電磁兼容概念

1、電磁兼容導(dǎo)論 第1章電磁兼容技術(shù)概述1.1電磁兼容的概念1.1.1電磁干擾定義電磁騷擾電磁騷擾 electromagnetic disturbance 任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對(duì)有生命或無(wú)生命物質(zhì)產(chǎn)生作用的電磁現(xiàn)象現(xiàn)象。電磁干擾電磁干擾 electromagnetic interference(EMI) 電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。(產(chǎn)生了干擾的“效果”，這個(gè)作用過(guò)程及其結(jié)果，稱(chēng)為電磁干擾效應(yīng)）電磁干擾的分類(lèi)（）電磁干擾按傳播途徑可以分為兩類(lèi)：傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。傳導(dǎo)干擾的傳輸性質(zhì)有：電藕合、磁藕合及電磁藕合。輻射干擾的傳輸性質(zhì)有：近區(qū)場(chǎng)感應(yīng)藕合及遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)輻射藕

2、合。 （2）電磁干擾按干擾源的性質(zhì)可以分為兩類(lèi)自然干擾包括宇宙干擾、雷電沖擊、大氣干擾、熱干擾。 人為干擾(有意和無(wú)意）包括工業(yè)干擾、輻射干擾、傳導(dǎo)干擾、串?dāng)_、天線(xiàn)端傳導(dǎo)干擾、寬窄帶干擾、有害干擾、大功率效應(yīng)及電磁脈沖。人為有意干擾源的特點(diǎn)：功率大、可控、數(shù)量多、覆蓋面大，不能屏蔽、危害大。（3）電磁干擾按頻帶可以分為兩類(lèi)：窄帶干擾和寬帶干擾如按頻譜劃分，則可粗略分為以下六類(lèi)： (1)工頻干擾(50Hz)：包括輸配電以及電力牽引系統(tǒng)，波長(zhǎng)為6000km； (2)甚低頻干擾(30kHz以下)； (3)載頻干擾：包括高壓直流輸電諧波干擾、交流輸電諧波干擾及交流電氣鐵道的諧波干擾等，頻譜在10 30

3、0kHz之間； (4)射頻、視頻干擾(300kHz-300MHz)：工科醫(yī)療設(shè)備、輸電線(xiàn)電暈放電、高壓設(shè)備和電力牽引系統(tǒng)的火花放電以及內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)、家用電器、照明電器等都在此范圍，波長(zhǎng)在11000m之間； (5)微波干擾(300MHz-300GHz)：包括特高頻、超高頻、極高頻干擾，波長(zhǎng)為1mm-1m； (6)雷電及核電磁脈沖干擾：由幾赫直至接近直流，范圍很寬。 電磁干擾的三要素形成所有的電磁干擾都是由三個(gè)基本要素組合而產(chǎn)生的。它們是：電磁電磁干擾源；干擾源；將電磁干擾源傳輸?shù)浇邮掌鞯拿浇?，將電磁干擾源傳輸?shù)浇邮掌鞯拿浇椋醇磦鬏斖ǖ纻鬏斖ǖ?；?duì)該干擾能量敏感的對(duì)該干擾能量敏感的接收器。接收

4、器。電磁兼容的含義 電磁兼容來(lái)源于Electromagnetic Compatibility(縮寫(xiě)EMC)定義： 電磁兼容一般指電氣及電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即要求在同一電磁環(huán)境中的上述各種設(shè)備都能正常工作又互不干擾，達(dá)到“兼容”狀態(tài)。更全面的定義：EMC是一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，隨著電磁能量利用的發(fā)展，它將研究：預(yù)測(cè)并控制變化著的地球和天體周?chē)碾姶怒h(huán)境、為了協(xié)調(diào)環(huán)境所采取控制方法、各項(xiàng)電氣規(guī)程的制定以及電磁環(huán)境的協(xié)調(diào)和電磁能量的合理應(yīng)用等。本學(xué)科有時(shí)也取名為環(huán)境電磁學(xué)電磁污染問(wèn)題電氣和電子設(shè)備的種類(lèi)及數(shù)量的增加以及電能消耗量的加大，不必要的電磁能量也隨之加大，由此將伴隨

5、產(chǎn)生大系統(tǒng)的誤動(dòng)作；微波及超高壓輸電線(xiàn)的日益擴(kuò)展，將對(duì)人類(lèi)及動(dòng)植物產(chǎn)生嚴(yán)重的影響；超高層建筑和鐵塔等設(shè)備將產(chǎn)生不必要的反射，從而出現(xiàn)重影問(wèn)題而汽車(chē)數(shù)量的增加將使城市雜波加大等。 當(dāng)前，已進(jìn)入信息化社會(huì)，人類(lèi)的生存環(huán)境也已具有濃厚的電磁環(huán)境內(nèi)函，隨著城市人口的迅速增長(zhǎng)，汽車(chē)、電子、通信、計(jì)算機(jī)與電氣設(shè)備大量進(jìn)入家庭，空間人為電磁能量每年增長(zhǎng)714，也就是說(shuō)25年后環(huán)境電磁能量密度最高可增加26倍，50年可增加700倍電磁兼容的發(fā)展最早出現(xiàn)的電干擾現(xiàn)象是單線(xiàn)電報(bào)間的串?dāng)_。希維賽德于1881年寫(xiě)了一篇“論干擾”的文章可算是最重要的早期文獻(xiàn)。隨著電氣運(yùn)輸?shù)某霈F(xiàn)，在一根通信線(xiàn)與不對(duì)稱(chēng)的強(qiáng)電線(xiàn)之間有較長(zhǎng)的

6、平行運(yùn)行，干擾問(wèn)題日益嚴(yán)重目前國(guó)際上有國(guó)際無(wú)線(xiàn)電干擾特別委員會(huì)(CISPR)、IEC的TC-77、ITU等組織從事與EMC有關(guān)課題、國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定。 美國(guó)自1945年開(kāi)始，頒布了一系列電磁兼容方面的軍用標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范，并不斷地加以充實(shí)和完善，使得電磁兼容技術(shù)進(jìn)入新的階段。60年代以來(lái)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)向高頻、高速、高靈敏度、高安裝密度、高集成度、高可靠性方向發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，滲到了社會(huì)的每一個(gè)角落.一個(gè)系統(tǒng)中，只要把兩個(gè)以上很小的元件放在同一環(huán)境中，放會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，而且，每加入一個(gè)新的元件都使電磁干擾的可能性進(jìn)一步增加。甚至看來(lái)很小的干擾都可能引起嚴(yán)重的故障或降低穩(wěn)定性。正由于大

7、規(guī)模集成電路的出現(xiàn)把人類(lèi)帶入信息時(shí)代，近年來(lái)信息高速公路和高速計(jì)算機(jī)技術(shù)成為人類(lèi)社會(huì)生產(chǎn)和生活水平主導(dǎo)技術(shù)，同時(shí)也由于航空工業(yè)、航天工業(yè)、造船工業(yè)以及其他國(guó)防軍事工業(yè)的需要，使得EMC獲得空前的大發(fā)展.特別值得提出的是美俄等國(guó)正在加緊研究對(duì)付核電磁脈沖影響的方法。最近十年，美國(guó)科研部門(mén)集中力量研究保護(hù)通信網(wǎng)和某些軍用飛機(jī)不受高空核爆炸影響的方法。放眼未來(lái)，EMC還將在信息安全和生物電磁學(xué)等方面獲得較大的進(jìn)展。!電磁兼容工作滲透到每一個(gè)電氣電子系統(tǒng)及設(shè)備中，只有通過(guò)總體設(shè)計(jì)部門(mén)管理協(xié)調(diào)，才能解決電磁兼容性問(wèn)題。國(guó)內(nèi)2001年月發(fā)布“”認(rèn)證電磁干擾和電磁兼容術(shù)語(yǔ)1.干擾源interference

8、source 任何產(chǎn)生電磁干擾的元件、器件、設(shè)備、分系統(tǒng)或自然現(xiàn)象。2.工業(yè)干擾 industrial interference 由輸電線(xiàn)、電網(wǎng)以及各種電氣和電子設(shè)備工作時(shí)引起的電磁干擾。3.宇宙干擾 cosmic interference 由銀河系(包括太陽(yáng))的電磁輻射引起的電磁干擾。4.天電干擾atmospheric interference 由大氣中發(fā)生的各種自然現(xiàn)象所產(chǎn)生的無(wú)線(xiàn)電噪聲引起的電磁干擾5雷電沖擊 lightning surge 由雷電在電氣或電子電路中引起的瞬態(tài)電擾動(dòng)。6輻射干擾 radiated interference 由任何部件、天線(xiàn)、電纜或連接線(xiàn)輻射的電磁干擾。7傳

9、導(dǎo)干擾 conducted interference 沿著導(dǎo)體傳輸?shù)碾姶鸥蓴_。8電磁騷擾 electromagnetic disturbance 任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對(duì)有生命或無(wú)生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。9.電磁干擾 electromagnetic interference(EMI) 電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。10.系統(tǒng)間干擾 inter-system interference 由其他系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁騷擾對(duì)一個(gè)系統(tǒng)造成的電磁干擾。11.系統(tǒng)內(nèi)干擾 intra-system interference 系統(tǒng)中出現(xiàn)的由本系統(tǒng)內(nèi)部電磁騷擾引起的電磁干擾.12

10、.干擾信號(hào) interfering signal損害有用信號(hào)接收的信號(hào)。13.無(wú)用信號(hào)可能損害有用信號(hào)接收的信號(hào)。14.電磁噪聲 electromagnetic noise一種明顯不傳送信息的時(shí)變電磁現(xiàn)象15.人為噪聲 manmade noise來(lái)源于人工裝置的電磁噪聲。16.自然噪聲 來(lái)源于自然現(xiàn)象而非人工裝置產(chǎn)生的電磁噪聲。17.脈沖噪聲在特定設(shè)備上出現(xiàn)的、表現(xiàn)為一連串清晰脈沖或瞬態(tài)的噪聲。18.隨機(jī)噪聲給定瞬間值不可預(yù)測(cè)的噪聲。19. 無(wú)線(xiàn)電(頻率)噪聲 具有無(wú)線(xiàn)電頻率分量的電磁噪聲20.喀嚦聲用規(guī)定方法測(cè)量時(shí)，其連續(xù)時(shí)間不超過(guò)某一規(guī)定電平的喀嚦聲數(shù)。21.電磁脈沖 指圍繞整個(gè)系統(tǒng)(它猶

11、如一個(gè)天線(xiàn))，具有寬帶大功率效應(yīng)的脈沖。22.電磁環(huán)境 存在于給定場(chǎng)所的所有電磁現(xiàn)象的總和。23. 電磁敏感度在存在電磁騷擾的情況下，裝備、設(shè)備或系統(tǒng)不能避免性能降低的能力。24.(性能)降低裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的工作性能與正常性能的非期望偏離25.大功率效應(yīng)僅在強(qiáng)信號(hào)情況下發(fā)生的效應(yīng)。采用傳統(tǒng)的頻率分析處理方法(即頻率指配、互調(diào)制、附加響應(yīng)等)既不能預(yù)測(cè)也無(wú)法避免這種效應(yīng)。它包括永久的電磁損壞和暫時(shí)的性能降級(jí)這兩種情況。26電磁易損性 系統(tǒng)在人為的惡劣環(huán)境中遭到一定程度的機(jī)理性威脅后，在執(zhí)行任務(wù)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)有限程度降級(jí)的一種特性。27干擾抑制 削弱或消除電磁干擾的措施。28（對(duì)騷擾的)抗擾性裝置、

12、設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾不降低運(yùn)行性能的能力。29.干擾限值電磁騷擾使裝備、設(shè)備或系統(tǒng)最大允許的性能降低。30抗擾性電平將某給定電磁騷擾施加于某一設(shè)備或系統(tǒng)而其仍能正常工作并保持所需性能等級(jí)時(shí)的最大騷擾電平。31抗擾性限值規(guī)定的最小抗擾性電平。32電磁兼容性 (EMC) 設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。33系統(tǒng)間的電磁兼容性 給定系統(tǒng)與它運(yùn)行所處的電磁環(huán)境或與其他系統(tǒng)之間的電磁兼容性影響系統(tǒng)間電磁兼容性的主要因素是信號(hào)及功率傳輸系統(tǒng)與天線(xiàn)之間的藕合。34系統(tǒng)內(nèi)的電磁兼容性 在給定系統(tǒng)內(nèi)部的分系統(tǒng)設(shè)備及部件相互之間的電磁兼容性。35.(電磁)兼

13、容電平預(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)定的最大電磁騷擾電平。36.(電磁)兼容裕量裝置、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。37.電磁兼容性故障由于電磁干擾或敏感性原因，使系統(tǒng)中有關(guān)的分系統(tǒng)及設(shè)備失靈從而導(dǎo)致使用壽命縮短，運(yùn)輸工具受損、飛機(jī)失事或系統(tǒng)效能發(fā)生不允許的永久性下降。39電磁干擾控制 對(duì)輻射和傳導(dǎo)能量進(jìn)行控制，使設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)盡量減小或降低不必要的發(fā)射。所有的輻射和傳導(dǎo)的電磁發(fā)射不論它們來(lái)源于設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)都要進(jìn)行控制。若在控制敏感性同時(shí)還能成功地控制電磁干擾就能實(shí)現(xiàn)電磁兼容。40屏蔽體 為了阻止或減小電磁能傳輸而對(duì)裝置進(jìn)行封閉或遮蔽的導(dǎo)電

14、的、導(dǎo)磁的、介質(zhì)的或帶有非金屬吸收填料的。41屏蔽 用來(lái)減少場(chǎng)向指定區(qū)域穿透的措施。42電磁屏蔽用導(dǎo)電材料減少交變電磁場(chǎng)向指定區(qū)域穿透的屏蔽。43屏蔽效能對(duì)給定外來(lái)源進(jìn)行屏蔽時(shí)，在某一點(diǎn)上屏蔽作安放前后的電場(chǎng)強(qiáng)度或磁場(chǎng)強(qiáng)度之比，常用dB表示電磁兼容性控制技術(shù)傳輸通道抑制 1.濾波 2.屏蔽 3.搭接 4.接地 5.接地6.合理布線(xiàn)空間分離通過(guò)加大騷擾源和接收器之間的空間距離，使騷擾電磁場(chǎng)到達(dá)敏感設(shè)備時(shí)其強(qiáng)度已衰減到接受設(shè)備敏感度門(mén)限。時(shí)間分割 使有用信號(hào)在騷擾信號(hào)停止發(fā)射的時(shí)間內(nèi)傳輸，或者當(dāng)強(qiáng)騷擾信號(hào)發(fā)射時(shí)，使敏感設(shè)備短時(shí)關(guān)閉。頻率管理電氣隔離 電磁兼容性分析方法問(wèn)題解決法規(guī)范法系統(tǒng)法電磁兼容設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容分析系統(tǒng)所處