是干擾源的感應(yīng)場，而【遠(yuǎn)區(qū)場】呈現(xiàn)出輻射場特性。隨著頻率的【增加】，孔隙的泄漏越來越嚴(yán)重。因此，金屬網(wǎng)對(duì)【微波或超高頻】頻段不具備屏蔽效能。電磁干擾耦合通道非線性作用模式有互調(diào)制、【交叉調(diào)制】和【直接混頻】靜電屏蔽必須具備完整的【屏蔽導(dǎo)體】和良好的【接地】。電磁屏蔽的材料特性主要由它的【電導(dǎo)率】和【磁導(dǎo)率】所決定。濾波器按工作原理分為【反射式濾波器】和【吸收式濾波器】，其中一種是由有耗元件如【鐵氧體】材料所組成的。設(shè)U1和U2分別是接入濾波器前后信號(hào)源在同一負(fù)載阻抗上建立的電壓，則插入損耗可定義為【20lg(U2/U1)】分貝。多級(jí)電路的接地點(diǎn)應(yīng)選擇在【低電平級(jí)】電路的輸入端。電子設(shè)備的信號(hào)接地方式有【單點(diǎn)接地】、【多點(diǎn)接地】、【混合接地】和【懸浮接地】。其中，若設(shè)備工作頻率高于10MHz，應(yīng)采用【多點(diǎn)接地】方式。簡答題（每題5分，共20分）電磁兼容的基本概念？答：電磁兼容一般指電氣及電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能夠執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即要求在同一電磁環(huán)境中的上述各種設(shè)備都能正常工作，且不對(duì)該環(huán)境中任何其它設(shè)備構(gòu)成不能承擔(dān)的電磁騷擾的能力?；蛘哒f，電磁兼容是指電子線路、設(shè)備、系統(tǒng)相互不影響，從電磁角度具有相容性的狀態(tài)。電磁屏蔽的基本概念和原理？答：電磁屏蔽是以某種材料（導(dǎo)電體或?qū)Т朋w）制成的屏蔽殼體，將需要屏蔽的區(qū)域封閉起來，形成電磁隔離，即其內(nèi)的電磁場不能越出這一區(qū)域，而外來的輻射電磁場不能進(jìn)入這一區(qū)域（或者進(jìn)入該區(qū)域的電磁能量將受到很大的衰減）。高頻、低頻磁場屏蔽措施的主要區(qū)別？答：（1）高頻磁場屏蔽采用低電阻率的良導(dǎo)體材料，如銅、鋁等。其屏蔽原理是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象在屏蔽體表面所產(chǎn)生的渦流的反磁場來達(dá)到屏蔽的目的。（2）低頻磁場屏蔽常用高磁導(dǎo)率的鐵磁材料，如鐵、硅鋼片坡莫合金。其屏蔽原理是利用鐵磁材料的高磁導(dǎo)率對(duì)干擾磁場進(jìn)行分路。接地的基本概念和作用？答：（1）接地是指系統(tǒng)的某一選定點(diǎn)與某個(gè)接地面之間建立低阻的導(dǎo)電通路。（2）接地的作用是為信號(hào)電壓提供一個(gè)穩(wěn)定的零電位參考點(diǎn)，消除公共阻抗的耦合，保障人身和設(shè)備安全。

分析題（每題10分，共40分）1.設(shè)干擾源g對(duì)接受體s的交變電場耦合干擾的等效電路如圖3-1所示，試畫出插入屏蔽體后的等效電路，寫出屏蔽前后接受體上的干擾電壓Us，并給出有關(guān)結(jié)論。題圖3-1解：屏蔽前在接收器上產(chǎn)生的騷擾電壓： 屏蔽后在接收器上產(chǎn)生的騷擾電壓： 其中，結(jié)論：電屏蔽的實(shí)質(zhì)是在保證良好接地的條件下，將干擾源發(fā)生的干擾電場終止于由良導(dǎo)體制成的屏蔽體，從而切斷干擾源與接收器之間的電場交連。2.試畫出П型和T型低通濾波器的實(shí)用電路，說明各自特點(diǎn)和適用范圍。解： П型低通濾波器 L型低通濾波器（1）П型低通濾波器：容易制造、寬帶高插入損耗和適中的空間要求，適用于高阻抗的干擾源和負(fù)載對(duì)象。（2）L型低通濾波器：能夠抑制瞬態(tài)干擾，但濾波器總尺寸增加，適用于低阻抗的干擾源和負(fù)載對(duì)象。3.試畫出用隔離變壓器和縱向扼流圈阻隔地回路的實(shí)用電路，并說明各自特點(diǎn)和作用。答： 用隔離變壓器阻隔地回路 用縱向扼流圈阻隔地回路隔離變壓器阻隔地回路：對(duì)地線中較低頻率的干擾具有很好的抑制能力。同時(shí)，電路中信號(hào)電流只在變壓器繞組連線中流過，可避免對(duì)其它電路的干擾。縱向扼流圈阻隔地回路：適用于傳輸含直流分量或很低頻率的信號(hào)，扼流圈對(duì)地回路干擾電流呈高阻抗，可抑制地回路干擾作用。4.試畫出有源電感和有源電容及其等效電路，并說明它們的特點(diǎn)和作用。答： 有源電感及其等效電路