电磁兼容培训胶片第1章(诊断)
电磁兼容培训胶片第1章
过程二的幅度变化
•如果再返回来考虑第三
•d
大的辐射源问题：
B
•去掉这个辐射源后，改 善量：
•0.1
• 20lg
5•0.001
•= dB
44
•没有经验的人会认为将其 它措施去掉，只保留抑制
第三大泄漏源的措施就可 以了。
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杨继深 2002年4月
•6 •8 •2 •0.
6
•44
电磁兼容培训胶片第1章
•有衬垫
•衬垫安装 •衬垫质量 •内部结构
•
缝 •检查
隙
衬垫
•仍有泄漏
•无衬垫 •设法密封缝隙
•无泄
•完成
漏
•
•磁 •辐射源是否 孔 场 在孔洞附近 洞
•电
•重新设计结构，使两者远 离
•缩小孔洞尺寸或用截止波导
•
场
导馈 线通
•导线可滤波 •导线不可滤波
•导线滤波 •重新设计结构，避免导线馈通
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杨继深 2002年4月
电磁兼容培训胶片第1章
受辐射干扰的问题诊断
•电缆可 拔掉
有拔 电掉
缆所
• •
•
逐
•合 格
•不合 格
根 缆插
上 电
•合格
套 •不合格 磁
环
•合格，还有电缆没插
•全合 格
•完成
•不合
格 •电缆滤 波
•电缆不 可拔掉
•缩短电缆、 套磁环
•合格 或
•改善
•不合 格
•放开电缆
•或屏蔽
•合 格
自制近场电场探头
•根据使用条件，套适当的绝缘层
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电磁兼容第一章课件优秀课件
电磁兼容及电路优化技术
第一章 电磁兼容概论 第二章 电子系统的EMC要求 第三章 电磁干扰三要素 第四章 传导发射与传导抗扰度 第五章 辐射发射与辐射抗扰度 第六章 电磁兼容三大技术 第七章 EMC系统设计
第一章 电磁兼容原理概论
1、电磁兼容发展背景 2、电磁兼容基本概念 3、电磁干扰的危害 4、坚持电磁兼容设计，确保产品质量 5、电磁兼容设计的基本原则和方法 6、掌握并运用EMC测试技术 7、EMC在军中的运用 8、电磁兼容(EMC)标准的结构和分类 9、电磁兼容(EMC)参考书目
一、电磁兼容发展背景
自从麦克斯韦建立电磁理论、赫芝发现电磁波百余年来，电磁 能当得然到，了这充种分污的染利不用会－滞－留－和－积广累播电、磁电能视量、，通一信旦、电导磁航骚、扰雷源达停、止遥 工测作遥，控干及扰计也算即机消等失领。域得到了迅速的发展，给人类创造了巨大的物 质电财电磁富磁环，兼境地容的球（不村EM断的C）恶梦的化想电，将子引成系起为统了现：世实界。各工业发达国家的重视，进而 提出一了伴个如随系何电统使磁如电能果子的满设利足备用以或，下系电三统磁个在环准其境则所的，处污就的染认电也为磁越与环来其境越环中严境，重电能。磁够它兼正不容常仅：的对 运电衍子①，产不而品对对的其在安他该全系环与统境可产中靠生工性干作产扰的生其危它害设，备还或会系对统人也类不及引生人态不产能生承不受良的影 电响磁。干扰的新课题。
一的“CCC”权威认证，是中国质检总局和国家认监委与国际接 轨的一个先进标志，有着不可替代的重要性。
EMC涉及的方面：
EMC涉及电磁能量的产生、传输和接收，这三个方面也构成 了EMC涉及的基本构架。
防止电磁干扰的三个途径：
① 抑制电磁干扰源的发射 ② 尽可能使电磁干扰的耦合路径无效规范；
电磁兼容培训教材(一
电磁兼容（EMC，Electromagnetic Compatibility），简单地说就是指设备在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。
它包括三方面的含义：1）电磁环境应是给定的或者是可以预期的；2）设备、分系统或系统不应产生超过标准或者规范所规定的电磁骚扰发射的限值要求；3）设备和分系统或系统应满足标准或者规范所规定的电磁敏感性限值或抗扰度限值的要求。
也就是说在既定的环境中，电子设备不仅对外的电磁辐射要合乎规定，同时也能在符合规定的电磁辐射环境中正常工作和运行。
如何才能实现电磁兼容呢？这要从分析形成电磁干扰后果的基本要素出发。
由电磁骚扰源发射的电磁能量，经过耦合途径传输到敏感设备的过程称之为电磁干扰效应。
因此，形成电磁干扰后果必须具备电磁骚扰源、耦合途径和敏感设备三个基本要素。
电磁骚扰源：任何形式的自然现象或电能装置所发射的电磁能量，能使周边环境的人或其它生物受到伤害，或使其他设备、分系统或系统发生电磁危害，导致性能降级或失效的自然现象或电能装置。
耦合途径：传输电磁骚扰的通路或媒介。
敏感设备：在受到电磁骚扰源所发射的电磁能量的作用时，会受到伤害的人或其它生物，以及会发生电磁危害，导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。
很多时候器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备。
实现电磁兼容，就必须从这三个方面入手，运用技术措施（抑制骚扰源、消除或减弱骚扰的耦合、降低敏感设备对骚扰的响应或增加电磁敏感性电平）和组织措施（制订完整的技术标准、规范，进行电磁兼容管理）来加以解决。
电磁兼容主要研究以下五个方面：1、电磁干扰（Electromagnetic Interference，简称EMI）：由电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。
EMI主要包括设备向空间发射的干扰（辐射干扰RE）和从电源线、互连线向电网或其他设备泻放的干扰（传导干扰CE）。
任何设备的EMI均应限制在某一个规定的极限值之内，以保障在共同的电磁环境中与其他设备保持共存状态。
电磁兼容培训胶片(滤波)
ICM
V ICM
杨继深 2002年8月
V
ICM
整理ppt
8
开关电源噪声
1. 50Hz的奇次谐波（1、3、5、7 ）
2. 开关频率的基频和谐波（1MHz以下差模为主， 1MHz以上共模为主）
杨继深 2002年8月
整理ppt
9
干扰滤波器的种类
衰减 3dB
低通
衰减
截止频率
高通
衰减
带通
衰减
带阻
杨继深 2002年8月
第三章 干扰滤波技术
干扰滤波在EMC设计中作用 差模干扰和共模干扰 常用滤波电路 怎样制作有效的滤波器 正确使用滤波器
杨继深 2002年8月
整理ppt
1
滤波器的作用
信号滤波器
电源滤波器
切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构 成完善的干扰防护。
杨继深 2002年8月
整理ppt
2
满足电源线干扰发射和抗扰度要求
克服电容非理想性的方法
大容量
衰减
大电容
小容量 并联电容
小电容
电容并联 LC并联 电感并联
杨继深 2002年8月
整理ppt
频率
25
三端电容器的原理
60 普通电容 40
三端电容
引线电感与电容 一起构成了一个T 形低通滤波器
20
30 70
杨继深 2002年8月
1GHz
在引线上安装两 个磁珠滤波效果 更好
1 F
1.7
0.1 F
4
0.01F
12.6
3300 pF
19.3
1100 pF
33
680 pF
电磁兼容培训胶片(地线干扰与对策)共25页
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
电磁兼容培训胶片（地线干扰与对策）
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
电磁兼容培训讲义
第一章电磁兼容基础知识及标准第一节电磁兼容基础知识电磁兼容概念：GB/T 4365-1995《电磁兼容术语》：设备或系统在其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电磁兼容的中心课题是研究如何控制和消除电磁干扰，使电子设备或系统与其他设备联系在一起工作时，不导致设备或系统不导致设备或系统任何部分的工作性能恶化或降低。
电磁干扰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。
产生电磁干扰的条件：1、突然变化的电压或电流（即dv/dt或di/dt很大）2、辐射天线或传导导体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、开关电源）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。
常见干扰源：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。
电磁兼容技术全面培训(杨继深)
V2 V1
电流增益的分贝数 ＝ 20lg I2 I1
杨继深 2002年4月
用分贝表示的物理量
电压：用1V、1mV、1µV 为参考（例如：1µV = 0dBµV） 则单位为：dBV、dBmV、dBµV 等，
电流：用1A、1mA、1µA 为参考，则：dBA、dBmA、dBµA 场强：用1V/m、1µV/m 为参考，则：dBV/m、dBµV/m 等， 功率：用1W、1mW 为参考，则：dBW、dBm等，
EUT与参考地平面 之间的距离大于 100mm
静电放电
＋ ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
放电电流 I
杨继深 2002年4月
静电枪电原理路
人体模型电路
放电端
放电开关
放电枪核心
接地端
杨继深 2002年4月
静电放电试验装置
水平耦合板 >1.6×0.8m
EUT绝缘垫
直接对EUT放电
水平板间接放电
垂直耦合板 500mm正方形，距EUT100mm
产品标准
标准编号的识别
国家或组织 制订单位
标准编号
IEC
CISPR
CISPR Pub. × ×
IEC 欧共体 美国 日本 中国
TC77
CENELEC FCC，DOD
VCCI
质量技术监督 局, 国防部门
IEC × × × × × EN × × × × ×
FCC Part × ×, MIL-STD. × ×
电磁兼容试验场地
电磁发射试验
开阔场（民用标准） 屏蔽暗室(半无反射室)
可在普通环境中，但
敏感度或抗扰度试验： 是注意对周围设备的
影响
杨继深 2002年4月
电磁兼容培训胶片
VCCI
中国
GB -
GJB -
责任、协作、创新
EMC标准
我们公司产品一般宣称:
安全特性： 符合EN 60950、UL 60950、CAN/CSA-C22.2 NO. 60950、GB 4943、IEC 60950、 AS/NZS 60950等标准要求；
PGND
责任、协作、创新
案例---传导发射(CE)问题
解决措施与测试结果:
把GND与BGND这两块地分割开来，立刻下降达20dB!
责任、协作、创新
案例---传导发射(CE)问题
案例结论:
电源单板GND与BGND不能够接在一起,即使其它 原因必须接在一起,也应该在滤波之后!
在滤波器前后的线不要接在一起,同时也不要 一同并排走线!
EMC在研发各硬件阶段设计控制 案例
责任、协作、创新
EMC简介
EMC定义
EMC：Electromagnetic compatibility，电磁兼容性 EMC定义：在同一电磁环境中，设备能够不因为其他设备的干扰影响其正常工作， 同时也不对其他设备产生影响工作的干扰 EMC的三要素，缺任何一个都够不成EMC问题。
采用标准：不同产品采用标准不一样，对于信息技术设备，安规采用GB 4943，EMC采用GB9254，
责任、协作、创新
EMC简介
EMC重要性
EMC标准 EMC的测试项制
案例
责任、协作、创新
EMC在研发硬件阶段设计控制
EMC与硬件设计关系
责任、协作、创新
EMC相关认证
欧盟市场－CE认证
全称：Conformité Européene （法语）欧盟
电磁兼容课件第一章
第一章概述为什么要掌握电磁兼容技术因为：¾电子、电气设备日益复杂，调试越来越难；¾电磁兼容标准强制实施；¾市场竞争日益激烈，开发周期越来越短。
¾往往我们对电磁干扰（EMI）的认识只是停留在表面，潜在的问题可能很多，影响着产品的稳定性和可靠性。
¾要控制产品的EMI，必须从产品设计开始，从EMI 源头进行控制。
学习本课程要求学习本课程要求对电磁兼容技术有全面的了解掌握常见干扰问题的诊断和解决方法掌握PCB设计、接地、滤波、屏蔽等关键技术 在产品电磁兼容设计方面有明确的思路使产品顺利通过电磁兼容试验和认证随着现代科学技术的发展，电气及电子设备的数量、种类不断增加，空间电磁环境变得日益复杂。
一方面在这复杂的电磁环境下，如何减少相互间的电磁干扰，使各种备不受干扰的影响而相容地正常工作，另一方面，恶劣的磁环境对人类及生态产生如何的不良影响等等，都是迫切要研究的课题。
电磁环境、效应及防护技术是目前国内外所称的EMC的一个重要组成部分。
绪论电磁兼容(EMC)电磁兼容(Electro-Magnetic Compatibility)是一个近年来迅速发展的技术领域，它研究如何使电气、电子设备或系统在电磁环境中既具有足够抗干扰能力、保持正常可靠的工作性能，同时也不对处于同一环境中的其它设备和系统造成干扰。
电磁兼容(EMC)=电磁干扰(EMI)+电磁敏感度(EMS)EMC技术EMI(Electronic-Magnetic Interference)电磁干扰：装置、设备对外界产生的电磁发射，包括：传导发射（Conducted Emissions (AC/DC)）辐射发射（Radiated Emission）谐波/闪烁（Harmonics/Flicker）EMC技术EUT（Equiptment under test) 对外发射EMS(Electronic-Magnetic Susceptibility)电磁敏感度：装置、设备或系统对外界电磁干扰的抵抗能力辐射（Radiated Immunity）射频传导（RF Conduct Immunity）ESD)静电放电（ESDEFT)电快速瞬变脉冲（EFTSurge)浪涌（Surge电压变化、突降/中断（Voltage dips and interruptions）工频/脉冲磁场（Circle/Pulse Magnetic field）Oscillatory Waves)振荡波（Oscillatory Waves谐波（Harmonics）EMS脉冲群瞬态干扰雷击浪涌辐射静电放电进行电磁兼容设计满足装置、设备的电磁兼容性要求。
电磁兼容培训胶片
•杨继深 2002年4月
电磁兼容标准的内容
• 电磁兼容标准
• 干扰发射
• 敏感度
•传 导
• 辐射
•传 导
• 电源线/信号
线
• 辐射
• 静 电放电 •磁 场 •电 场
•天线端口
• 瞬态
• 射频 •磁 场
•电场
•天线端口 •信号/控制 线 •电源线
•杨继深 2002年4月
电磁兼容标准体系
• 电磁兼容标准
•明文耦合进密文
•明文与密文 •一同发射
•终端设 备
•明文
•加密/解 密
•杨继深 2002年4月
•发送/接 收
产生电磁干扰的条件
1.突然变化的电压或电流，即dV/dt 或 dI/dt 很大 2.辐射天线或传导导体
•设计中，遇到电压、电流的突然变化，需 要考虑潜在的电磁干扰问题
•杨继深 2002年4月
FCC Part , MIL-STD.
VCCI GB - GJB -
•杨继深 2002年4月
典型电磁兼容试验项目
• 辐射发射（电场、磁场） • 辐射抗扰度（电场、磁场） • 传导发射（射频发射、电源谐波） • 传导抗扰度（射频、电快速脉冲、浪涌） • 静电放电（直接、感应）
•V •V
•输入电流谐波
•1 3 5 7 9 11 13
•杨继深 2002年4月
•输入电 流 •输入电
压
非线性电流
•杨继深 2002年4月
谐波限制
•杨继深 2002年4月
电源谐波测量
•杨继深 2002年4月
谐波测量仪
•杨继深 2002年4月
自制谐波测量仪
•杨继深 2002年4月
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电流卡钳的原理
ZT = V / I
V
ZT 的单位：
或 dB
I
杨继深 2002年4月
电流卡钳实物
杨继深 2002年4月
应急制作电流卡钳
被测电缆
从工具箱中挑选一 个内径合适的磁环
杨继深 2002年4月
同轴电缆芯线与屏蔽 层连接
近场探头的原理
B
V V ＝ ( d / dt ) = A ( dB / dt )
解决第四大的泄漏源：改善量 = 20lg 0.2 0.16
解决最后的泄漏源： 改善量 = 20lg 0.16
杨继深 2002年4月
0.15
= 1.4 dB
= 6 dB = 8 dB = 2 dB = 0.6 dB
过程二的幅度变化
如果再返回来考虑第三
dB
大的辐射源问题：
去掉这个辐射源后，改 善量：
0.15
判断干扰是差模还是共模
填写超标点纪录表
直观检查不合理设计 采取措施，直到合格为止
杨继深 2002年4月
采取措施，直到合格为止
共模、差模电流判断
V2
V1
V 1 V2 差模、共模混合 V 1 = V2 仅有共模或差模
杨继深 2002年4月
若：V = 0 差模电流
若：V 0 共模电流成份
在LISN上判断共模、差模
杨继深 2002年4月
差模发射问题
一般发生在1MHz以下，开关电源的开关频率上 原因是滤波器的差模衰减不够，特别是体积较小的滤波器 解决方法：增加一个差模电容、两个差模电感
原滤波器
电源
杨继深 2002年4月
更换高频性能 较好的滤波器
检查滤波器 安装方式
共模发射问题
1MHz以上
有问题 没问题
重装滤 波器
30%
25
5个潜在的泄漏源
杨继深 2002年4月
解0lg
= 6 dB
0.5
解决第二大的泄漏源：改善量 = 20lg 0.5 = 8 dB 0.2
解决第三大的泄漏源：改善量 = 20lg
0.2 = 12 dB
0.05
解决第四大的泄漏源：改善量 = 20lg
简易电快脉冲发生器
杨继深 2002年4月
自制LISN
BNC座
L1
L2
香蕉插座，或其它合适的插座
杨继深 2002年4月
• 所有电容引线最短 • 电阻引线最短 • 电容符合安规
LISN电感的制作
杨继深 2002年4月
试验室提供
原始数据准备
• 完整的发射测试曲线 • 超标点（包括临界点）的准确频率
（精确到100kHz内） • 超标点的超标dB数 • 被测设备内电路的周期信号（本振信号、时钟信
号、开关电源、DC-DC转换器等）的频率
杨继深 2002年4月
诊断前取得基准数据
在开始工作前，先取得关注频率（超标频率） 上的干扰发射的基准： • 辐射发射（无论什么天线） • 传导发射（无论什么传感器）
一旦定下来传感器，就不能再变（包括天线尺寸）
杨继深 2002年4月
试验记录表
频率
超标dB数 基准数
156MHz 17dB
65dB•
改进后数 45dB•
杨继深 2002年4月
深刻理解 “dB”
加滤波器
加滤波器
杨继深 2002年4月
60d B
? dB
dB的变化举例
4%
dB
6
8
50%
12
15%
14
1%
合格 不合格
只有电源电缆
杨继深 2002年4月
无电缆
无共模电流
检查机 箱屏蔽
解决电缆上的共模电流
不可滤波
使用或改善屏蔽电缆
套上铁氧体磁环 联上某根电缆
辐射 增强
合格 不合格
超标发射为共模电流
更换共模电感 更大的滤波器
1MHz以下
杨继深 2002年4月
没改善
有所改善
试验共模损耗更大的 滤波器直到合格
设备联上 所有电缆
解决电缆 共模电流
电缆有问题
拔掉所有电缆
测量超标（临界）点，作参考值
辐射发射超标问题
有电缆
合格
合格
完成
不合格
不合格
测量电 源线共 模电流
有共模电流 处理滤波 器，消除 共模电流
0.05 = 14 dB
0.01
解决最后的泄漏源： 改善量 = 20lg
0.01 = 25 dB
0.0006
杨继深 2002年4月
解决发射超标的过程二
解决第三大的泄漏源：改善量 = 20lg 1 0.85
认为此泄漏源无关紧要，今后不再考虑。
解决第一大的泄漏源：改善量 = 20lg 1 0.5
解决第二大的泄漏源：改善量 = 20lg 0.5 0.2
杨继深 2002年4月
工具箱内容
5. 导电布、铜箔屏蔽胶带、绝缘胶带各 一卷
6. 馈通滤波器100pf、470pf、1000pf、 10000pf
7. 电源线滤波器3A、10A各1只 8. 差模扼流圈2只、共模扼流圈1只 9. 焊接工具一套
杨继深 2002年4月
自制一些小工具
• 电流卡钳 • 近场探头 • LISN和差共模分离器 • 前置放大器 • 脉冲干扰发生器
• 频谱分析仪 • 偶极天线（或普通杆天线） • 近场探头 • 电流卡钳 • 低噪声宽带放大器（10kHz ~ 1GHz）
杨继深 2002年4月
工具箱准备
1. 不同内径的分体式铁氧体磁环 2. 47pf、100pf、470pf、1000pf、10000pf
的片状滤波器 3. 47pf ~ 10000pf 独石电容 4. 交流电容3300pf、0.47f、1 f
电磁干扰故障诊断
1. 研发过程中：及早发现问题，为正式产品 设计提供依据
2. 样机调试中：确定干扰问题，排除故障， 使产品尽快通过试验
3. 现场中：确定干扰问题原因，解决干扰问 题
杨继深 2002年4月
准备工作
• 仪器设备准备 • 对策器件、工具准备 • 数据准备
杨继深 2002年4月
仪器设备准备
20lg
= 44 dB
0.001
没有经验的人会认为将其 它措施去掉，只保留抑制 第三大泄漏源的措施就可 以了。
杨继深 2002年4月
6 8 2 0.6
44
诊断电磁干扰问题的步骤
加上一项措施
合格
不合格
去掉最贵或最不好实现的措施
仍合格
杨继深 2002年4月
不合格
恢复这个措施
传导发射超标的诊断
用电流卡钳分别卡在每根电源线上，读出超标点的数值
杨继深 2002年4月
近场探头实物
杨继深 2002年4月
磁场探头 电磁场探头
自制近场探头
杨继深 2002年4月
自制近场探头（电磁场）
杨继深 2002年4月
自制近场电场探头
根据使用条件，套适当的绝缘层
杨继深 2002年4月
近场探头的实际应用
频谱分析仪
放大器
杨继深 2002年4月
共模扼流圈 （铁氧体磁环）