電磁兼容概述

1、126.1 6.1 引言引言 6.2 6.2 基本概念基本概念6.3 6.3 電磁兼容的常用單位電磁兼容的常用單位6.4 6.4 電磁騷擾源電磁騷擾源 36.1 6.1 引言引言 6.2 6.2 基本概念基本概念6.3 6.3 電磁兼容的常用單位電磁兼容的常用單位6.4 6.4 電磁騷擾源電磁騷擾源 46.1.1 6.1.1 電磁干擾的危害電磁干擾的危害使設(shè)備的性能降低，干擾設(shè)備的正常工作使設(shè)備的性能降低，干擾設(shè)備的正常工作對設(shè)備造成損害對設(shè)備造成損害可能影響人體健康可能影響人體健康造成人員傷亡。造成人員傷亡。如無線電干擾造成如無線電干擾造成飛機導(dǎo)航系統(tǒng)故障。飛機導(dǎo)航系統(tǒng)故障。如微波爐、手機電

2、磁如微波爐、手機電磁輻射對人體的影響。輻射對人體的影響。如靜電放電、如靜電放電、射頻輻射。射頻輻射。如感應(yīng)雷、如感應(yīng)雷、直擊雷。直擊雷。5按照標(biāo)準(zhǔn)，進行電磁兼容認(rèn)證測試的必要性按照標(biāo)準(zhǔn)，進行電磁兼容認(rèn)證測試的必要性v保證電磁環(huán)境滿足社會發(fā)展的需要保證電磁環(huán)境滿足社會發(fā)展的需要人們比以往重視電磁輻射對人體的影響人們比以往重視電磁輻射對人體的影響電磁頻譜有限，需求日益增加電磁頻譜有限，需求日益增加為電子產(chǎn)品可靠的工作提供保證為電子產(chǎn)品可靠的工作提供保證6.1.2 6.1.2 電磁兼容認(rèn)證電磁兼容認(rèn)證需要設(shè)備具有需要設(shè)備具有一定的抗干擾一定的抗干擾能力能力需要限制設(shè)備的需要限制設(shè)備的電磁干擾發(fā)射電磁

3、干擾發(fā)射v保證產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，可以正常工作保證產(chǎn)品在規(guī)定的條件下，可以正常工作6電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)分析環(huán)境中的各分析環(huán)境中的各種電磁干擾種電磁干擾分析設(shè)備受電磁分析設(shè)備受電磁干擾的機理干擾的機理編成電磁兼編成電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)容標(biāo)準(zhǔn)保證各類電保證各類電子設(shè)備的正子設(shè)備的正常工作及良常工作及良好的電磁環(huán)好的電磁環(huán)境境6.1.2 6.1.2 電磁兼容認(rèn)證電磁兼容認(rèn)證7電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)干擾發(fā)射干擾發(fā)射敏感度敏感度傳導(dǎo)傳導(dǎo)輻射輻射傳導(dǎo)傳導(dǎo)輻射輻射電源線電源線信號信號/ /控制線控制線天線端口天線端口電場電場磁場磁場電源電源/ /信號線信號線射頻射頻瞬態(tài)瞬態(tài)天線端口天線端口電場電場磁場磁場靜

4、電放電靜電放電 6.1.2 6.1.2 電磁兼容認(rèn)證電磁兼容認(rèn)證電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的范圍電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的范圍8電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn) 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn) 通用標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 被引用到被引用到被引用到被引用到6.1.2 6.1.2 電磁兼容認(rèn)證電磁兼容認(rèn)證不涉及產(chǎn)品，僅就現(xiàn)象、環(huán)境、試驗不涉及產(chǎn)品，僅就現(xiàn)象、環(huán)境、試驗方法、試驗設(shè)備等給出定義及詳細(xì)描方法、試驗設(shè)備等給出定義及詳細(xì)描述。如述。如GB4365 GB4365 電磁兼容術(shù)語電磁兼容術(shù)語。給通用環(huán)境中所有產(chǎn)品提出最低給通用環(huán)境中所有產(chǎn)品提出最低的電磁兼容要求。如的電磁兼容要求。如GB/T17799

5、.1GB/T17799.1電磁兼容電磁兼容 通用標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)準(zhǔn) 工業(yè)環(huán)境工業(yè)環(huán)境中的抗擾度試驗中的抗擾度試驗。給特定產(chǎn)品制定的電磁兼給特定產(chǎn)品制定的電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)。如容測試標(biāo)準(zhǔn)。如GB9254GB9254信息技術(shù)設(shè)備的無線電信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測量方法騷擾限值和測量方法。9標(biāo)準(zhǔn)編號的識別標(biāo)準(zhǔn)編號的識別6.1.2 6.1.2 電磁兼容認(rèn)證電磁兼容認(rèn)證國家或組織國家或組織 制訂單位制訂單位 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 編編 號號 IEC CISPR CISPR Pub. IEC TC77 IEC 歐共體歐共體 CENELEC EN 美國美國 FCC FCC Part , MIL-STD. 日本日本 VC

6、CI VCCI 中國中國質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局局, 國防部門國防部門 GB - GJB - 10典型電磁兼容試驗項目典型電磁兼容試驗項目 輻射抗擾度（電磁場）輻射抗擾度（電磁場） 靜電放電（接觸放電、空氣放電、間接放電）靜電放電（接觸放電、空氣放電、間接放電） 傳導(dǎo)抗擾度（射頻場感應(yīng)、電快速脈沖、浪傳導(dǎo)抗擾度（射頻場感應(yīng)、電快速脈沖、浪涌，脈沖磁場、工頻磁場、電壓暫降和短時涌，脈沖磁場、工頻磁場、電壓暫降和短時中斷）中斷）6.1.2 6.1.2 電磁兼容認(rèn)證電磁兼容認(rèn)證n輻射發(fā)射（電磁場）輻射發(fā)射（電磁場）n傳導(dǎo)發(fā)射（騷擾電壓、騷擾功率、電源諧波）傳導(dǎo)發(fā)射（騷擾電壓、騷擾功率、電源諧波）發(fā)

7、射測試發(fā)射測試抗擾度測試抗擾度測試11主要國家地區(qū)的電磁兼容認(rèn)證主要國家地區(qū)的電磁兼容認(rèn)證v美國美國FCCFCC認(rèn)證認(rèn)證v歐盟歐盟CECE認(rèn)證認(rèn)證v中國中國CCCCCC認(rèn)證認(rèn)證v日本日本VCCIVCCI認(rèn)證認(rèn)證v德國德國VDEVDE認(rèn)證認(rèn)證6.1.2 6.1.2 電磁兼容認(rèn)證電磁兼容認(rèn)證123C3C認(rèn)證介紹認(rèn)證介紹v國家對強制性產(chǎn)品認(rèn)證使用統(tǒng)一的標(biāo)志。新的國國家對強制性產(chǎn)品認(rèn)證使用統(tǒng)一的標(biāo)志。新的國家強制性認(rèn)證標(biāo)志名稱為家強制性認(rèn)證標(biāo)志名稱為“中國強制認(rèn)證中國強制認(rèn)證”，英，英文名稱為文名稱為“China Compulsory Certification”China Compulsory Ce

8、rtification”，英文縮寫可簡稱為英文縮寫可簡稱為“3C”3C”標(biāo)志。標(biāo)志。v20022002年年5 5月月1 1日起實施日起實施 v20032003年年8 8月月1 1日起，對列入目錄的產(chǎn)品，凡未獲得日起，對列入目錄的產(chǎn)品，凡未獲得強制性產(chǎn)品認(rèn)證證書和未加施強制性產(chǎn)品認(rèn)證證書和未加施CCCCCC強制性認(rèn)證標(biāo)強制性認(rèn)證標(biāo)志的產(chǎn)品，不得出廠、進口和銷售。志的產(chǎn)品，不得出廠、進口和銷售。 133C3C認(rèn)證標(biāo)志認(rèn)證標(biāo)志14第一批實施強制性產(chǎn)品認(rèn)證的產(chǎn)品目錄第一批實施強制性產(chǎn)品認(rèn)證的產(chǎn)品目錄 第一批實施強制性認(rèn)證的產(chǎn)品目錄包括第一批實施強制性認(rèn)證的產(chǎn)品目錄包括1919類，類，132132種產(chǎn)品

9、。種產(chǎn)品。1919類產(chǎn)品包括：類產(chǎn)品包括：1.1.電線電纜；電線電纜；2.2.電路開關(guān)及電路開關(guān)及保護或連接用電器裝置；保護或連接用電器裝置；3.3.低壓電器；低壓電器；4.4.小功率電動小功率電動機；機；5.5.電動工具；電動工具；6.6.電焊機；電焊機；7.7.家用和類似用途設(shè)備；家用和類似用途設(shè)備；8.8.音視頻設(shè)備；音視頻設(shè)備；9.9.信號技術(shù)設(shè)備；信號技術(shù)設(shè)備；10.10.照明設(shè)備；照明設(shè)備；11.11.電信終端設(shè)備；電信終端設(shè)備；12.12.機動車輛及安全附件；機動車輛及安全附件；13.13.機動車機動車輛輪胎；輛輪胎；14.14.安全玻璃；安全玻璃；15.15.農(nóng)機產(chǎn)品；農(nóng)機產(chǎn)品

10、；16.16.乳膠制品；乳膠制品；17.17.醫(yī)療器械產(chǎn)品；醫(yī)療器械產(chǎn)品；18.18.消防產(chǎn)品；消防產(chǎn)品；19.19.安全技術(shù)防范產(chǎn)安全技術(shù)防范產(chǎn)品，其中一部分產(chǎn)品涉及電磁兼容認(rèn)證。品，其中一部分產(chǎn)品涉及電磁兼容認(rèn)證。15歐盟歐盟北美北美韓國韓國臺灣臺灣日本日本16澳大利亞、新西蘭澳大利亞、新西蘭176.1 6.1 引言引言 6.2 6.2 基本概念基本概念6.3 6.3 電磁兼容的常用單位電磁兼容的常用單位6.4 6.4 電磁騷擾源電磁騷擾源 186.2.1 電磁兼容的三要素電磁兼容的三要素 電磁騷擾源、傳輸途徑（耦合途徑）和敏感設(shè)備電磁騷擾源、傳輸途徑（耦合途徑）和敏感設(shè)備騷擾源騷擾源（N

11、）耦合途徑耦合途徑 （T）敏感設(shè)備敏感設(shè)備 （R）電磁騷擾電磁騷擾電磁干擾電磁干擾RTN其中：其中：R表示接受器的敏感性表示接受器的敏感性; ; N表示源；表示源；T表示電磁能量的耦合。表示電磁能量的耦合。19產(chǎn)生電磁干擾的條件產(chǎn)生電磁干擾的條件v要有產(chǎn)生電磁能量的物體或現(xiàn)象要有產(chǎn)生電磁能量的物體或現(xiàn)象v要有受害設(shè)備要有受害設(shè)備v要有干擾能量的傳播途徑要有干擾能量的傳播途徑20電磁騷擾電磁騷擾6.2.2 6.2.2 電磁兼容常用術(shù)語電磁兼容常用術(shù)語電磁干擾電磁干擾傳導(dǎo)騷擾傳導(dǎo)騷擾輻射騷擾輻射騷擾抗擾度電平抗擾度電平抗擾度限值抗擾度限值21電磁騷擾電磁騷擾/ /電磁干擾電磁干擾v電磁騷擾電磁騷擾

12、 electromagnetic disturbance:electromagnetic disturbance:任何可任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。注：電或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。注：電磁騷擾可能是電磁噪聲、無用信號或傳播媒介自磁騷擾可能是電磁噪聲、無用信號或傳播媒介自身的變化。身的變化。v電磁干擾電磁干擾 electromagnetic interferenceelectromagnetic interference（EMIEMI）: :電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)電磁騷擾引起的

13、設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。性能的下降。22抗擾性抗擾性v（對騷擾的）抗擾性（對騷擾的）抗擾性 immunity immunity （to a to a disturbancedisturbance）：裝置、設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾）：裝置、設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾不降低運行性能的能力。不降低運行性能的能力。v（電磁）敏感性（電磁）敏感性（electromagnetic) electromagnetic) susceptibilitysusceptibility：在存在電磁騷擾的情況下，裝：在存在電磁騷擾的情況下，裝置、設(shè)備或系統(tǒng)不能避免性能降低的能力。注：置、設(shè)備或系統(tǒng)不能避免性能降低的能力

14、。注：敏感性高，抗擾性低。敏感性高，抗擾性低。 23限值限值v騷擾限值（允許值）騷擾限值（允許值） limit of disturbance：對應(yīng)于規(guī)定測量方法的最大：對應(yīng)于規(guī)定測量方法的最大電磁騷擾允許電平。電磁騷擾允許電平。v干擾限值（允許值）干擾限值（允許值） limit of interference：電磁騷擾使裝置、設(shè)備或系：電磁騷擾使裝置、設(shè)備或系統(tǒng)最大允許的性能降低。統(tǒng)最大允許的性能降低。24v（電磁）兼容裕量（電磁）兼容裕量（electromagneticelectromagnetic） compatibility margincompatibility margin：裝置、設(shè)

15、備或系統(tǒng)的：裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的抗擾性電平與騷擾源的發(fā)射限值之間的差值?？箶_性電平與騷擾源的發(fā)射限值之間的差值。v（電磁）兼容電平（電磁）兼容電平（electromagneticelectromagnetic） compatibility levelcompatibility level：預(yù)期加在工作于指定：預(yù)期加在工作于指定條件的裝置、設(shè)備或系統(tǒng)上的規(guī)定的最大電磁條件的裝置、設(shè)備或系統(tǒng)上的規(guī)定的最大電磁騷擾電平。注：實際上電磁兼容電平并非絕對騷擾電平。注：實際上電磁兼容電平并非絕對最大值，而可能以小概率超出。最大值，而可能以小概率超出。25266.1 6.1 引言引言 6.2 6.2 基本概念

16、基本概念6.3 6.3 電磁兼容的常用單位電磁兼容的常用單位6.4 6.4 電磁騷擾源電磁騷擾源 27電磁兼容領(lǐng)域常用單位電磁兼容領(lǐng)域常用單位分貝分貝功率：功率：dBm電壓：電壓：dB 場強：場強：dB 分貝是兩個功率的比值的對數(shù)，英文縮寫為分貝是兩個功率的比值的對數(shù)，英文縮寫為dBdB： 由于在由于在EMCEMC中，干擾的幅度范圍和頻率范圍都很寬，中，干擾的幅度范圍和頻率范圍都很寬，電磁兼容中使用分貝數(shù)的好處是，可以用較小的坐標(biāo)可電磁兼容中使用分貝數(shù)的好處是，可以用較小的坐標(biāo)可以描述很寬的范圍，因此用分貝描述更加方便。以描述很寬的范圍，因此用分貝描述更加方便。常用單位：常用單位：28電壓和電

17、流使用分貝時，定義如下：電壓和電流使用分貝時，定義如下：注：這些定義的基礎(chǔ)是必須在相同的阻抗上測量。注：這些定義的基礎(chǔ)是必須在相同的阻抗上測量。29 也可以用分貝來表示功率、電壓和電流也可以用分貝來表示功率、電壓和電流等物理量的絕對數(shù)值，表示這個物理量相對于某等物理量的絕對數(shù)值，表示這個物理量相對于某一個參考數(shù)值的分貝數(shù)。一個參考數(shù)值的分貝數(shù)。(1) (1) 功率功率一般功率以一般功率以1W1W、1mW1mW或或W W作為參考，則其單位為作為參考，則其單位為dBWdBW、dBmWdBmW和和dBWdBW：30（2 2）電壓電壓0dB=0dB=120dB120dBV V一般電壓以一般電壓以1V1

18、V、1mV 1mV 或或V V 作為參考，則其單位作為參考，則其單位為為dBVdBV、dBmV dBmV 和和dBVdBV：31(3) (3) 電流電流AIImAIIAIIAmAmA1lg201lg201lg20dBAAdBAdB一般電流一般電流I I以以1A1A、1mA1mA或或A A作為參考，則其單位為作為參考，則其單位為dBAdBA、dBmAdBmA和和dBAdBA：32接收機讀數(shù)接收機讀數(shù)dBdB與與dBmdBm之間的關(guān)系之間的關(guān)系RVP2式中式中 P P 功率，功率，W W； V V 降在電阻降在電阻R R上的電壓，上的電壓，V V； R R 電阻，電阻，。 若令若令R R =50

19、, =50 ,將上式取分貝：將上式取分貝：1lg10120dB30dBdBmRVPdBVVP1073099.16120dBdBdBm33接收機讀數(shù)接收機讀數(shù)dBdB與與dBmdBm之間的關(guān)系之間的關(guān)系107VdBdBmWVP(dBV(dBVm)m)P(dBm)P(dBm)107(dB)107(dB)K(dB)K(dB)L(dB)L(dB) 工程上用得最多的一個公式工程上用得最多的一個公式: :式中：式中：(dBV(dBVm) m) 接收天線口面處的電場強度接收天線口面處的電場強度 P(dBm) P(dBm) 接收機讀數(shù)接收機讀數(shù)( (接收機負(fù)載所消耗的功率接收機負(fù)載所消耗的功率) ) K(dB

20、) K(dB) 接收天線的天線因子接收天線的天線因子 L(dB) L(dB) 接收天線與接收機之間電纜的損耗接收天線與接收機之間電纜的損耗34線性值與分貝值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為：線性值與分貝值之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系為： V1VU20dBUV)(lg)( A1AI20dBIA)(lg)(mV1mVE20dBEmV/)/(lg)(/mA1mAH20dBHmA/)/(lg)(/ W1WP10dBPW)(lg)(35 等式右邊分子為物理量的線性值，分母等式右邊分子為物理量的線性值，分母為基準(zhǔn)值。分子分母的單位應(yīng)保持一致，為基準(zhǔn)值。分子分母的單位應(yīng)保持一致，并且等式左邊的單位與其保持對應(yīng)。并且等式左邊的單位與其保持

21、對應(yīng)。 1W= 0dBmW 1V= dBV=dBmV= dBV dBW= 30060120366.1 6.1 引言引言 6.2 6.2 基本概念基本概念6.3 6.3 電磁兼容的常用單位電磁兼容的常用單位6.4 6.4 電磁騷擾源電磁騷擾源 376.4.1 6.4.1 電磁騷擾源及其特性電磁騷擾源及其特性電磁騷擾：任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能電磁騷擾：任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或?qū)τ猩驘o生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電降低或?qū)τ猩驘o生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。是客觀存在的一種物理現(xiàn)象。磁現(xiàn)象。是客觀存在的一種物理現(xiàn)象。騷擾源的特性：騷擾源的特性： 電磁騷擾可能是電磁噪聲、無用

22、信號或傳播媒介自身電磁騷擾可能是電磁噪聲、無用信號或傳播媒介自身的變化。的變化。 電磁騷擾產(chǎn)生的根本原因是導(dǎo)體中有電壓或電流的變電磁騷擾產(chǎn)生的根本原因是導(dǎo)體中有電壓或電流的變化，即較大的化，即較大的dV/dtdV/dt或或dI/dtdI/dt。 具有非理想特性具有非理想特性( (源的頻域、時域特性以及源的幾何源的頻域、時域特性以及源的幾何參數(shù)很復(fù)雜參數(shù)很復(fù)雜) ) 具有很寬的頻帶，例如，從具有很寬的頻帶，例如，從10kHz10kHz至至1000MHz1000MHz。38常見騷擾源常見騷擾源雷電雷電NEMP脈沖電路脈沖電路ESD無線通信無線通信感性負(fù)載通斷感性負(fù)載通斷直流電機、變頻調(diào)速器直流電機

23、、變頻調(diào)速器396.4.2 6.4.2 按頻率分類按頻率分類音頻、甚低頻、低頻、中頻、高頻、甚音頻、甚低頻、低頻、中頻、高頻、甚高頻、特高頻、超高頻和極高頻高頻、特高頻、超高頻和極高頻 按波形分類按波形分類連續(xù)波、周期脈沖波和非周期波連續(xù)波、周期脈沖波和非周期波 按來源分類按來源分類自然干擾源和人為干擾源自然干擾源和人為干擾源40 按電磁耦合途徑分類按電磁耦合途徑分類傳導(dǎo)騷擾源和輻射騷擾源傳導(dǎo)騷擾源和輻射騷擾源 按測量接收機的帶寬分類按測量接收機的帶寬分類窄帶騷擾源和寬帶騷擾源窄帶騷擾源和寬帶騷擾源 按實施騷擾者的主觀意向分類按實施騷擾者的主觀意向分類有意騷擾源和無意騷擾源有意騷擾源和無意騷擾源41宇宙騷擾，包括來自銀河系的噪聲宇宙騷擾，包括來自銀河系的噪聲 和來自太陽系的噪聲和來自太陽系的噪聲 大氣騷擾來自大氣層，如雷電、電離大氣騷擾來自大氣層，如雷電、電離 層變層變動等動等沖擊浪涌抗擾度沖擊