第三章电磁兼容课件-接地江滨浩-2008-09
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电磁兼容培训课件
静电放电试验的测试等级为：接触放电2kv，4kv，6kv，8kv；空气放电：2kv， 4kv，8kv，15kv。
台式设备和落地式设备
台式设备和落地式设备
电磁兼容测试试验
• 实验设备：静电脉冲发生器
试验设备
静电放电抗扰性试验
• 静电放电波电流形参数
等级 电压 KV 放电的第一个峰值 电流（±10%）A 上升时间tr ns 在30ns时的电 在60ns时的电流 流（±30%） （±30% A ） A 4 8 12 2 4 6
性能下降 工作异常 设备损坏
备注：耦合是指两个或两个以上的电路元件或电路网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影 响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。
常见的干扰源
4、常见的干扰源
电磁干扰分类
电磁干扰
电磁干扰 传导干扰 辐射干扰
传导的敏感度通常用电压表示，辐射敏感度通常可以用电场来表示
标准编码识别
3、标准编码识别
电磁兼容的标准
5、中国的标准
编号 名称 对应国际标准
GB/T 17624.1
GB/T 17624.1 GB/T 17624.2 GB/T 17624.3 GB/T 17624.4 GB/T 17624.5 GB/T 17624.6
电磁兼容基础术语和定义应用 与解释
抗扰性测试综合 静电放电抗扰性试验 辐射（射频）电磁抗抗扰性试 验 快读 瞬变电螨虫群抗扰性实验 浪涌（冲击）抗扰性试验 射频场感应的传导骚扰抗扰性 试验
静电放电抗扰性试验
试验结果判定
1、在试验过程中，设备的工作完全正常。
2、在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但撤销 干扰后，设备的功能可能自动恢复正常。
台式设备和落地式设备
台式设备和落地式设备
电磁兼容测试试验
• 实验设备：静电脉冲发生器
试验设备
静电放电抗扰性试验
• 静电放电波电流形参数
等级 电压 KV 放电的第一个峰值 电流（±10%）A 上升时间tr ns 在30ns时的电 在60ns时的电流 流（±30%） （±30% A ） A 4 8 12 2 4 6
性能下降 工作异常 设备损坏
备注：耦合是指两个或两个以上的电路元件或电路网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影 响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象。
常见的干扰源
4、常见的干扰源
电磁干扰分类
电磁干扰
电磁干扰 传导干扰 辐射干扰
传导的敏感度通常用电压表示，辐射敏感度通常可以用电场来表示
标准编码识别
3、标准编码识别
电磁兼容的标准
5、中国的标准
编号 名称 对应国际标准
GB/T 17624.1
GB/T 17624.1 GB/T 17624.2 GB/T 17624.3 GB/T 17624.4 GB/T 17624.5 GB/T 17624.6
电磁兼容基础术语和定义应用 与解释
抗扰性测试综合 静电放电抗扰性试验 辐射（射频）电磁抗抗扰性试 验 快读 瞬变电螨虫群抗扰性实验 浪涌（冲击）抗扰性试验 射频场感应的传导骚扰抗扰性 试验
静电放电抗扰性试验
试验结果判定
1、在试验过程中，设备的工作完全正常。
2、在试验中，设备受干扰影响产生了暂时性的功能降低，但撤销 干扰后，设备的功能可能自动恢复正常。
电磁兼容设计讲座 PPT课件
電磁場遮罩的機理
H0/E0
H1/E1
電磁場遮罩的機理
電磁遮罩體對電磁的衰減主要是基於電磁 波的反射和電磁波的吸收兩種方式。
電磁場遮罩的機理（續〕
與前面已講述的電場遮罩及磁場遮罩的機理不同，電磁遮 罩對於電磁波的衰減有三種不同的機理：
• 當電磁波在到達遮罩體表面時，由於空氣與金屬的交界面上 阻抗的不連續，對入射波產生的反射。這種反射不要求遮罩 材料必須有一定厚度，只要求交界面上的不連續；
搭接的方法有熔接(Welding)、硬焊〔Brazing〕、 軟 焊 （ Sweating ） 、 砧 接 〔Swaging〕 、 鉚 接 (Riveting)以及螺絲連接。
搭接之處理
搭接時，金屬面應予以清潔，不得有油漆 或其他雜物，搭接完成後，可塗以油漆或 施以其他之防蝕保護。此外，搭接時應考 慮不同金屬之電化效應，並應儘量減少接 觸鹽水、汽油等，以防電能作用。 若電能特性相去甚遠的兩金屬欲搭接在一 起，應以介於其間的金屬為墊圈置於該兩 金屬間，
x 遮罩板的材料以良導體為好，但對厚度並無要求，只 要有足夠強度就可以了。
磁場遮罩的機理
磁場遮罩通常是對直流或甚低頻磁場的遮罩，其 效果比對電場遮罩和電磁場遮罩要差得多，因此 磁場遮罩是個棘手的問題。
磁場遮罩主要是依賴高導磁材料所具有的低磁阻， 對磁通起著分路的作用，使得遮罩體內部的磁場 大大減弱。
屬纖維。
遮罩之搭接
清潔 氧化層 面接觸 螺釘的距離 縫隙：導電襯墊 壓力
按優先等級排列的各種襯墊
优先等级 1 2 3 4
衬垫种类 金属网射频衬垫 铜镀合金 导电橡胶 导电蒙布、泡沫衬垫
备注
容易变形，压力为 1.4kg/cm 时，衰减为 54dB。资 料表明，频率较低时衰减最大。用于永久密封较好， 不适用于开与关的面板。 有很高的导电性和很好的抗腐蚀性能。弹性好，最 适合用于和活动面板配合。可制成指形条、螺旋和 锯齿面。衰减性能常超过 100dB。 适用于只需名义上连接和少量螺钉的地方。实现水 汽密封和电气密封经 150℃、48 小时老化后，体电 阻率为 10~20mΩ/cm(max)。变形度限制值为 25%。 资料表明，频率较高时衰减为最大。 在泡沫塑料上蒙一块镀银编织物，形成一个软衬 垫，占去大部分疏松空间，主要为民用，适用于机 柜和门板。
电磁兼容培训课件
系统内设备间隔离度设置原则
设备布局优化
合理规划设备布局，减小设备间电磁耦合，提高 隔离度。
屏蔽措施
采用金属屏蔽体、吸波材料等，实现对电磁波的 有效屏蔽。
滤波技术
运用滤波器等手段，滤除设备间不必要的电磁干 扰信号。
系统整体性能优化策略
兼容性设计
01
在系统设计阶段考虑电磁兼容性要求，从源头减少潜在干扰。
THANKS
感谢观看
电磁兼容培训课件
目 录
• 电磁兼容基本概念 • 电磁兼容原理与技术 • 设备级电磁兼容设计实践 • 系统级电磁兼容解决方案 • 电磁兼容测试方法与案例分析 • 行业应用与未来发展趋势
01
电磁兼容基本概念
电磁兼容定义及意义
电磁兼容（EMC）定义
指电子设备或系统在电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能 承受的电磁骚扰的能力。
智能家居设备种类繁多，电磁兼容问题直接 影响家居环境的舒适度和设备间的互联互通 。
新兴技术在电磁兼容领域应用前景
1 2 3
5G通信技术
5G通信技术具有高带宽、低时延等特点，对电 磁兼容性能提出更高要求，同时也为电磁兼容技 术发展带来新的机遇。
物联网技术
物联网技术的普及使得大量设备互联互通，电磁 兼容问题愈发突出，需要借助新兴技术提高设备 的电磁兼容性能。
06
行业应用与未来发展趋势
不同行业电磁兼容需求差异分析
医疗行业
航空航天
医疗设备对电磁干扰非常敏感，需要高电 磁兼容性能以保障设备正常运行和患者安 全。
航空航天器在复杂电磁环境中运行，对电 磁兼容性能要求极高，以确保通信和导航 系统的可靠性。
轨道交通
智能家居
电磁兼容学习PPT课件
8
日常生活中的电磁环境
在地球上各式各样的电磁波充满人类生活空间，无线电广播、 电视、移动通讯、无线电遥控、导航、高压送配电线等均向空中和 地面辐射强大的电磁波能量。电子产品或设备在空间形成的许多电 磁波不仅相互干扰，使它们的功能异常，而且当达到一定强度时， 在无形中对人产生伤害。电磁波污染看不见、摸不着、闻不到，但 却无处不有。人体时时处处处于一定能量电磁波辐射环境中，当其 频率超过105Hz以上时就对人体有害。
9
日常生活中的电磁环境
10
手机辐射
11
手机辐射对人体健康的危害
手机辐射对人体健康的危害是客观存在的严重社会问题，它不 会因为手机产业的刻意隐瞒与回避就可以消失。
12
调查对象为使用手机时间在一天2小时以上者
13
手机辐射
14
电磁干扰
电磁干扰是人们早就发现的电磁现象，它几乎和电磁效应的现 象同时被发现。
人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序 的。影响人体的神经系统、感觉系统、免疫系统、内分泌系统等。 ➢ 累积效应：
热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及 自我修复之前，再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生 累积，久之会成为永久性病态，危及生命。
21
电磁干扰对人类的影响
17
电磁干扰对电子系统的危害
美国每年因电磁干扰（包括雷害）而导致设备损坏的损失就达 260亿美元。
18
电磁干扰对航空、航天、战争的危害
19
医疗设备的失灵
20
电磁干扰对人类的影响
电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应
等。 ➢ 热效应
产生热效就应的电磁波功率密度在10mW/cm2；微观致热效 应1 mW - mW/cm2；浅致热效应在10mW/cm2以下。热效应可造 成人体组织或器官不可恢复的伤害，当功率为1000W的微波直接 照射人时，可在几秒内致人死亡。 ➢ 非热效应
日常生活中的电磁环境
在地球上各式各样的电磁波充满人类生活空间，无线电广播、 电视、移动通讯、无线电遥控、导航、高压送配电线等均向空中和 地面辐射强大的电磁波能量。电子产品或设备在空间形成的许多电 磁波不仅相互干扰，使它们的功能异常，而且当达到一定强度时， 在无形中对人产生伤害。电磁波污染看不见、摸不着、闻不到，但 却无处不有。人体时时处处处于一定能量电磁波辐射环境中，当其 频率超过105Hz以上时就对人体有害。
9
日常生活中的电磁环境
10
手机辐射
11
手机辐射对人体健康的危害
手机辐射对人体健康的危害是客观存在的严重社会问题，它不 会因为手机产业的刻意隐瞒与回避就可以消失。
12
调查对象为使用手机时间在一天2小时以上者
13
手机辐射
14
电磁干扰
电磁干扰是人们早就发现的电磁现象，它几乎和电磁效应的现 象同时被发现。
人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序 的。影响人体的神经系统、感觉系统、免疫系统、内分泌系统等。 ➢ 累积效应：
热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及 自我修复之前，再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生 累积，久之会成为永久性病态，危及生命。
21
电磁干扰对人类的影响
17
电磁干扰对电子系统的危害
美国每年因电磁干扰（包括雷害）而导致设备损坏的损失就达 260亿美元。
18
电磁干扰对航空、航天、战争的危害
19
医疗设备的失灵
20
电磁干扰对人类的影响
电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应
等。 ➢ 热效应
产生热效就应的电磁波功率密度在10mW/cm2；微观致热效 应1 mW - mW/cm2；浅致热效应在10mW/cm2以下。热效应可造 成人体组织或器官不可恢复的伤害，当功率为1000W的微波直接 照射人时，可在几秒内致人死亡。 ➢ 非热效应
《电磁兼容讲稿》PPT课件
全国无线电干扰标准 化 技术委员会
IEC/TC77
ACEC ( Advisory Committee on
EMC )
保护电网的发射限值 基本和通用的抗扰度标准 侧重于低频发射，f<9kHz
协调各TC和其他组织的关系 为IEC管理委员会参谋 复查EMC标准 教育
产品技术 委员会
制定产品EMC标准
全国电磁兼容标准化 技术委员会
序号
国标编号
8 GB/T17626.6-1998
9 GB/T17626.7-1998
10 GB/T17626.8-1998
11 GB/T17626.9-1998
12 GB/T17626.10-1998
13 GB/T17626.11-1998
14 GB/T17626.12-1998
名称
对应国际标准号
电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗 扰度
保护无线电业务的发射限值 ITE、TV、家电设备等的抗扰度
秘书处挂靠单位
上海电器科学研究所
对应 IEC/CISPR
CISPR
A 分会
无线电干扰测量和统计方法
中国电子标准化研究所
CISPR/A
B 分会 D 分会
工业、科学、医疗射频设备的无线电干扰 架空电力线、高压设备和电力牵引系统的
无 线电干扰 其他（重）工业设备的无线电干扰
机动车辆和内燃机的无线电干扰
上海电器科学研究所 天津汽车中心
CISPR/B CISPR/D
F 分会 H 分会 I 分会
家用电器、电动工具、照明设备及类似设备的 干扰
对无线电业务保护的限值 无线电系统与非无线电系统之间的干扰
信息技术设备、多媒体设备与接收机的电磁兼 容
电磁兼容原理讲解PPT课件
• 1－ 电磁兼容的定义中包含着两层意义： 一是设备要有一定的抗电磁干扰能力，使其在电磁环
境中能正常工作； 二是设备工作中自身产生的电磁骚扰应抑制在一定水
平下，不对该环境中的任何事物构成不能承受的电 磁骚扰。
.
2 电磁兼容的基本概念
• 2 电磁兼容技术的发展： 国外发展水平—— 国内发展水平——
EMC是一门独立的学科，随着电磁能量利用的 发展，它的研究将有利于预测并控制变化着的 地球和天体周围的电磁环境、为了协调环境所 采取控制方法、各项电气规程的制定以及电磁 环境的协调和电磁能量的合理应用等。
.
1 电磁环境
雷电 电力传输线
雷达和电视台
传导噪声 交流供电电路
电机
点火
图1-1 具有多重电磁干扰的生活环境]
移动 电台
.
1 电磁环境
电磁环境基本概念： • 电子设备发射出来的电磁干扰具有一定的危害性
——降低电子元件的工作寿命，强度较大的电磁 干扰可以击穿电子设备，导致元件及整个系统的 损坏；影响电子系统的信号，使其信噪比降低， 影响系统的正常工作；对信息安全与信息保密构 成严重威胁；引起人体细胞的生物效应，出现头 晕、乏力、记忆力减退等现象，严重时会导致人 体慢性病变。 • 某些情况下，例如军事上，电磁环境的这一复杂 特性又可以被利用来形成对敌方的干扰。
.
1 电磁环境
• 问题与现象：上世纪50年代开始，随着自动化 技术和电力电子器件的快速发展，电力电子技 术的兴起和微电子技术发展迅速向电气设备领 域渗透，形成电气设备和电子设备结合、强电 和弱电结合、机械和电气结合、仪表和装置结 合、硬件和软件结合的各种复杂控制系统，而 且在结构上也往往融为一体，同一电网中的用 电设备越来越多，产生日趋复杂和严重的电磁 环境和电磁干扰问题。
境中能正常工作； 二是设备工作中自身产生的电磁骚扰应抑制在一定水
平下，不对该环境中的任何事物构成不能承受的电 磁骚扰。
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2 电磁兼容的基本概念
• 2 电磁兼容技术的发展： 国外发展水平—— 国内发展水平——
EMC是一门独立的学科，随着电磁能量利用的 发展，它的研究将有利于预测并控制变化着的 地球和天体周围的电磁环境、为了协调环境所 采取控制方法、各项电气规程的制定以及电磁 环境的协调和电磁能量的合理应用等。
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1 电磁环境
雷电 电力传输线
雷达和电视台
传导噪声 交流供电电路
电机
点火
图1-1 具有多重电磁干扰的生活环境]
移动 电台
.
1 电磁环境
电磁环境基本概念： • 电子设备发射出来的电磁干扰具有一定的危害性
——降低电子元件的工作寿命，强度较大的电磁 干扰可以击穿电子设备，导致元件及整个系统的 损坏；影响电子系统的信号，使其信噪比降低， 影响系统的正常工作；对信息安全与信息保密构 成严重威胁；引起人体细胞的生物效应，出现头 晕、乏力、记忆力减退等现象，严重时会导致人 体慢性病变。 • 某些情况下，例如军事上，电磁环境的这一复杂 特性又可以被利用来形成对敌方的干扰。
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1 电磁环境
• 问题与现象：上世纪50年代开始，随着自动化 技术和电力电子器件的快速发展，电力电子技 术的兴起和微电子技术发展迅速向电气设备领 域渗透，形成电气设备和电子设备结合、强电 和弱电结合、机械和电气结合、仪表和装置结 合、硬件和软件结合的各种复杂控制系统，而 且在结构上也往往融为一体，同一电网中的用 电设备越来越多，产生日趋复杂和严重的电磁 环境和电磁干扰问题。
电磁兼容技术概述 ppt课件
电磁兼容性设计
明确电磁环境（制定相应的电磁兼容标准）
设备的抗干扰设计 抑制设备产生和发射电磁干扰噪声 试验检测方法、手段、标准和设备
电磁兼容性设计效费比
费用/效果 费用
效果
时间
越早进行电磁兼容设计，手段越多、效果越 好、费用越低。
干扰的产生、传播、作用
干扰源
传播途径
敏感设备
抑制干扰最有效的方法：在干扰源处对干扰进行 抑制。 电磁兼容措施必须综合治理，全局考虑。
举例说明：信号、噪声和干扰
一些习惯说法：干扰信号、系统受到了干扰等。 习惯上所说的“干扰”就是指能够引起干扰的噪 声。
常见的干扰和噪声
自然干扰：自然现象产生的各种电磁噪声。
人为干扰：源自人们的生活和生产活动，主 要是各种电子电气设备产生的干扰。
列举一些常见的自然干扰和人为干扰
自然干扰
大气噪声
雷电（30MHz以下） 太阳异常电磁辐射
银河系无线电辐射 150MHz-200MHz）
宇宙射线（10MHz-30GHz） 地震
人为干扰
元器件固有噪声：热噪声、散粒噪声、接触噪声 等。
物理或电化学过程噪声：原电池噪声、摩擦噪声 等。 放电噪声：起源于放电过程，比如静电放电、电 晕放电、辉光放电、弧光放电和高频电火花放电 等。 电磁感应：各种电磁波干扰。
电磁兼容性设计必须考虑环境和条件
不同的使用条件有不同的电磁环境； 不同的使用环境有不同的电磁兼容要求； 不同的使用环境有不同的成本等要求；
航空航天、军事设备、武器系统、医疗设备、电网 系统、交通运输、家用电器、娱乐设备等
电磁兼容没有放之四海皆准的标准，必须因地制宜。
电磁兼容课件 电磁干扰耦合与传输理论
因
环
频设备，轻轨和干线电气化铁道等。
素
境
因 ③ 工业、科学、医疗、商业领域应用的有电磁辐射的各
素
种设备或系统。
④ 以电火花点燃内燃机为动力的交通工具和机器设备。
⑤ 各种家用电器、现代化办公设备、电动工具等。
⑥ 用于军事目的的强电磁脉冲源： 核电磁脉冲及非核电
磁脉冲源如电磁脉冲武器、高功率微波弹和各种电子
EMC-2
雷电放电的三个阶段：先导阶段，主放电阶段，余解放电阶段
雷电日——在一年中，能听到一声（或以上）雷声的总天EM数C-2
雷电流的特性
EMC-2
雷电放电速度很快，雷电流的幅值很大，陡度很高，且其
电流的大小与土壤电阻率、雷击点的散流电阻有关。
直雷电的危害
直击雷—雷直接击在建筑物和
设备上而发生的机械效应和热效应。
EMC-2
一般定义
Zw
E H
同传播方向上，相互垂直电场和磁场之比
E
r
电偶极源
Zw,E11 Z0 kr2 11kr6 Z W
r H
S
磁偶极源
Zw,M1kr2Z 012k1r 11kr6
ZW
远场
kr ?
1
Zw
Z0
0 120 0
近场 kr = 1
ZEw
j
1.81010 fr
,
ZHwj7.9106fr
远区场和近区场的波阻抗 EMC-2
电磁波特点
场量只能与 r 成反比
r BA,
E rj1H r
电偶极电磁场表达式
EMC-2
I0 I0
q
q
l
pr
r ql
电偶极子－电流元
第3章_电磁兼容课件-接地
接地体(平面）地线电位示意图 EMC-3
2mV 2mV ~ 10mV
10mV ~ 20mV 20mV ~ 100mV
100mV ~ 200mV
200mV
原因：信号（地线电流）频率高，感抗大，容抗小 设计方案：分割相对稳定的电位区域
信号接地
EMC-3
新定义：信号电流流回信号源的低阻抗路径
强调： 流回路径，低阻抗
EMC-3
EMC-3
EMC-3
地线问题1－地环路干扰
地线问题2－公共阻抗耦合
EMC-3
当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时， 就发 生了公共阻抗耦合。
电路1
电路2
地电流1 公共地阻抗
地电流2
公共阻抗耦合实例
EMC-3
放大器
~
改进1
~
功率放大器
Vg
降低公共阻抗的电压
改进2
Vg ~
避开公共阻抗的电压
说明：放大器（或类似电路）的实质是用小信号来对直流电 源调制，得到功率较大的信号。因此，共用直流电源的路径上 的公共阻抗都会造成耦合干扰。
接地方式种类
信号接地方式
单点接地
多点接地
串联单点接地 并联单点接地
EMC-3 混合接地
串联单点接地
EMC-3
1
2
3
UA I1 I2 I3 Z1
I1
I2
I3 UB UA I2 I3 Z2
A R2 B R3 C R1
UC UA UB I3Z3
优点：简单 缺点：公共阻抗耦合
串联单点接地
EMC-3
单点并联接地
EMC-3
1
A I2
I1
2
3
电磁兼容理论基础-第三部分ppt课件
电阻元件
电阻元件是从对电流呈现阻力而且耗费电能的实 践电气器件中笼统出来的理想化元件。
任何两端元件，假设在任何时辰，其两端电压和 经过元件的电流之间的关系可以在伏安特性平面 上用曲线表示，那么称为电阻元件。
电感元件
电感元件是实践电感器的理想化元件，它表达了 元件储存磁场能量的性质。
恣意两端元件，假设在恣意时辰，其电流和由它
在国际单位制中hh的单位是安磁导率与磁场强度的乘积称为磁感应强度磁导率与磁场强度的乘积称为磁感应强度bb在一样的磁场强度的情况下物质的磁导在一样的磁场强度的情况下物质的磁导率越高整体的磁场效应将越强由前述率越高整体的磁场效应将越强由前述可知磁场强度可知磁场强度hh是正比于电流是正比于电流ii的因此的因此磁感应强度磁感应强度磁通密度磁通密度bb既表达励磁电流大既表达励磁电流大小又表达磁性资料性质的一个反映整体小又表达磁性资料性质的一个反映整体磁场强弱的物理量
l
Hdli DdS s t
法拉第定律：
Edl BdS
l
s t
高斯定律：
DdS Q s
高斯定律：
Bds 0 s
将它们化为对应的微分方式，并加上思索媒介电 磁性能的方程，便得到
全电流定律： H D
t
电磁感应定律：E B t
电通量定律： D
磁通量定律： B0
B H
DE
E
7个公式，全面表达了时变电磁场的根本 规律，称为电磁场的完好方程组，也叫麦 克斯韦方程组。
在直流和低频情况下，等效电路中的电容可以忽 略不计。
随着频率的升高，电感元件的阻抗添加，且电容 效应的作用开场显现。
当频率到达等效电路的谐振频率时，电感元件的 阻抗到达最大。
进一步添加频率，电感元件的阻抗将随着频率的 升高而降低。
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