電磁兼容培訓(xùn)膠片（要求、試驗(yàn)與概念）

1、楊繼深 2002年4月為什么要掌握電磁兼容技術(shù)因?yàn)椋阂驗(yàn)椋簄電子電路日益復(fù)雜，調(diào)試越來(lái)越難電子電路日益復(fù)雜，調(diào)試越來(lái)越難n電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制實(shí)施電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制實(shí)施n市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短楊繼深 2002年4月實(shí)踐電磁兼容技術(shù)課程特點(diǎn)：課程特點(diǎn)：n注重物理概念和應(yīng)用背景，避免空洞理論和復(fù)雜注重物理概念和應(yīng)用背景，避免空洞理論和復(fù)雜公式公式n內(nèi)容實(shí)用，立竿見(jiàn)影內(nèi)容實(shí)用，立竿見(jiàn)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(wèn)題解決能力等）方法、問(wèn)題解決能力等）楊繼深 2002年4月課程發(fā)展過(guò)程 1996年，

2、年，“ 電磁屏蔽技術(shù)電磁屏蔽技術(shù) ”，半天半天課程，屏蔽技術(shù)課程，屏蔽技術(shù) 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(shí)踐電磁技術(shù)實(shí)踐電磁技術(shù) ”，兩天兩天，屏蔽、濾波、接地、電，屏蔽、濾波、接地、電纜纜 1999年，年， “ 實(shí)踐電磁技術(shù)實(shí)踐電磁技術(shù) ” 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(nèi)容）線路板（減少了屏蔽內(nèi)容） 2001年，年， “實(shí)踐電磁技術(shù)實(shí)踐電磁技術(shù) ” 兩天兩天，目前教材內(nèi)容，目前教材內(nèi)容 2002年，年， “實(shí)踐電磁技術(shù)實(shí)踐電磁技術(shù) ” 三天三天，增加

3、試驗(yàn)和診斷內(nèi)容，增加試驗(yàn)和診斷內(nèi)容楊繼深 2002年4月課程內(nèi)容n電磁兼容要求（標(biāo)準(zhǔn)）與試驗(yàn)方法電磁兼容要求（標(biāo)準(zhǔn)）與試驗(yàn)方法n地線造成的干擾問(wèn)題與解決方法地線造成的干擾問(wèn)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(shù)電磁干擾濾波技術(shù)n線路板設(shè)計(jì)線路板設(shè)計(jì)n電纜設(shè)計(jì)電纜設(shè)計(jì)n瞬態(tài)抑制技術(shù)瞬態(tài)抑制技術(shù)n電磁干擾問(wèn)題診斷電磁干擾問(wèn)題診斷楊繼深 2002年4月 通過(guò)學(xué)習(xí)本課程要達(dá)到： 對(duì)電磁兼容技術(shù)有全面的了解對(duì)電磁兼容技術(shù)有全面的了解 掌握常見(jiàn)干擾問(wèn)題的診斷和解決方法掌握常見(jiàn)干擾問(wèn)題的診斷和解決方法 （會(huì)自制（會(huì)自制簡(jiǎn)單的試驗(yàn)設(shè)備）簡(jiǎn)單的試驗(yàn)設(shè)備） 掌握接地、濾波、屏蔽等關(guān)鍵技術(shù)掌握

4、接地、濾波、屏蔽等關(guān)鍵技術(shù) 在產(chǎn)品電磁兼容設(shè)計(jì)方面有明確的思路在產(chǎn)品電磁兼容設(shè)計(jì)方面有明確的思路 使產(chǎn)品順利通過(guò)電磁兼容試驗(yàn)使產(chǎn)品順利通過(guò)電磁兼容試驗(yàn) 具備進(jìn)一步學(xué)習(xí)的能力具備進(jìn)一步學(xué)習(xí)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(biāo)準(zhǔn)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)n電磁兼容試驗(yàn)設(shè)備電磁兼容試驗(yàn)設(shè)備n頻域與時(shí)域頻域與時(shí)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(kāi)關(guān)電源數(shù)字脈沖電路數(shù)字視頻設(shè)備220AC楊繼深 2002年4月特殊的電磁兼容問(wèn)題電磁信息發(fā)射干擾其它電子設(shè)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(jī)密！機(jī)密！楊繼深 2002

5、年4月保密通信系統(tǒng)中的TEMPEST終端設(shè)備加密/解密發(fā)送/接收明文明文泄漏發(fā)射明文耦合進(jìn)密文明文與密文一同發(fā)射楊繼深 2002年4月產(chǎn)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(dǎo)導(dǎo)體輻射天線或傳導(dǎo)導(dǎo)體設(shè)計(jì)中，遇到電壓、電流的突然變化，需設(shè)計(jì)中，遇到電壓、電流的突然變化，需要考慮潛在的電磁干擾問(wèn)題要考慮潛在的電磁干擾問(wèn)題楊繼深 2002年4月常見(jiàn)干擾源雷電雷電NEMP脈沖電路脈沖電路ESD無(wú)線通信無(wú)線通信感性負(fù)載通斷感性負(fù)載通斷直流電機(jī)、變頻調(diào)速器直流電機(jī)、變頻調(diào)速器楊繼深 2002年4月基本天線結(jié)構(gòu)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(jiàn)的等效天線機(jī)箱機(jī)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(méi)接地散熱片沒(méi)接地散熱片楊繼深 2002年4月電磁兼容標(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(jī)理干擾的機(jī)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)境境楊繼深 2002

7、年4月電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn) 干擾發(fā)射 敏 感 度 傳 導(dǎo) 輻 射 傳 導(dǎo) 輻 射電源線信號(hào)/控制線天線端口 電 場(chǎng) 磁 場(chǎng) 電源線/信號(hào)線 射頻 瞬態(tài)天線端口 電 場(chǎng) 磁 場(chǎng) 靜 電放電 楊繼深 2002年4月電磁兼容標(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楊繼深 2002年4月標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)的識(shí)別國(guó)家或組織國(guó)家或組織 制訂單位制訂單位 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 編編 號(hào)號(hào) IEC CISPR CISPR Pub. IEC TC77 IEC 歐共體CENELEC EN 美國(guó)FCC，DOD FCC Part , MIL-S

8、TD. 日本 VCCI VCCI 中國(guó)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局, 國(guó)防部門(mén)GB - GJB - 楊繼深 2002年4月典型電磁兼容試驗(yàn)項(xiàng)目輻射發(fā)射（電場(chǎng)、磁場(chǎng)）輻射發(fā)射（電場(chǎng)、磁場(chǎng)）輻射抗擾度（電場(chǎng)、磁場(chǎng)）輻射抗擾度（電場(chǎng)、磁場(chǎng)）傳導(dǎo)發(fā)射（射頻發(fā)射、電源諧波）傳導(dǎo)發(fā)射（射頻發(fā)射、電源諧波）傳導(dǎo)抗擾度（射頻、電快速脈沖、浪涌）傳導(dǎo)抗擾度（射頻、電快速脈沖、浪涌）靜電放電（直接、感應(yīng)）靜電放電（直接、感應(yīng)）楊繼深 2002年4月電磁兼容試驗(yàn)場(chǎng)地電磁發(fā)射試驗(yàn)電磁發(fā)射試驗(yàn)敏感度或抗擾度試驗(yàn)：敏感度或抗擾度試驗(yàn)：開(kāi)闊場(chǎng)（民用標(biāo)準(zhǔn)）開(kāi)闊場(chǎng)（民用標(biāo)準(zhǔn)）屏蔽暗室屏蔽暗室(半無(wú)反射室半無(wú)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(duì)周圍設(shè)備的是注意對(duì)周圍設(shè)備的影響影響楊繼深 2002年4月輻射發(fā)射測(cè)試EUT旋轉(zhuǎn)找最大面0.8m1 4m1、3、10、30 米屏蔽墻測(cè)試儀楊繼深 2002年4月開(kāi)闊場(chǎng)地要求長(zhǎng)長(zhǎng) 軸軸 20 米米橢圓區(qū)內(nèi)無(wú)金屬物體橢圓區(qū)內(nèi)無(wú)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(nèi)變化，找出各種極化方向下的最強(qiáng)輻射值米高度內(nèi)變化，找出各種極化方向下的最強(qiáng)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(kāi)闊場(chǎng)實(shí)景楊繼深 2002年4月開(kāi)闊場(chǎng)實(shí)景馬達(dá)驅(qū)動(dòng)高度掃描天線

10、桿天 線EUT防雨棚轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 臺(tái)臺(tái) 和和 桌桌 子子金屬網(wǎng)地面橢 圓 區(qū) 內(nèi) 沒(méi) 有 其 它 物 體楊繼深 2002年4月電磁屏蔽室電源濾波器通風(fēng)板電纜接線板通風(fēng)板楊繼深 2002年4月電磁兼容試驗(yàn)室的結(jié)構(gòu)帶風(fēng)扇的通風(fēng)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(cè)試儀器柜電源濾波器屏蔽門(mén)刀口結(jié)構(gòu)楊繼深 2002年4月半無(wú)反射室實(shí)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(zhuǎn)臺(tái)上的受試件轉(zhuǎn)臺(tái)上的受試件楊繼深 2002年4月測(cè)量電磁干擾的天線楊繼深 2002年4月 天線系數(shù)進(jìn)行電壓與場(chǎng)強(qiáng)之間的轉(zhuǎn)換：進(jìn)行電壓與場(chǎng)強(qiáng)之間的轉(zhuǎn)換：AF = E / VE = 電場(chǎng)強(qiáng)度，單位電場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)強(qiáng)之間的轉(zhuǎn)換效率。不表征了天線的在電壓與場(chǎng)強(qiáng)之間的轉(zhuǎn)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(yàn)楊繼深 2002年4月抗擾度的其它測(cè)試方法楊繼深 2002年4月磁場(chǎng)發(fā)射測(cè)試楊繼深 2002年4月磁場(chǎng)敏感度試驗(yàn)楊繼深 2002年4月傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)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(yàn)波形楊繼深 2002年4月浪

12、涌試驗(yàn)裝置信號(hào)電纜用的耦信號(hào)電纜用的耦合解耦網(wǎng)絡(luò)合解耦網(wǎng)絡(luò)接電網(wǎng)接電網(wǎng)接輔助設(shè)備接輔助設(shè)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(hù)地線要能夠保護(hù)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(yàn)內(nèi)容楊繼深 2002年4月 電快速脈沖（EFT或FTB）試驗(yàn)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(hào)線注入信號(hào)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(zhǎng)度長(zhǎng)度1米，產(chǎn)生大約米，產(chǎn)生大約10

13、0pf電容電容楊繼深 2002年4月電快脈沖試驗(yàn)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(gè)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(hào)線長(zhǎng)度小于1米脈沖群信號(hào)源連輔助設(shè)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(kāi)關(guān)放電開(kāi)關(guān)放電槍核心放電槍核心楊繼深 2002年4月靜電放電試驗(yàn)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(duì)直

14、接對(duì)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(guò)470k電阻接地對(duì)于落地設(shè)備，水平耦合板對(duì)于落地設(shè)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(cè)量楊繼深 2002年4月諧波測(cè)量?jī)x楊繼深 2002年4月自制諧波測(cè)量?jī)x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(gè)功率數(shù)值，對(duì)于電流或電壓，定義如下：是兩個(gè)功率數(shù)值，對(duì)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(chǎng)強(qiáng)：場(chǎng)強(qiáng)：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(shí)域波形頻譜分量付立葉級(jí)數(shù)(周期)付立葉變換(非周期)EMC分析更多是在頻域中進(jìn)行，并且不分析更多是在頻域中進(jìn)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