1、为什么要掌握电磁兼容技术,因为： 电子电路日益复杂，调试越来越难 电磁兼容标准强制实施 市场竞争日益激烈，开发周期越来越短,实践电磁兼容技术,课程特点： 注重物理概念和应用背景，避免空洞理论和复杂公式 内容实用，立竿见影 培养解决电磁干扰的综合能力（基本理论、分析方法、问题解决能力等）,课程内容,电磁兼容要求（标准）与试验方法 地线造成的干扰问题与解决方法 电磁屏蔽与搭接 电磁干扰滤波技术 线路板设计 电缆设计 瞬态抑制技术 电磁干扰问题诊断,通过学习本课程要达到：,对电磁兼容技术有全面的了解 掌握常见干扰问题的诊断和解决方法 （会自制简单的试验设备）掌握接地、滤波、屏蔽等关键技术在产品电磁兼
2、容设计方面有明确的思路 使产品顺利通过电磁兼容试验具备进一步学习的能力,电磁兼容工程师与技术员,第一章,电磁兼容标准与试验,电磁干扰现象,开关电源,数字脉冲电路,数字视频设备,220AC,为什么要“调”电路,信号畸变,不能达到预期的功能,信号本身失真反射损耗,串扰,地线、电源 噪声,外界干扰 （辐射、传导）,电磁兼容设计,信号完整性,电磁兼容设计是必须的,特殊的电磁兼容问题,电磁信息发射,干扰其它电子设备,被别有用心的人接收，获取信息,TEMPEST现象,机密！,机密！,保密通信系统中的TEMPEST,终端设备,加密/解密,发送/接收,明文,明文泄漏发射,明文耦合进密文,明文与密文 一同发射,
3、常见干扰源,雷电 NEMP,脉冲电路,ESD,无线通信,感性负载通断,直流电机、变频调速器,电磁兼容标准,分析环境中的各种电磁干扰,分析设备受电磁干扰的机理,编成电磁兼容标准,保证各类电子设备的正常工作及良好的电磁环境,电磁兼容标准的内容,电磁兼容标准,干扰发射,敏 感 度,传 导,辐 射,传 导,辐 射,电源线,信号/控制线,天线端口,电 场,磁 场,电源线/信号线,射频,瞬态,天线端口,电 场,磁 场,静 电放电,电磁兼容标准体系,基础标准,电磁兼容标准,通用标准,产品标准,被引用到,被引用到,标准编号的识别,典型电磁兼容试验项目,辐射发射（电场、磁场） 辐射抗扰度（电场、磁场） 传导发射
4、（射频发射、电源谐波） 传导抗扰度（射频、电快速脉冲、浪涌） 静电放电（直接、感应）,电磁兼容试验场地,电磁发射试验,敏感度或抗扰度试验：,开阔场（民用标准）,屏蔽暗室(半无反射室),可在普通环境中，但是注意对周围设备的影响,辐射发射测试,EUT,旋转找最大面,0.8m,1 4m,1、3、10、30 米,屏蔽墙,测试仪,开阔场地要求,长 轴 20 米,椭圆区内无金属物体,金 属 地 平 面,短 轴 17.32 米,天线与受试件距离 10 米,不同的天线在14米高度内变化，找出各种极化方向下的最强辐射值,受试件放在0.8米高的木桌上,开阔场实景,开阔场实景,电磁屏蔽室,电磁兼容试验室的结构,带风
5、扇的通风板,主室,辅助室2,辅助室1,可拆卸的滤波板或观察窗,射频测试仪器柜,电源滤波器,屏蔽门刀口结构,半无反射室实景,测量电磁干扰的天线,天线系数,进行电压与场强之间的转换： AF = E / V E = 电场强度，单位V/m V = 天线端口的电压 表征了天线的在电压与场强之间的转换效率。不要与表征天线方向性的参数：天线增益相混淆,抗扰度试验,抗扰度的其它测试方法,磁场发射测试,磁场敏感度试验,传导发射测试,LISN或AMN,LISN的电路,射频输出 射频输出,注意瞬态高压损坏仪器,浪涌（模拟雷电干扰）试验波形,浪涌试验装置,浪涌试验内容,电快速脉冲（EFT或FTB）试验波形,干扰注入方
6、式,电源,脉冲输入,受试件,电源线注入,信号线注入,耦合钳，或在电缆上绕金属箔， 长度1米，产生大约100pf电容,电快脉冲试验,静电放电,放电电流 I,静电枪电原理路,人体模型电路,接地端,放电端,放电开关,放电枪核心,静电放电试验装置,水平耦合板 1.60.8m,EUT绝缘垫,垂直耦合板 500mm正方形，距EUT100mm,直接对EUT放电,垂直板间接放电,绝缘桌,参考地板 1m2 边沿比耦合板外延 500mm,耦合板通过470k电阻接地,对于落地设备，水平耦合板=垂直耦合板，EUT放在100mm厚的绝缘板上,水平板间接放电,电源谐波,交流输入,V,输入电压,输入电流,1 3 5 7 9
7、 11 13,输入电流谐波,V,非线性电流,谐波限制,电源谐波测量,谐波测量仪,第二章,预备知识与基本概念,天线,接收天线： 将天线上的电磁波变成端口上的电压辐射天线： 将端口上的电压变成电磁波,V,V,天线的应用,基本天线结构,环天线 偶极天线 单极天线,V,V,V,关于天线的基本术语,天线系数： AF = E / V 增益： 天线的方向性： 天线的带宽： 天线的辐射图 天线极化方向,小环天线辐射的计算,小环天线： 周长远小于电流波长，电流均匀分布 尺寸远小于波长，和观测距离 环天线在自由空间,对计算公式用两个条件化简：/2D 1，或 D /2/2D 1，或 D /2,用MAXWELL方程得
8、到辐射场的表示式,环天线产生的辐射,近场区内（ D /2 ）: H = IA / (4D3) A/mE = Z0IA / (2D2) V/m 远场区内（D /2） : H = IA / ( 2D) A/mE = Z0 IA / ( 2D) V/m,D,导线的辐射,近场区内: H = I L / (4D2) A/mE = Z0I L / (8 2 D3) V/m 远场区内: H = I L / (2 D) A/mE = Z0 I L / (2 D) V/m,D,波阻抗的概念,波阻抗,377,/ 2,到观测点距离 r,E/H,ZW = Z0（2D/）,ZW = Z0 = 377,ZW = Z0（/
9、2D),电磁兼容设计消除寄生天线,电磁干扰,传导性,辐射性,地线,信号线,磁场,电场,环天线,杆天线,寄生天线,偶极天线：只要两个体之间存在电位差，就 构成了偶极天线。 环天线：只要存在电流环路，就形成了一个 环天线。,常见等效偶极(单极)天线,机箱,接地线,PCB,VG,主板,电缆,子板,笔记本,PCB电缆,没接地的散热片,常见环天线,用天线的概念处理问题,1 用天线的概念看待设备中的导体,发现隐蔽的天线 2 尽量消除这些具有天线性能的结构 3 不能消除时，控制天线的辐射减小环天线的面积减小两个导体之间的射频电压,分贝(dB) 的概念,分贝的定义：分贝数 10lg,P2,P1,P1、P2 是
10、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,I1,用分贝表示的物理量,电压：用1V、1mV、1V 为参考（例如：1V = 0dBV）则单位为：dBV、dBmV、dBV 等，,电流：用1A、1mA、1A 为参考，则：dBA、dBmA、dBA,场强：用1V/m、1V/m 为参考，则：dBV/m、dBV/m 等，,功率：用1W、1mW 为参考，则：dBW、dBm等，,“分贝”仅表示相对概念,99,1,0.1,SE = 20lg(100/1.1) 40dB,99,1,10,SE = ?,如果把绿色辐射体去掉，屏蔽体的屏蔽效能是多少
11、？,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( or I) = 2A(d+tr)/T V( or I) = 0.64A/Tf V( or I) = 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,
