《EMC作業(yè)(復(fù)習(xí))題》

1、電磁兼容原理與技術(shù)復(fù)習(xí)題一、填空題；1. 嚴(yán)格地說,只要把兩個以上的元件置于同一環(huán)境中,工作時就會產(chǎn)生 電磁干擾 ，在兩個系統(tǒng)之間會出現(xiàn) 系統(tǒng)間的 的干擾，在系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備之間也會出現(xiàn) 設(shè)備間的 干擾,稱為 系統(tǒng)內(nèi)的干擾 。2. 電磁兼容學(xué)是研究在 有限的空間 、 有限的時間 、 有限的頻譜資源 條件下, 各種用電設(shè)備或系統(tǒng)(廣義的還包括生物體)可以共存, 并不致引起性能降級的一門學(xué)科。3. 輻射干擾 通過空間傳播的電磁干擾 。4. 傳導(dǎo)干擾是指 通過傳輸線傳播的電磁干擾 。5. 抗擾度是指 設(shè)備、裝置或系統(tǒng)面臨電磁干擾不降低運行性能的能立 。6. 傳導(dǎo)騷擾可以通過 電源 線、 信號 線、 互

2、連 線和接地導(dǎo)體等進(jìn)行耦合。7. 一個電子產(chǎn)品若想滿足其性能指標(biāo)，降低 通常是降低干擾影響的唯一途徑。8. 反射式濾波器是指 由電感器和電容器組成的，能阻止無用信號通過，并把它們反射回信號源的濾波器 。9. 吸收式濾波器是指 由有耗原件構(gòu)成的，它通過吸收不需要頻率成分的能量（轉(zhuǎn)化為熱能）來達(dá)到抑制干擾的目的 。10.當(dāng)高頻信號通過鐵氧體時，電磁能量以 熱能 的形式耗散掉。11鐵氧體抑制元件選擇的原則是 在使用空間允許的條件下，選擇盡量長、盡量厚和內(nèi)孔盡量小的鐵氧體抑制原件。10. 電磁屏蔽的作用原理是 利用屏蔽體對電磁能流的反射、吸收和引導(dǎo)作用，而這些作用是與屏蔽結(jié)構(gòu)表面上和屏蔽體內(nèi)感生的電荷

3、、電流與極化現(xiàn)象密切相關(guān)的 。11. 金屬屏蔽體 接地 是靜電場屏蔽的必要條件。 12. 電屏蔽的實質(zhì)是在 保證良好接地 的條件下, 將干擾源發(fā)生的 電力線 終止于由良導(dǎo)體制成的屏蔽體, 從而切斷了干擾源與受感器之間的電力線交連。 13. 電場屏蔽是抑制噪聲源和敏感設(shè)備之間由于存在電場耦合而產(chǎn)生的干擾。14. 磁場屏蔽是抑制噪聲源和敏感設(shè)備之間由于 磁場耦合 所產(chǎn)生的干擾，鐵磁材料起到磁場屏蔽作用, 其實質(zhì)是 對騷擾源的磁力線 進(jìn)行了集中分流。 15. 金屬盒的高頻磁場屏蔽效能與 高頻磁場在磁場上產(chǎn)生的渦流大小 有關(guān)。 16. 屏蔽材料的電阻越小產(chǎn)生的渦流越大，屏蔽效果越好，所以高頻磁場屏蔽材

4、料應(yīng)該用導(dǎo)電性能強(qiáng)的良導(dǎo)體。17. 在實際使用中的金屬屏蔽體都要求 接地 , 因為這樣可以同時屏蔽高頻磁場也能屏蔽電場。 18. 計算和分析屏蔽效能的方法主要有 解析方法 、 數(shù)值方法 和 近似方法 。 19. 磁屏蔽是利用由 高導(dǎo)磁材料 制成的磁屏蔽體,提供低磁阻的磁通路使得 大部分磁通 在磁屏蔽體上的分流, 來達(dá)到屏蔽的目的。20. 各種電磁干擾源與敏感設(shè)備間的耦合途徑有 傳導(dǎo) 、 感應(yīng) 、 輻射 ，以及它們的組合。21. 抑制電容性耦合的有效方法：是減小耦合電容C22. 評價敏感器件最重要的兩個參數(shù)是 電磁敏感度 和 抗擾度 。 23. 屏蔽電纜的屏蔽層只有 在接地以后 才能起到屏蔽作用

5、。24. 防護(hù)傳導(dǎo)干擾的主要措施是 使用濾波器 。25. 通過輻射途徑造成的騷擾耦合稱為 輻射干擾 。26. 輻射耦合是以 電磁波的 形式將電磁能量從騷擾源經(jīng)空間傳輸?shù)矫舾性O(shè)備。27. 輻射騷擾通常的4種主要耦合途徑為: 天線耦合 、導(dǎo)線感應(yīng)耦合 、閉合回路耦合 和 孔縫耦合 。二、問答題1. 什么是電磁兼容？P5一般指電氣和電子設(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)備能正常工作又互不干擾，達(dá)到“兼容”狀態(tài)。換句話說，電磁兼容是指電子線路、設(shè)備、系統(tǒng)相互不影響，從電磁角度具有相容性的狀態(tài)。 2. 構(gòu)成電磁干擾的三個要素是什么？P6電磁騷擾源、途徑和敏

6、感設(shè)備。3. 電磁干擾(騷擾)源的分類有哪些？ P74. 電磁干擾的危害程度分為幾個等級?災(zāi)難性的、非常危險的、中等危險的、嚴(yán)重的和使人煩惱的五個等級。5. 電磁兼容性分析方法有幾種？它們各有什么特點？P106. 電磁兼容性研究的基本內(nèi)容包括哪些？P117. 什么是輻射干擾？輻射干擾是指通過空間傳播的電磁干擾。即電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號通過空間耦合把干擾信號傳給另一個電網(wǎng)絡(luò)或電子設(shè)備8. 什么是傳導(dǎo)干擾？傳導(dǎo)干擾是指通過傳輸線傳播的電磁干擾，即電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號通過導(dǎo)電介質(zhì)或公共電源線互相產(chǎn)生干擾.9. 什么是設(shè)備的敏感度？設(shè)備的抗干擾能力用電磁敏感度來表示,設(shè)備的電磁干擾敏感性電平閾值越低

7、,即對電磁干擾越靈敏,電磁敏感度越大,抗干擾能力越差,或稱抗擾度性能越低。10. 什么是設(shè)備的抗擾度？抗擾度（民用）：裝置、設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾不降低運行性能的能力。敏感性（軍用）高，抗擾度低。抗擾度電平、抗擾度限值、兼容性電平、發(fā)射限值、發(fā)射電平、設(shè)計裕度、抗擾度裕度、發(fā)射裕度、兼容性裕度。11. 已知u=1 mV, 請用udBmV、 udBV、 udBnV和udBpV單位表示。12. 某一功率信號發(fā)生器, 最小輸出功率為108mW, 最大輸出功率為27W, 請換算成dBm。 13. 當(dāng)頻譜分析儀和頻率合成信號發(fā)生器采用阻抗為50、75和300時, 推導(dǎo)dBp和dBn之間的換算公式。14.

8、 什么是傳導(dǎo)耦合？ 在騷擾源與敏感設(shè)備之間存在有完整的電路連接，電磁騷擾通過連接電路從騷擾源傳輸電磁騷擾至敏感設(shè)備。15. 什么是輻射耦合？ 電磁騷擾通過其周圍的媒介以電磁波的形式向外傳播、騷擾電磁能且按電磁場的規(guī)律向周圍空間發(fā)射。16. 電容性耦合模型與電感性耦合模型區(qū)別是什么？P45toP50電容性耦合是用電容做耦合元件。電感性耦合是用電感做耦合元件17. 題圖1中兩導(dǎo)線間的分布電容為50 pF, 導(dǎo)線對地分布電容為150 pF, 導(dǎo)線1一端接100kHz、10V的交流信號源, 如果RT為: (a) 無限大阻抗; (b) 1000阻抗; (c) 50阻抗。求導(dǎo)線2的感應(yīng)電壓為多少？ 題圖1

9、18. 設(shè)在題圖1中的導(dǎo)線2外面有一接地屏蔽層, 導(dǎo)線2與屏蔽層之間的電容量為100 pF, 導(dǎo)線1與導(dǎo)線2間的電容為2 pF, 導(dǎo)線2與地間的電容為5 pF, 導(dǎo)線1上有一個頻率為100 kHz、 10 V的交流信號, 設(shè)RT分別為: (a) 無限大電阻; (b) 1000 ; (c) 50 時。 試求導(dǎo)線2上的感應(yīng)電壓各為多少？19. 什么是感應(yīng)近場區(qū)? 感應(yīng)近場區(qū)有什么特點?20. 什么是輻射近場區(qū)? 輻射近場區(qū)有什么特點?21. 什么是遠(yuǎn)場區(qū)? 遠(yuǎn)場區(qū)有什么特點?在電磁屏蔽領(lǐng)域中，通常把離開偶極子源距離r入/2pi的區(qū)域稱為遠(yuǎn)場區(qū)。近區(qū)場特點：近場區(qū)電場與磁場相差90度,近場區(qū)波阻抗為

10、虛數(shù);電偶極子場波阻抗大于磁偶極子場波阻抗;場強(qiáng)r-3，r-2變化;電磁場能量在傳播方向上往返振蕩遠(yuǎn)區(qū)場特點：遠(yuǎn)場（輻射場）區(qū)電場與磁場相位相同;遠(yuǎn)場區(qū)波阻抗為377;只是與傳播方向垂直，沒有傳播方向的電磁波（橫電磁波）；電磁場能量在坡印亭矢量方向傳播。場強(qiáng)與離場源的距離成反比。22. 感應(yīng)近場區(qū)、 輻射近場區(qū)及遠(yuǎn)場區(qū)中的電磁能量哪個大? 為什么?感應(yīng)近場區(qū)的電磁能量最大，該區(qū)與輻射體的距離最近，能量衰減最小。23. 感應(yīng)近場區(qū)、 輻射近場區(qū)及遠(yuǎn)場區(qū)中哪個場的電磁能量容易輻射出去?24. 什么是電磁波的極化？電磁波極化是指電磁波電場強(qiáng)度的取向和幅值隨時間而變化的性質(zhì)，在光學(xué)中稱為偏振。如果這種

11、變化具有確定的規(guī)律，就稱電磁波為極化電磁波（簡稱極化波）。）如果極化電磁波的電場強(qiáng)度始終在垂直于傳播方向的（橫）平面內(nèi)取向，其電場矢量的端點沿一閉合軌跡移動，則這一極化電磁波稱為平面極化波。電場的矢端軌跡稱為極化曲線，并按極化曲線的形狀對極化波命名25. 什么是垂直極化波？電波在空間傳播時，其電場矢量的瞬時取向稱為極化。如果電波傳播時電場矢量的空間描出軌跡為一直線，它始終在一個平面內(nèi)傳播，則稱為線極化波。線極化波又有水平極化波和垂直極化波之分。當(dāng)電場強(qiáng)度方向垂直于地面時，此電波就稱為垂直極化波；當(dāng)電場強(qiáng)度方向平行于地面時，此電波就稱為水平極化波。26. 什么是水平極化波？凡是極化面與大地法線面

12、垂直的極化波稱為水平極化波。其電場方向與大地相平行。27. 什么是橢圓極化波？若無線電波極化面與大地法線面之間的夾角從02周期地改變，且電場矢量末端的軌跡在垂直于傳播方向的平面上投影是一個橢圓時，稱為橢圓極化。28. 什么是圓極化波？電波在空間傳播時，其電場矢量的瞬時取向稱為極化。 如果電場矢量的方向隨時間變化，矢量端點的軌跡是一個圓，這種波稱作圓極化波。圓極化波分為左旋圓極化波和右旋圓極化波，順著電波傳播方向看去，電波的電場矢量順時針旋轉(zhuǎn)的是右旋圓極化波，反之是左旋圓極化波。29. 什么是主動屏蔽？P9630. 什么是被動屏蔽？P9631. 試闡述電磁干擾濾波器的作用和工作原理。P6832.

13、 試列舉兩種低通濾波器的結(jié)構(gòu)并給出其幅頻特性。P7033. 鐵氧體磁珠常串接在導(dǎo)線上抑制高頻噪聲, 如題3圖所示。 圖中負(fù)載RL=10 k, 設(shè)磁珠在100 MHz時的阻抗為200 , 求其插入損耗。 如果在磁珠后面再并接一個電容器0.01 F。 求兩者構(gòu)成的低通濾波器的插入損耗。34. 設(shè)計合適的低通濾波器以滿足下列要求: (1) 截止頻率為3.4 kHz, 在5 kHz以后的最低衰減為40 dB, 容許通帶波動為0.2 dB, Rg=RL =1000 。(2) 截止頻率為1 kHz, 在2 kHz以后的最低衰減為20 dB, Rg=RL=600 。 (3) 截止頻率為100kHz, 在30

14、0kHz以后的最低衰減為58dB; Rg=1k, RL =100 k，電感器在100 Hz時的品質(zhì)因數(shù)Q為11。35. 設(shè)計滿足下列要求的濾波器: 對稱帶通濾波器, 上下截止頻率分別為4 MHz及1.5 MHz,通帶最大波動為1dB, 40dB帶寬不超過5MHz, Rg=RL=50。 截止頻率為8 MHz及12 MHz的帶阻濾波器, 500 MHz帶寬的最小衰減為50 dB, Rg=RL=300 。36. 試給出實際電容器的等效電路和頻率特性圖, 并分析其在實際應(yīng)用中對濾波特性的影響。P7937. 試給出實際電感的等效電路和頻率特性圖, 并分析其在實際應(yīng)用中對濾波特性的影響。P8638. 試列

15、出克服電感寄生電容的方法。P8839. 對濾波器的安裝應(yīng)注意什么問題。P93在實接地目的有三個：（1）接地使整個電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有一個公共的參考零電位，保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定地干作。（2）防止外界電磁場的干擾。機(jī)殼接地可以使得由于靜電感應(yīng)而積累在機(jī)殼上的大量電荷通過大地泄放，否則這些電荷形成的高壓可能引起設(shè)備內(nèi)部的火花放電而造成干擾。另外，對于電路的屏蔽體，若選擇合適的接地，也可獲得良好的屏蔽效果。（3）保證安全工作。當(dāng)發(fā)生直接雷電的電磁感應(yīng)時，可避免電子設(shè)備的毀壞；當(dāng)工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其它原因直接與機(jī)殼相通時，可避免操作人員的觸電事故發(fā)生。此外，很多醫(yī)療設(shè)備都與病人的人

16、體直接相連，當(dāng)機(jī)殼帶有110V或220V電壓時，將發(fā)生致命危險。際工程中, 我們經(jīng)?？吹綖V波器的外殼上有一個接地端子, 試分析其作用。40. 在實際工程中, 我們經(jīng)常看到濾波器的外殼上有一個接地端子, 試分析其作用。41. 屏蔽效能由哪幾部分組成?由吸收損耗、反射損耗和多次反射損耗組成。42. 當(dāng)要屏蔽的磁場很強(qiáng)時, 怎樣才能達(dá)到比較好的屏蔽效果?43. 求距頻率為10 kHz電流環(huán)2.5cm處的0.015cm厚銅屏蔽層的屏蔽效能。若鋁屏蔽層位于遠(yuǎn)場, 屏效為多少？44. 求距頻率為10 kHz電流環(huán)1 cm處的0.032 cm厚銅屏蔽層的屏蔽效能。若屏蔽層位于遠(yuǎn)場, 屏效為多少？45. 計算

17、在頻率為1 kHz的磁場中, 銅屏蔽層的厚度分別為0.02 cm、 0.04 cm、0.06 cm時的屏蔽效能。46. 一個空間尺寸為4.5 m3 m3 m的機(jī)箱, 用0.1 mm厚銅板制成, 求對頻率f為1MHz電磁波的屏蔽效能。47. 一個屏蔽桶由鐵絲編成, 網(wǎng)孔每邊長w=12 mm, 孔的直徑d=1 mm, 屏蔽筒的半徑r0=4 m, 求對頻率f=105 Hz電磁波的屏蔽效能。48. 一銅質(zhì)屏蔽層, 其厚度d=0.1mm, 離干擾源的距離r=1m, 試求對頻率f=10 kHz，f=10kHz電磁波的屏蔽效能。49. 簡述PCB中的主要輻射源。P12850. 試列舉 PCB 設(shè)計中系統(tǒng)級電

18、磁干擾產(chǎn)生的原因。P133形成干擾的基本要素有三個： （1）干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號，用數(shù)學(xué)語言描述如下：du/dt， di/dt大的地 方就是干擾源。如：雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時鐘等都可 能成為干擾源。 （2）傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳 播路徑是通過 導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。（3）敏感器件，指容易被干擾的對象。如：A/D、D/A變換器，單片機(jī)，數(shù)字IC， 弱信號放大 器等。 抗干擾設(shè)計的基本原則是：抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的 抗干擾性能。 （類似于傳染病的預(yù)防）51. 簡述 PCB 布線的一般原則。P13652.

19、在印制電路板的電源線輸入端常把一個大容量電容(如10 F)和一個小容量電容(如0.01 F)并聯(lián)使用對電源濾波。 設(shè)10F電容的引線電感為5nH, 0.01F的引線電感為2nH, 如題4圖所示, 畫出兩電容的并聯(lián)阻抗Z與頻率的對應(yīng)關(guān)系草圖。53. 闡述3-W 原則。P149簡述安全地和信號電壓參考地的概念。信號地指信號或功率傳輸電路的參考電位基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面。實際上地線上各點電位不同。電磁兼容問題中，信號地定義為：信號回信號源的低阻抗路徑。.安全接地分為保護(hù)接地和防雷接地。安全接地的目的：（1）確保人身安全（2）防靜電（3）檢測接地故障（4）防設(shè)備漏電（5）防止設(shè)備感應(yīng)帶電造成的電擊（6）確保雷

20、擊時的安全54. 簡述安全地和信號電壓參考地的概念。55. 簡述 PCB 設(shè)計中去耦電容的配置原則。去耦電容的配置原則如下：1 電源分配濾波電容 電源輸入端跨接一個10F100F的電解電容器，如果pcb抄板的位置允許，采用以上的電解電容器的抗干擾效果會更好。1F,10F電容，并行共振頻率在20MHz以上，去除高頻率噪聲的效果要好一些。在電源進(jìn)入抄板的地方和一個1F或10F的去高頻電容往往是有利的，即使是用電池供電的系統(tǒng)也需要這種電容。 2 芯片配置去耦電容 為每個集成電路芯片配置一個0.01F的陶瓷電容器。數(shù)字電路中典型的去耦電容為0.1/F的去耦電容有5nH分布電感，它的并行共振頻率在7MHz左右，也就是說對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦作用，對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。如遇到電路板抄板空間小而裝不下時，可每410個芯片配置一個1F10F鉭電解電容器，這種器件的高頻阻抗特別小，在500kHz20MHz范圍內(nèi)阻抗小于1F10F而且漏電流很?。?.5A以下）。去耦電容值的選取并不嚴(yán)格，可按C=1/f計算，即10MHz取0.1F。對微控制器構(gòu)成的系統(tǒng)，取0.1F0.01F之間都可以。 3 必要時加蓄放電容 每10片左右的集成電路要加一片充放電電容，或稱為蓄放電