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文檔簡介
產(chǎn)品管理電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證gdmec--產(chǎn)品電磁兼容能力檢驗(yàn)產(chǎn)品管理電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證gdmec--產(chǎn)品電磁兼容能力檢驗(yàn)一、電磁兼容概述
主要內(nèi)容1.1什么叫電磁兼容1.1.1電磁兼容的定義1.1.2電磁兼容的研究領(lǐng)域1.2實(shí)施電磁兼容的目的1.2.1電磁干擾及其危害1.2.2國家標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)的要求2/6/202331.1什么叫電磁兼容1.1.1電磁兼容的定義國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4365-1995《電磁兼容術(shù)語》:“設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。”2/6/20234
特色定義:
“電磁兼容是研究在有限的空間、有限的時(shí)間、有限的頻譜資源條件下,各種用電設(shè)備(分系統(tǒng)、系統(tǒng),廣義的還包括生物體)可以共存并不致引起降級(jí)的一門科學(xué)?!?/p>
1.1.1電磁兼容的定義(續(xù))2/6/20235要素:電磁環(huán)境是由空間、時(shí)間、頻譜三個(gè)要素組成的。要解決電磁兼容問題,離不開空間、時(shí)間、頻譜這三要素。這也就是我們說的電磁環(huán)境。電磁兼容要求:在共同的電磁環(huán)境中,任何設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)都應(yīng)該不受干擾并且不干擾其他設(shè)備。
1.1.1電磁兼容的定義(續(xù))2/6/202361.1.2電磁兼容的研究領(lǐng)域電磁兼容涉及的問題可以歸結(jié)為五大方面:(1)騷擾源特性的研究包括電磁騷擾產(chǎn)生的機(jī)理,頻域與時(shí)域的特性,表征其特性的主要參數(shù),抑制其發(fā)射強(qiáng)度的方法等等。(2)敏感設(shè)備的抗干擾性能在電磁兼容領(lǐng)域中,被干擾的設(shè)備或可能受電磁騷擾影響的設(shè)備稱為敏感設(shè)備,或者在系統(tǒng)分析中稱為騷擾接收器。如何提高敏感設(shè)備的抗干擾性能,是電磁兼容領(lǐng)域中的研究問題之一。2/6/202371.1.2電磁兼容的研究領(lǐng)域(續(xù))(3)電磁騷擾的傳播特性研究電磁騷擾如何從騷擾源傳播到敏感設(shè)備上去,包括輻射與傳導(dǎo)。電磁兼容領(lǐng)域中傳播特性研究的特點(diǎn):源的非理想化(源的頻域、時(shí)域特性的復(fù)雜性以及源的幾何參數(shù)的復(fù)雜性)以及寬的頻率范圍。2/6/202381.1.2電磁兼容的研究領(lǐng)域(續(xù))(4)電磁兼容測量包括測量設(shè)備、測量方法、數(shù)據(jù)處理方法以及測量結(jié)果的評(píng)價(jià)等等。由于電磁兼容問題的復(fù)雜性,理論上的結(jié)果往往與實(shí)際相距較遠(yuǎn),因而使得電磁兼容測量顯得更為重要。由于電磁騷擾源在頻域與時(shí)域特性的復(fù)雜性,為了各個(gè)國家、各個(gè)實(shí)驗(yàn)室測量結(jié)果之間的可比性,必須詳細(xì)規(guī)定測量儀器的各方面指標(biāo),并且各個(gè)國家的儀器指標(biāo)應(yīng)該嚴(yán)格地相同。標(biāo)準(zhǔn)中采用的表征電磁噪聲的參數(shù)(例如:峰值、準(zhǔn)峰值、有效值、平均值)都是用等效于某一個(gè)特定參數(shù)的正弦信號(hào)定標(biāo)的。亦即:測量得到的電磁噪聲電平是等效于某個(gè)正弦信號(hào)的電平。2/6/202391.1.2電磁兼容的研究領(lǐng)域(續(xù))(5)系統(tǒng)內(nèi)與系統(tǒng)間的電磁兼容性在一個(gè)系統(tǒng)之內(nèi)或系統(tǒng)之間,EMC問題往往要復(fù)雜得多:干擾源可能同時(shí)也是敏感設(shè)備;傳播的途徑往往是多通道的;干擾源與敏感設(shè)備不只一個(gè)等等。這就需要我們對系統(tǒng)內(nèi)的或系統(tǒng)間的電磁兼容問題進(jìn)行分析與預(yù)測。近年來,對系統(tǒng)內(nèi)與系統(tǒng)間的電磁兼容問題的研究,除了“分析”以外,已開始研究“綜合”。這方面的進(jìn)展將對電磁兼容學(xué)科起到十分重要的促進(jìn)作用。2/6/202310
1.2實(shí)施電磁兼容的目的1.2.1電磁干擾及其危害
在電磁環(huán)境中,電磁干擾造成的危害是各種各樣的,可能從最簡單的令人煩惱的現(xiàn)象直到嚴(yán)重的災(zāi)難。一些電磁干擾可能造成的危害:①干擾電視的收看、廣播收音機(jī)的收聽。②在數(shù)字系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸過程中數(shù)據(jù)的丟失。③在設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)級(jí)正常工作的破壞。2/6/2023111.2.1電磁干擾及其危害(續(xù))④醫(yī)療電子設(shè)備(例如:醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀、心電起搏器等)的工作失常。⑤自動(dòng)化微處理器控制系統(tǒng)(例如:汽車的剎車系統(tǒng)、防撞氣囊保護(hù)系統(tǒng))的工作失控。⑥導(dǎo)航系統(tǒng)的工作失常。⑦起爆裝置的無意爆炸。⑧工業(yè)過程控制功能(例如:石油或化工)的失效。除此之外,強(qiáng)電場還會(huì)對生物體造成影響。由此可見,電磁環(huán)境的惡化,會(huì)導(dǎo)致多方面的后果。開展電磁兼容研究,加強(qiáng)電磁兼容管理,降低電磁騷擾,避免電磁干擾,是當(dāng)務(wù)之急。2/6/202312
1.2.2國家標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)的要求
由于電子設(shè)備的發(fā)展及廣泛應(yīng)用,造成了復(fù)雜的電磁環(huán)境,干擾日益嚴(yán)重。這就促使電磁兼容(ElectromagneticCompatibility簡稱為EMC)技術(shù)的出現(xiàn)并迅速發(fā)展起來。相應(yīng)的國家及國際標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)則使對電磁兼容管理提高到法律的高度,從而進(jìn)一步地促進(jìn)了電磁兼容的發(fā)展。2/6/202313
1.2.2國家標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)的要求(續(xù))
現(xiàn)在各國家、軍隊(duì)部門以及世界組織均成立了相應(yīng)的管理組織或部門,出臺(tái)了許多有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定和措施。例如歐洲的CE指令、美國的FCC聯(lián)邦法規(guī)都有相應(yīng)的電磁兼容要求。我們國家對產(chǎn)品的電磁兼容性能也制訂了一系列強(qiáng)制性或推薦性標(biāo)準(zhǔn),并通過市場監(jiān)督抽查和國家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證(即3C認(rèn)證)等措施來保證市場銷售的產(chǎn)品的電磁兼容符合性。因此,產(chǎn)品的電磁兼容符合性是國家標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)的要求。2/6/202314二、國內(nèi)外電磁兼容發(fā)展動(dòng)態(tài)主要內(nèi)容2.1電磁兼容起源及其發(fā)展2.2世界主要國家、地區(qū)的電磁兼容管理及實(shí)施情況2.3國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認(rèn)證的EMC要求2/6/202315
2.1電磁兼容起源及其發(fā)展在人類尚未發(fā)明發(fā)電機(jī)和使用電能之前,地球上就存在自然界產(chǎn)生的電磁現(xiàn)象。電磁干擾是人們早就發(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象,它幾乎和電磁效應(yīng)的現(xiàn)象同時(shí)被發(fā)現(xiàn)。1823年安培發(fā)表了電流產(chǎn)生磁力的基本定律。1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象,總結(jié)出電磁感應(yīng)定律,揭示了變化的磁場在導(dǎo)線中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的規(guī)律。1840年美國人亨利成功地獲得了高頻電磁振蕩。2/6/202316
2.1電磁兼容起源及其發(fā)展(續(xù))1864年麥克斯韋綜合了電磁感應(yīng)定律和安培全電流定律,總結(jié)出麥克斯韋方程,提出了位移電流的理論,論述了電和磁的相互作用并預(yù)言電磁波的存在。為認(rèn)識(shí)和研究電磁干擾現(xiàn)象奠定了理論基礎(chǔ)。1881年英國科學(xué)家希維賽德發(fā)表了“論干擾”的文章,標(biāo)志著研究干擾問題的開端。1888年德國物理學(xué)家赫茲首創(chuàng)了天線,第一次把電磁波輻射到自由空間,同時(shí)又成功地接收到電磁波,用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在,從此開始了對電磁干擾問題的實(shí)驗(yàn)研究。1889年英國郵電部門研究了通信中的干擾問題,使干擾問題研究開始走向工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。2/6/202317
2.1電磁兼容起源及其發(fā)展(續(xù))二十世紀(jì)以來,隨著通信、廣播等無線電事業(yè)的發(fā)展,使人們逐漸認(rèn)識(shí)到需要對各種電磁干擾進(jìn)行控制。成立了國家級(jí)以及國際間的組織,如:德國的電氣工程師協(xié)會(huì)、國際電工委員會(huì)(IEC)、國際無線電干擾特別委員會(huì)(CISPR)等。開始對電磁干擾問題進(jìn)行世界性有組織的研究。為了解決干擾問題,40年代初提出電磁兼容性的概念。1944年德國電氣工程師協(xié)會(huì)制訂了世界上第一個(gè)電磁兼容性規(guī)范VDE0878。1945年美國頒布了美國最早的軍用規(guī)范JAN-I-225。2/6/202318
2.1電磁兼容起源及其發(fā)展(續(xù))電磁兼容性概念的提出,使電磁干擾問題由單純的排除干擾,逐步發(fā)展成為保證設(shè)備在電磁環(huán)境中正常工作能力的系統(tǒng)工程。電磁兼容學(xué)科在認(rèn)識(shí)電磁干擾、研究電磁干擾和控制電磁干擾的過程中得到發(fā)展。深入闡述了電磁干擾產(chǎn)生的原因,分清了干擾的性質(zhì);深刻研究了干擾傳輸及耦合的機(jī)理,系統(tǒng)地提出了抑制干擾的技術(shù)措施;制定了電磁兼容的系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;建立了電磁兼容試驗(yàn)和測量的體系;解決了電磁兼容設(shè)計(jì)、分析和預(yù)測的一系列理論和技術(shù)問題。2/6/202319
2.1電磁兼容起源及其發(fā)展(續(xù))七十年代以來,電磁兼容技術(shù)逐漸成為非?;钴S的學(xué)科領(lǐng)域之一,較大規(guī)模的國際性電磁兼容學(xué)術(shù)會(huì)議,每年召開一次。美國最有影響的電子電氣工程師協(xié)會(huì)“IEEE”的權(quán)威雜志,專門設(shè)有EMC分冊。美國學(xué)者B.E.凱瑟撰寫了系統(tǒng)性的論著《電磁兼容原理》。美國國防部編輯出版了各種電磁兼容性手冊,廣泛應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)。2/6/202320
2.1電磁兼容起源及其發(fā)展(續(xù))到八十年代,美國、德國、日本、前蘇聯(lián)、法國等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家在電磁兼容研究和應(yīng)用方面達(dá)到了很高的水平。主要研究和應(yīng)用的內(nèi)容包括電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、分析設(shè)計(jì)和預(yù)測、試驗(yàn)測量和開發(fā)屏蔽導(dǎo)電材料、培訓(xùn)教育和管理等。在工程應(yīng)用方面研制出高精度的電磁干擾及電磁敏感度自動(dòng)測量系統(tǒng)。開發(fā)出多種系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間電磁兼容性計(jì)算機(jī)分析和預(yù)測軟件。2/6/2023212.1電磁兼容起源及其發(fā)展(續(xù))形成了一套完整的設(shè)計(jì)體系,還開發(fā)研制成功多種抑制電磁干擾的新材料和新工藝。電磁兼容設(shè)計(jì)成為民用電子設(shè)備和軍用武器裝備研制中必須嚴(yán)格遵循的原則和步驟。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、檢測、試驗(yàn)和使用的各個(gè)階段都要考慮電磁兼容技術(shù)和管理。電磁兼容性成為產(chǎn)品可靠性保證中的重要組成部分。2/6/202322
2.1電磁兼容起源及其發(fā)展(續(xù))九十年代,電磁兼容性工程已經(jīng)從事后檢測處理發(fā)展到預(yù)先分析評(píng)估、預(yù)先檢驗(yàn)、預(yù)先設(shè)計(jì)。把過去用于研制后期試驗(yàn)測量和處理以及返工補(bǔ)救的費(fèi)用安排到加強(qiáng)事前設(shè)計(jì)和預(yù)測檢驗(yàn)中來。電磁兼容技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)并行工程系統(tǒng)的實(shí)施項(xiàng)目組成部分。產(chǎn)品電磁兼容性達(dá)標(biāo)認(rèn)證已由一個(gè)國家范圍發(fā)展到一個(gè)地區(qū)或一個(gè)貿(mào)易聯(lián)盟采取統(tǒng)一行動(dòng)。從1996年1月1日開始,歐洲共同體12個(gè)國家和歐洲自由貿(mào)易聯(lián)盟的北歐6國共同宣布實(shí)行電磁兼容性許可證制度,使得電磁兼容性認(rèn)證與電工電子產(chǎn)品安全性認(rèn)證處于同等重要的地位。2/6/202323
2.1電磁兼容起源及其發(fā)展(續(xù))在我國對電磁兼容理論和技術(shù)的研究起步較晚。80年代初才組織系統(tǒng)地研究并制訂國家級(jí)和行業(yè)級(jí)的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。1981年頒布了第一個(gè)航空工業(yè)較為完整的標(biāo)準(zhǔn)HB5662-81《飛機(jī)設(shè)備電磁兼容性要求和測試方法》。八十年代以來,國內(nèi)電磁兼容學(xué)術(shù)組織紛紛成立,學(xué)術(shù)活動(dòng)頻繁開展。1987年召開了第一屆全國性電磁兼容性學(xué)術(shù)會(huì)議。1990年在北京成功地舉辦了第一次國際電磁兼容性學(xué)術(shù)會(huì)議,標(biāo)志著我國電磁兼容學(xué)科的迅速發(fā)展并開始參與世界交流。2/6/202324
2.1電磁兼容起源及其發(fā)展(續(xù))九十年代以來隨著國民經(jīng)濟(jì)和高科技產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,電磁兼容技術(shù)受到格外重視。并投入了較大的財(cái)力和人力建立了一批電磁兼容性試驗(yàn)測試中心,引進(jìn)了許多先進(jìn)的電磁干擾及敏感度自動(dòng)測試系統(tǒng)和試驗(yàn)設(shè)備。在電磁兼容性工程設(shè)計(jì)和預(yù)測分析方面也開展了研究并逐漸開始實(shí)際應(yīng)用。在部分高等院校中開設(shè)了電磁兼容原理及設(shè)計(jì)課程,翻譯和編寫了一批教材。1993年由國家軍用標(biāo)準(zhǔn)化中心組織編寫了《電磁兼容性工程設(shè)計(jì)手冊》,表明我國軍用設(shè)備的電磁兼容性工程設(shè)計(jì)進(jìn)入全面實(shí)施階段。此后,在標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的研究與制訂方面有了較大進(jìn)展,到目前已制定了近百個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)和國家軍用標(biāo)準(zhǔn)。2/6/2023252.2世界主要國家、地區(qū)的電磁兼容管理及實(shí)施情況經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)對電磁兼容問題都較為重視,政府甚至采取立法和認(rèn)證程序來管理相關(guān)產(chǎn)品的電磁兼容性能,對不符合者采取非常嚴(yán)厲的處罰行動(dòng)。歐盟的“CEEMC”指令和美國的FCC法規(guī)的對世界的影響尤為深遠(yuǎn)。世界各國對于EMC的管理,一般可分為兩種管型式:部份的國家只管制電機(jī)、電子產(chǎn)品的電磁輻射干擾部份(EMI),如美國;另有部份國家也增加了電磁抗擾性(EMS)的管制,如歐盟地區(qū)。2/6/202326
2.2.1歐盟(1)CE指令歐盟89/336/EECEMC指令要求從1996年開始,凡欲進(jìn)入歐共體市場的電子、電器和相關(guān)產(chǎn)品一定要符合有關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)要求,并在產(chǎn)品上粘貼符合性標(biāo)記“CE”。(注:在有關(guān)產(chǎn)品使用“CE”標(biāo)志,除電磁兼容指令外,還應(yīng)符合相應(yīng)的“LVD”低電壓指令等所有相關(guān)指令的要求)。歐盟對有關(guān)產(chǎn)品的電磁兼容性要求一般包括電磁騷擾和抗擾度兩個(gè)方面的內(nèi)容。2/6/202327
2.2.1歐盟(續(xù))(2)CE標(biāo)記歐洲聯(lián)盟包括十五個(gè)國家:英、法、荷、比利時(shí)、西班牙、盧森堡、奧地利、芬蘭、瑞典、丹麥、德、希臘、葡萄牙、愛爾蘭、意大利。CE指定由歐盟總部所制訂,該指令落實(shí)各會(huì)員國,由會(huì)員國立法成為國內(nèi)法令之后,就具有強(qiáng)制性。而CE標(biāo)記的CE二個(gè)字代表為歐盟"EuropeanCommunity"的縮寫。CE標(biāo)記是采取自我宣告(ECDeclarationofconformity,Doc)方式。如果產(chǎn)品滿足了EMC要求,檢測單位會(huì)將產(chǎn)品的型式試驗(yàn)(TypeTest)報(bào)告等給廠商。廠商建立產(chǎn)品技術(shù)檔案,自我宣告產(chǎn)品已符合相關(guān)指令,按規(guī)定作成CE標(biāo)記,貼示于適當(dāng)位置。2/6/202328
2.2.2美國(1)FCC法規(guī)美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)(FederalCommunicationsCommission,FCC)在1979年特別制定各種產(chǎn)品的電磁輻射干擾法規(guī),法規(guī)編號(hào)從Part0~Part100,涵蓋了各項(xiàng)電機(jī)、電子產(chǎn)品。FCC目前對有關(guān)產(chǎn)品的要求主要是電磁騷擾特性。FCCPart15、Part18、Part68分別是關(guān)于射頻設(shè)備(含廣播接收機(jī)、數(shù)字設(shè)備等)、工-科-醫(yī)射頻設(shè)備和通信設(shè)備的電磁騷擾特性的限制要求。以國內(nèi)廠商最有關(guān)的部份FCCPart15為例:此章是管制產(chǎn)品電磁輻射部份,主要分為非有意輻射產(chǎn)品與有意輻射產(chǎn)品兩大類。隨著產(chǎn)品的日新月異,F(xiàn)CC制定電磁輻射干擾法規(guī)已逐漸朝著國際無線電干擾特別委員會(huì)(CISPR)的標(biāo)準(zhǔn)編訂方式在修訂。2/6/202329
2.2.2美國(續(xù))(2)FCC標(biāo)記自1996年8月起,部分產(chǎn)采用通過制造商自我宣告(DOC)的模式。只要廠商的產(chǎn)品在FCC法規(guī)分類中屬于DOC類,產(chǎn)品滿足了EMC要求后,便可以依檢驗(yàn)單位提供的產(chǎn)品型式試驗(yàn)報(bào)告等證明文件,實(shí)行自我宣告。若廠商的產(chǎn)品在FCC法規(guī)分類中屬于認(rèn)證(Certification)類產(chǎn)品,則廠商必須先加入FCC會(huì)員。產(chǎn)品滿足了EMC要求后,便可以依檢驗(yàn)單位提供的型式試驗(yàn)報(bào)告等證明文件向FCC認(rèn)可的TCB(TelecommunicationsCertificationBody)申請F(tuán)CCID。按規(guī)定做成FCC標(biāo)記,貼于產(chǎn)品適當(dāng)位置。2/6/202330
2.2.3日本日本自1985年起,由機(jī)械、電子等四個(gè)產(chǎn)業(yè)公會(huì)聯(lián)合起來,成立一個(gè)類似財(cái)團(tuán)法人團(tuán)體VCCI(VOLUNTARYCONTROLCOUNCILFORINTERFERENCE)。制定出一個(gè)自愿性認(rèn)證法。其中VCCI法規(guī)的V-2便是電磁輻射干擾規(guī)定。1995年起,廠商只要加入VCCI會(huì)員,并每年繳交年費(fèi),便可依檢驗(yàn)單位提供的產(chǎn)品型式試驗(yàn)報(bào)告等證明文件,向日本VCCI報(bào)備登錄。按規(guī)定作成VCCI標(biāo)記,貼于產(chǎn)品適當(dāng)位置。2/6/202331
2.2.4新西蘭與澳大利亞新西蘭與澳大利亞的電磁兼容管理主要是依據(jù)1992年公告的無線電波法(RadioCommunicationAct)。該法于1996年1月1日生效,并于1997年1月1日起強(qiáng)制實(shí)施。對信息技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品需符合AS/NZS3548電磁輻射干擾規(guī)定。澳洲所管制的EMC架構(gòu)與歐盟CE-Marking的EMC大致雷同,均采自我認(rèn)證的方式。依產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行且通過測試后,簽署一自我宣告書(DOC)即可。所不同的是宣告書必須由澳洲境內(nèi)的進(jìn)口商、供貨商或制造商簽署宣告;另澳洲政府還要求每一澳洲本地的供貨商或進(jìn)口商必須向其執(zhí)行單位ACA(AustralianCommunicationsAuthority)登錄。按規(guī)定作成C-Tick標(biāo)記,貼于產(chǎn)品適當(dāng)位置。2/6/202332
2.2.5臺(tái)灣地區(qū)臺(tái)灣標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)局(BSMI)為了控制島內(nèi)電子、電機(jī)產(chǎn)品的電磁輻射干擾,于1995年5月公布《商品電磁兼容性管理辦法》。并于1996年7月正式公告自1997年1月1日起管制復(fù)印機(jī)等產(chǎn)品的電磁兼容性能,之后陸續(xù)管制信息周邊產(chǎn)品、家電與廣播音響產(chǎn)品。而標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)局也依據(jù)CISPR與IEC的EMC標(biāo)準(zhǔn),逐漸修訂島內(nèi)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)CNS,例如CNS13438就是信息類產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。島內(nèi)申請廠商其產(chǎn)品符合了EMC要求后,便可以依檢驗(yàn)單位提供的電磁兼容型式試驗(yàn)報(bào)告及其它必要的文件資料。填具申請書后,向所在地檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)申請后,由檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)核發(fā)檢磁號(hào)碼證書。2/6/202333
2.3國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認(rèn)證的EMC要求為了減少電磁干擾所造成的危害,提高產(chǎn)品的電磁兼容性能,保護(hù)人身健康、設(shè)備安全和電磁環(huán)境,保護(hù)用戶和消費(fèi)者的利益,自二十世紀(jì)八十年代以來,中國國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局開始系統(tǒng)地組織制定有關(guān)電磁兼容的國家標(biāo)準(zhǔn)。到目前已制定了近百個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,為提高產(chǎn)品和系統(tǒng)的電磁兼容性能起到了極大的促進(jìn)作用。我國從九十年代開始逐步開始對電子電器及其他相關(guān)產(chǎn)品的電磁兼容性能進(jìn)行相應(yīng)的管理。2/6/2023342.3國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認(rèn)證的EMC要求(續(xù))我國相應(yīng)的質(zhì)量管理部門九十年代主要通過以下幾種方法來逐步展開對電磁兼容的質(zhì)量管理。對國內(nèi)生產(chǎn)銷售的產(chǎn)品主要通過:①國家或地方、行業(yè)質(zhì)量管理部門組織的產(chǎn)品質(zhì)量市場監(jiān)督抽查;②工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證制度;③電磁兼容認(rèn)證等方式進(jìn)行管理。對進(jìn)口產(chǎn)品,則通過進(jìn)口商品安全質(zhì)量許可證制度和電磁兼容強(qiáng)制檢驗(yàn)來進(jìn)行管理。自2000年開始對六類進(jìn)口商品(個(gè)人計(jì)算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、開關(guān)電源、電視機(jī)和音響設(shè)備)實(shí)施電磁兼容強(qiáng)制檢驗(yàn)。2/6/2023352.3國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認(rèn)證的EMC要求(續(xù))
到本世紀(jì)初,隨著我國的經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展和對外開放的持續(xù)深入的實(shí)施,我國在進(jìn)口產(chǎn)品質(zhì)量安全許可和強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證工作上存在內(nèi)外不一致的問題日益突出。為此,國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)做出了對進(jìn)口產(chǎn)品質(zhì)量安全許可制度和國產(chǎn)品強(qiáng)制性認(rèn)證制度實(shí)行“四個(gè)統(tǒng)一”的批示。即:統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)法規(guī)和合格評(píng)定程序;統(tǒng)一目錄;統(tǒng)一標(biāo)志;統(tǒng)一收費(fèi)?;谝陨侠碛?,由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)共同制定了《強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證管理規(guī)定》(以下簡稱為《規(guī)定》)2/6/2023362.3國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認(rèn)證的EMC要求(續(xù))
《規(guī)定》于2001年11月21日審議通過,自2002年5月1日起施行,過渡期為一年。強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證的主管單位為國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)。認(rèn)證標(biāo)志的名稱為“中國強(qiáng)制認(rèn)證”(英文名稱為“ChinaCompulsoryCertification”,英文縮寫為“CCC”,)該標(biāo)志可簡稱為“3C”標(biāo)志,該認(rèn)證也簡稱為CCC認(rèn)證或3C認(rèn)證。2001年12月3日發(fā)布《第一批實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證的產(chǎn)品目錄》(以下簡稱為《目錄》),目錄共有19類132種產(chǎn)品。2/6/2023372.3國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認(rèn)證的EMC要求(續(xù))按《規(guī)定》要求:為完善和規(guī)范強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證工作,切實(shí)維護(hù)國家、社會(huì)和公眾利益,凡列入強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證目錄的產(chǎn)品,必須經(jīng)國家指定的認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證合格、取得指定認(rèn)證機(jī)構(gòu)頒發(fā)的認(rèn)證證書、并加施認(rèn)證標(biāo)志后,方可出廠銷售、進(jìn)口和在經(jīng)營性活動(dòng)中使用。對列入目錄內(nèi)的產(chǎn)品,從2002年5月1日起受理申請,自2003年5月1日起,未獲得強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證證書和未加施中國強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)志的產(chǎn)品不得出廠、進(jìn)口、銷售。按原規(guī)定要求,該規(guī)定應(yīng)于2003年5月1日起開始強(qiáng)制實(shí)施。由于眾所周知的原因,國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)(CNAL)發(fā)布2003年第38號(hào)公告,將強(qiáng)制實(shí)施日期推遲到2003年8月1日。2/6/2023382.3國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認(rèn)證的EMC要求(續(xù))根據(jù)《規(guī)定》要求,自實(shí)施之日起:強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證取代此前的中國電工產(chǎn)品認(rèn)證委員會(huì)(CCEE)實(shí)施的電工產(chǎn)品安全認(rèn)證(簡稱長城認(rèn)證或CCEE認(rèn)證)、中國進(jìn)出口質(zhì)量認(rèn)證中心(CQC)實(shí)施的進(jìn)口商品安全質(zhì)量許可制度、中國電磁兼容認(rèn)證中心實(shí)施的電磁兼容認(rèn)證(簡稱CEMC認(rèn)證)。列入目錄的產(chǎn)品也同時(shí)取消相應(yīng)的生產(chǎn)許可證制度。與此前的管理方式不同的是,3C認(rèn)證首次在國內(nèi)將電磁兼容的管理納于強(qiáng)制認(rèn)證的范疇(此前只是對六類進(jìn)口商品實(shí)施電磁兼容強(qiáng)制檢驗(yàn))。凡是列入3C目錄的產(chǎn)品,按相應(yīng)的強(qiáng)制性認(rèn)證實(shí)施規(guī)則,若包含電磁兼容檢測項(xiàng)目,則對其電磁兼容強(qiáng)制檢驗(yàn)作為3C認(rèn)證一部分內(nèi)容來管理。2/6/2023392.3國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認(rèn)證的EMC要求(續(xù))現(xiàn)階段,我國相應(yīng)的質(zhì)量管理部門主要以以下幾種方法來展開對電磁兼容的質(zhì)量管理。對列入3C目錄的產(chǎn)品,通過3C認(rèn)證的方式進(jìn)行管理;對未列入3C目錄的產(chǎn)品,則通過自愿認(rèn)證的方式進(jìn)行管理。另外,無論產(chǎn)品是否列入3C目錄,只要在國內(nèi)生產(chǎn)或銷售,都需要接受國家或地方的行業(yè)或質(zhì)量管理部門組織的產(chǎn)品質(zhì)量市場監(jiān)督抽查和行業(yè)監(jiān)督抽查。對抽查產(chǎn)品的電磁兼容檢測按國家相應(yīng)的強(qiáng)制實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。2/6/202340
三、電磁兼容理論基礎(chǔ)主要內(nèi)容3.1電磁兼容基本名詞及術(shù)語基本名詞術(shù)語電磁兼容測試中常用單位3.2電磁干擾形成的三要素3.3電磁騷擾源的特性3.4電磁騷擾傳播特性
2/6/202341
3.1.1基本名詞術(shù)語(電磁)發(fā)射(electromagnetic)emission“從源向外發(fā)出電磁能的現(xiàn)象。”電磁兼容中的發(fā)射既包含傳導(dǎo)發(fā)射,也包括輻射發(fā)射。電磁騷擾electromagneticdisturbance“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)生損害作用的電磁現(xiàn)象。電磁騷擾可能是電磁噪聲、無用信號(hào)或傳播媒介自身的變化?!彪姶膨}擾還包括了無用信號(hào)。電磁干擾electromagneticinterference“電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降?!庇梢陨蟽蓚€(gè)術(shù)語可見:電磁騷擾僅僅是電磁現(xiàn)象,即指客觀存在的一種物理現(xiàn)象,它可能引起降級(jí)或損害,但不一定已經(jīng)形成后果。而電磁干擾是由電磁騷擾引起的后果。2/6/202342
3.1.1基本名詞術(shù)語(續(xù))(性能)降低degradation(ofPerformance)“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?!贝朔N非期望偏離(指向壞的方向偏離)并不意味著一定會(huì)被使用者覺察,但也應(yīng)視為性能降低。電磁環(huán)境electromagneticenvironment“存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和?!薄敖o定場所”即“空間”;“所有電磁現(xiàn)象”包括全部“時(shí)間”與全部“頻譜”。2/6/202343
3.1.1基本名詞術(shù)語(續(xù))電磁噪聲electromagneticnoise“一種明顯不傳送信息的時(shí)變電磁現(xiàn)象,它可能與有用信號(hào)疊加或組合?!币话阏J(rèn)為無線電頻率從10kHz開始向上。而“電磁”現(xiàn)象則包括所有的頻率,除無線電頻率外,還包括所有的低頻(包括直流)電磁現(xiàn)象。無用信號(hào)unwantedsignal,undesiredsignal“可能損害有用信號(hào)接收的信號(hào)?!备蓴_信號(hào)interferingsignal“損害有用信號(hào)接收的信號(hào)”。比較以上兩條術(shù)語可見,差別僅在于無用信號(hào)是“可能損害…”,而干擾信號(hào)是“損害…”。表明無用信號(hào)在某些條件下還是有用的無害的;而干擾信號(hào)任何情況下都是有害的。2/6/202344
3.1.1基本名詞術(shù)語(續(xù))
(對騷擾的)抗擾度immunity(toadisturbance)“裝置、設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾下降低運(yùn)行性能的能力。”
(電磁)敏感性(electromagnetic)susceptibility—EMS“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:敏感性高,抗擾度低。”抗擾度與敏感性都反應(yīng)的是裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的抗干擾的能力,僅僅是從不同的角度而言。在國際與國內(nèi),軍用標(biāo)準(zhǔn)體系常用敏感性這一術(shù)語;而民用標(biāo)準(zhǔn)體系慣用抗擾度一詞。2/6/2023453.1.1基本名詞術(shù)語(續(xù))騷擾限值(允許值)limitofdisturbance“對應(yīng)于規(guī)定測量方法的最大電磁騷擾允許電平?!备蓴_限值(允許值)limitofinterference“電磁騷擾使裝置、設(shè)備或系統(tǒng)最大允許的性能降低?!?來自騷擾源的)發(fā)射限值emissionlimit(fromadisturbsource)“規(guī)定電磁騷擾源的最大發(fā)射電平?!卑l(fā)射裕量emissionmargin“裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容電平與發(fā)射限值之間的差值?!?/6/2023463.1.1基本名詞術(shù)語(續(xù))(時(shí)變量的)電平level(oftimevaryingquantity)“用規(guī)定方式在規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)求得的諸如功率或場參數(shù)等時(shí)變量的平均值或加權(quán)值?!?騷擾源的)發(fā)射電平emissionlevel(ofadisturbancesource)“用規(guī)定的方法測得的由特定裝置、設(shè)備或系統(tǒng)發(fā)射的某給定電磁騷擾電平?!?電磁)兼容電平(electromagnetic)compatibilitylevel“預(yù)期加在工作于指定條件的裝置、設(shè)備或系統(tǒng)上規(guī)定的最大電磁騷擾電平?!弊ⅲ簩?shí)際上電磁兼容電平并非絕對最大值,而可能以小概率超出。2/6/2023473.1.1基本名詞術(shù)語(續(xù))抗擾度電平immunitylevel“將某給定的電磁騷擾施加于某一裝置、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?!币簿褪钦f:超過此電平,該裝置、設(shè)備或系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)性能降低。而敏感性電平,是指剛剛開始出現(xiàn)性能降低的電平。所以對某一裝置、設(shè)備或系統(tǒng)而言,擾抗度電平與敏感性電平是同一個(gè)數(shù)值??箶_度限值immunitylimit“規(guī)定的最小抗擾度電平?!?/6/2023483.1.1基本名詞術(shù)語(續(xù))
抗擾度裕量immunitymargin“裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的抗擾度限值與電磁兼容電平之間的差值。”
(電磁)兼容裕量(electromagnetic)compatibilitymargin“裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的抗擾度限值與騷擾源的發(fā)射限值之間的差值?!?/p>
騷擾抑制disturbancesuppression“削弱或消除電磁騷擾的措施。”騷擾抑制是加于電磁發(fā)射器(源)上的措施。
干擾抑制interferencesuppression“削弱或消除電磁干擾的措施?!备蓴_抑制是加于敏感設(shè)備(被干擾對象)上的措施。2/6/202349
幾個(gè)術(shù)語之間的相互關(guān)系2/6/2023502/6/2023513.1.2電磁兼容測試中常用單位
在電磁兼容測量中常用不同的量綱,單位也不盡相同。分述如下:功率電壓電流功率密度與電場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度2/6/2023523.1.2電磁兼容測試中常用單位功率功率的基本單位為瓦(W),即焦耳/秒(J/s)。為了表示寬的量程范圍,常常引用兩個(gè)相同量比值的常用對數(shù),以“貝爾”(B)為單位。但貝爾是個(gè)較大的值。為了使用方便,采用貝爾的1/10,即分貝(dB)為單位,即:PdB=10lg(P2/P1)PdBW=10lg(PW/1W)若以1mW為0dB,0dBm=-30dBWdBmW通常省略為dBm。頻譜分析儀常以分貝毫瓦(dBm)表示其輸人電平。2/6/2023533.1.2電磁兼容測試中常用單位(續(xù))電壓對于純阻性負(fù)載:P=V2/R若以分貝(dB)表示,VdBμ=20lg(V2/V1)=20lg(VμV/1)dBμV通常省略為dBμ顯然:0dBμ=–120dBVdBμ與dBm之間的關(guān)系:PdBm=VdBμ–90–10lg(R/1)對于50Ω的系統(tǒng):PdBm=VdBμ–107dB2/6/2023543.1.2電磁兼容測試中常用單位(續(xù))電流常以dB為單位,即:IdBμA=20lg(IμA/1μA)
磁場強(qiáng)度與電場強(qiáng)度HA/m=EV/m/ZΩHμA/m=EμV/m/ZΩ當(dāng)Z=Z0=120π寫為分貝形式:HdB(μA/m)=EdB(μV/m)-51.5dB
2/6/2023553.1.2電磁兼容測試中常用單位(續(xù))
功率密度與電場強(qiáng)度有時(shí)用空間的功率密度S表示電磁場強(qiáng)度,尤其是在微波波段。因?yàn)樵谖⒉úǘ?,測量功率比測量電壓容易,而且也具有實(shí)際意義。功率密度的基本單位為W/m2。常用的單位為mW/cm2或W/cm2。它們之間的關(guān)系為:SW/m2=10SmW/cm2=0.01SμW/cm2除需要進(jìn)行場強(qiáng)換算外,一般功率密度不再轉(zhuǎn)換為分貝形式。Z0為自由空間波阻抗:Z0=120πS=E2/Z0。則在自由空間,功率密度S與電場強(qiáng)度E的關(guān)系化為分貝:SdB(W/m2)=EdB(V/m)–25.8dBSdB(mW/m2)=EdB(μV/m)–155.8dBSdB(μW/m2)=EdB(μV/m)–125.8dB2/6/202356
3.2電磁干擾形成的三要素形成電磁干擾必然具備三個(gè)基本要素:①電磁騷擾源,②耦合途徑或傳播通道,③敏感設(shè)備。電磁兼容設(shè)計(jì)即是從這三個(gè)基本要素出發(fā)。2/6/202357
3.2.1電磁騷擾源電磁騷擾源包括自然騷擾源和人為騷擾源。2.3.1.1自然騷擾源包括:①來自銀河系的電磁噪聲;②來自太陽系的電磁騷擾;③來自大氣層的電磁騷擾;④熱噪聲。2.3.1.2人為騷擾源包括:①工科醫(yī)(射頻)設(shè)備;②高壓電力系統(tǒng)與電力電子系統(tǒng);③電牽引系統(tǒng);④內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng);⑤聲音和廣播電視接收機(jī);⑥家用電器、電動(dòng)工具與電氣照明;⑦信息技術(shù)設(shè)備;⑧靜電放電;⑨核電磁脈沖;⑩通訊、廣播、定位等大功率設(shè)備。2/6/202358
3.2.2電磁騷擾的傳播途徑電磁騷擾的傳播途徑包括傳導(dǎo)耦合和輻射耦合。傳導(dǎo)耦合包括互傳導(dǎo)耦合和導(dǎo)線間的感性與容性耦合。輻射耦合包括近場耦合和遠(yuǎn)場耦合。2/6/2023593.2.2電磁騷擾的傳播途徑(續(xù))傳導(dǎo)耦合必須在騷擾源和敏感設(shè)之間有完整的電路連接,騷擾信號(hào)沿著這個(gè)連接電路傳遞到敏感設(shè)備,發(fā)生干擾現(xiàn)象。這個(gè)傳輸電路可包括:導(dǎo)線、設(shè)備的導(dǎo)電部件、供電電源、公共阻抗、接地平面、電阻、電感、電容、和互感元件等。輻射耦合是通過介質(zhì)以輻射電磁波形式傳播,騷擾能量按電磁波的規(guī)律向周圍空間發(fā)射。常見的輻射耦合有三種:①騷擾源天線發(fā)射的電磁波被敏感設(shè)備天線意外接收,稱為天線對天線耦合②空間電磁場經(jīng)導(dǎo)線感應(yīng)而耦合,稱為場對線的耦合③兩根平行導(dǎo)線之間的高頻信號(hào)感應(yīng),稱為線對線感應(yīng)耦合2/6/2023603.2.3電磁騷擾敏感設(shè)備所有的低壓小信號(hào)的設(shè)備都是電磁騷擾的敏感設(shè)備。電磁騷擾以輻射和傳導(dǎo)方式侵害敏感設(shè)備的。端口就如傳輸?shù)摹敖缑妗保ㄟ^這些端口,電磁騷擾進(jìn)入(或出自)被考慮的設(shè)備。騷擾現(xiàn)象的性質(zhì)和騷擾程度與端口的類型有關(guān)。2/6/2023613.2.4端口輻射騷擾出現(xiàn)在設(shè)備周圍的媒體中,而傳導(dǎo)騷擾出現(xiàn)在各種金屬性媒體中。端口的概念可以對各種媒體加以區(qū)分:①外殼端口;②交流電源端口;③直流電源端口;④控制線/信號(hào)線端口;⑤接地端口,即系統(tǒng)和地或參考地之間的連接。各種類別的兼容電平是按照對應(yīng)的端口概念作出的。2/6/202362
電磁騷擾進(jìn)入設(shè)備的端口2/6/2023633.3電磁騷擾源的特性3.3.1電磁騷擾(EMI)定義電磁騷擾由無用的、亂真的傳導(dǎo)、輻射電信號(hào)組成,能造成系統(tǒng)或設(shè)備的性能發(fā)生不允許的劣化。電磁騷擾的特性:電磁騷擾的起源于傳導(dǎo)或輻射的有害發(fā)射。在時(shí)域內(nèi),電磁騷擾可以是瞬變的、脈沖的或穩(wěn)態(tài)的。在頻域內(nèi),電磁騷擾所包含的頻率分量范圍可從50Hz的低工頻直到微波波段。電磁騷擾信號(hào)可以是窄帶或?qū)拵У?,相參或非相參的、人為的或自然的?/6/202364
3.3.2電磁騷擾源分類電磁騷擾源大致可分為自然騷擾源和人為騷擾源。人為騷擾源又可進(jìn)一步區(qū)分為有意的和無意的(偶然的)。電磁騷擾源還可分為寬帶或窄帶騷擾。寬帶騷擾可以進(jìn)一步分為相參或非相參的。窄帶電磁騷擾:其振幅隨頻率變化(頻譜密度函數(shù))的頻率范圍窄于指定感受器的帶寬。在窄帶噪聲環(huán)境中,一旦感受器的帶寬大于噪聲信號(hào)的頻率范圍時(shí),感受器的響應(yīng)就與其帶寬無關(guān)。窄帶噪聲頻譜密度在感興趣的頻率范圍內(nèi)是頻率函數(shù)的一根譜線。2/6/202365
3.3.2電磁騷擾源分類(續(xù))寬帶電磁騷擾:其振幅隨頻率變化(頻譜密度函數(shù))的頻率范圍大于指定感受器的帶寬。在寬帶噪聲環(huán)境中,感受器的響應(yīng)對相參噪聲信號(hào)而言與其頻率帶寬成比例,對非相參噪聲信號(hào)而言與其頻率帶寬的平方根成比例。寬帶信號(hào)的頻譜密度振幅函數(shù),除了是頻率的函數(shù)外,還要用指定的帶寬來表示。寬帶噪聲頻譜密度在感興趣的頻率范圍內(nèi)是頻率的連續(xù)函數(shù)。2/6/202366
3.3.3電磁噪聲的頻譜研究電磁噪聲的傳播問題是一項(xiàng)困難的工作,原因之一就是電磁噪聲的頻譜非常寬。以一周期梯形脈沖為例,其時(shí)域波形如右上圖所示。則譜如右下圖所示。右下圖所示的負(fù)的幅度表示相位相反。圖中各條譜線頂端的包絡(luò)實(shí)際上是不存在的。2/6/202367
3.3.3電磁噪聲的頻譜(續(xù))通過例子我們對頻譜有了一個(gè)總的概念。我們不必要去研究每一條譜線及其相位,甚至對其包絡(luò)的變化細(xì)節(jié)也不必過分地關(guān)心。一般只需注意包絡(luò)頂端連線的變化規(guī)律,就能對不同時(shí)域波形相應(yīng)的頻域特性有個(gè)大體的了解。這種了解對于理解電磁噪聲的傳播以及電磁兼容測量夠了。2/6/202368
3.3.4電磁騷擾的幅度(電平)騷擾幅度可表現(xiàn)為多種形式:可用不同型號(hào)的幅度分布(即概率,確定的幅度值出現(xiàn)次數(shù)的百分率)表示;可用正弦的(具有確定的幅度分布)或“隨機(jī)的”概念來說明騷擾性質(zhì)。所謂隨機(jī),簡單說,就是未來值不能肯定地預(yù)測。隨機(jī)噪聲的典型代表是熱噪聲和沖擊噪聲。沖擊噪聲:它們是一些在時(shí)間上明顯地分開的、稀疏的、且前后沿很陡的脈沖;熱噪聲:它們是彼此重疊的,多次發(fā)生的,且在時(shí)間上不易分開的密集脈沖。這些集脈沖在幅度性質(zhì)上是不易確定的騷擾。2/6/2023693.3.5電磁騷擾的波形電氣干擾有各種不同的波形,如矩形波、三角波、余弦形波、高斯形波等等。由于波形是決定帶寬的重要因素,設(shè)計(jì)人員應(yīng)很好地控制波形。為了保持定時(shí)準(zhǔn)確度或保證某種形式的準(zhǔn)確動(dòng)作,有時(shí)需要上升很陡的波形。然而,上升斜率越陡,所占的帶寬就越寬。2/6/202370
3.3.5電磁騷擾的波形(續(xù))各種波形占用帶寬由寬到窄的排列為:矩形波-鋸齒波-梯形波-三角波-余弦形波-高斯形波。由此可見,使干擾減小到最小的方法之一是在可靠工作的情況下使設(shè)計(jì)的脈沖波形,具有盡可能慢的上升時(shí)間。通常脈沖下的面積決定了頻譜中的低頻含量,而其高頻成份與脈沖沿的陡度有關(guān)。在所有脈沖中,高斯脈沖的占有頻譜最窄。2/6/202371
3.3.6電磁騷擾的出現(xiàn)率騷擾信號(hào)在時(shí)間軸上出現(xiàn)的規(guī)律稱為出現(xiàn)率。按出現(xiàn)率把電函數(shù)分為周期性、非周期和隨機(jī)的三種類型來考慮。周期性函數(shù)是指在確定的時(shí)間間隔(稱之為周期)內(nèi)能重復(fù)出現(xiàn);非周期性函數(shù)則是不重復(fù)的,即是沒有周期,但出現(xiàn)是確定的,而且是可以預(yù)測的。隨機(jī)函數(shù)則是以不能預(yù)測的方式變化的電函數(shù),即它的表現(xiàn)特性是沒有規(guī)律的。隨機(jī)函數(shù)的定義允許限定其幅度或頻率成份,但要防止用時(shí)間函數(shù)來分析、描述它。2/6/202372
3.3.6電磁騷擾的出現(xiàn)率(續(xù))通常干擾問題中遇到的周期電壓和電流是功能性的。它們的產(chǎn)生是為了特定的目的,如50Hz電源及其諧波或遙測信號(hào)。許多非周期性電壓和電流也是用于特定目的,如指令脈沖。然而隨機(jī)電壓電流則是無用副產(chǎn)品,或是自然產(chǎn)生的,如熱噪聲。2/6/202373
3.4電磁騷擾傳播特性3.4.1電磁騷擾傳播途徑如果騷擾源和敏感部位在同一設(shè)備單元內(nèi),稱“系統(tǒng)內(nèi)”電磁兼容性問題;如果騷擾源和敏感設(shè)備是兩個(gè)不同的設(shè)備,則稱為“系統(tǒng)間”問題。大部分電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)都是針對系統(tǒng)間電磁兼容的。同一設(shè)備在一種情況下是騷擾源,而在另一種情況下或許是敏感設(shè)備。設(shè)備要滿足性能指標(biāo),減小騷擾耦合是消除干擾危害的有效手段,弄清楚騷擾耦合到敏感設(shè)備上的機(jī)理是十分必要的。通常減小騷擾發(fā)射的方法也能提高抗騷擾性。2/6/202374
3.4.1電磁騷擾傳播途徑(續(xù))騷擾源和敏感部位在一起時(shí),就有從一方到另一方的潛在干擾路徑。組建系統(tǒng)時(shí),你必須知道發(fā)射特征和組成設(shè)備的敏感性。遵守已出版的發(fā)射和敏感度標(biāo)準(zhǔn)并不能保證解決系統(tǒng)的電磁兼容性問題。標(biāo)準(zhǔn)的編寫是從保護(hù)特殊服務(wù)(在發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)中,主要指無線電廣播和遠(yuǎn)程通信)的觀點(diǎn)出發(fā)的,并要求騷擾源和敏感部位之間有最小的隔離。2/6/202375
3.4.1電磁騷擾傳播途徑(續(xù))許多電子硬件包含著具有天線能力的元件,例如電纜、印制電路板的印制線、內(nèi)部連接導(dǎo)線和機(jī)械結(jié)構(gòu)。這些元件可以電場、磁場或電磁場方式傳輸能量并耦合到線路中。系統(tǒng)內(nèi)部耦合和設(shè)備間的外部耦合,可以通過屏蔽、電纜布局以及距離控制得到改善。地線面或屏蔽面既可以因反射而增大干擾信號(hào),也可以因吸收而衰減干擾信號(hào)。電纜之間的耦合既可以是電容性的,也可以是電感性的。2/6/2023763.4.2公共阻抗耦合公共阻抗耦合是由于騷擾源與敏感部位共用一個(gè)線路阻抗而產(chǎn)生的。最明顯的公共阻抗是阻抗實(shí)際存在的場合,例如騷擾源和敏感部位共用的導(dǎo)體;公共阻抗也可以是由兩個(gè)電流回路之間的互感耦合;或者由于兩個(gè)電壓節(jié)點(diǎn)之間的電容耦合產(chǎn)生的。耦合程度隨距離增大急劇下降。2/6/202377
3.4.2公共阻抗耦合(續(xù))(1)導(dǎo)體連接當(dāng)騷擾源與敏感部位共用一個(gè)地時(shí),則由于騷擾源的輸出電流流過公共地阻抗,在敏感部位的輸入端產(chǎn)生騷擾電壓。因?yàn)閷?dǎo)線的阻抗呈感性,因此輸出中的高頻或高di/dt分量將更容易耦合。解決方法如下圖,分別連接兩個(gè)電路,因而在兩個(gè)電路之間沒有公共通路,也就沒有公共阻抗。2/6/202378
3.4.2公共阻抗耦合(續(xù))
(2)磁場感應(yīng)導(dǎo)體中流動(dòng)的交流電流會(huì)產(chǎn)生磁場,這個(gè)磁場將與臨近的導(dǎo)體耦合,在其上感應(yīng)出電壓。磁場耦合的等效電路相當(dāng)于電壓源串接在敏感部位的電路中。值得注意是兩個(gè)電路之間有無直接連接對耦合沒有影響。無論兩個(gè)電路對地是隔離還是連接的,感應(yīng)電壓都是相同的。2/6/202379
3.4.2公共阻抗耦合(續(xù))(3)電場感應(yīng)導(dǎo)體上的交流電壓產(chǎn)生電場,這個(gè)電場與臨近的導(dǎo)體耦合,并在其上感應(yīng)出電壓。在上述情況,兩電路都必須連接參考地,這樣耦合路徑才能完整。但是如果電路未接地,并不意味著沒有耦合通路,未接地電路與地之間存在雜散電容,該電容與直接耦合電容串聯(lián)。2/6/202380
3.4.2公共阻抗耦合(續(xù))(4)負(fù)載電阻的影響磁場和電
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