电磁兼容基础知识详解,电磁干扰的危害

电磁兼容基础知识详解,电磁干扰的危害

电磁兼容基础知识详解,电磁干扰的危害

什么是电磁兼容

电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性。

电磁干扰源种类

电磁干扰源种类繁多,可按不同的方法进行分类。对测量环境中直接影响测量及测量设备的干扰来源可分为自然干扰源和人为干扰源。

自然干扰源包括:

(1)大气噪声干扰:如雷电产生的火花放电、属于脉冲宽带干扰,其覆盖从数Hz到100MHz 以上.传播的距离相当远。

(2)太阳噪声干扰:指太阳黑子的辐射噪声。在太阳黑子活动期.黑子的爆发.可产生比平稳期高数千倍的强烈噪声.致使通信中断。

(3)宁宙噪声:指来自宇宙天体的噪声。

(4)静电放电:人体、设备上所积累的静电电压可高达几万伏直到几十万伙.常以电晕或火花方式放掉,称为静电放电。静电放电产生强大的瞬间电流和电磁脉冲,会导致静电敏感器件及设备的损坏。静电放电属脉冲宽带干扰、频谱成分从直流一直连续剑中频频段。人为干扰源指而电气电子设备和其他人工装置产生的电磁干扰。这里所说的人为干扰源都是指无意识的干扰。至于为了达到某种目的而有意施放的干扰,如电子对抗等不属于本文讨论范围。

任何电子电气设备都可能产生人为干扰。在此,只是提到一些常见的干扰测量环境的干扰源。

(1)无线电发射设备:包括移动通信系统、广播、电视、雷达、导航及无线电接力通信系统.如微波接力,卫星通信等。因发射的功率大,其基波信号可产生功能性干扰;谐波

电磁干扰EMI与电磁兼容EMC

电磁干扰E M I与电磁 兼容E M C 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

二.电磁干扰E M I与电磁兼容E M C 电磁干扰(ElectromagneticInterference),简称EMI,有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(ElectromagneticCompatibility)。电磁兼容性EMC标准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是各国政府或经济组织,保护自己利益经常采取的手段。 1.传导干扰 传导干扰一般是通过电压或电流的形式在电路中进行传播的,图6 是测试电子设备产生传导干扰的基本方法,或表示传导干扰通过电源线传输的几种方式。图6中,电子设备表示干扰信号源,CI表示共模干扰信号,DI表示差模干扰信号;V1、V2、V3分别表示用仪表对干扰信号进行测量的连接方法,低通滤波器是为了便于对V1、V2、V3进行测试,而另外加接进去的;R1、R2、R3、R4分别为各电子设备的接地电阻,也包括大地之间的电阻,接地电阻一般为几欧姆到几十欧姆,其阻值与地线的安装和地表面土壤结构有关;C1为电子设备对大地的电容,其容量与

电子设备的体积还有地面距离有关,一般为几微微法到几千微微法。从图6中我们可以看出: V1=CI?DI(17) V2=CI+DI(18) V3=DI(19) 从图6中我们还可以看出,差模干扰信号DI是通过电子设备两根电源输送线传输的,因此,必须用低通滤波器对它进行隔离;而共模干扰信号CI是通过电子设备对大地的电容C1传输的,由于C1的容量一般都非常小,C1对低频共模干扰信号的阻抗很大,因此,在低频段,共模干扰信号一般很容易进行抑制,但在的高频段,对共模干扰信号进行抑制,难度却要比差模干扰信号抑制的难度大很多。 1-1.回路电流产生传导干扰 图7是一个开关电源电路的几个主要部分,图中,C1、C2、C3、C4是各主要部分的对地电容或对机壳的电容,R1、R2、R3是地电阻或机壳的电阻(机壳接地);i1、i2、i3、i4是开关电源电路中几个主要部分的回路电流,i1是交流输入回路电流,i2是整流回路电流,i3是开关回路电流,i4是输出整流回路电流。在这4个电流之中,i3的作用是最主要的,因为它受开关管Q1控制,其它电流全部都受它牵动而发生变化。 从电路中我们可以看出,i1、i2、i3所属的3个回路都是相互连接的,根据回路电流定律,i1、i2、i3之间具有代数和的关系,因此,只要3个电流中有一个电流的高频谐波对其它电路产生干扰,那么,3个电流都会对其它电路产生干扰,并且这种干扰主要是差模信号干扰。

电磁兼容技术的发展状况及应用

电磁兼容技术的发展状况及应用 摘要: 电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术.电磁兼容设计的目的是解决电 路之间的相互干扰,防止电子设备产生过强的电磁发射,防止电子设备对外界干扰过度敏感.近 年来,电磁兼容设计技术的重要性日益增加。 电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术.电磁兼容设计的目的是解决电路之间 的相互干扰,防止电子设备产生过强的电磁发射,防止电子设备对外界干扰过度敏感.近年来,电磁兼容设计技术的重要性日益增加,这有两个方面的原因:第一,电子设备日益复杂,特别是模拟电路和数字电路混合的情况越来越多、电路的工作频率越来越高,这导致了电路之间的干扰更加严重,设计人员如果不了解有关的设计技术,会导致产品开发周期过长,甚至开发失败.第二,为 了保证电子设备稳定可靠的工作,减小电磁污染,越来越多的国家开始强制执行电磁兼容标准, 特别是在美国和欧洲国家,电磁兼容指标已经成为法制性的指标,是电子产品厂商必须通过的指标之一,设计人员如果在设计中不考虑有关的问题,产品最终将不能通过电磁兼容试验,无法走 上市场. 因此近年来,电磁兼容教育也在迅速发展,一方面,各种有关电磁兼容设计的书籍层出不穷,各种电子设计的期刊上也不断刊登有关的文章,另一方面,电磁兼容培训越来越受到欢迎.20世纪90年代末,美国参加电磁兼容培训的费用平均为每人每天330美元,目前,已经达到450美元左右,并且企业如果需要专场培训,往往需要与提供培训的公司提前半年签订合同,由此可以看 到电子设计人员对电磁兼容技术的需求日益增加. 我国电磁兼容技术起步很晚,无论是理论、技术水平,还是配套产品(屏蔽材料、干扰滤波器等)制造,都与发达国家相差甚远.而与此形成强烈反差的是,在我们加入WTO以后,我们面对的是公平的国际竞争,各国之间唯一的贸易壁垒就是技术壁垒.而电磁兼容指标往往又是众多技术壁垒中最难突破的一道.因此,怎样使设计人员在较短的时间内,掌握电磁兼容设计技术,能够充满信心地面对挑战是我们努力实现的目标. 1 什么是电磁兼容标准 为了规范电子产品的电磁兼容性,所有的发达国家和部分发展中国家都制定了电磁兼容标准.电磁兼容标准是使产品在实际电磁环境中能够正常工作的基本要求.之所以称为基本要求, 也就是说,产品即使满足了电磁兼容标准,在实际使用中也可能会发生干扰问题.大部分国家的 标准都是基于国际电工委员会(IEC)所制定的标准. IEC有两个平行的组织负责制定EMC标准,分别是CISPR(国际无线电干扰特别委员会)和TC77(第77技术委员会).CISPR制定的标准编号为:CISPR Pub. XX ,TC77制定的标准编号为IEC XXXXX . 关于CISPR:1934年成立.目前有七个分会:A分会(无线电干扰测量方法与统计方法)、B分会(工、科、医射频设备的无线电干扰)、C分会(电力线、高压设备和电牵引系统的无线电干扰)、D分会(机动车和内燃机的无线电干扰)、E分会(无线接收设备干扰特性)、F分会(家电、电动工具、照明设备及类似电器的无线电干扰)、G分会(信息设备的无线电干扰) 关于TC77:1981年成立.目前有3个分会:SC77A(低频现象)、 SC77B(高频现象)、 SC77C(对高空核电磁脉冲的抗扰性). 我国的民用产品电磁兼容标准是基于CISPR和IEC标准,目前已发布57个,编号为GBXXXX - XX,例如GB 9254-98. 欧盟使用的EN标准也是基于CISPR和IEC标准,其对应关系如下: EN55××× = CISPR标准, (例: EN55011 = CISPR Pub.11) EN6×××× = IEC标准, (例: EN61000-4-3 = IEC61000-4-3 Pub.11) EN50××× = 自定标准, (例: EN50801) 我国军用产品采用的标准GJB是基于美国军标,例如GJB151A = MIL-STD -461D. 电磁兼容标准分为基础标准、通用标准、产品类标准和专用产品标准. 基础标准:描述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备,定义了等级和性能判据.基础标准不涉及具体产品.

电磁波有危害生活中处处在 电磁波危害

现代人们的日常生活可以说离不开电磁波,这是因为没有电磁波,也就没有现代的无线电通讯,这样要使用手机打电话、收看电视节目都将是不可能的事情,现在的人们很难想象,如果没有邮电、电话、电报、电视、广播的世界将会是什么样子,电磁波在帮助人们实现美好的梦想、给人类带来极大方便的同时,也不可避免地带来一些危害。 一、什么是电磁波? 电磁波是电场和磁场在空间的传播而形成,它可以在真空或在介质中传播,在真空中,电磁波的传播速度最快,为3×103m/s,这个数值也是物体运动的极限速度,可见光、微波和γ射线都属于电磁波。 二、电磁波的特性 通过做磁铁实验就会发现,磁场的穿透能力非常强,不论是薄木片、垫板、铁片、铝箔纸还是手掌,都无法阻隔电磁波,电磁波中的磁场,与磁铁的磁场一样,它们都是无孔不入,并且具有很强的穿透力。 三、电磁波的产生与危害 由于电磁波的频率会发生变化,因此很容易对人们产生伤害。例如,在家庭照明电路中使用的是交流电,它的频率每秒钟正、反变化50次,也就相当于磁

场的方向每秒钟变化50次,这样变化的磁场可以使人体中产生变化的电流,从而会对人体产生一定的危害作用,对一般情况下使用的小磁铁来说,因为其南、北极固定不变的,因此不至于对人体产生危害, 在我们的日常生活中,到处都充满了电磁波,只要是使用家用电器,就不可避免地会产生电磁波,例如,电风扇、吹风机、果汁机、微波炉、电冰箱、洗衣机、电视机、空调器等这些家用电器在使用的过程中都会产生电磁波,就连墙壁中安装的照明暗线,也可以使电磁波检测笔哔哔叫,因而大家在睡觉时最好不要靠近装有电线的墙壁,以防因电磁波的影响而难以好好的休息。 我们经常使用的手机,它在接打电话时产生的电磁波还是比较强的,如果你是在电脑前接打电话,常常会发现电脑屏有明显的屏幕闪烁感;若是在正在播放节目的收音机前接打手机,收音机也会受到极大的干扰,影响收听的效果;大家看电视时,时常会发生图像抖动和“雪花”现象,这也是因为受到附件其它电器产生电磁波干扰的缘故。 微波炉工作时产生的微波也是很强的电磁波,有人曾经通过实验发现,微波炉工作时产生的微波能够抑制植物的生长!大家可能会觉得不可思议,然而这确是不争的事实,实验过程是这样的,将四盆绿豆苗分别放在微波炉中被微波照射约5s、10s、15s、20 s后,移出置于空旷处,另外一盆完全不照射微波,作为实验控制组,仔细观察这五盆绿豆苗每天的生长进度,发现不受微波照射的实验控制组,绿豆苗生长正常;经过微波照射后的那四盆绿豆苗中,只有照射5s的

电磁兼容基本知识问题及答案(原)

电磁兼容课程作业(问答58题) 1.为什么要对产品做电磁兼容设计? 答:满足产品功能要求、减少调试时间,使产品满足电磁兼容标准的要求,使产品不会对系统中的其它设备产生电磁干扰。 2.对产品做电磁兼容设计可以从哪几个方面进行? 答:电路设计(包括器件选择)、软件设计、线路板设计、屏蔽结构、信号线/电源线滤波、电路的接地方式设计。 3.在电磁兼容领域,为什么总是用分贝(dB)的单位描述?10V是多少dBV? 答:因为要描述的幅度和频率范围都很宽,在图形上用对数坐标更容易表示,而dB就是用对数表示时的单位,10V是20dBV。 4.为什么频谱分析仪不能观测静电放电等瞬态干扰? 答:因为频谱分析仪是一种窄带扫频接收机,它在某一时刻仅接收某个频率范围内的能量。静电放电等瞬态干扰是一种脉冲干扰,其频谱范围很宽,但时间很短,这样频谱分析仪在瞬态干扰发生时观察到的仅是其总能量的一小部分,不能反映实际干扰情况。 5.在现场进行电磁干扰问题诊断时,往往需要使用近场探头和频谱分析仪,怎样用同轴电缆制作一个简易的近场探头? 答:将同轴电缆的外层(屏蔽层)剥开,使芯线暴露出来,将芯线绕成一个直径1~2厘米小环(1~3匝),焊接在外层上。 6.一台设备,原来的电磁辐射发射强度是300V/m,加上屏蔽箱后,辐射发射降为3V/m,这个机箱的屏蔽效能是多少dB? 答:这个机箱的屏蔽效能应为40dB。 7.设计屏蔽机箱时,根据哪些因素选择屏蔽材料?

答:从电磁屏蔽的角度考虑,主要要考虑所屏蔽的电场波的种类。对于电场波、平面波或频率较高的磁场波,一般金属都可以满足要求,对于低频磁场波,要使用导磁率较高的材料。 8.机箱的屏蔽效能除了受屏蔽材料的影响以外,还受什么因素的影响? 答:受两个因素的影响,一是机箱上的导电不连续点,例如孔洞、缝隙等;另一个是穿过屏蔽箱的导线,如信号电缆、电源线等。 9.屏蔽磁场辐射源时要注意什么问题? 答:由于磁场波的波阻抗很低,因此反射损耗很小,而主要靠吸收损耗达到屏蔽的目的。因此要选择导磁率较高的屏蔽材料。另外,在做结构设计时,要使屏蔽层尽量远离辐射源(以增加反射损耗),尽量避免孔洞、缝隙等靠近辐射源。 10.在设计屏蔽结构时,有一个原则是:尽量使机箱内的电缆远离缝隙和孔洞,为什么?答:由于电缆近旁总是存在磁场,而磁场很容易从孔洞泄漏(与磁场的频率无关)。 因此,当电缆距离缝隙和孔洞很近时,就会发生磁场泄漏,降低总体屏蔽效能。 11.测量人体的生物磁信息是一种新的医疗诊断方法,这种生物磁的测量必须在磁场屏蔽室中进行,这个屏蔽室必须能屏蔽从静磁场到1GHz的交变电磁场,请提出这个屏蔽室的设计方案。 1答:首先考虑屏蔽材料的选择问题,由于要屏蔽频率很低的磁场,因此要使用高导磁率的材料,比如坡莫合金。由于坡莫合金经过加工后,导磁率会降低,必须进行热处理。因此,屏蔽室要作成拼装式的,由板材拼装而成。事先将各块板材按照设计加工好,然后进行热处理,运输到现场,十分小心的进行安装。每块板材的结合处要重叠起来,以便形成连续的磁通路。这样构成的屏蔽室能够对低频磁场有较好的屏蔽效能,但缝隙会产生高频泄漏。为了弥补这个不足,在坡莫合金屏蔽室的外层用铝板焊接成第二层屏蔽,对高频电磁场起到屏蔽作用。

电磁干扰产生条件

EMC技术一_电磁干扰的现象,产生条件与兼容标准 (2011-10-14 09:24) 分类:专业学习 一,电磁干扰的现象 一个典型的电磁干扰现象是电视机屏幕上的干扰条纹。这些条纹来自附近的数字设备,例如个人计算机、VCD、DVD或其它数字视频设备。 根据电磁理论,导体中变化的电流会产生电磁场辐射,电流变化率(频率)越高,则辐射效率越高。因此任何依靠高频电流工作的电子设备在工作时都会产生电场波辐射。这些电场波会对附近的敏感设备产生干扰。 数字视频设备与电视接收机之间的干扰问题之所以十分突出,就是因为电视机是灵敏度很高的电场波接收设备,而数字脉冲信号中含有丰富的高次谐波,这些高次谐波的辐射效率很高。 电磁兼容三要素:任何电磁兼容性问题都包含三个要素,即干扰源、敏感源和耦合路径,这三个要素中缺少一个,电磁兼容问题就不会存在。因此,在解决电磁兼容问题时,也要从这三个要素入手进行分析,查清这三个要素是什么,然后根据具体情况,采取适当的措施消除其中的一个。 二,产生电磁干扰的条件: 1,突然变化的电压或者电流即dv/dt或者di/dt很大.2,辐射导线或者传导天线.当电压或电流发生迅速变化时,就会产生电磁辐射现象,导致电磁干扰。 因此,最近电磁干扰问题日益突出的主要原因之一就是脉冲电路(数字电路、脉冲电源)的大量应用。凡是存在这种电压或电流突然变化的地方,都要考虑电磁干扰问题 三,常见的干扰源. 环境中的电磁干扰分为自然的和人为的两种。 自然干扰源:雷电是一种主要的自然干扰源,雷电产生的干扰可以传到数千公里以外的地方。雷电干扰的时域波形是叠加在一串小随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。宇宙噪声是电离辐射产生的,在一天中不断变化。太阳噪声则随着太阳的活动情况剧烈变化。自然界的噪声主要会对通信造成干扰。 人为干扰源:电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化,即较大的 dV/dt或dI/dt。dV/dt或dI/dt能够使导体产生电磁波辐射。一方面,人们可以利用这一特点实现特定的功能,例如,无线通信、雷达和其它功能,另一方面,电子设备在工作时,由于导体中的dV/dt、dI/dt,会产生伴随电磁辐射。无论主观上出于什么目的,客观上对电磁环境造成了污染。 随着电子技术的广泛应用,电磁污染的情况越来越严重。

电磁兼容基础知识

电磁兼容基础知识 近年来铁路机车所用技术迅猛发展,对铁道技术的电磁兼容性要求日益提高。采用了微处理器的牵引、制动及列车的控制装置以及分布在全列车上的数据总线系统,都更重视设备的抗干扰性能。随着机车电传动式由交直向交直交的变迁,机车车辆的牵引和辅助驱动采用大功率、高电压和高电流上升率以及极高开关频率的现代变流技术,从而提高了功率部分的干扰电势。此外,机车车辆中设备的安装面积很有限,这一面迫使控制装置和功率部分挨得很近,另一面也使功率部分和通信与信号装置等靠的很近,由此导致了铁路技术对电磁兼容性有着特殊的要求。 目前我司产品涉及到的电磁兼容相关铁标如下: GB/T 17626.2-2006 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验 GB/T 17626.3-2006 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验 GB/T 17626.4-2008 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验 GB/T 17626.5-2008 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验 GB/T 17626.6-2008 电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验基于此,特对电磁兼容相关资料进行整合,以期给从事技术及相关工作的同事带来一些帮助,抛砖引玉。 一、名词解释 电磁骚扰:任可能引起设备、装置或系统性能降低或者有生命或者无生命物质产生损害作用的电磁现象。 电磁兼容(EMC):一个设备或系统在其电磁环境中能正常工作,且不会对其工作环境中的任事物产生不可承受的的电磁骚扰的能力。 电磁干扰(EMI) :电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。 骚扰抗扰性度:装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。 瞬态:在两相邻稳定状态之间变化的物理量或物理现象,其变化时间小于所关注的时间尺度。 脉冲:在短时间突变,随后又迅速返回其初始值的物理量。 冲激脉冲:针对某给定用途,近似于一单位脉冲或狄拉克函数的脉冲。 尖峰脉冲:持续时间较短的单向脉冲。 骚扰限值(允值):对应于规定测量法的最大电磁骚扰允电平。 干扰限值(允值):电磁骚扰使装置、设备或系统最大允的性能降低。 差模电压:一组规定的带电导体中任意两根之间的电压。 共模电压:每个导体与规定参考点(通常是地或机壳)之间的相电压的平均值。

常见电磁兼容(EMC)问题及解决办法

常见电磁兼容(EMC)问题及解决办法 通讯类电子产品不光包括以上三项:RE,CE,ESD,还有Surge--浪涌(雷击,打雷)医疗器械最容易出现的问题是:ESD--静电,EFT--瞬态脉冲抗干扰,CS--传导抗干扰,RS--辐射抗干扰。针对于北方干燥地区,产品的ESD--静电要求要很高。针对于像四川和一些西南多雷地区,EFT防雷要求要很高。 如何提高电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性: 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰: (1)微控制器时钟频率特别高,总线周期特别快的系统。 (2)系统含有大功率,大电流驱动电路,如产生火花的继电器,大电流开关等。 (3)含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。 2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施: (1)选用频率低的微控制器: 选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波,方波中的高频成份比正弦波多得多。虽然方波的高频成份的波的幅度,比基波小,但频率越高越容易发射出成为噪声源,微控制器产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3倍。 (2)减小信号传输中的畸变微控制器主要采用高速CMOS技术制造。信号输入端静态输入电流在1mA左右,输入电容10PF左右,输入阻抗相当高,高速CMOS 电路的输出端都有相当的带载能力,即相当大的输出值,将一个门的输出端通过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端,反射问题就很严重,它会引起信号畸变,增加系统噪声。当Tpd>Tr时,就成了一个传输线问题,必须考虑信号反射,阻抗匹配等问题。 信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关,即与印制线路板材料的介电常数有关。可以粗略地认为,信号在印制板引线的传输速度,约为光速的1/3到1/2之间。微控制器构成的系统中常用逻辑电话元件的Tr(标准延迟时间)为3到18ns之间。 在印制线路板上,信号通过一个7W的电阻和一段25cm长的引线,线上延迟时间大致在

电磁污染的危害及防治

电磁污染的危害及防治 摘要:电磁污染已经成为继大气污染、水污染、土污染和噪声污染后威胁人类健康的第五大污染。通过对电磁污染对人体的危害及作用机理、电磁辐射标准与防护等方面的研究进展进行探讨和综述,了解电磁污染对人体的危害及作用机理,为开展电磁辐射危害因素检测与评价及采取防护措施和今后的深入研究提供基础资料。 关键字:电磁污染,危害和防治 随着现代科学技术的飞速发展, 一种新的环境污染——电磁辐射污染日趋严重, 电波干扰导致的社会公害, 已急迫地提到议事日程。电磁污染已经成为继大气污染、水污染、土污染和噪声污染后威胁人类健康的第五大污染,联合国人类环境会议将这种看不见、摸不着、而实际存在的污染定为必须抑制的公害之一。 电磁辐射属于物理性污染。一方面,电器和电子设备在工业生产、科学研究和医学卫生等各个领域都得到了广泛的应用,随着经济、技术水平的提高,其应用的范围还将不断扩大和深化;另一方面,各种视听设备、微波加热设备等也被广泛用于人们的生活之中,应用范围越来越广,功率设备越来越大。所有这些都会导致电磁辐射的大幅增加,直接威胁人类的身心健康。例如:北京电台附近的洒仙桥二中, 因电台电磁辐射污染学校已被迫停办, 杭州市的浙江省经济电台干扰附近新建的香料厂, 由于电磁辐射污染, 香料厂电气开关屡屡打火, 香料厂生产原料为酒精易着火, 投资几千万元建的香料厂因电磁辐射污染直到目前不能投产。武汉电视发射塔建在龟山之上, 而其山坡处建有豪华青山宾馆, 日本等国外宾客不敢在青山宾馆内居住, 怕电磁辐射污染危害身体健康。沈阳电视塔建在南湖处, 电视塔周围居民因电磁辐射污染提出强烈抗议。这些都是电磁污染给人们生产生活和身心健康所带来的

变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题要点

变电站内的电磁干扰及电磁兼容问题 黄海1, 张辉2, 华栋3 (1. 海口威特电气有限公司, 海口市,570311;2. 广东工业大学, 广州市,510090;3. 华南理工大学, 广州市,510641 [摘要]变电站是一二次设备最集中的场所, 系统运行方式的改变, 开关的动作, 雷电流的出现以及二次电缆间 的电磁耦合都会对二次回路产生干扰, 特别是引进微机监控和保护设备后, 电磁干扰问题更不容忽视。海南省几个变电站改造, 采用在互感器原、副绕组间装设屏蔽层, 加装浪涌吸收器, 采用多层电缆并将电缆外皮多点接地, 以及对控制室信号线和计算机室进行屏蔽等抗电磁干扰措施后, 收到了良好的效果。 [关键词]变电站电磁干扰电磁兼容性 中图分类号:TM15文献标识码:B文章编号:1000-7229(2002 02-0032-02 Problems of Electromagnetic Interference and Compatibility Substations Huang Hai 1 , Zhang Hui 2 , Hua Dong 3 (1. Haikou Weite Electrical Co. Ltd. , Haikou , 570311; 2. , 510090; 3. South China University of Science and , , [Abstract]The substation is the place and is concentrated mostly. So change of oper 2ation mode of the system , action of thunder current and electromagnetic coupling

智能家居生活中的电磁干扰危害

智能家居中的电磁干扰危害很大! (对高密集的电子设备,对用户,对于系统信息安全等方面都有不可估计危害) 通信: 1,电磁干扰大,信噪比就会下降,使无线电通信距离变短。 2,电视屏幕上会出现讨厌的明暗条纹、雪花、闪烁和抖动 3,无法收听收音机 健康: 1,容易引起电子心脏起搏器停搏 2,孕妇因受到电磁辐射容易造成流产 3,电磁辐射可导致中枢神经系统机能障碍和植物神经功能紊乱、眼睛损 伤、诱发癌症或免疫缺陷性疾病 仪器: 1,电磁干扰会使信号发生畸变失真 2,图像显示系统会变得模糊并出现差错 3,电磁干扰使数字系统误码率增大,降低了信息的可靠性 4,使指针指示错误、抖动和乱摆,降低系统使用功能 5,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 其余: 1,误燃,误爆(对于燃气管道等特殊位置) 2,电磁泄密,可能造成信息的泄密 电磁干扰的危害 在电磁环境中,电磁干扰造成的危害是各种各样的,可能从最简单的令人烦恼的现象直到严重的灾难。 在美国发生的两个例子,可以说明电磁干扰的严重性。曾经有一个钢铁厂,由于起吊溶融钢水包的天车的控制电路受到电磁干扰,以致使一包钢水被完全失控地倾倒在车间的地面上,并且造成了人员伤亡。另一个例子是,一个带有由生物电控制假肢的残疾人,驾驶一辆摩托车,途经高压送电线下方,由于假肢控制电路受到干扰而摩托车失控,导致了不应发生的灾难。 当然,以上两例是比较突出的。下面还可以举出一些电磁干扰可能造成的危害: a)扰电视的收看、广播收音机的收听。在我国出现过由于塑料加工高频热合机干扰收看电视而引起居民与工厂的纠纷。 b)在数子系统与数据传输过程中数据的掉失。 c)在设备、分系统或系统级正常工作的破坏。 d)医疗电子设备(例如:医疗监护议、心电起搏器等)的工作失常。 e)自动化微处理器控制系统(例如:汽车的刹车系统、防撞气囊保护系统)的工作失控。 f)导爆装置的工作失常。 g)起爆装置的无意爆炸。 h)工业过程控制功能(例如:石油或化工)的失效。 除以上所举的例子之外,强电磁场还会对生物体造成影响,一般认为其效应可以分为热效应与非热效应。对于热效应,随着射频入射功率密度的逐渐增加,可出现血流加快、血液分布较少部位的局部体温升高、酶活性降低、蛋白质变性、心

电磁干扰的来源及屏蔽方法介绍

电磁干扰的来源及屏蔽方法介绍 EMC问题常常是制约中国电子产品出口的一个原因,本文主要论述EMI的来源及一些非常具体的抑制方法。 电磁兼容性(EMC)是指一种器件、设备或系统的性能,它可以使其在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰(IEEE C63.12-1987)。对于无线收发设备来说,采用非连续频谱可部分实现EMC性能,但是很多有关的例子也表明EMC并不总是能够做到。例如在笔记本电脑和测试设备之间、打印机和台式电脑之间以及蜂窝电话和医疗仪器之间等都具有高频干扰,我们把这种干扰称为电磁干扰(EMI)。EMC问题来源 所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化,有时变化速率还相当快,这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量,而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。 EMI有两条途径离开或进入一个电路:辐射和传导。信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去;而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳,在开放的空间中自由辐射,从而产生干扰。 很多EMI抑制都采用外壳屏蔽和缝隙屏蔽结合的方式来实现,大多数时候下面这些简单原则可以有助于实现EMI屏蔽:从源头处降低干扰;通过屏蔽、过滤或接地将干扰产生电路隔离以及增强敏感电路的抗干扰能力等。EMI抑制性、隔离性和低敏感性应该作为所有电路设计人员的目标,这些性能在设计阶段的早期就应完成。 对设计工程师而言,采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛使用,从金属罐、薄金属片和箔带到在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层(如导电漆及锌线喷涂等)。无论是金属还是涂有导电层的塑料,一旦设计人员确定作为外壳材料之后,就可着手开始选择衬垫。 金属屏蔽效率 可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性进行评估,其单位是分贝,计算公式为:

电磁干扰与电磁兼容浅谈2

电磁干扰与电磁兼容浅谈之一:电磁干扰无处不在 一年前,我曾在《电子工程专辑》杂志上发表过一篇名为“电子线路与电磁兼容设计”的文章。此文章引起了很多读者的关注,下面文章的内容拟作为前一篇文章的继续或补充,希望再次引起读者的关注和兴趣。 1.一个让人胆战心惊的星球 电磁干扰对人类危害最大的,实际上还是我们居住的地球,其中雷电干扰对人类的生活危害最大。雷电不但对人类的生存造成很大的威胁,对树木、森林、房屋、建筑,以及电器设备都会造成很大的损害和破坏。 根据统计,地球每一秒钟就有100多次闪电,每次闪电产生的能量可供一个100瓦的灯泡点亮3个月;在雨季,平均每6分钟就有一个人被雷电击中;每年有成千上万的人因雷电击中而丧伤,还有大片的森林因雷电击中而起火烧毁,雷电还经常使高压电网、以及通信出现故障,使城市供电和通信中断,引起城市交通失控出现混乱;连英国的白金汉宫也曾遭受过雷电严重破坏,上个世纪50年代,白金汉宫就是因一块窗帘布被雷电击中而起火燃烧;上海电视台平均每年要遭受33次大的雷击,每次雷击都会使电子设备遭受不同程度的损坏;1992年6月22日,北京国家气象中心多台计算机接口因感应雷击被毁,损失二仟多万元;1992年8 月23日,赣州市60%的有线电视和50%闭路电视遭受过雷击,其中91台电视机因感应雷击而毁于一旦;2006年6月9日,南韩一架大型客机在空中遭受雷击,头部解体脱落,幸好没有人员伤亡。 很多人都不清楚,地球也是一个带电体。根据实验测试,在地球表面存在一个垂直向下的稳定电场,电场强度E约为100伏/米,场强的大小随高度的增加而减弱。另外,根据实验测试,在地面附近大气的电导率σ0约为3×10-14西蒙/米,且随高度的增加而增加。由此可知地球表面的电流密度j的方向指向地心,大小为: 故从大气流向地球表面的总电流强度I为:

电磁兼容基本知识术语定义

电磁兼容基本知识 一、术语定义 1. 额定电压 EMI滤波器用在指定电源频率的工作电压(中国:250V, 50Hz,欧洲:230V,50Hz;美国:115V, 60Hz) 2.额定电流 在额定电压和指定温度条件下(常为环境温度40℃),EMI滤波器所允许的最大连续工作电流(Imax)。在其他环境温度下的最大允许工作电流是环境温度的函数,可用如下公式 得出: 3.试验电压 在EMI滤波器的指定端子之间和规定时间内施加的电压。试验电压分为两种,一种是加载在电源(或负载)端子之间,称为线-线试验电压;另一种是加载在电源(或负载)任一端与接地端(或滤波器金属外壳)之间,称为线-地试验电压。 4.泄漏电流 EMI滤波器加载额定电压后,断开滤波器的接地端与电源安全地线的条件下,测得接地端到电源(或负载)任一端间的电流,该值直接与接地电容的容量有关,可由如下公式得出:I LC=2×π× F×C×V 其中,F为工作频率, C为接地电容的容量, V为线-地电压 5.插入损耗 是衡量滤波器效果的指标。指的是在一定条件下,EMI滤波器对干扰信号的衰减能力。它用滤波器插入前信号源直接传送给负载的功率和插入后传送给负载的功率的对数来描述。在50Ω系统内测试时,可用下式来表示: IL=20Lg(E0/E1) 其中,IL-插入损耗(单位:dB); EO-负载直接接到信号源上的电压; E1-插入滤波器后负载上的电压 6.气候等级 指EMI滤波器的工作环境等级,按IEC规定应按以下方式标注:XX/XXX/XX 前2位数字代表滤波器的最低工作温度 中间数字代表滤波器的最高工作温度 后2位数字代表质量认定时在规定稳态湿热条件下的试验天数 7. 绝缘电阻 绝缘电阻是指滤波器相线,中线对地之间的阻值。通常用专用绝缘电阻表测试。

电磁干扰的传播过程

电磁干扰的传播过程 电磁干扰是电子电路设计过程中最常见的问题,设计师们一直在寻找能够完全消除或降低电磁干扰,也就是EMI的方法。但想要完全的消除EMI的干扰,首先需要的就是了解EMI是什么,它的传播过程是怎样的,本文就将对EMI的传播过程进行一个大致的介绍。 EMI是电磁干扰的统称,但实际上电磁干扰分为两种,一种是传到干扰,另一种是辐射干扰。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线进行传输,互相产生干扰。进一步细分,传导干扰又分共模干扰和差模干扰。 EMI的传播过程 EMI的传播过程主要途经三个部分,干扰源、干扰途径、接收器。对于开关电源来说,最后一部分是不需要考虑的,干扰源也不能消灭,因为它也是开关电源之所以能工作的源头,但是可以通过软开关、加缓冲等方式来使干扰源的干扰小一些。控制干扰途径是降低开关电源EMI的重要一环,也是本文的重点。 信号源波形产生的频谱

电压波形产生的频谱 周期信号的频谱是没有偶次谐波的,正负对称的波形产生的频率分量更少,像桥式电路。高数都忘光了,有兴趣的做一下FFT。 占空比和波形斜率的影响 占空比越大时,干扰的幅度也大一些,这个可由FFT的系数算出来。 波形的斜率对干扰的高频部分影响非常大。低频部分几乎没有影响。低频部分主要由波形的幅度和高电平部分的宽度决定的,但高频部分大幅度下降的转折点为1/(3.14*tr),所以tr 越大时,转折点的频率越低,高频下降越大。 所以我们应该想到降低斜率的措施,缓冲电路。

小结: 电压和电流波形都有很丰富的频率成分 超过200M时由于幅值已经很低,所以影响很小 波形影响低频部分 上升沿和下降沿影响高频部分 占空比对个频谱幅值有一点影响 可以看到电磁干扰的过程并不简单,但也并非复杂难解。只有在充分理解EMI的原力之后才能对EMI进行行之有效的规避和抑制,希望大家在阅读过本文后能对EMI有进一步的了解。

电磁兼容基本知识整理

电磁兼容基础知识 1.电磁兼容性基本概念 电磁兼容性:(EMC,即Electromagnetic Compatibility,)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。EMC其实就是包含了干扰性、抗干扰性与电磁环境三部分内容。(1)EMI(电磁干扰) 即处在一定环境中的设备或系统,在正常运行时,不应产生超过相应标准所要求的电磁能量。相对应的测试项目有: ·电源线传导骚扰(CE) ·信号、控制线传导骚扰(CE) ·辐射骚扰(RE) ·谐波电流测量(Harmonic) ·电压波动和闪烁测量(Fluctuation and Flicker) (2)EMS(电磁抗扰度) 即处在一定环境中的设备或系统,在正常运行时,设备或系统能承受相应标准规范范围内的电磁能量干扰。相对应的测试项目有: ·静电放电抗扰度(ESD) ·电快速瞬变脉冲群抗扰度(EFT/B) ·浪涌(SURGE) ·辐射抗扰度(RS) ·传导抗扰度(CS) ·电压跌落与中断(DIP) (3)电磁环境 即系统或设备的工作环境。 2.传导、辐射与瞬态 (1)传导干扰 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他设备时,

这个电压/电流的变化被称为“传导干扰”。通过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。 (2)辐射干扰 通过空间传播,并对其他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”。辐射现象的产生必然存在着天线与源。由于传播途径是空间,因此屏蔽也是解决辐射干扰的有效方法。 注: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。 (3)瞬态干扰 环境中存在的一些短暂的高能脉冲干扰,这些干扰对电子设备的危害很大,一般称这种干扰为“瞬态干扰”。瞬态干扰可以通过电缆进入设备,也可以以宽带辐射干扰的形式对设备造成影响。产生瞬态干扰的原因主要有:雷电、静电放电、电力线上的负载通/断(特别是感性负载)和核电磁脉冲。可见,瞬态干扰是指时间很短,但幅度较大的电磁干扰。常见的瞬态干扰有三种:电快速脉冲(EFT)、浪涌(SURGE)和静电放电(ESD)。

电磁干扰与电磁兼容课程论文

电磁干扰与电磁兼容 课程论文 论文题目:PCB电磁兼容性技术 专业: 班级: 学号: 姓名: 年月

目录 一:电磁兼容性技术概述.......................................................................................................... - 1 - 二:PCB设计中的电磁兼容问题 ............................................................................................. - 1 - 2.1 PCB形成干扰的基本要素: .......................................................................................... - 1 - 2.2 PCB中存在的电磁干扰分类: ................................................................................... - 2 - 三:印制电路板电磁兼容设计原则.......................................................................................... - 3 - 3.1印制电路板的层数、尺寸选择原则............................................................................ - 3 - 3.2器件布局原则................................................................................................................ - 3 - 3.3地线与电源线的设计原则............................................................................................ - 3 - 四:信号线设计原则.................................................................................................................. - 4 - 五:PCB 电磁兼容性设计中的相关注意事项 ........................................................................ - 5 - 六:结束语.................................................................................................................................. - 5 - 参考文献:.................................................................................................................................. - 6 -

开关器件通断瞬间电磁干扰危害之一二实例

开关器件通断瞬间电磁干扰危害之一二实例 安徽电子科学研究所李浩 近日,听闻同事抱怨调试中的电路经常出现单片机死机的情况。而上一版与此版电路结构和程序都几乎相同的电路却没有出现过类似问题。想来想去,开始怀疑是程序中计算出错导致溢出等软件问题,又一回想,该程序是他使用了近两年的成熟程序,应该不会是程序出错导致单片机死机。经调试发现,单品机是进入了硬件异常死循环中。那么,我想咱们就从硬件着手查找下问题所在。一看电路板上有继电器且继电器与单片机部分距离较近且无任何隔离措施,本次调试的电路与上一版电路相比,继电器距离单片机和晶振的距离更近一些。于是想到了一种可能原因,那就是继电器触点在通断过程中或释放出较严重的高频干扰信号,影响到与之临近的单片机和晶振。讲到这里,同事表示认同,于是他将晶振的外壳与电路地焊接起来,再经一番测试,没有再发现单片机死机的情况了。 关于晶振外壳是否该接地的问题,我想答案可能不是唯一的。像本案例中,外壳接地显然有助于提高抗干扰的能力,既然如此为何厂家在设计时不预留专门用于接地的焊点呢?我想,是不是这样的做法可能对晶振性能产生影响呢?究竟如何抉择,估计得要电子工程师们因地制宜了。 下图所示为两块尺寸大小不同的电路板: 实际上开关器件在通断瞬间会产生的含有高频脉冲的电磁干扰现象,对于略有修为的工程师们应该都是明了的。我猜想,对于大多数电子工程师而言,可能对于此类干扰还只是停留在感性认识上,只是知道开关器件应该是会产生电磁干扰的,要注意去防护,而对于其电磁干扰的幅度和危害性没有真正形成量化的认识,似懂而非懂,若即若离。当然,也不排除本人自己少见多怪,孤陋寡闻咯。在此我讲述一个之前遭遇的案例。电路其中一项功能是通过单片机的IO口捕捉上升沿,以判定是否IO口所接信号是否变动。正常测试一切OK,偶然的机会,在操作电路板附近的电焊台开关时,发现IO误判信号出现上升沿,且概率较大,插拔附近的插座时同样出现此情况。开始时我只想到的是,开关瞬间产生的干扰信号是通过电路导线耦合至IO口所接信号线上的,即以为传导骚扰是造成干扰出现的罪魁祸首。为验

常见电磁干扰

常见电磁干扰 所谓的电磁干扰,广义来说,一切进入信道或通信系统的非有用信号,均称之为电磁干扰。按照干扰产生的方式,可分为自然干扰和人为干扰两类。自然干扰以其发生源不可控制为特点。例如:大气噪声、宇宙噪声和太阳噪声等。人为干扰以其发生源可知并且可控为特点,又可分为无线电干扰和非无线电干扰两大类。无线电干扰主要是指通讯设备收、发信机产生的各种干扰。如由发信机产生的杂散辐射(发信机寄生辐射)、边带噪声,由收信机产生的寄生响应,以及由收、发信机都可能产生的互调干扰等。非无线电干扰包括工业、科研、医疗及家用电气设备产生的干扰,还包括电力线干扰及由各种方式产生的火花干扰等。 本文主要探讨移动通信中常出现的干扰。近几年来,随着计算机技术和微电子技术的不断发展,传统的移动通信在技术上也取得了一系列的突破,并以其容量大,保密性好,通信稳定和机动、灵活等特点,在军事领域及水利、气象、交通、公安等部门得到了广泛应用。特别是深圳地区,其应用范围之广,数目之多是惊人的,然而,由于空间道路即无线电频率的紧张和拥挤,移动通信网中的无线电干扰问题也显得日益严重,在利用移动网时,应特别注意解决干扰问题,除了要进行必要的线路技术分析以外,还要根据不同的信道条件。正确选择通信机类型及其参数指标。 一、移动通信网中常见的几种干扰类型 1.邻道干扰 2.发信机噪声 3.发信机辐射和收信机寄生响应 4.互调干扰 5.同频干扰(同信道干扰) 根据抑制措施的不同,这五种干扰粗略地可分为两类:一类是在组网前,通过选择技术性能优良的机型便可以克服的干扰。如前三种干扰,它反映了设备的内在性能、质量即电磁兼容性问题。从源头上消除干扰源;二是在组网后,通过采取一些技、战术措施便可以消除干扰,如后两种,它在一定程度上反映了设备及网络的管理维护水平。 二、移动通信网常见干扰的形成及抑制措施 1.邻道干扰 邻道干扰是来自相邻波道信号。它是由于收信机选择性差,或者是邻道发信机频带过宽造成的(这种干扰一般来源于2-3Km范围内的发信电台)。对于前者,可以靠提高收信机的选择性来消除;而后者只能以限制相邻频道发信机带宽的方法加以解决。所有这些,只有通过提高收、发信机的设计要求和技术指标才能实现。 2.发信机噪声 是以载频为中心,分布在数十千赫到数兆赫范围之内的频率,对其它收信机造成的干扰。发信机噪声的大小,主要由振荡器的信噪比和串入倍频器、调制器的噪声来决定的。为了降低发信机的噪声,一是要选择好振荡器的供电电源(采用稳压电源、加滤波器等),二是要减少倍频次数。 3.发信机寄生辐射和收信机寄生响应 (1)发信机寄生辐射:由于发信机多级倍频器的非线性及滤波特性的不完善,在发信机的输出端将产生许多寄生物,称之为寄生辐射,即发信机杂波辐射。

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