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文檔簡介
1、任務(wù)9. 產(chǎn)品電磁兼容能力檢驗佘少華 蘭小海第1頁,共91頁。 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 國家標準及國際標準的要求第2頁,共91頁。8/5/20222電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)1.1 什么叫電磁兼容1.1.1 電磁兼容的定義國家標準 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?!?第3頁,共91頁。8/5/20223電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 特
2、色定義: “電磁兼容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(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的一門科學(xué)。” 1.1.1 電磁兼容的定義(續(xù))第4頁,共91頁。8/5/20224電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)要素:電磁環(huán)境是由空間、時間、頻譜三個要素組成的。要解決電磁兼容問題,離不開空間、時間、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))第5頁,共91頁。8/5/20225電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)1.1.2 電磁兼容的研究
3、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)生的機理,頻域與時域的特性,表征其特性的主要參數(shù),抑制其發(fā)射強度的方法等等。(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。第6頁,共91頁。8/5/20226電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)1.1.2 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:源的非理想化(源的頻域
4、、時域特性的復(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。第7頁,共91頁。8/5/20227電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)1.1.2 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)果的評價等等。 由于電磁兼容問題的復(fù)雜性,理論上的結(jié)果往往與實際相距較遠,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域特性的復(fù)雜性,為了各個國家、各個實驗室測量結(jié)果之間的可比性,必須詳細規(guī)定測量儀器的各方面指標,并且各個國家的儀器指標應(yīng)該嚴格地相同。 標準中采用的表征電磁噪聲的參數(shù)(例如:峰值、準峰值、有效值、平均值)都是用等效于某一個特定參數(shù)的正弦
5、信號定標的。亦即:測量得到的電磁噪聲電平是等效于某個正弦信號的電平。第8頁,共91頁。8/5/20228電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)1.1.2 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”。這方面的進展將對電磁兼容學(xué)科起到十分重要的促進作用。 第9頁,共91頁。8/5/20229電器產(chǎn)品強制認證(g
6、dmec)1.2 實施電磁兼容的目的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)象直到嚴重的災(zāi)難。一些電磁干擾可能造成的危害: 干擾電視的收看、廣播收音機的收聽。 在數(shù)字系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸過程中數(shù)據(jù)的丟失。 在設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)級正常工作的破壞。第10頁,共91頁。8/5/202210電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)1.2.1 電磁干擾及其危害(續(xù)) 醫(yī)療電子設(shè)備(例如:醫(yī)療監(jiān)護儀、心電起搏器等)的工作失常。 自動化微處理器控制系統(tǒng)(例如:汽車的剎車系統(tǒng)、防撞氣囊保護系統(tǒng))的工作失控。 導(dǎo)航系統(tǒng)的工作失常。 起爆裝置的無意爆炸。 工業(yè)過程控制
7、功能(例如:石油或化工)的失效。 除此之外,強電場還會對生物體造成影響。 由此可見,電磁環(huán)境的惡化,會導(dǎo)致多方面的后果。 開展電磁兼容研究,加強電磁兼容管理,降低電磁騷擾,避免電磁干擾,是當務(wù)之急。 第11頁,共91頁。8/5/202211電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)1.2.2 國家標準及國際標準的要求 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,干擾日益嚴重。這就促使電磁兼容 (Electromagnetic Compatibility 簡稱為EMC)技術(shù)的出現(xiàn)并迅速發(fā)展起來。 相應(yīng)的國家及國際標準出臺則使對電磁兼容管理提高到法律的高度,從而進一步地促進了電磁兼容的發(fā)展。第12頁,
8、共91頁。8/5/202212電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)1.2.2 國家標準及國際標準的要求(續(xù)) 現(xiàn)在各國家、軍隊部門以及世界組織均成立了相應(yīng)的管理組織或部門,出臺了許多有關(guān)標準、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制性或推薦性標準,并通過市場監(jiān)督抽查和國家強制性產(chǎn)品認證(即3C認證)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準及國際標準的要求。第13頁,共91頁。8/5/202213電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)二、國內(nèi)外電磁兼容發(fā)展動態(tài)主要內(nèi)容2.1 電磁兼容起
9、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施情況2.3 國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認證的EMC要求第14頁,共91頁。8/5/202214電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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)電動勢的規(guī)律。1840年美國人亨利成功地獲得了高頻電磁振蕩。第15頁,共91頁。8/5/202215電器產(chǎn)品強制認證(gdme
10、c) 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。為認識和研究電磁干擾現(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,同時又成功地接收到電磁波,用實驗證實了電磁波的存在,從此開始了對電磁干擾問題的實驗研究。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。第16頁,共91頁。8/5/202216電器產(chǎn)品強制認證(gdm
11、ec) 2.1 電磁兼容起源及其發(fā)展(續(xù))二十世紀以來,隨著通信、廣播等無線電事業(yè)的發(fā)展,使人們逐漸認識到需要對各種電磁干擾進行控制。成立了國家級以及國際間的組織,如:德國的電氣工程師協(xié)會、國際電工委員會(IEC)、國際無線電干擾特別委員會(CISPR)等。開始對電磁干擾問題進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)會制訂了世界上第一個電磁兼容性規(guī)范VDE0878。1945年美國頒布了美國最早的軍用規(guī)范JAN-I-225。第17頁,共91頁。8/5/202217電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 2.1 電磁兼容起源及其發(fā)展(續(xù))電磁兼容
12、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)科在認識電磁干擾、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準和規(guī)范;建立了電磁兼容試驗和測量的體系;解決了電磁兼容設(shè)計、分析和預(yù)測的一系列理論和技術(shù)問題。第18頁,共91頁。8/5/202218電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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)會議
13、,每年召開一次。美國最有影響的電子電氣工程師協(xié)會“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。第19頁,共91頁。8/5/202219電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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)濟發(fā)達國家在電磁兼容研究和應(yīng)用方面達到了很高的水平。主要研究和應(yīng)用的內(nèi)容包括電磁兼容標準和規(guī)范、分析設(shè)計和預(yù)測、試驗測量和開發(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測量系統(tǒng)。開發(fā)出多種系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間
14、電磁兼容性計算機分析和預(yù)測軟件。第20頁,共91頁。8/5/202220電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)2.1 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)計成為民用電子設(shè)備和軍用武器裝備研制中必須嚴格遵循的原則和步驟。在產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測、試驗和使用的各個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。第21頁,共91頁。8/5/202221電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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)先分析評估、預(yù)先檢驗、預(yù)先設(shè)計。把過去用于
15、研制后期試驗測量和處理以及返工補救的費用安排到加強事前設(shè)計和預(yù)測檢驗中來。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)的實施項目組成部分。產(chǎn)品電磁兼容性達標認證已由一個國家范圍發(fā)展到一個地區(qū)或一個貿(mào)易聯(lián)盟采取統(tǒng)一行動。從1996年1月1日開始,歐洲共同體12個國家和歐洲自由貿(mào)易聯(lián)盟的北歐6國共同宣布實行電磁兼容性許可證制度,使得電磁兼容性認證與電工電子產(chǎn)品安全性認證處于同等重要的地位。第22頁,共91頁。8/5/202222電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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和行業(yè)級的電磁兼容性標準和規(guī)
16、范。1981年頒布了第一個航空工業(yè)較為完整的標準HB5662-81飛機設(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)會議,標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。第23頁,共91頁。8/5/202223電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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。并投入了較大的財力和人力建立了一批電磁兼容性試驗測試中心,引進了許多先進的電磁干擾及敏感度自動測試系
17、統(tǒng)和試驗設(shè)備。在電磁兼容性工程設(shè)計和預(yù)測分析方面也開展了研究并逐漸開始實際應(yīng)用。在部分高等院校中開設(shè)了電磁兼容原理及設(shè)計課程,翻譯和編寫了一批教材。1993年由國家軍用標準化中心組織編寫了電磁兼容性工程設(shè)計手冊,表明我國軍用設(shè)備的電磁兼容性工程設(shè)計進入全面實施階段。此后,在標準和規(guī)范的研究與制訂方面有了較大進展,到目前已制定了近百個國家標準和國家軍用標準。第24頁,共91頁。8/5/202224電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)2.2 世界主要國家、地區(qū)的電磁兼容管理及實施情況經(jīng)濟發(fā)達國家和地區(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厲
18、的處罰行動。歐盟的“CE EMC”指令和美國的FCC法規(guī)的對世界的影響尤為深遠。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、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)。第25頁,共91頁。8/5/202225電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 2.2.1 歐盟(1) CE指令歐盟89/336/EEC EMC指令要求從1996年開始,凡欲進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)電磁兼容標準要求,并在產(chǎn)品上粘貼符合性標記“CE”。(注:在有關(guān)產(chǎn)品使用“CE”標志,除電磁兼容指令外,還應(yīng)符合相應(yīng)的“LVD”
19、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方面的內(nèi)容。第26頁,共91頁。8/5/202226電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 2.2.1 歐盟(續(xù))(2) CE標記歐洲聯(lián)盟包括十五個國家:英、法、荷、比利時、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,該指令落實各會員國,由會員國立法成為國內(nèi)法令之后,就具有強制性。而CE標記的CE二個字代表為歐盟European Community的縮寫。CE標記是采取自我宣告(EC Declaration of conformity ,Doc)方式。如
20、果產(chǎn)品滿足了EMC要求,檢測單位會將產(chǎn)品的型式試驗(Type Test)報告等給廠商。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標記,貼示于適當位置。第27頁,共91頁。8/5/202227電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 2.2.2 美國(1) FCC法規(guī)美國聯(lián)邦通訊委員會(Federal Communications Commission , 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)編號從Part0Part100,涵蓋了各項電機、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。FCC Part15、Part18、Part68分別是關(guān)于射頻設(shè)備
21、(含廣播接收機、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FCC Part15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(CISPR)的標準編訂方式在修訂。第28頁,共91頁。8/5/202228電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 2.2.2 美國(續(xù))(2) FCC標記自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,便可以依檢驗單位提供的產(chǎn)品型式試
22、驗報告等證明文件,實行自我宣告。若廠商的產(chǎn)品在FCC法規(guī)分類中屬于認證(Certification)類產(chǎn)品,則廠商必須先加入FCC會員。產(chǎn)品滿足了EMC要求后,便可以依檢驗單位提供的型式試驗報告等證明文件向FCC認可的TCB(Telecommunications Certification Body)申請FCC ID。按規(guī)定做成FCC標記,貼于產(chǎn)品適當位置。第29頁,共91頁。8/5/202229電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 2.2.3 日本日本自1985年起,由機械、電子等四個產(chǎn)業(yè)公會聯(lián)合起來,成立一個類似財團法人團體VCCI(VOLUNTARY CONTROL COUNCIL FOR I
23、NTERFERENCE)。制定出一個自愿性認證法。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會員,并每年繳交年費,便可依檢驗單位提供的產(chǎn)品型式試驗報告等證明文件,向日本VCCI報備登錄。按規(guī)定作成VCCI標記,貼于產(chǎn)品適當位置。第30頁,共91頁。8/5/202230電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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(Radio Communication Act)。該法于1996年1月1日生效,并于1997年1月1日起強制實施。對信息技術(shù)設(shè)備產(chǎn)品需符合AS/NZS 3548電磁輻
24、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,均采自我認證的方式。依產(chǎn)品標準執(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口商必須向其執(zhí)行單位ACA(Australian Communications Authority)登錄。按規(guī)定作成C-Tick標記,貼于產(chǎn)品適當位置。第31頁,共91頁。8/5/202231電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)2.2.5 臺灣地區(qū)臺灣標準檢驗局(BSMI)為了控制島內(nèi)電子、電機產(chǎn)品的電磁輻射干擾,于1995年5月公布商品電磁
25、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。而標準檢驗局也依據(jù)CISPR與IEC的EMC標準,逐漸修訂島內(nèi)相應(yīng)標準CNS,例如CNS13438就是信息類產(chǎn)品的標準。島內(nèi)申請廠商其產(chǎn)品符合了EMC要求后,便可以依檢驗單位提供的電磁兼容型式試驗報告及其它必要的文件資料。填具申請書后,向所在地檢驗機構(gòu)申請后,由檢驗機構(gòu)核發(fā)檢磁號碼證書。第32頁,共91頁。8/5/202232電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)2.3 國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認證的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,
26、保護人身健康、設(shè)備安全和電磁環(huán)境,保護用戶和消費者的利益,自二十世紀八十年代以來,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)電磁兼容的國家標準。到目前已制定了近百個國家標準。這些標準的實施,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行相應(yīng)的管理。第33頁,共91頁。8/5/202233電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)2.3 國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認證的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:國家或地方、行業(yè)質(zhì)量管理部門組織的產(chǎn)品質(zhì)量
27、市場監(jiān)督抽查;工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證制度;電磁兼容認證等方式進行管理。對進口產(chǎn)品,則通過進口商品安全質(zhì)量許可證制度和電磁兼容強制檢驗來進行管理。自2000年開始對六類進口商品(個人計算機、顯示器、打印機、開關(guān)電源、電視機和音響設(shè)備)實施電磁兼容強制檢驗。第34頁,共91頁。8/5/202234電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)2.3 國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認證的EMC要求(續(xù)) 到本世紀初,隨著我國的經(jīng)濟的進一步發(fā)展和對外開放的持續(xù)深入的實施,我國在進口產(chǎn)品質(zhì)量安全許可和強制性產(chǎn)品認證工作上存在內(nèi)外不一致的問題日益突出。為此,國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)做出了對進口產(chǎn)品質(zhì)量安全許可制度和國產(chǎn)品強制性認證制度實行“四個統(tǒng)
28、一”的批示。即:統(tǒng)一標準、技術(shù)法規(guī)和合格評定程序;統(tǒng)一目錄;統(tǒng)一標志;統(tǒng)一收費?;谝陨侠碛桑蓢屹|(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家認證認可監(jiān)督管理委員會共同制定了強制性產(chǎn)品認證管理規(guī)定(以下簡稱為規(guī)定)第35頁,共91頁。8/5/202235電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)2.3 國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認證的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。強制性產(chǎn)品認證的主管單位為國家認證認可監(jiān)督管理委員會。認證標志的名稱為“中國強制認證”(英文名稱為“China Compulsory Certification”,英文縮寫為“CCC”,)該標志可簡
29、稱為“3C”標志,該認證也簡稱為CCC認證或3C認證。2001年12月3日發(fā)布第一批實施強制性產(chǎn)品認證的產(chǎn)品目錄(以下簡稱為目錄),目錄共有19類132種產(chǎn)品。第36頁,共91頁。8/5/202236電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)2.3 國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認證的EMC要求(續(xù))按規(guī)定要求:為完善和規(guī)范強制性產(chǎn)品認證工作,切實維護國家、社會和公眾利益,凡列入強制性產(chǎn)品認證目錄的產(chǎn)品,必須經(jīng)國家指定的認證機構(gòu)認證合格、取得指定認證機構(gòu)頒發(fā)的認證證書、并加施認證標志后,方可出廠銷售、進口和在經(jīng)營性活動中使用。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,未獲得強制性
30、產(chǎn)品認證證書和未加施中國強制性認證標志的產(chǎn)品不得出廠、進口、銷售。按原規(guī)定要求,該規(guī)定應(yīng)于2003年5月1日起開始強制實施。由于眾所周知的原因,國家認證認可監(jiān)督管理委員會(CNAL)發(fā)布2003年第38號公告,將強制實施日期推遲到2003年8月1日。第37頁,共91頁。8/5/202237電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)2.3 國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認證的EMC要求(續(xù))根據(jù)規(guī)定要求,自實施之日起:強制性產(chǎn)品認證取代此前的中國電工產(chǎn)品認證委員會(CCEE)實施的電工產(chǎn)品安全認證(簡稱長城認證或CCEE認證)、中國進出口質(zhì)量認證中心(CQC)實施的進口商品安全質(zhì)量許可制度、中國電磁兼容認證中心實施
31、的電磁兼容認證(簡稱CEMC認證)。列入目錄的產(chǎn)品也同時取消相應(yīng)的生產(chǎn)許可證制度。與此前的管理方式不同的是,3C認證首次在國內(nèi)將電磁兼容的管理納于強制認證的范疇(此前只是對六類進口商品實施電磁兼容強制檢驗)。凡是列入3C目錄的產(chǎn)品,按相應(yīng)的強制性認證實施規(guī)則,若包含電磁兼容檢測項目,則對其電磁兼容強制檢驗作為3C認證一部分內(nèi)容來管理。第38頁,共91頁。8/5/202238電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)2.3 國內(nèi)EMC的發(fā)展與3C認證的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認證的方式進行管理;對未列入3C目錄
32、的產(chǎn)品,則通過自愿認證的方式進行管理。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)的強制實施標準進行。第39頁,共91頁。8/5/202239電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)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3.1.1基本名詞術(shù)語3.1.2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 電磁騷擾傳播特性第40頁,共91頁。8/5/202240電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 3.1.1 基本名詞術(shù)語(電磁)發(fā)射(el
33、ectromagnetic)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 electromagnetic disturbance“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、無用信號或傳播媒介自身的變化?!?電磁騷擾還包括了無用信號。 電磁干擾 electromagnetic interference“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€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,它可能引起降級或損害,但不一定已經(jīng)形成后果。而電磁干擾
34、是由電磁騷擾引起的后果。第41頁,共91頁。8/5/202241電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 3.1.1 基本名詞術(shù)語(續(xù))(性能)降低 degradation(of Performance)“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)并不意味著一定會被使用者覺察,但也應(yīng)視為性能降低。電磁環(huán)境 electromagnetic environment“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“時間”與全部“頻譜”。 第42頁,共91頁。8/5/202242電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 3.1.1 基本名
35、詞術(shù)語(續(xù))電磁噪聲 electromagnetic noise“一種明顯不傳送信息的時變電磁現(xiàn)象,它可能與有用信號疊加或組合?!币话阏J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 unwanted signal, undesired signal“可能損害有用信號接收的信號?!?干擾信號 interfering signal“損害有用信號接收的信號”。比較以上兩條術(shù)語可見,差別僅在于無用信號是“可能損害”,而干擾信號是“損害”。表明無用信號在某些條件下還是有用的無害的;而干擾信號任何情況下都是有害的。第43
36、頁,共91頁。8/5/202243電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 3.1.1 基本名詞術(shù)語(續(xù)) (對騷擾的)抗擾度 immunity(to a disturbance)“裝置、設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾下降低運行性能的能力。” (電磁)敏感性 (electromagnetic)susceptibilityEMS“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),軍用標準體系常用敏感性這一術(shù)語;而民用標準體系慣用抗擾度一詞。第44頁,共91頁。8/5/202244電
37、器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.1.1 基本名詞術(shù)語(續(xù)) 騷擾限值(允許值) limit of disturbance“對應(yīng)于規(guī)定測量方法的最大電磁騷擾允許電平?!?干擾限值(允許值) limit of interference“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 emission limit (from a disturb source)“規(guī)定電磁騷擾源的最大發(fā)射電平。” 發(fā)射裕量 emission margin“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?!钡?5頁,共91頁。8/5/202245電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.1.1 基
38、本名詞術(shù)語(續(xù)) (時變量的)電平 level(of time varying quantity)“用規(guī)定方式在規(guī)定時間間隔內(nèi)求得的諸如功率或場參數(shù)等時變量的平均值或加權(quán)值?!?(騷擾源的)發(fā)射電平 emission level (of a disturbance source)“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) compatibility level“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。”注:實際上電磁兼容電平并非絕對最大值,而可能以小概率超出。第46頁,共91頁。8/5/
39、202246電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.1.1 基本名詞術(shù)語(續(xù)) 抗擾度電平 immunity level“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時的最大騷擾電平。”也就是說:超過此電平,該裝置、設(shè)備或系統(tǒng)就會出現(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數(shù)值。 抗擾度限值 immunity limit“規(guī)定的最小抗擾度電平?!钡?7頁,共91頁。8/5/202247電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.1.1 基本名詞術(shù)語(續(xù)) 抗擾度裕量 immunity margin“
40、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) compatibility margin“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?!?騷擾抑制 disturbance suppression“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 interference suppression“削弱或消除電磁干擾的措施。”干擾抑制是加于敏感設(shè)備(被干擾對象)上的措施。第48頁,共91頁。8/5/202248電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)幾個術(shù)語之間的相互關(guān)系第49頁,共91頁。8/5/2
41、02249電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)第50頁,共91頁。8/5/202250電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.1.2 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 功率密度與電場強度 磁場強度第51頁,共91頁。8/5/202251電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.1.2 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,常常引用兩個相同量比值的常用對數(shù),以“貝爾”(B)為單位。但貝爾是個較大的值。為了使用方便,采用貝爾的110,即分貝(dB)為單位,即: PdB=10 lg(P2/
42、P1) PdBW=10 lg(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。第52頁,共91頁。8/5/202252電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.1.2 電磁兼容測試中常用單位(續(xù)) 電壓對于純阻性負載: P=V2 / R若以分貝(dB)表示,VdB=20 lg(V2 / V1)=20lg(VV /1)dBV通常省略為dB顯然: 0dB = 120dBV dB與dBm之間的關(guān)系:PdBm= VdB 90 10 lg(R /1)對于50的系統(tǒng): PdBmVdB 107dB第53頁,共91頁。8/5/20
43、2253電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.1.2 電磁兼容測試中常用單位(續(xù)) 電流常以dB為單位,即: IdBA = 20 lg(IA /1A) 磁場強度與電場強度HA/m = EV/m / Z HA/m = EV/m / Z當ZZ0120寫為分貝形式:HdB(A/m) = EdB(V/m)- 51.5dB 第54頁,共91頁。8/5/202254電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.1.2 電磁兼容測試中常用單位(續(xù)) 功率密度與電場強度 有時用空間的功率密度S表示電磁場強度,尤其是在微波波段。因為在微波波段,測量功率比測量電壓容易,而且也具有實際意義。功率密度的基本單位為W/m2。常用的單位
44、為mW/cm2或W/cm2。它們之間的關(guān)系為:SW/m210 SmW/cm20.01 SW/cm2 除需要進行場強換算外,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:Z0120 S = E2 / Z0 。則在自由空間,功率密度S與電場強度E的關(guān)系化為分貝:SdB(W/m2)=EdB(V/m) 25.8dB SdB(mW/m2)=EdB(V/m) 155.8dB SdB(W/m2)=EdB(V/m) 125.8dB第55頁,共91頁。8/5/202255電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.2 電磁干擾形成的三要素形成電磁干擾必然具備三個基本要素:電磁騷擾源,耦合途徑或傳播通道,敏感設(shè)備。
45、電磁兼容設(shè)計即是從這三個基本要素出發(fā)。第56頁,共91頁。8/5/202256電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)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:來自銀河系的電磁噪聲;來自太陽系的電磁騷擾;來自大氣層的電磁騷擾;熱噪聲。2.3.1.2 人為騷擾源包括:工科醫(yī)(射頻)設(shè)備;高壓電力系統(tǒng)與電力電子系統(tǒng);電牽引系統(tǒng);內(nèi)燃機點火系統(tǒng);聲音和廣播電視接收機;家用電器、電動工具與電氣照明;信息技術(shù)設(shè)備;靜電放電;核電磁脈沖;通訊、廣播、定位等大功率設(shè)備。第57頁,共91頁。8/5/202257電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.2.2 電磁騷擾的傳播途徑
46、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場耦合。第58頁,共91頁。8/5/202258電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.2.2 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,騷擾信號沿著這個連接電路傳遞到敏感設(shè)備,發(fā)生干擾現(xiàn)象。這個傳輸電路可包括: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: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
47、空間電磁場經(jīng)導(dǎo)線感應(yīng)而耦合,稱為場對線的耦合兩根平行導(dǎo)線之間的高頻信號感應(yīng),稱為線對線感應(yīng)耦合第59頁,共91頁。8/5/202259電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.2.3 電磁騷擾敏感設(shè)備所有的低壓小信號的設(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?,通過這些端口,電磁騷擾進入(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)。第60頁,共91頁。8/5/202260電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.2.4 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:外殼端口;交流電源端
48、口;直流電源端口;控制線信號線端口;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。第61頁,共91頁。8/5/202261電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)電磁騷擾進入設(shè)備的端口第62頁,共91頁。8/5/202262電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.3 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
49、。電磁騷擾信號可以是窄帶或?qū)拵У?,相參或非相參的、人為的或自然的。?3頁,共91頁。8/5/202263電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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的頻率范圍時,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。第64頁,共91頁。8/5/202264電器
50、產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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)對相參噪聲信號而言與其頻率帶寬成比例,對非相參噪聲信號而言與其頻率帶寬的平方根成比例。寬帶信號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)。第65頁,共91頁。8/5/202265電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.3.3 電磁噪聲的頻譜研究電磁噪聲的傳播問題是一項困難的工作,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,其時域波形如右上圖所示。則譜
51、如右下圖所示。右下圖所示的負的幅度表示相位相反。圖中各條譜線頂端的包絡(luò)實際上是不存在的。第66頁,共91頁。8/5/202266電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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,就能對不同時域波形相應(yīng)的頻域特性有個大體的了解。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。第67頁,共91頁。8/5/202267電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)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:可用不同型號的幅度分布(即概率
52、,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“隨機的”概念來說明騷擾性質(zhì)。所謂隨機,簡單說,就是未來值不能肯定地預(yù)測。隨機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。第68頁,共91頁。8/5/202268電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.3.5 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)計人員應(yīng)很好地控制波形。為了保持定時準確度
53、或保證某種形式的準確動作,有時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。第69頁,共91頁。8/5/202269電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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)計的脈沖波形,具有盡可能慢的上升時間。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。第70頁,共91頁。8/5/202270電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.3.6 電磁騷擾的出現(xiàn)率騷擾信號在時間軸上出現(xiàn)的規(guī)
54、律稱為出現(xiàn)率。按出現(xiàn)率把電函數(shù)分為周期性、非周期和隨機的三種類型來考慮。周期性函數(shù)是指在確定的時間間隔(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。隨機函數(shù)的定義允許限定其幅度或頻率成份,但要防止用時間函數(shù)來分析、描述它。第71頁,共91頁。8/5/202271電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)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。許多非周期性電壓和電流也是用于特定目的,
55、如指令脈沖。然而隨機電壓電流則是無用副產(chǎn)品,或是自然產(chǎn)生的,如熱噪聲。第72頁,共91頁。8/5/202272電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)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)備是兩個不同的設(shè)備,則稱為“系統(tǒng)間”問題。大部分電磁兼容標準都是針對系統(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,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。第73頁,共91頁。8/5/20
56、2273電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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,就有從一方到另一方的潛在干擾路徑。組建系統(tǒng)時,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)射和敏感度標準并不能保證解決系統(tǒng)的電磁兼容性問題。標準的編寫是從保護特殊服務(wù)(在發(fā)射標準中,主要指無線電廣播和遠程通信)的觀點出發(fā)的,并要求騷擾源和敏感部位之間有最小的隔離。第74頁,共91頁。8/5/202274電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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)線和機械結(jié)構(gòu)。這些元件可以電場、磁場或電磁場
57、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,也可以因吸收而衰減干擾信號。電纜之間的耦合既可以是電容性的,也可以是電感性的。第75頁,共91頁。8/5/202275電器產(chǎn)品強制認證(gdmec)3.4.2 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線路阻抗而產(chǎn)生的。最明顯的公共阻抗是阻抗實際存在的場合,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電流回路之間的互感耦合;或者由于兩個電壓節(jié)點之間的電容耦合產(chǎn)生的。耦合程度隨距離增大急劇下降。第76頁,共91頁。8/5/2022
58、76電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 3.4.2 公共阻抗耦合(續(xù))(1) 導(dǎo)體連接當騷擾源與敏感部位共用一個地時,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。因為導(dǎo)線的阻抗呈感性,因此輸出中的高頻或高didt分量將更容易耦合。解決方法如下圖,分別連接兩個電路,因而在兩個電路之間沒有公共通路,也就沒有公共阻抗。第77頁,共91頁。8/5/202277電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 3.4.2 公共阻抗耦合(續(xù)) (2) 磁場感應(yīng)導(dǎo)體中流動的交流電流會產(chǎn)生磁場,這個磁場將與臨近的導(dǎo)體耦合,在其上感應(yīng)出電壓。磁場耦合的等效電路相當于電壓源串接在敏感部位的電路中。值得注意是兩
59、個電路之間有無直接連接對耦合沒有影響。無論兩個電路對地是隔離還是連接的,感應(yīng)電壓都是相同的。第78頁,共91頁。8/5/202278電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 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)。第79頁,共91頁。8/5/202279電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 3.4.2 公共阻抗耦合(續(xù))(4) 負載電阻的影響磁場和電場耦合的等效電路之間的差異
60、決定了電路負載電阻的變化引起的結(jié)果是不同的。電場耦合隨RL增加而增大,而磁場耦合隨RL增加而減小。這個性質(zhì)可以用于診斷:比如你在觀察耦合電壓時,改變RL,你能夠推斷哪一種耦合模式起主導(dǎo)作用。同樣道理,磁場耦合對低阻抗電路的影響更大,而電場耦合對高阻抗電路影響更大。第80頁,共91頁。8/5/202280電器產(chǎn)品強制認證(gdmec) 3.4.2 公共阻抗耦合(續(xù))(5) 空間間隔互電容和互感都受騷擾源和受害導(dǎo)體之間的物理距離的影響。右圖表示在給出了自由空間中兩平行導(dǎo)線之間的距離對其互電容的影響,以及對地平面(為每個電源提供回流通路)上兩導(dǎo)體的互感的影響。第81頁,共91頁。8/5/202281
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