电磁兼容EMC知识点汇总概念干扰源传导耦合接地设计Word文档下载推荐.docx

1、这些能量可以是有意产生的，如无限电传发射器，或者是被电子产品无意产生的；RF能量经由两种模式传播：Radiated emissions（RE）此种RF 能量的电磁场经由媒介而传输；RF 能量一般在自由空间（free space）內传播，然而，其他种类也有可能发生。Conducted emissions（CE）此种RF 能量的电磁场经由道题媒介而传播，一般是经由电线或内部连接电缆；Line Conducted interference（LCI）指的是在电源线上的RF 能量。Susceptibility容忍度，耐受性相对的测量产品暴露在EMI环境中混乱或损害的程度。Immunity免疫力一相对的测

2、量产品承受EMI的能力；Electrical overstress（EOS）电子过度高压当遇到高压突波产品承受到的损坏或只是功能丧失；EOS包括雷击以及静电放电的事件。Electrostatic discharge（ESD）静电放电一种高电压脉波，可能使被影响的产品损坏或者失去功能虽然雷击也是一种高电压脉波，ESD一般指的是较少安培数，且由人体所粗触发引起的；一般情况下也将雷击视为ESD类别，因其保护方式很相似，只是大小的分别而已。Radiated susceptibility（RS）辐射耐受性产品承受经由自由空间传播而来的EMI的能力。Conducted susceptibility（CS）

3、传导耐受性产品承受经外接电缆，电源线以及其他I/O cable 传播而来的电磁能量的能力；Containment 封闭、包围防止RF 能量逸出一个封闭物体（enclosure），一般是以金属屏蔽（Faraday cage），或是用塑胶外壳再加以导电涂料。由相互原则，我们也可视containment 为防止RF 能量进入enclosure。Suppression 压制经由设计以在源头端降低或消除RF 能量，以使其不用依赖如金属机壳等二阶方法。三、电磁干扰源种类电磁干扰源种类繁多，可按不同的方法进行分类。对测量环境中直接影响测量及测量设备的 干扰来源可分为自然干扰源和人为干扰源。自然干扰源包括：（

4、1）大气噪声干扰：如雷电产生的火花放电、属于脉冲宽带干扰，其覆盖从数Hz到100MHz以上传播的距离相当远。（2）太阳噪声干扰：指太阳黑子的辐射噪声。在太阳黑子活动期黑子的爆发可产生比平稳期高数千倍的强烈噪声致使通信中断。（3）宁宙噪声：指来自宇宙天体的噪声。（4）静电放电：人体、设备上所积累的静电电压可高达几万伏直到几十万伙常以电晕或火花方式放掉，称为静电放电。静电放电产生强大的瞬间电流和电磁脉冲，会导致静电敏感器件及设备的损坏。静电放电属脉冲宽带干扰、频谱成分从直流一直连续剑中频频段。人为干扰源指而电气电子设备和其他人工装置产生的电磁干扰。这里所说的人为干扰源都是指无意识的干扰。至于为了达

5、到某种目的而有意施放的干扰，如电子对抗等不属于本文讨论范围。任何电子电气设备都可能产生人为干扰。在此，只是提到一些常见的干扰测量环境的干扰源。（1）无线电发射设备：包括移动通信系统、广播、电视、雷达、导航及无线电接力通信系统如微波接力，卫星通信等。因发射的功率大，其基波信号可产生功能性干扰；谐波及乱真发射构成非功能性的无用信号干扰。（2）工业、科学、医疗（ISM）设备：如感应加热设备、高频电焊机、X光机、高频理疗设备等强大的输出功率除通过空间辐射干扰外，还通过工频电力网干扰远方的设备。（3）电力设备：包括伺服电机、电钻、继电器、电梯等设备通、断产生的电流剧变及伴随的电火花成为干扰源：电力系统中

6、的非线性负载（如电弧炉等）、 间断电源（UPS）等同态电源转换设备产生大量谐波涌入电网成为干扰源：日光灯等照明设备也产生辉光放电噪声干扰。（4）汽车、内燃机点火系统：汽车点火系统产生宽带干扰，从几百千赫到几百兆赫干扰强度几乎不变。（5）电网干扰：指由50Hz交流电网强大的电磁场和大地漏电流产生的干扰，以及高压输电线的电晕和绝缘断裂等接触不良产生的微弧和受污染导体表面的电火花。（6）高速数字电子设备：包括计算机和相关设备。上述电磁干扰源就产生的机理而言，有：放电噪声（雷电、静电放电、辉光放电等）接触噪声， 电路的过渡现象，电磁波反射现象等。传输线中电磁波反射足高频测量与数字设备必须认真对待的干扰

7、源。四、电磁干扰的耦合通道电磁干扰中的重要要素是耦合通道，在许多情况下，要找到真正的干扰源很难，而被干扰接收机也很难加以改进，此时最可行的解决方法是在耦合通道中对干扰的耦合进行充分的衰减 。五、耦合通道电磁干扰的传输途径分两种方式：传导传输方式和辐射传输方式，从被干扰的敏感器角度来看，干扰的耦合可分为传导耦合和辐射耦合两类。六、传导耦合的种类1.电阻性耦合干扰源通过导线的电阻Rt直接耦合到接收器上。设Us为干扰电压，Rs为干扰源内阻，则接收器上的电压为：2.电容性耦合电路A和电路B通过两根导线引起的电容性耦合的情况。又称为电场耦合 。在射频电路，多根导线的电缆中， 一根导线上的干扰可以耦合到其

8、它所有的导线上，因此高频信号线都要加以屏蔽。在高频放大三极管的管脚间最容易产生分布电容耦合，应尽量缩短管脚的引线长度。3.电感性耦合当一个电路中流过变化电流时，在它周围的空间就会产生变化的磁场，这个变化的磁场又在相邻回路中产生感应电压，这样就把一个干扰电压耦合到接收电路中去了 。电感耦合也称磁场耦合。七、典型传导耦合的分析1.公共地阻抗耦合图中Us为干扰源电压，Rs为干扰源内阻，RL为干扰源回路的负载，Zst为干扰源回路的连接线阻抗，Rc1和Rc2是被干扰回路的内阻和负载，Zct是被干扰回路的连线阻抗。Zg为共地阻抗。在干扰源回路中，一般有RSZSTRLRg，因此可得到回路电流I1为：I1在共

9、地阻抗上引起干扰电压Ug为：共地阻抗的电压降Ug在接收回路中引起负载RC2上附加的干扰电压U：2.共电源耦合可见任一负载电路中产生干扰信号，都会通过电源内阻耦合传导到其他负载电路中，由上公式可见，如果R00，即电源无内阻，干扰就不会传导，事实上电源内阻不可能为零。八、电磁兼容的国际标准及国家标准有关电磁兼容的国际标准有很多，有美军标MIL/ANSIC/AIR、国际无线电干扰特别委员会（C.I.S.P.R）标准、美联邦标准FED/FCC、德国标准DIN/VDE、加掌大标准C、英国标准BS、ISO、CEN、IEC等，目前在中国通用的国家标准是GB/T 17626、GB9254和GB6833，它们与

10、国际电工委员会标准IEC 61000对应。九、EMC测试项目静电放电抗扰度试验考核设备的抗静电能力，对设备外壳、人手能够接触到的部位等施加静电干扰，考察设备能否正常工作。有相应的级别要求和试验方法。电快速瞬变脉冲群抗扰度试验考核设备的抗脉冲干扰能力，对设备电源施加有规律的脉冲干扰，考察设备能否正常工作。浪涌（冲击）抗扰度试验考察设备的抗浪涌能力，对设备电源施加高能量的脉冲干扰，考察设备能否正常工作。一般用于考核电源。辐射骚扰度试验考察设备的对外辐射干扰程度，在微波暗室里面采用标准的天线接收设备工作时的辐射信号。传导骚扰度试验考察设备的对外传导干扰程度，在屏蔽室里面采用标准的仪器接收设备工作时从

11、电源线传导出去的干扰信号。十、电磁兼容性措施设备的电磁兼容性设计包括如下步骤：1.元器件选择及电路设计2.滤波技术应用3.接地设计4.屏蔽技术应用5.电路布局和设备布局规划6.导线的分类和敷设7.元器件选择及电路设计电磁兼容的源头要做好元器件的选择及电路设计，因为元器件既是干扰源也是被干扰接收机，降低干扰源对外的电磁干扰幅度，和选择具有合适性价比的抗电磁干扰能力较强的元器件，是最有效的提高电磁兼容性能的办法。十一、滤波技术应用在电源中的干扰分为共模干扰和差模干扰两种，电源线的相线和地线间存在的干扰为共模干扰，如图中的U1；中线和地线间存在的干扰也有共模干扰，如U2；而在线相与中线之间存在的干扰

12、称为差模干扰，如U3。差模干扰电流在相线和中线中大小相等，相位相反。共模干扰在相线和中线中同时存在，大小相等，相位也相同。实际上，在电源线中往往同时存在共模和差模干扰，因此实用的电源滤波器是由共模滤波电路和差模滤波电路综合构成，如图所示：十二、接地设计接地原意指与真正的大地连接以提供雷击放电的通路，例如避雷针的一端埋入大地，后来成为电气设备和电力设施提供漏电保护的放电通路的技术措施。现在接地的含义已经延伸，它一般指连接到一个作为参考电位点（或面）的良导体的技术行为，其中的地不一定为实际的大地，而是泛指电路和系统的某部分金属导电板线，它可以作为系统中各电路任何电信号的公共电位参考点，理想的接地导

13、体是一个零电阻的实体，任何电流在接地导体中流过都不应该产生电压降，各接地点之间不应该存在电位，但是，如果接地不当就会引入电磁干扰。一般把电路按信号特性分成四类，分别接地，形成四个独立的接地系统，每个地系统可能采用不同的接地方式。第一类：是敏感信号和小信号地系统。包括低电平电路、弱信号检测电路、传感器输入电路、前级放大电路、混频器等，由于这些电路工作电平低，信号幅度弱小，特别容易受到干扰而失效或降级，因此它们的地线应避免混杂于其他电路中。第二类：是不敏感的信号和大信号电路的地线系统。它包括高电平电路、末级放大器、大功率电路等。因为在这些电路中工作电流都比较大，地线系统中的电流也比较大，因此必须和

14、小信号电路的地线分开设置，否则通过地线的耦合作用必然对小信号电路造成干扰，使电路不能正常工作。第三类：是干扰源设备地系统，它包括电动机、继电器、接触器等。由于这类元件在工作时产生火花或冲击电流往往对电子电路产生严重的干扰，除了要采取屏蔽隔离技术外，地线必须和电子电路分开设置。第四类：是金属构件地。它包括机壳、底板、机门、面板等。为了防止发生人身触电事故、雷击事故、外界电磁场的干扰以及磨擦产生静电等，必须将机壳等接地。十三、接地系统分类原理1.单点接地系统这种情况下，各设备（或各支路）的地电位仅与各自的地电流I及地线有关，不受其他电路影响，对防止各电路之间的干扰及地回路干扰是很有效的。特别是当电路频率较低、连接导线比较短的场合，经常采用这种接地方式。它的缺点是