電磁兼容培訓膠片（要求、試驗與概念）

1、楊繼深 2002年4月為什么要掌握電磁兼容技術因為：因為：n電子電路日益復雜，調試越來越難電子電路日益復雜，調試越來越難n電磁兼容標準強制實施電磁兼容標準強制實施n市場競爭日益激烈，開發(fā)周期越來越短市場競爭日益激烈，開發(fā)周期越來越短楊繼深 2002年4月實踐電磁兼容技術課程特點：課程特點：n注重物理概念和應用背景，避免空洞理論和復雜注重物理概念和應用背景，避免空洞理論和復雜公式公式n內容實用，立竿見影內容實用，立竿見影n培養(yǎng)解決電磁干擾的綜合能力（基本理論、分析培養(yǎng)解決電磁干擾的綜合能力（基本理論、分析方法、問題解決能力等）方法、問題解決能力等）楊繼深 2002年4月課程發(fā)展過程 1996年，

2、年，“ 電磁屏蔽技術電磁屏蔽技術 ”，半天半天課程，屏蔽技術課程，屏蔽技術 1997年，年， “ 如何滿足如何滿足GJB-151 ”，一天一天課程，屏蔽、濾波課程，屏蔽、濾波 1998年，年，“ 實踐電磁技術實踐電磁技術 ”，兩天兩天，屏蔽、濾波、接地、電，屏蔽、濾波、接地、電纜纜 1999年，年， “ 實踐電磁技術實踐電磁技術 ” 兩天兩天，屏蔽、濾波、接地、電，屏蔽、濾波、接地、電纜、纜、 線路板（減少了屏蔽內容）線路板（減少了屏蔽內容） 2001年，年， “實踐電磁技術實踐電磁技術 ” 兩天兩天，目前教材內容，目前教材內容 2002年，年， “實踐電磁技術實踐電磁技術 ” 三天三天，增加

3、試驗和診斷內容，增加試驗和診斷內容楊繼深 2002年4月課程內容n電磁兼容要求（標準）與試驗方法電磁兼容要求（標準）與試驗方法n地線造成的干擾問題與解決方法地線造成的干擾問題與解決方法n電磁屏蔽與搭接電磁屏蔽與搭接n電磁干擾濾波技術電磁干擾濾波技術n線路板設計線路板設計n電纜設計電纜設計n瞬態(tài)抑制技術瞬態(tài)抑制技術n電磁干擾問題診斷電磁干擾問題診斷楊繼深 2002年4月 通過學習本課程要達到： 對電磁兼容技術有全面的了解對電磁兼容技術有全面的了解 掌握常見干擾問題的診斷和解決方法掌握常見干擾問題的診斷和解決方法 （會自制（會自制簡單的試驗設備）簡單的試驗設備） 掌握接地、濾波、屏蔽等關鍵技術掌握

4、接地、濾波、屏蔽等關鍵技術 在產品電磁兼容設計方面有明確的思路在產品電磁兼容設計方面有明確的思路 使產品順利通過電磁兼容試驗使產品順利通過電磁兼容試驗 具備進一步學習的能力具備進一步學習的能力楊繼深 2002年4月第一章 基本概念n電磁干擾現(xiàn)象電磁干擾現(xiàn)象n電磁兼容標準電磁兼容標準n電磁兼容試驗設備電磁兼容試驗設備n頻域與時域頻域與時域n分貝的概念分貝的概念楊繼深 2002年4月電磁干擾現(xiàn)象開關電源數(shù)字脈沖電路數(shù)字視頻設備220AC楊繼深 2002年4月特殊的電磁兼容問題電磁信息發(fā)射干擾其它電子設備被別有用心的人接收，獲取信息楊繼深 2002年4月TEMPEST現(xiàn)象機密！機密！楊繼深 2002

5、年4月保密通信系統(tǒng)中的TEMPEST終端設備加密/解密發(fā)送/接收明文明文泄漏發(fā)射明文耦合進密文明文與密文一同發(fā)射楊繼深 2002年4月產生電磁干擾的條件1.突然變化的電壓或電流，即突然變化的電壓或電流，即dV/dt 或或 dI/dt 很大很大2.輻射天線或傳導導體輻射天線或傳導導體設計中，遇到電壓、電流的突然變化，需設計中，遇到電壓、電流的突然變化，需要考慮潛在的電磁干擾問題要考慮潛在的電磁干擾問題楊繼深 2002年4月常見干擾源雷電雷電NEMP脈沖電路脈沖電路ESD無線通信無線通信感性負載通斷感性負載通斷直流電機、變頻調速器直流電機、變頻調速器楊繼深 2002年4月基本天線結構環(huán)天線環(huán)天線

6、偶極天線偶極天線 縫隙天線縫隙天線 V楊繼深 2002年4月偶極天線的演變- - - - -+ + + +VV傳輸線傳輸線單極天線單極天線輻射很小輻射很小輻射同偶極輻射同偶極輻射高于單極輻射高于單極楊繼深 2002年4月常見的等效天線機箱機箱接地線接地線PCBVG主板主板電纜電纜子板子板筆記本筆記本PCB電纜電纜沒接地散熱片沒接地散熱片楊繼深 2002年4月電磁兼容標準分析環(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備受電磁分析設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準容標準保證各類電保證各類電子設備的正子設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)境境楊繼深 2002

7、年4月電磁兼容標準的內容 電磁兼容標準 干擾發(fā)射 敏 感 度 傳 導 輻 射 傳 導 輻 射電源線信號/控制線天線端口 電 場 磁 場 電源線/信號線 射頻 瞬態(tài)天線端口 電 場 磁 場 靜 電放電 楊繼深 2002年4月電磁兼容標準體系 基礎標準基礎標準 電磁兼容標準電磁兼容標準 通用標準通用標準 產品標準產品標準 被引用到被引用到被引用到被引用到楊繼深 2002年4月標準編號的識別國家或組織國家或組織 制訂單位制訂單位 標標 準準 編編 號號 IEC CISPR CISPR Pub. IEC TC77 IEC 歐共體CENELEC EN 美國FCC，DOD FCC Part , MIL-S

8、TD. 日本 VCCI VCCI 中國質量技術監(jiān)督局, 國防部門GB - GJB - 楊繼深 2002年4月典型電磁兼容試驗項目輻射發(fā)射（電場、磁場）輻射發(fā)射（電場、磁場）輻射抗擾度（電場、磁場）輻射抗擾度（電場、磁場）傳導發(fā)射（射頻發(fā)射、電源諧波）傳導發(fā)射（射頻發(fā)射、電源諧波）傳導抗擾度（射頻、電快速脈沖、浪涌）傳導抗擾度（射頻、電快速脈沖、浪涌）靜電放電（直接、感應）靜電放電（直接、感應）楊繼深 2002年4月電磁兼容試驗場地電磁發(fā)射試驗電磁發(fā)射試驗敏感度或抗擾度試驗：敏感度或抗擾度試驗：開闊場（民用標準）開闊場（民用標準）屏蔽暗室屏蔽暗室(半無反射室半無反射室)可在普通環(huán)境中，但可在普通

9、環(huán)境中，但是注意對周圍設備的是注意對周圍設備的影響影響楊繼深 2002年4月輻射發(fā)射測試EUT旋轉找最大面0.8m1 4m1、3、10、30 米屏蔽墻測試儀楊繼深 2002年4月開闊場地要求長長 軸軸 20 米米橢圓區(qū)內無金屬物體橢圓區(qū)內無金屬物體 金金 屬屬 地地 平平 面面短短 軸軸 17.32 米米天線與受試件距離天線與受試件距離 10 米米不同的天線在不同的天線在14米高度內變化，找出各種極化方向下的最強輻射值米高度內變化，找出各種極化方向下的最強輻射值受試件放在受試件放在0.8米高的木桌上米高的木桌上楊繼深 2002年4月開闊場實景楊繼深 2002年4月開闊場實景馬達驅動高度掃描天線

10、桿天 線EUT防雨棚轉轉 臺臺 和和 桌桌 子子金屬網(wǎng)地面橢 圓 區(qū) 內 沒 有 其 它 物 體楊繼深 2002年4月電磁屏蔽室電源濾波器通風板電纜接線板通風板楊繼深 2002年4月電磁兼容試驗室的結構帶風扇的通風板 主室輔助室2輔助室1可拆卸的濾波板或觀察窗射頻測試儀器柜電源濾波器屏蔽門刀口結構楊繼深 2002年4月半無反射室實景高度掃描天線桿高度掃描天線桿天線天線金屬地板金屬地板轉臺上的受試件轉臺上的受試件楊繼深 2002年4月測量電磁干擾的天線楊繼深 2002年4月 天線系數(shù)進行電壓與場強之間的轉換：進行電壓與場強之間的轉換：AF = E / VE = 電場強度，單位電場強度，單位V/m

11、V = 天線端口的電壓天線端口的電壓表征了天線的在電壓與場強之間的轉換效率。不表征了天線的在電壓與場強之間的轉換效率。不要與表征天線方向性的參數(shù)：天線增益相混淆要與表征天線方向性的參數(shù)：天線增益相混淆楊繼深 2002年4月抗擾度試驗楊繼深 2002年4月抗擾度的其它測試方法楊繼深 2002年4月磁場發(fā)射測試楊繼深 2002年4月磁場敏感度試驗楊繼深 2002年4月傳導發(fā)射測試楊繼深 2002年4月LISN或AMN楊繼深 2002年4月LISN的電路射頻輸出射頻輸出 射頻輸出射頻輸出注意瞬態(tài)高壓損壞儀器注意瞬態(tài)高壓損壞儀器楊繼深 2002年4月浪涌（模擬雷電干擾）試驗波形楊繼深 2002年4月浪

12、涌試驗裝置信號電纜用的耦信號電纜用的耦合解耦網(wǎng)絡合解耦網(wǎng)絡接電網(wǎng)接電網(wǎng)接輔助設備接輔助設備EUT與發(fā)生器或耦合器之與發(fā)生器或耦合器之間的電纜小于間的電纜小于2米米保護地線要能夠保護地線要能夠承受浪涌電流承受浪涌電流楊繼深 2002年4月浪涌試驗內容楊繼深 2002年4月 電快速脈沖（EFT或FTB）試驗波形雙指數(shù)脈沖雙指數(shù)脈沖15ms脈沖串脈沖串(5kHz)脈沖串間隔是脈沖串間隔是300ms楊繼深 2002年4月干擾注入方式電源電源脈沖輸入脈沖輸入受試件受試件電源線注入電源線注入信號線注入信號線注入耦合鉗，或在電纜上繞金屬箔，耦合鉗，或在電纜上繞金屬箔， 長度長度1米，產生大約米，產生大約10

13、0pf電容電容楊繼深 2002年4月電快脈沖試驗容性卡鉗距參考地100mm,輪流卡每根電纜EUT與參考地平面之間的距離大于100mm參考地平面的每個邊要超出EUT100mm并與大地相連EUT與發(fā)生器或卡鉗之間的電源線或信號線長度小于1米脈沖群信號源連輔助設備與端接楊繼深 2002年4月靜電放電放電電流放電電流 I楊繼深 2002年4月靜電槍電原理路人體模型電路人體模型電路接地端接地端放電端放電端放電開關放電開關放電槍核心放電槍核心楊繼深 2002年4月靜電放電試驗裝置水平耦合板水平耦合板1.6 0.8mEUT絕緣墊絕緣墊垂直耦合板垂直耦合板500mm正方形，距正方形，距EUT100mm直接對直

14、接對EUT放電放電垂直板間接放電絕緣桌絕緣桌參考地板 1m2邊沿比耦合板外延 500mm耦合板通過470k電阻接地對于落地設備，水平耦合板對于落地設備，水平耦合板=垂直耦合板，垂直耦合板，EUT放在放在100mm厚的絕緣板上厚的絕緣板上水平板間接放電楊繼深 2002年4月電源諧波交流輸入交流輸入 V輸入電壓輸入電壓 輸入電流輸入電流 1 3 5 7 9 11 13輸入電流諧波輸入電流諧波 V楊繼深 2002年4月非線性電流楊繼深 2002年4月諧波限制楊繼深 2002年4月電源諧波測量楊繼深 2002年4月諧波測量儀楊繼深 2002年4月自制諧波測量儀楊繼深 2002年4月分貝(dB) 的概念

15、分貝的定義：分貝數(shù)分貝的定義：分貝數(shù) 10lgP2P1P1、P2 是兩個功率數(shù)值，對于電流或電壓，定義如下：是兩個功率數(shù)值，對于電流或電壓，定義如下：電壓增益的分貝數(shù)電壓增益的分貝數(shù) 20lgV2V1電流增益的分貝數(shù)電流增益的分貝數(shù) 20lgI2I1楊繼深 2002年4月用分貝表示的物理量電壓：電壓：用用1V、1mV、1 V 為參考（例如：為參考（例如：1 V = 0dB V） 則單位為：則單位為：dBV、dBmV、dB V 等，等，電流：電流：用用1A、1mA、1 A 為參考，則：為參考，則：dBA、dBmA、dB A場強：場強：用用1V/m、1 V/m 為參考，則：為參考，則：dBV/m、dB V/m 等，等，功率：功率：用用1W、1mW 為參考，則：為參考，則：dBW、dBm等，等，楊繼深 2002年4月頻域分析時域波形頻譜分量付立葉級數(shù)(周期)付立葉變換(非周期)EMC分析更多是在頻域中進行，并且不分析更多是在頻域中進行，并且不考慮相位因素考慮相位因素。示波器觀察頻譜分析儀觀察楊繼深 2002