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)性能降低或者對有生命或無生命物質(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”，這個作用過程及其結(jié)果，稱為電磁干擾效應(yīng)）電磁干擾的分類（）電磁干擾按傳播途徑可以分為兩類：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)場感應(yīng)藕合及遠區(qū)場輻射藕

2、合。 （2）電磁干擾按干擾源的性質(zhì)可以分為兩類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(有意和無意）包括工業(yè)干擾、輻射干擾、傳導(dǎo)干擾、串?dāng)_、天線端傳導(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：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：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： (1)工頻干擾(50Hz)：包括輸配電以及電力牽引系統(tǒng)，波長為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、電動機、家用電器、照明電器等都在此范圍，波長在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?，即即傳輸通道傳輸通道；對該干擾能量敏感的對該干擾能量敏感的接收器。接收

4、器。電磁兼容的含義 電磁兼容來源于Electromagnetic Compatibility(縮寫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，達到“兼容”狀態(tài)。更全面的定義：EMC是一門獨立的學(xué)科，隨著電磁能量利用的發(fā)展，它將研究：預(yù)測并控制變化著的地球和天體周圍的電磁環(huán)境、為了協(xié)調(diào)環(huán)境所采取控制方法、各項電氣規(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)科有時也取名為環(huán)境電磁學(xué)電磁污染問題電氣和電子設(shè)備的種類及數(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)的誤動作；微波及超高壓輸電線的日益擴展，將對人類及動植物產(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)重影問題而汽車數(shù)量的增加將使城市雜波加大等。 當(dāng)前，已進入信息化社會，人類的生存環(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，汽車、電子、通信、計算機與電氣設(shè)備大量進入家庭，空間人為電磁能量每年增長714，也就是說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)象是單線電報間的串?dāng)_。希維賽德于1881年寫了一篇“論干擾”的文章可算是最重要的早期文獻。隨著電氣運輸?shù)某霈F(xiàn)，在一根通信線與不對稱的強電線之間有較長的

6、平行運行，干擾問題日益嚴(yán)重目前國際上有國際無線電干擾特別委員會(CISPR)、IEC的TC-77、ITU等組織從事與EMC有關(guān)課題、國際化標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定。 美國自1945年開始，頒布了一系列電磁兼容方面的軍用標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范，并不斷地加以充實和完善，使得電磁兼容技術(shù)進入新的階段。60年代以來，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)用范圍越來越廣，滲到了社會的每一個角落.一個系統(tǒng)中，只要把兩個以上很小的元件放在同一環(huán)境中，放會產(chǎn)生電磁干擾，而且，每加入一個新的元件都使電磁干擾的可能性進一步增加。甚至看來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)把人類帶入信息時代，近年來信息高速公路和高速計算機技術(shù)成為人類社會生產(chǎn)和生活水平主導(dǎo)技術(shù)，同時也由于航空工業(yè)、航天工業(yè)、造船工業(yè)以及其他國防軍事工業(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正在加緊研究對付核電磁脈沖影響的方法。最近十年，美國科研部門集中力量研究保護通信網(wǎng)和某些軍用飛機不受高空核爆炸影響的方法。放眼未來，EMC還將在信息安全和生物電磁學(xué)等方面獲得較大的進展。!電磁兼容工作滲透到每一個電氣電子系統(tǒng)及設(shè)備中，只有通過總體設(shè)計部門管理協(xié)調(diào)，才能解決電磁兼容性問題。國內(nèi)2001年月發(fā)布“”認(rèn)證電磁干擾和電磁兼容術(shù)語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、電網(wǎng)以及各種電氣和電子設(shè)備工作時引起的電磁干擾。3.宇宙干擾 cosmic interference 由銀河系(包括太陽)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)生的無線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。6輻射干擾 radiated interference 由任何部件、天線、電纜或連接線輻射的電磁干擾。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)性能降低或者對有生命或無生命物質(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)生的電磁騷擾對一個系統(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 interfering signal損害有用信號接收的信號。13.無用信號可能損害有用信號接收的信號。14.電磁噪聲 electromagnetic noise一種明顯不傳送信息的時變電磁現(xiàn)象15.人為噪聲 manmade noise來源于人工裝置的電磁噪聲。16.自然噪聲 來源于自然現(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.隨機噪聲給定瞬間值不可預(yù)測的噪聲。19. 無線電(頻率)噪聲 具有無線電頻率分量的電磁噪聲20.喀嚦聲用規(guī)定方法測量時，其連續(xù)時間不超過某一規(guī)定電平的喀嚦聲數(shù)。21.電磁脈沖 指圍繞整個系統(tǒng)(它猶

11、如一個天線)，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)僅在強信號情況下發(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)測也無法避免這種效應(yīng)。它包括永久的電磁損壞和暫時的性能降級這兩種情況。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理性威脅后，在執(zhí)行任務(wù)時經(jīng)常出現(xiàn)有限程度降級的一種特性。27干擾抑制 削弱或消除電磁干擾的措施。28（對騷擾的)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時的最大騷擾電平。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及功率傳輸系統(tǒng)與天線之間的藕合。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，運輸工具受損、飛機失事或系統(tǒng)效能發(fā)生不允許的永久性下降。39電磁干擾控制 對輻射和傳導(dǎo)能量進行控制，使設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)運行時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)射不論它們來源于設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)都要進行控制。若在控制敏感性同時還能成功地控制電磁干擾就能實現(xiàn)電磁兼容。40屏蔽體 為了阻止或減小電磁能傳輸而對裝置進行封閉或遮蔽的導(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 用來減少場向指定區(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向指定區(qū)域穿透的屏蔽。43屏蔽效能對給定外來源進行屏蔽時，在某一點上屏蔽作安放前后的電場強度或磁場強度之比，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.合理布線空間分離通過加大騷擾源和接收器之間的空間距離，使騷擾電磁場到達敏感設(shè)備時其強度已衰減到接受設(shè)備敏感度門限。時間分割 使有用信號在騷擾信號停止發(fā)射的時間內(nèi)傳輸，或者當(dāng)強騷擾信號發(fā)射時，使敏感設(shè)備短時關(guān)閉。頻率管理電氣隔離 電磁兼容性分析方法問題解決法規(guī)范法系統(tǒng)法電磁兼容設(shè)計的具體內(nèi)容分析系統(tǒng)所處