《电子产品电磁兼容和安规设计》.ppt

电子产品电磁兼容和安规设计 电子产品电磁兼容和安规设计 电子产品电磁兼容和安规设计 一 电磁干扰对人类社会的危害 1 电磁干扰是无线电的大敌在50年代 一部50W的短波电台通信距离可达1000km 到了80年代 一部250W的短波电台通信距离一般小于500km 其根本原因是80年代电磁干扰比50年代增强了许多倍 现代社会日益增多的电磁干扰正在侵入地球空间的各个角落 像毒雾般污染无线电频谱资源 无线电通信首当其冲地受到电磁干扰的危害 受害规模越来越大 例如1998年2月12日晚 CCTV 1 焦点访谈 节目专门报导了电磁干扰妨碍民航春运事件 该年元月20日 由于大功率寻呼发射机干扰广州机场与飞行在航线上的飞机间的无线电通信联络指挥调度 危及飞行安全 不得不关闭一个繁忙扇面 使90多个航班不能正常运行 大批旅客滞留机场 给繁忙的春运造成损失 以上两例说明电磁干扰是无线电通信的大敌 一 电磁干扰对人类社会的危害 2 电磁干扰刺激功率竞赛 加剧电磁污染无线电通信需要一定的信号噪声比 电磁干扰大 信噪比就会下降 使无线电通信距离变短 为保证一定的通信距离 只好增大发射机功率 以保证接收机所需要的信噪比 这就是80年代250W短波电台勉强完成50年代50W短波电台工作的原因 从表1可以看出 1980年电磁干扰场强比1950年大了700倍 难怪发射功率增大5倍还不行 地球上同时工作的发射机有数百万台 最大功率可达兆瓦级 发射机数目逐年增多 功率随之加大 电磁干扰场强也不断增大 面对这种状况 人类会不会陷入 发射机功率增大和数量增多 电磁干扰场强增大 信噪比下降 再次增大和增多发射机功率和数目 的恶性循环 这确实是一个值得注意的问题 电磁干扰危害的加剧 可能会刺激发射机功率和数目竞赛 复又导致更严重的电磁污染 一 电磁干扰对人类社会的危害 3 电磁干扰日益社会化电磁干扰社会化趋势 给人民生活带来许多不便 例如 武汉天河机场未启用前 从南湖机场起飞或降落的飞机会对下面的电视机产生严重干扰 飞机起降时地处飞机下面的武昌城区电视图像抖动 几万户居民长期遭受电磁干扰之苦 又如新建居民小区或花园楼房安装了电子防盗报警系统 该系统开关电源产生的电磁干扰使附近休闲在家的人无法收听收音机 使用大功率无绳电话 手机 家用游戏机等能发射电磁波的电子装置时 电视屏幕上会出现讨厌的明暗条纹 雪花 闪烁和抖动 病房内使用手机很容易引起电子心脏起搏器停搏 输液泵电子开关误动作 中断病人输液等 直接危及病人的安全 根据国外文献报导 冬天使用电热毯的孕妇因受到电热毯的电磁辐射容易造成流产 电磁干扰日趋社会化 给人们的和平生活带来不安和危险 一 电磁干扰对人类社会的危害 4 电磁干扰对人的制约与限制电磁干扰对人的制约与限制是在人类重大活动中显露出来的 例如 我国某海滨疗养地新建了一个电视转播台 由于该台对附近飞机场有严重干扰 尚未正式启用 就被责令拆毁 沿海某地新建海岸电台因对国际安全遇险系统有严重电磁干扰 不得不重新改建他处 这两个例子说明 重大工程项目建设前应考虑到电磁干扰问题 又如瑞典 美国曾出现过电磁干扰导致误关闭核电站事故 瑞典奥斯卡斯哈门的一座核电站 1998年曾因移动电话电磁辐射引起监视仪表混乱 误认为放射物质增多而自行停止运行 电磁干扰对军事行动的制约与限制早在60年代就已十分突出了 例如越战期间 美舰艇导弹处于战备状态或舰载飞机起飞着舰时 必须关闭某些搜索雷达和通信发射机 以避免电磁干扰危害导弹和飞机的安全 卫星通信安装到舰船上使用时往往必须关闭某些雷达 以避免雷达干扰卫星通信 一 电磁干扰对人类社会的危害 5 一个值得编入中学课本的科普知识电磁干扰是无线电的孪生兄弟 人类发明了无线电它便诞生了 起初发现无线电频谱线上每一个频率只能供一个客户使用 如果在有限的空间内 两个以上客户同时使用一个频率 就会产生干扰 由于收信 发信均占有一定的带宽 这就增大了干扰机会并增添了谐波等干扰 电磁理论指出 一切用电设备在运转的过程中均会伴随着电磁现象发生 并以电磁场形式向四周传播 例如 日光灯开启瞬间 收音机会传出 喀 喀喀 声音 这是由于电灯开关和荧光灯起辉闪烁瞬间有电磁干扰辐射场产生 被收音机接收而发出声响 当今社会的生产与生活已经实现电子化 电气化和自动化 伴随产生的无用的电磁场就像烟雾一样笼罩着地球 无所不在 无处不有 因此 环保科学把电磁辐射列为继水污染 空气污染 噪声污染 环境污染之后的第五公害 称之为电磁污染 面对电磁干扰的挑战 每个公民都应熟习电磁干扰的产生 危害和预防 自觉维护电磁环境文明 电磁干扰不仅出现在大学讲台上 还应编入中学课本中 作为科普知识在社会上广泛开展宣传教育 二 电磁干扰对电子装置造成的危害 电磁干扰造成的各种损失是通过电子装置有效性能或技术指标下降来体现的 1 降低技术性能指标 1 话音系统无线和有线电话 受到电磁干扰会使信号发生畸变失真 严重时可完全被电磁干扰淹没 电磁干扰使语言清晰度变坏 表2给出了语言清晰度与干扰噪声电平的关系 显然 电磁干扰越强 信噪比越小 语言清晰度越差 2 图像显示系统雷达显示器 传真 电视 图示和字母数字读出器等图像显示系统 在电磁干扰作用下会变得模糊并出现差错 轻微干扰也会使图像质量变差 清晰度变低和误差变大 而出现严重干扰时则根本无法判读和观看 例如 一名技术熟练的雷达员 在显示器上进行目标测定时 轻微干扰可使该雷达员能够发现目标的最大距离缩短10 严重电磁干扰将缩短25 如果目标以超音速飞行 轻微干扰可使雷达员发现目标的最大距离缩短20 严重干扰会缩短50 这就意味着雷达作用的距离减半 二 电磁干扰对电子装置造成的危害 3 数字系统电磁干扰使数字系统误码率增大 降低了信息的可靠性 严重时会发生错误和信息丢失 由于电磁干扰的存在 无线电通信误码率只能维持在10 5水平 一般数据传输误码率在10 7水平 电子计算机内总数据传输误码率在10 12水平 例如 一个典型的相干检测二进制系统 载波噪声比和载波干扰比都是15dB时 误码率约为10 12 若载波噪声比下降3dB 误码率将会下降到10 8 4 指针式仪表系统传统电子设备和仪器仪表中有许多是指针式的 电磁干扰会使指针指示错误 抖动和乱摆 降低系统使用功能 例如 歼六飞机的无线电罗盘 由于电磁干扰使罗盘接收机输出噪声增加一倍时 不仅罗盘指针指示超差 而且罗盘作用距离也将缩短三分之一 直接危及飞机航行的安全 5 控制系统自动控制系统受到电磁干扰时 可能出现失控 误控或误动作 使控制系统的可靠性和有效性降低 并危及安全 控制系统中除灵敏电子设备 装置和电路对电磁干扰敏感外 灵敏电机 电器 如低压电磁开关 继电器 微型电机等 也对电磁干扰十分敏感而成为电磁干扰接受器 二 电磁干扰对电子装置造成的危害 汽车电磁干扰 电磁兼容 EMC electromagneticcompatibility 电磁兼容 指的是一个产品和其它产品共存于特定的电磁环境中 而不会引起其它产品或者自身性能下降或损坏的能力 电磁干扰 EMI electromagneticinterference 电磁干扰 电磁抗扰度 EMS electromagneticsusceptibility 电磁耐受性 电磁干扰三要素 干扰源 耦合通道及被干扰对象必须有干扰源 被干扰对象及耦合通道的同时存在才能构成EMC问题 干扰源 应该说在条件合适的前提下 任何消耗能量的仪器 设备都有可能成为干扰源 1 根据干扰的成因 可以将干扰源分为 自然电磁干扰源和人为电磁干扰源 2 自然电磁干扰 自然电磁干扰主要指的是宇宙干扰 大气干扰 热噪声和沉积静电干扰 宇宙干扰是来自宇宙的背景噪声 太阳无线电噪声以及天体 星座发射的无线电噪声 太阳的的干扰频率从10MHz到几十GHz 宇宙干扰最为明显的频率范围为20MHz 500MHz 主要的干扰对象为航天飞行器以及通过卫星传播的通信信号和广播信号 除宇宙干扰外 大气干扰也是常见的自然电磁干扰 主要是雷电干扰 其他的还有沙暴 雨雾等 大气干扰的频率范围主要在30MHz以下 对地球上20MHz以下的无线电通信影响很大 热噪声指的是处于一定热力学状态下的导体中所出现的无规则电起伏 是由导体中自由电子的无规则运动引起的 如电阻热噪声 气体放电噪声等 3 人为电磁干扰 1 电气设备干扰 1 电晕放电高压输电线因绝缘失效时会产生间歇脉冲电流 形成电晕放电 电晕放电干扰对低频感测系统的影响较为严重 对高频感测系统影响不大 2 辉光放电及气体放电 如荧光灯 霓虹灯 等 常温空气中 当接点距离为0 0076mm 电压加到320V时会发生辉光放电 荧光灯的干扰电平一般为几十微伏到几千微伏 高的可达几十毫伏 频率为超高频 3 火花放电电气设备触点处的断续电流将会引起火花放电 对于有金属外壳的电气设备 干扰一般只能从缝隙处和引线处泄露 火花放电干扰频率很高 汽车点火干扰的频率范围为20MHz 1000MHz 作用距离可达50 100m 4 开关干扰 5 工频干扰 被干扰对象 被干扰对象所囊括的范围也很宽 所有的电子设备都有可能成为被干扰对象 甚至人体 如电视机 收音机 模拟传感器 放大器 计算机等 3 耦合通道 只有有了耦合通道 干扰信号才能为被干扰对象所接收 耦合通道可以分为三类 辐射 传导及感应 如 电源线 内部连接电缆 机箱泄漏 天线到天线 导线到导线等 EMC相关的测量标准 欧盟 EU 早在80年代就已作出决定 凡是投放到欧洲经济区 EEA EuropeanEconomicArea 的产品必须要有CE标志 标准基本上可以分为两类 产品电磁骚扰特性测量标准和产品抗扰性试验标准 产品电磁骚扰特性主要测量标准 1 工业 科学和医疗 ISM 射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值 CISPR11 1990CISPR是一个国际性的电磁兼容标准化组织 它是IEC下属的一个特别的技术委员会 该组织目前制定的有关于电磁兼容的标准还有 CISPR12 CISPR13 CISPR14 CISPR16 CISPR22 CISPR24等2 车辆 机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的测量方法和限值 CISPR12 19973 声音和电视广播接收机及有关设备无线电骚扰特性限值和测量方法 CISPR13 19964 家用和类似用途的电动 电热器具 电动工具以及类似电器无线电骚扰特性的测量方法和限值 CISPR14 1997 5 无源无线电骚扰滤波器及抑制元件特性的测量方法 CISPR17 19816 信息技术设备的无线电骚扰特性的测量方法和限值 CISPR22 19937 谐波电流发射限制 设备输入电流 16A 每相 IEC61000 3 2 1994 8 设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁限制 额定电流 16A IEC61000 3 3 1994 9 居住 商业和轻工业环境通用发射标准 IEC61000 6 3 1996 10 工业环境通用发射标准 IEC61000 6 4 1997 产品抗扰性试验主要标准 1 静电放电抗扰性试验 IEC61000 4 2 1995 2 射频电磁场辐射抗扰性试验 IEC61000 4 3 1995 3 电快速瞬变脉冲群抗扰性试验 IEC61000 4 4 1995 4 浪涌抗扰性试验 IEC61000 4 5 1995 5 对射频场感应的传导骚扰的抗扰性试验 IEC61000 4 6 1996 6 供电系统及所联设备谐波和谐间波的测量和测量仪器通用导则 IEC61000 4 7 1991 7 工频磁场抗扰性试验 IEC61000 4 8 1993 8 脉冲磁场抗扰性试验 IEC61000 4 9 1993 9 阻尼振荡磁场抗扰性试验 IEC61000 4 10 1993 10 电压瞬时跌落 短时中断和电压渐变的抗扰性试验 IEC61000 4 11 1994 11 居住 商业和轻工业环境通用抗扰性 IEC61000 6 1 1997 12 工业环境抗扰性通用标准 EN50082 2 1995 EN为欧洲标准的代号 安规与电磁兼容网 问 什么是EMI 与EMS及EMC有何区别 答 在电气干扰领域有许多英文缩写 这里所提EMI ElectroMagneticInterference 直译是电磁干扰 这是合成词 我们应该分别考虑 电磁 和 干扰 所谓 干扰 指设备受到干扰后性能降低以及对设备产生干扰的干扰源这二层意思 第一层意思如雷电使收音机产生杂音 摩托车在附近行驶后电视画面出现雪花 拿起电话后听到无线电声音等 这些可以简称其为与 BCI TVI TelI 这些缩写中都有相同的 I 干扰 BC 广播 那么EMI标准和EMI检测是EMI的哪部分呢 理所当然是第二层含义 即干扰源 也包括受到干扰之前的电磁能量 其次是 电磁 电荷如果静止 称为静电 当不同的电位向一致移动时 便发生了静电放电 产生电流 电流周围产生磁场 如果电流的方向和大小持续不断变化就产生了电磁波 电以各种状态存在 我们把这些所有状态统称为电磁 所以EMI标准和EMI检测是确定所处理的电的状态 决定如何检测 如何评价 电磁兼容基本概念问答 与EMS和EMC的区别在哪里 EMS ElectroMagneticSusceptibility 直译是 电磁敏感度 其意是指由于电磁能量造成性能下降的容易程度 为通俗易懂 我们将电子设备比喻为人 将电磁能量比做感冒病毒 敏感度就是是否易患感冒 如果不易患感冒 说明免疫力强 也就是英语单词Immunity 即抗电磁干扰性强 EMC ElectroMagneticCompatibility 直译是 电磁兼容性 意指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰 也不受其他设备的电磁能量干扰的能力 EMC这个术语有其非常广的含义 如同盲人摸象 你摸到的与实际还有很大区别 特别是与设计意图相反的电磁现象 都应看成是EMC问题 电磁能量的检测 抗电磁干扰性试验 检测结果的统计处理 电磁能量辐射抑制技术 雷电和地磁等自然电磁现象 电场磁场对人体的影响 电场强度的国际标准 电磁能量的传输途径 相关标准及限制等均包含在EMC之内 问 最近出现很多带有干扰这个名词的东西 请问什么是干扰 答 最近 干扰 的概念使用越来越广泛 与必须存在的东西相对应 一切不希望有的东西都可称做 干扰 具体到 电磁干扰 可以按照下面所列七类进行划分 按照发生源划分按照传播路径划分按照辐射干扰的产生原因划分按照不同设备的工作原理划分按照发生的频率划分按照频率范围划分不同的交流电源而且可以在每一类中进一步分类 根据发生源可将干扰细分如图1 图4 自然干扰源类别 人为干扰源类别 噪声按传递途径分类如图5所示 图5按照干扰传输路径分类 干扰传播的途径如图6所示 有通过电源线 信号线 地线 大地等途径传播的 传导干扰 也有通过空间直接传播的 空间干扰 这些噪声并不独立存在 在传播过程中又会出现新的复杂噪声 图6干扰传播路径 造成数字电路工作不正常的干扰可分为 电源干扰 反射 振铃 LC共振 上冲 下冲 状态翻转干扰 串扰干扰 相互干扰 串音 直流电压跌落 造成开关电源质量下降的干扰分为 出现在输出入端子上的干扰 电流交流声 尖峰脉冲噪声 回流噪声 影响内部工作的干扰 开关干扰 振荡 再生噪声 按发生的频率分为 突发干扰 脉冲干扰 周期性干扰 瞬时干扰 随机干扰 跳动干扰 造成交流电源质量下降的干扰分为 高次谐波干扰 保护继电器 开关的震颤干扰 雷电涌 尖峰脉冲干扰 喷射环电弧 瞬时浪涌 将来可能会将下面这些项目归入到交流干扰内 瞬时停电 瞬时下降 频率变化 电压变化 高次谐波失真 另外还干扰按频率分为 低频干扰 高频干扰 如上所述 干扰可以分成很多类别 这些干扰既产生于电气电子设备 又干扰电气电子设备 造成设备的故障和停用 带来经济和人员伤害 为了使各种设备能够互不干扰 正常工作 应运而生了EMC技术 简而言之 EMC是 不发干扰 不受干扰 现在国内外都在研究开发EMC技术 并应用于电气电子设备的制造中 问 什么是共模干扰和差模干扰 为什么有二种 答 从干扰源发出的干扰泄漏到外部的途径 或者是干扰侵入到受干扰的设备中的途径 有电压 电流通过电源线或信号线的传导传输和靠电磁波在空间辐射传输二种途径 电压电流的变化通过导线传输时有二种形态 我们将此称做 共模 和 差模 设备的电源线 电话等的通信线 与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路 至少有两根导线 这两根导线作为往返线路输送电力或信号 但在这两根导线之外通常还有第三导体 这就是 地线 干扰电压和电流分为两种 一种是两根导线分别做为往返线路传输 另一种是两根导线做去路 地线做返回路传输 前者叫 差模 后者叫 共模 如图1所示 电源 信号源及其负载通过两根导线连接 流过一边导线的电流与另一边导线的电流幅度相同 方向相反 但是干扰源并不一定连接在两根导线之间 由于噪声源有各种形态 所以也有在两根导线与地线之间的电压 其结果是流过两根导线的干扰电流幅度不同 图1差模干扰 问 传导噪声与辐射噪声的区别是什么 答 当我们开空调时 室内的荧光灯会出现瞬间变暗的现象 这是因为大量电流流向空调 电压急速下降 利用同一电源的荧光灯受到影响 还有使用吸尘器时收音机会出现啪啦啪啦的杂音 原因是吸尘器的马达产生的微弱 低强度高频的 电压 电流变化通过电源线传递进入收音机 以杂音的形式放了出来 这种由一个设备中产生的电压 电流通过电源线 信号线传导并影响其它设备时 将这个电压 电流的变化叫做 传导干扰 所以为对症下药 通常采用的方法是给发生源及被干扰设备的电源线等安装滤波器 阻止传导干扰的传输 另外 当当信号线上出现噪声时 将信号线改为光纤 也可隔断传输途径 当摩托车从附近道路通过时 电视会出现雪花状干扰 这是因为摩托车点火装置的脉冲电流产生了电磁波 传到空间再传给附近的电视天线 电路上 产生了干扰电压 电流 象这种通过空间传播 并对其它设备电路产生无用电压 电流 造成危害的干扰称为 辐射干扰 由于传播途径是空间 解决辐射干扰的方法除前面所讲的滤波之外 还要对设备进行屏蔽方能有效 如上所述 干扰的根源是电压 电流产生不必要的变化 这种变化通过导线直接传递给其它设备 造成危害 这叫 传导干扰 另外 由于电压电流变化而产生的电磁波通过空间传播到其它设备中 在电路或导线上产生不必要的电压 电流 并造成危害的干扰叫 辐射干扰 但是 实际上并不能这样简单区分 问 传导噪声与辐射噪声的区别是什么 答 当我们开空调时 室内的荧光灯会出现瞬间变暗的现象 这是因为大量电流流向空调 电压急速下降 利用同一电源的荧光灯受到影响 还有使用吸尘器时收音机会出现啪啦啪啦的杂音 原因是吸尘器的马达产生的微弱 低强度高频的 电压 电流变化通过电源线传递进入收音机 以杂音的形式放了出来 这种由一个设备中产生的电压 电流通过电源线 信号线传导并影响其它设备时 将这个电压 电流的变化叫做 传导干扰 所以为对症下药 通常采用的方法是给发生源及被干扰设备的电源线等安装滤波器 阻止传导干扰的传输 另外 当当信号线上出现噪声时 将信号线改为光纤 也可隔断传输途径 当摩托车从附近道路通过时 电视会出现雪花状干扰 这是因为摩托车点火装置的脉冲电流产生了电磁波 传到空间再传给附近的电视天线 电路上 产生了干扰电压 电流 象这种通过空间传播 并对其它设备电路产生无用电压 电流 造成危害的干扰称为 辐射干扰 由于传播途径是空间 解决辐射干扰的方法除前面所讲的滤波之外 还要对设备进行屏蔽方能有效 如上所述 干扰的根源是电压 电流产生不必要的变化 这种变化通过导线直接传递给其它设备 造成危害 这叫 传导干扰 另外 由于电压电流变化而产生的电磁波通过空间传播到其它设备中 在电路或导线上产生不必要的电压 电流 并造成危害的干扰叫 辐射干扰 但是 实际上并不能这样简单区分 如上所述 干扰的根源是电压 电流产生不必要的变化 这种变化通过导线直接传递给其它设备 造成危害 这叫 传导干扰 另外 由于电压电流变化而产生的电磁波通过空间传播到其它设备中 在电路或导线上产生不必要的电压 电流 并造成危害的干扰叫 辐射干扰 但是 实际上并不能这样简单区分 例如 文字处理机或计算机等计算设备的干扰源 虽然是在设备内部电路上流动的数字信号的电压 电流 但这些干扰以传导干扰的方式通过电源线或信号线泄漏 直接传递给其他设备 同时这些导线产生的电磁波以辐射干扰的形式危及附近的设备 而且计算设备本身内部电路也产生电磁波 以辐射干扰的形式危及其他设备 最后 就辐射干扰再做一些较详细的说明 根据天线原理 如果导线的长度与波长相等 则容易产生电磁波 例如 数米长的电源线会产生VHF频带 30M 300MHz 的辐射干扰 在比此频率低的频带内 因波长较长 当电源线中流过同样的电流时 不会辐射太强的电磁波 所以在30MZz以下的低频带主要是传导干扰 但是 伴随着传导干扰会在电源线周围产生干扰磁场 给AM广播等带来干扰 另外 如前所述 由于在VHF宽带内电源线泄漏的干扰能转变成电磁波扩散到空间 因此辐射干扰成为比传导干扰更主要的问题 在比此更高的频率上 比电源线尺寸更小的设备内部电路会产生辐射干扰 危害其它设备 总而言之 当设备和导线的长度比波长短时 主要问题是传导干扰 当它们的尺寸比波长长时 主要问题是辐射干扰 问 为何要对电磁干扰发射加以规范 实际中真会出现危害吗 答 无线电频谱是人类共有的有限资源 为了有效利用这些资源 保护为开展必要的无线电业务 如 广播 移动 固定 无绳电话 无线导航业务等 而使用的无线电频谱 必须限制无用的干扰波 如 电子望远镜泄漏的基波及高次谐波 接收机本地振荡器的辐射 信息技术设备泄漏的高频信号 冰箱 洗衣机 食品绞汁机 烤面包器等工作时辐射的无线电频谱 的辐射 而且为了今后进一步合理利用 开展无线电业务 必须确保频率频谱不被侵占 首先 要决定应该保护的无线电业务电场强度水平及检测干扰的临界值 考虑干扰源和受扰设备位置关系 保护距离 等能够容许的干扰强度 其次 应以所有容许的干扰强度为基准进行系统设计 使即使有干扰波侵入也不发生误动作 因此 首先要保证无用的干扰波发射不要超过限制规定 其次必须预先掌握能够容许的干扰波强度 当然 在系统设计阶段就要非常关注能使用的频率频谱 使用广播接收机时事前就要考虑本地振荡频率 工业 科研及医用无线频谱设备事前都要确认能使用的频率频谱 但对数字设备 马达应用设备及有开关触点的设备 烤面包机等使用恒温器的设备 由于其频率频谱带宽 有可能进入规定的频谱中 所以主管电波管理的行政部门要制定限制对电磁发射的容许值 但其中重要的是在计算容许值时 没有考虑自家同时使用有可能成为干扰源的设备和受扰设备的情况 以不会给第三者带来干扰为前提确定的容许值 为此 我们引进了一个概念 保护距离 即应该知晓在某种条件下使用设备时 仍可能会产生干扰 如前所述 在高度发达的信息社会 为了保护广义上的信息传输设备 为了有效利用所需的频率频谱 应该尽可能地限制无用的干扰波 问 辐射干扰及传导干扰的规定值是如何确定的 答 通过电源线传导的 传导干扰 和通过空间传播的 辐射干扰 会影响其它设备 当这些干扰较强时 便被TV 收音机接收 成为干扰波 这里要研究的是多强的干扰可以不与理会 如表1 2所列 在FCCPart15中规定了传导干扰限值和非功能辐射器辐射出的电磁波的限值 顺便说一下 即使是符合FCC及VCCI的辐射干扰规定的设备 在其附近的地方放置收音机也能听到杂音 例如 将符合3m法规定的设备放在AM收音机附近 如30cm时 由于20log 3 0 3 20 dB 因此辐射干扰增加20dB 收音机受到干扰的机会增大 举例来说 A级设备在80MHz频率处 即使以80 V m的辐射强度合格 当距离减小为30cm时 其辐射强度便成为800 V m 是标准值100 V m的8倍 高出18 1dB 作为干扰足以被收音机接收到 再者 干扰电波具有一种特性 当从发生源很近的地方附近移开时 先以距离三次方的速率衰减 稍远些时 以距离的二次方速率衰减 最后随距离线性衰减 相反 随着距离的减小 当靠近干扰源时 干扰强度就会急剧增加 具有法律约束的 EMI标准 主要着眼点是抑制对分配的无线频率产生干扰的RFI干扰 也就是说 要对广播电视 飞机导航 紧急无线等国家认可的 无线通讯 产生干扰的电波加以限制 可以这样解释 受到干扰的 无线通讯 能够忍受的最大限值 即使满足了工作需要 因使用条件不同 仍存在着引起干扰的危险性 因此可以理解是 限度值 将此与以将国际标准内容统一为目标的CISPR相比较略有不同 CISPR是各国代表自由审议产生的 各国EMI标准反映了各自国家的具体情况 最终要由各国自己制定 德国 美国以法律形式 日本的VCCI自行制定 CISPR公布的内容无法律约束力 频域分析 时域波形 频谱分量 付立叶级数 周期 付立叶变换 非周期 EMC分析更多是在频域中进行 并且不考虑相位因素 示波器观察 频谱分析仪观察 频谱分析仪 幅度 频率 扫描速率 时间 分辨带宽 频率范围 脉冲信号的频谱 T 1 d 1 tr d tr 谐波幅度 电压或电流 频率 对数 20dB dec 40dB dec A V orI 2A d tr TV orI 0 64A TfV orI 0 2A Ttrf2 电磁兼容的工程方法 1测试修改法2系统设计法 可采取的措施 电路结构封装屏蔽滤波软件 成本 措施 概念设计产品市场 阶段 分贝 dB 的概念 分贝的定义 分贝数 10lg P2 P1 P1 P2是两个功率数值 对于电流或电压 定义如下 电压增益的分贝数 20lg V2 V1 电流增益的分贝数 20lg I2 I2 用分贝表示的物理量 电压 用1V 1mV 1 V为参考 例如 1 V 0dB V 则单位为 dBV dBmV dB V等 电流 用1A 1mA 1 A为参考 则 dBA dBmA dB A 场强 用1V m 1 V m为参考 则 dBV m dB V m等 功率 用1W 1mW为参考 则 dBW dBm等 作业 36页1 2题