为什么要掌握电磁兼容技术.ppt
中国电子科技学术网 www.EMC,为什么要掌握电磁兼容技术,因为：电子电路日益复杂，调试越来越难电磁兼容标准强制实施市场竞争日益激烈，开发周期越来越短,中国电子科技学术网 www.EMC,实践电磁兼容技术,课程特点：注重物理概念和应用背景，避免空洞理论和复杂公式内容实用，立竿见影培养解决电磁干扰的综合能力（基本理论、分析方法、问题解决能力等）,中国电子科技学术网 www.EMC,课程内容,电磁兼容要求（标准）与试验方法地线造成的干扰问题与解决方法电磁屏蔽与搭接电磁干扰滤波技术线路板设计电缆设计瞬态抑制技术电磁干扰问题诊断,中国电子科技学术网 www.EMC,通过学习本课程要达到：,对电磁兼容技术有全面的了解掌握常见干扰问题的诊断和解决方法（会自制简单的试验设备）掌握接地、滤波、屏蔽等关键技术 在产品电磁兼容设计方面有明确的思路 使产品顺利通过电磁兼容试验 具备进一步学习的能力,中国电子科技学术网 www.EMC,第一章 基本概念,电磁干扰现象电磁兼容标准电磁兼容试验设备频域与时域分贝的概念,中国电子科技学术网 www.EMC,电磁干扰现象,开关电源,数字脉冲电路,数字视频设备,220AC,中国电子科技学术网 www.EMC,特殊的电磁兼容问题,电磁信息发射,干扰其它电子设备,被别有用心的人接收，获取信息,中国电子科技学术网 www.EMC,TEMPEST现象,机密！,机密！,中国电子科技学术网 www.EMC,保密通信系统中的TEMPEST,终端设备,加密/解密,发送/接收,明文,明文泄漏发射,明文耦合进密文,明文与密文一同发射,中国电子科技学术网 www.EMC,产生电磁干扰的条件,突然变化的电压或电流，即dV/dt 或 dI/dt 很大辐射天线或传导导体设计中，遇到电压、电流的突然变化，需要考虑潜在的电磁干扰问题,中国电子科技学术网 www.EMC,常见干扰源,雷电NEMP,脉冲电路,ESD,无线通信,感性负载通断,直流电机、变频调速器,中国电子科技学术网 www.EMC,基本天线结构,环天线 偶极天线 缝隙天线,V,中国电子科技学术网 www.EMC,偶极天线的演变,-,-,-,-,-,-,-,+,+,+,+,+,+,+,V,V,传输线,单极天线,辐射很小,辐射同偶极,辐射高于单极,中国电子科技学术网 www.EMC,常见的等效天线,机箱,接地线,PCB,VG,主板,电缆,子板,笔记本,PCB电缆,没接地散热片,中国电子科技学术网 www.EMC,电磁兼容标准,分析环境中的各种电磁干扰,分析设备受电磁干扰的机理,编成电磁兼容标准,保证各类电子设备的正常工作及良好的电磁环境,中国电子科技学术网 www.EMC,电磁兼容标准的内容,电磁兼容标准,干扰发射,敏 感 度,传 导,辐 射,传 导,辐 射,电源线,信号/控制线,天线端口,电 场,磁 场,电源线/信号线,射频,瞬态,天线端口,电 场,磁 场,静 电放电,中国电子科技学术网 www.EMC,电磁兼容标准体系,基础标准,电磁兼容标准,通用标准,产品标准,被引用到,被引用到,中国电子科技学术网 www.EMC,标准编号的识别,中国电子科技学术网 www.EMC,典型电磁兼容试验项目,辐射发射（电场、磁场）辐射抗扰度（电场、磁场）传导发射（射频发射、电源谐波）传导抗扰度（射频、电快速脉冲、浪涌）静电放电（直接、感应）,中国电子科技学术网 www.EMC,电磁兼容试验场地,电磁发射试验,敏感度或抗扰度试验：,开阔场（民用标准）,屏蔽暗室(半无反射室),可在普通环境中，但是注意对周围设备的影响,中国电子科技学术网 www.EMC,辐射发射测试,EUT,旋转找最大面,0.8m,1 4m,1、3、10、30 米,屏蔽墙,测试仪,中国电子科技学术网 www.EMC,开阔场地要求,长 轴 20 米,椭圆区内无金属物体,金 属 地 平 面,短 轴 17.32 米,天线与受试件距离 10 米,不同的天线在14米高度内变化，找出各种极化方向下的最强辐射值,受试件放在0.8米高的木桌上,中国电子科技学术网 www.EMC,开阔场实景,中国电子科技学术网 www.EMC,开阔场实景,中国电子科技学术网 www.EMC,电磁屏蔽室,中国电子科技学术网 www.EMC,电磁兼容试验室的结构,带风扇的通风板,主室,辅助室2,辅助室1,可拆卸的滤波板或观察窗,射频测试仪器柜,电源滤波器,屏蔽门刀口结构,中国电子科技学术网 www.EMC,半无反射室实景,中国电子科技学术网 www.EMC,测量电磁干扰的天线,中国电子科技学术网 www.EMC,天线系数,进行电压与场强之间的转换：AF=E/VE=电场强度，单位V/mV=天线端口的电压表征了天线的在电压与场强之间的转换效率。不要与表征天线方向性的参数：天线增益相混淆,中国电子科技学术网 www.EMC,抗扰度试验,中国电子科技学术网 www.EMC,抗扰度的其它测试方法,中国电子科技学术网 www.EMC,磁场发射测试,中国电子科技学术网 www.EMC,磁场敏感度试验,中国电子科技学术网 www.EMC,传导发射测试,中国电子科技学术网 www.EMC,LISN或AMN,中国电子科技学术网 www.EMC,LISN的电路,射频输出 射频输出,注意瞬态高压损坏仪器,中国电子科技学术网 www.EMC,浪涌（模拟雷电干扰）试验波形,中国电子科技学术网 www.EMC,浪涌试验装置,中国电子科技学术网 www.EMC,浪涌试验内容,中国电子科技学术网 www.EMC,电快速脉冲（EFT或FTB）试验波形,中国电子科技学术网 www.EMC,干扰注入方式,电源,脉冲输入,受试件,电源线注入,信号线注入,耦合钳，或在电缆上绕金属箔，长度1米，产生大约100pf电容,中国电子科技学术网 www.EMC,电快脉冲试验,中国电子科技学术网 www.EMC,静电放电,放电电流 I,中国电子科技学术网 www.EMC,静电枪电原理路,人体模型电路,接地端,放电端,放电开关,放电枪核心,中国电子科技学术网 www.EMC,静电放电试验装置,水平耦合板1.60.8m,EUT绝缘垫,垂直耦合板500mm正方形，距EUT100mm,直接对EUT放电,垂直板间接放电,绝缘桌,参考地板 1m2边沿比耦合板外延 500mm,耦合板通过470k电阻接地,对于落地设备，水平耦合板=垂直耦合板，EUT放在100mm厚的绝缘板上,水平板间接放电,中国电子科技学术网 www.EMC,电源谐波,交流输入,V,输入电压,输入电流,1 3 5 7 9 11 13,输入电流谐波,V,中国电子科技学术网 www.EMC,非线性电流,中国电子科技学术网 www.EMC,谐波限制,中国电子科技学术网 www.EMC,电源谐波测量,中国电子科技学术网 www.EMC,谐波测量仪,中国电子科技学术网 www.EMC,自制谐波测量仪,中国电子科技学术网 www.EMC,分贝(dB)的概念,分贝的定义：分贝数 10lg,P2,P1,P1、P2 是两个功率数值，对于电流或电压，定义如下：,电压增益的分贝数 20lg,V2,V1,电流增益的分贝数 20lg,I2,I1,中国电子科技学术网 www.EMC,用分贝表示的物理量,电压：用1V、1mV、1V 为参考（例如：1V=0dBV）则单位为：dBV、dBmV、dBV 等，,电流：用1A、1mA、1A 为参考，则：dBA、dBmA、dBA,场强：用1V/m、1V/m 为参考，则：dBV/m、dBV/m 等，,功率：用1W、1mW 为参考，则：dBW、dBm等，,中国电子科技学术网 www.EMC,频域分析,时域波形,频谱分量,付立叶级数(周期),付立叶变换(非周期),EMC分析更多是在频域中进行，并且不考虑相位因素。,示波器观察,频谱分析仪观察,中国电子科技学术网 www.EMC,频谱分析仪,幅度,频率,扫描速率（时间）,分辨带宽,频率范围,中国电子科技学术网 www.EMC,脉冲信号的频谱,T,1/d,1/tr,d,tr,谐波幅度（电压或电流）,频率（对数）,-20dB/dec,-40dB/dec,A,V(or I)=2A(d+tr)/TV(or I)=0.64A/TfV(or I)=0.2A/Ttrf2,中国电子科技学术网 www.EMC,电磁兼容的工程方法,1 测试修改法 2 系统设计法,可采取的措施,电路结构封装 屏蔽 滤波 软件,成本,措施,概念 设计 产品 市场,阶段,
