电磁兼容设计-第二章
电磁兼容设计方案
电磁兼容设计方案引言电磁兼容(EMC)是指电子设备在相互之间以及与外界电磁环境之间能够相互协调，互不干扰的能力。
在现代电子产品广泛应用的背景下，电磁兼容设计成为保障设备正常工作的重要环节。
本文将介绍电磁兼容设计的基本原理和常用的设计方案。
电磁兼容设计的原理电磁兼容设计的基本原理是通过控制电磁辐射和抗干扰能力，降低设备之间的相互干扰，保证设备正常工作。
电磁兼容设计的主要工作包括以下几个方面：电磁辐射控制电磁辐射是指电子设备在工作过程中释放的电磁波。
为了控制电磁辐射，可以采取以下措施：•优化电路布局：合理规划线路和电源的布局，减少电磁辐射。
•使用屏蔽材料：在电路板或组件周围添加屏蔽材料，以阻挡电磁波的传播。
•减少高频干扰：通过电缆、滤波器等方式减少高频干扰信号的传输。
抗干扰能力提升除了控制电磁辐射外，提升设备的抗干扰能力也是电磁兼容设计的重要内容。
以下是常用的提升抗干扰能力的措施：•优化电源设计：采用稳定的电源供电，以减少外部电源的干扰。
•使用滤波器：在输入和输出端口处加装滤波器，以抑制干扰信号。
•采用屏蔽措施：使用屏蔽线缆、屏蔽罩等措施，以减少外界干扰信号的影响。
常用的电磁兼容设计方案根据不同的应用场景和需求，可以采取不同的电磁兼容设计方案。
以下是常用的几种方案：PCB设计方案PCB设计是电磁兼容设计中的关键环节。
以下是一些常用的PCB设计方案：•地面设计：合理规划地面，减少电磁辐射。
•路径优化：通过合理规划信号线和电源线的路径，减少互相之间的干扰。
•分区设计：将不同功能的电路分区，减少相互之间的干扰。
外壳设计方案外壳设计是抑制电磁泄漏和接收外部干扰的重要手段。
以下是一些常用的外壳设计方案：•金属外壳：采用金属外壳能够有效屏蔽电磁辐射和外部干扰。
•导电涂层：在塑料外壳上添加导电涂层，提高屏蔽效果。
地线设计方案良好的地线设计能够减少电磁辐射和提升抗干扰能力。
以下是一些常用的地线设计方案：•单点接地：将所有地线连接到一个点上，减少地线之间的互相干扰。
电磁兼容设计
电磁兼容设计EMC的设计原则主要包括电磁妥协、电磁传导和电磁辐射三个方面。
其中，电磁妥协指系统或设备在其电磁环境中所具备的稳定可靠性和干扰抑制能力；电磁传导指电磁干扰通过导线、电缆等电路途径传输的过程；电磁辐射指电磁干扰通过空气中的辐射传输的过程。
EMC设计的目标是在满足设计要求的前提下，通过合理的电磁设计手段，使系统或设备能够在电磁环境中稳定可靠地工作，同时对周围环境产生的电磁干扰控制在一定范围内。
EMC设计的方法主要包括减少敏感性、抑制干扰、提高屏蔽和地线设计。
减少敏感防止设备受到外界电磁场的干扰，通常可以采取一些措施，如增加设备的抗干扰性能、优化电路布局和线路板设计等。
抑制干扰可通过增强设备的抑制功能，如增大屏蔽效果和电源滤波等手段来实现。
提高屏蔽能力是抑制电磁辐射和传导的有效手段，常见的屏蔽方法包括金属外壳屏蔽、电磁屏蔽材料应用、屏蔽接地等。
地线设计则是保证设备或系统的电磁兼容性的关键，应遵循地线独立性、地线的连续性、地线的低阻抗和建立合理的地线结构等原则。
EMC设计在现代工程中的重要性不言而喻。
如今，电子设备广泛应用于工业、航空航天、通信、医疗、军事等领域，其性能和可靠性对终端产品的质量和稳定运行起着至关重要的作用。
而在电磁环境复杂多变的情况下，需要通过合理的EMC设计手段来保证设备的正常工作。
EMC设计不仅能够提高设备的抗干扰能力，减少电磁相互干扰带来的工作不稳定等问题，也有助于提高设备的功能完整性、稳定性和可靠性，同时带来更好的性价比和用户体验。
在实际应用中，EMC设计涉及到多个方面的问题。
首先，需要对电磁场特性进行准确的测量和分析，以了解系统或设备所处的电磁环境。
其次，在电路设计和线路板布局方面，需要注意电磁兼容性的要求，采取合适的技术手段，如差分信号传输、噪声屏蔽等。
此外，还需要有效地管理和控制系统或设备产生的电磁辐射和传导干扰，选用合适的屏蔽材料和设计合理的地线结构。
最后，通过全面的测试和验证手段，验证设计方案的合理性和可行性，确保设备在正常工作和异常情况下的电磁兼容性能。
精品课件电磁兼容性设计ppt课件
无论是集成电路、PCB板还是整个系统，大部分噪声都与时钟频率及其 高次谐波有关。
合理的地线、适当的去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。
用于时钟分配的高阻抗缓冲器也有助于减小时钟信号的反射和振荡。
TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因 此，最好使用同系列的逻辑器件。
铁氧体磁珠或串联电阻） －降低负载电容，以使靠近输出端的集电极开路驱动器而便于上拉，电阻值
尽量大 －处理器散热片与芯片之间经导热材料隔离，并在处理器周围多点射频接地 －电源的高质量射频旁路（解耦）在每个电源管脚都是重要的 －高质量电源监视电路需对电源中断、跌落、浪涌和瞬态干扰有抵抗能力 －需要一只高质量的“看门狗” －决不能在“看门狗”或电源监视电路上使用可编程器件 －电源监视电路及“看门狗”也需适当的电路和软件技术，以使它们可以适
模拟器件也需要为电源提供高质量的射频旁路和低频旁路。
对每个运放、比较器或数据转换器的每个模拟电源引脚的RC或LC滤波都 是必要的。
对模拟电路而言，模拟本振和IF频率一般都有较大的泄漏，所以需要着 重屏蔽和滤波。
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2.3 逻辑电路设计
对高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产 生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
应大多数的不测情况 －当逻辑信号沿的上升/下降时间比信号在PCB走线中传输一个来回的时间短时，
应采用传输线技术
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在逻辑电路中，数字信号的传输线的处理也相当重要。
当电路在高速运行时，在源和目的间的阻抗匹配非常重要。
否则过量的射频能量将会引起电磁兼容性问题。
HFSS电磁屏蔽电磁兼容设计实验
第一章屏蔽体的设计理念1.1 屏蔽的概念及基本原理 (3)1.2 屏蔽体的基本问题和分析方法 (4)1.3 设计屏蔽体的基本参数设定 (4)第二章屏蔽体的建模过程2.1创建屏蔽体的单位模型及缝隙模型 (5)2.2创建屏蔽体的外空气体及其设置 (7)2.3创建同轴屏蔽罩及同轴芯 (11)2.4设置屏蔽体的激励及指定激励端口 (14)2.5创建电阻及空气腔 (15)2.6创建辐射边界 (21)第三章屏蔽体性能的仿真分析及其结果3.1 设置添加对屏蔽体的分析功能并分析模型233.2 计算屏蔽体的数据及创建分析报告263.3 保存屏蔽体工程并保存其分析报告30第一章屏蔽体的设计理念1.1 屏蔽体的概念及基本原理屏蔽是电磁兼容工程中广泛采用的抑制电磁干扰的有效方法之一。
所谓电磁屏蔽，就是用导电或导磁材料制成的金属屏蔽体将电磁干扰源限制在一定的范围内，使干扰源从屏蔽体的一面耦合或当其辐射到另一面时受到的抑制或衰减。
屏蔽的目的是采用屏蔽体包围电磁干扰源，以抑制电磁干扰源对其周围空间存在的接收器的干扰；或采用屏蔽体包围接收器，以避免干扰源对其干扰。
电磁屏蔽一般是指高频交变电磁屏蔽，因为在交变场中，电场和磁场总是同时存在的，只是在频率较低的范围内，电磁干扰一般出现在近场区。
近场随着干扰源的性质不同，电场和磁场的大小有很大差别。
高电压小电流干扰源以电场为主，磁场干扰可以忽略不计。
这时就只可以考虑电场屏蔽；低电压高电流干扰源以磁场干扰为主，电场干扰可以忽略不计，这时就只可以考虑磁场屏蔽。
随着频率增高，电磁辐射能力增强，产生辐射电磁场，并趋向于远场干扰。
远场中的电场干扰和磁场干扰都不可以忽略，因此需要将电场和磁场同时屏蔽，即为电磁屏蔽。
高频时即使在设备内部也可能出现远场干扰，需要进行电磁屏蔽。
如前所述，采用导电材料制作的且接地良好的屏蔽体，就能同时起到电场屏蔽和磁场屏蔽的作用。
1.2 屏蔽体的基本问题和分析方法此例讲解如何在HFSS设计环境下创建、仿真、分析一个屏蔽体模型。
电磁兼容课件第2章
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2.1.4 电磁兼容性术语
(1)(性能)降低(Degradation of Performance)
(性能)降低是“装置、设备或系统的工作性能与正常 性能的非期望偏离”。应注意，此种非期望偏离(向坏的方
向偏离)并不意味着一定会被使用者觉察，但也应视为性能
13 此处的“发射”与通信工程中常用的“发射”含义并不完
全相同。 电磁兼容中的“发射”既包含传导发射， 也包
含辐射发射； 而通信工程中的“发射”主要指辐射发射。 电磁兼容中的“发射”常常是无意的， 因而并不存在有意
制作的发射部件， 一些本来做其他用途的部件（例如电线、
电缆等）充当了发射的角色； 而通信中则是由无线发射台 产生并精心制作发射部件（例如天线等）。 通信中的“发
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第二章 电磁兼容基本概念
2.1 基本电磁兼容术语
2.2 电磁干扰的产生条件 2.3 常用EMC单位及换算关系 2.4 电缆的功率损耗与信号源特性 2.5 电磁骚扰源
2.6 电磁骚扰的性质
2.7 电磁环境 2.8 电尺寸与电磁波频谱
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2.1 基本电磁兼容术语
2.1.1 一般术语
(1) 设备（Equipment）： “作为一个独立单元进行
radio frequency disturbance.”
(8) 工业干扰： “由输电线、 电网以及各种电器和电 子设备工作时引起的电磁干扰。”
（9 宇宙干扰: “由银河系（包括太阳）的电磁辐射引
起的电磁干扰。” (10) 天电干扰： “由大气中发生的各种自然现象所产 生的无线电噪声引起的电磁干扰。”
receiver.)
(7)乱真发射(Spurious Emission) 乱真发射是“在必要发射带宽以外的一个或几个频率
[电磁兼容性设计]电磁兼容性设计
![[电磁兼容性设计]电磁兼容性设计](https://img.taocdn.com/s3/m/3cf9a605cd7931b765ce0508763231126edb77c5.png)
[电磁兼容性设计]电磁兼容性设计电磁兼容性设计电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。
电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰，使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作，同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。
1、选择合理的导线宽度由于瞬变电流在印制线条上所产生的冲击干扰主要是由印制导线的电感成分造成的，因此应尽量减小印制导线的电感量。
印制导线的电感量与其长度成正比，与其宽度成反比，因而短而精的导线对抑制干扰是有利的。
时钟引线、行驱动器或总线驱动器的信号线常常载有大的瞬变电流，印制导线要尽可能地短。
对于分立元件电路，印制导线宽度在1、5mm左右时，即可完全满足要求;对于集成电路，印制导线宽度可在0。
2，1、0mm之间选择。
2、采用正确的布线策略采用平等走线可以减少导线电感，但导线之间的互感和分布电容增加，如果布局允许，最好采用井字形网状布线结构，具体做法是印制板的一面横向布线，另一面纵向布线，然后在交叉孔处用金属化孔相连。
为了抑制印制板导线之间的串扰，在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线，尽可能拉开线与线之间的距离，信号线与地线及电源线尽可能不交叉。
在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线，可以有效地抑制串扰。
为了避免高频信号通过印制导线时产生的电磁辐射，在印制电路板布线时，还应注意以下几点:●尽量减少印制导线的不连续性，例如导线宽度不要突变，导线的拐角应大于90度禁止环状走线等。
●时钟信号引线最容易产生电磁辐射干扰，走线时应与地线回路相靠近，驱动器应紧挨着连接器。
●总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线。
对于那些离开印制电路板的引线，驱动器应紧紧挨着连接器。
●数据总线的布线应每两根信号线之间夹一根信号地线。
最好是紧紧挨着最不重要的地址引线放置地回路，因为后者常载有高频电流。
3、抑制反射干扰为了抑制出现在印制线条终端的反射干扰，除了特殊需要之外，应尽可能缩短印制线的长度和采用慢速电路。
电磁兼容EMC设计指南
电磁兼容EMC设计指南引言：电磁兼容(EMC)是指电子设备在电磁环境中正常工作的能力。
在现代社会中，电子设备的广泛应用使得电磁干扰和电磁敏感性成为一个重要的问题。
为了保证设备的正常运行，减少干扰和敏感性，EMC设计指南为我们提供了一些实用的指导原则。
一、电磁干扰控制1.分离和屏蔽：将敏感器件和辐射源分离，并利用屏蔽材料防止电磁波的传播。
同时，要注意设备的布局设计，避免敏感部件之间的互相干扰。
2.地线设计：正确设计和规划设备的地线系统，保证地线的连续性和低阻抗，并事先考虑到地线回路的电磁耦合和干扰。
3.滤波设计：使用合适的滤波器来限制电磁干扰的传播和进入设备内部，提高设备的抗干扰能力。
4.控制开关电源的EMI：开关电源可能引入较大的干扰，因此需要采取适当的控制措施，例如使用低噪声开关电源，使用隔离电源等。
5.电磁辐射：限制设备本身的电磁辐射，减少对周围设备的干扰。
二、电磁敏感性控制1.设备敏感性测试：在设计阶段进行设备的电磁兼容性测试，以了解设备的敏感性和潜在的问题。
2.屏蔽和滤波：使用屏蔽和滤波装置来减少外界电磁干扰的影响。
3.设备间的距离：在设备布局时，尽量保持设备之间的距离，避免互相的干扰。
4.地线和电源：正确设计和规划设备的地线和电源系统，以降低电磁干扰的传播和影响。
5.接口设计：在设备接口的设计中，要考虑到信号传输的稳定性和抗干扰能力，采取合适的措施，例如增加屏蔽、滤波等。
6.监测和调试：使用适当的设备和工具，定期对设备进行监测和调试，发现问题并及时解决。
三、其它注意事项1.符合标准：遵循相关的EMC标准和规范，确保设备的设计和测试符合国际标准要求。
2.技术培训：提供相关的EMC技术培训，提高设计人员的EMC意识和技能水平。
3.设备的环境适应性：考虑设备在不同环境下的使用，例如温度、湿度、气压等因素对设备的影响。
4.EMC测试设备：选择合适的EMC测试设备和工具，进行设备的测试和验证。
5.设备的整体性能：EMC设计要与设备的整体性能相匹配，保证设备的正常运行和性能表现。
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。
电磁兼容设计-第二章
敏感体
定义：EMI/EMC的对象。研究的是敏感体的影响程度。 高功率电平系统：对干扰敏感度低。如继电控制系统。 低功率电平系统：对干扰敏感度高。如集成电路等。
影响程度
受扰动 性能下降 永久破坏
为了增强抗干扰的能力，一般要求设备必须有足够的 安全余量：6-20dB。
与设备敏感度有关的因素
频带宽度 灵敏度 失效阈值
骚扰电压可以简化为
U N jC12 RU1
传导线路的性质
2、低频域的集中参数电路
电路的模型
Zs
Rl
Us
传导线路的性质
3、 高频域的分布参数电路
当线路的几何长度L大致与工作波长可比拟时，线路应看作为分 布参数电路。 此时:线路的特性由分布电感L，分布电容C，线路的传输频率w， 线路的特性阻抗Zc。
高频域的分布参电路
主要参数：
v 1 LC
Zi Zc Zr co s l jZc sin l (输入阻抗 ) Zc co s l jZr sin l
jZc sin l jZc t an l (输入阻抗 ) co s l
当线路终端开路时：Zr=无穷大
Zi Zc
则有
Zr co s l jZc sin l (输入阻抗 ) Zc co s l jZr sin l
端口数量和输入阻抗
接地方式 电源供给方式
电磁干扰进入敏感体的途径
电源引入线 信号输入线 信号输出线
辐射耦合
辐射
输入线
输出线
系统
电源线
传导干扰
传导干扰
空间 辐射干扰
干扰源
导体
敏感设备
传导干扰
电磁干扰的传输途径
传导线路的性质
2 电磁兼容设计培训资料
科学公正服务价值电磁兼容设计朱文立E-Mail: gzzwl-1@2/216电磁兼容设计00:171．关键元器件的选择⏹在大多数情况下，电路的基本元件满足EMC 的程度将决定着功能单元和最后的设备满EMC 的程度。
⏹实际的元件并不是“理想”的，本身可能就是一个干扰源或敏感设备。
⏹选择合适的电子元件的主要准则包括带外特性和电路装配技术：⏹因为是否能实现电磁兼容性往往是由远离基频的元件响应特性来决定的。
⏹有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。
⏹而在许多情况下，电路装配又决定着带外响应和不同电路元件之间互相耦合的程度。
3/216电磁兼容设计00:17 1.1 无源器件的选用⏹所有的无源器件都包含寄生电阻，电容和电感。
⏹在电磁兼容问题容易发生的高频段，这些寄生参数经常占主导地位，并使器件功能彻底发生变化。
⏹例如，在高频电路中，碳膜电阻或者变成电容（由于旁路电容C ），或者变成电感（由于引线自感和螺线）；⏹线绕电阻在几千赫兹以上因其绕线电感的存在是不适合使用的；⏹电容由于其内部结构和其外引线自感的影响会发生谐振，超过第一个谐振频率点后，就呈现显著的感抗。
4/216电磁兼容设计00:17⏹有两类基本的电子元件：有引脚的和无引脚的元件。
⏹有引脚线元件有寄生效果，尤其在高频时。
该引脚形成了一个小电感。
引脚的末端也能产生一个小电容性的效应。
因此，引脚的长度应尽可能的短。
⏹无引脚且表面贴装的元件的寄生效果要小一些。
⏹从电磁兼容性看，表面贴装元件效果最好，其次是放射状引脚元件，最后是轴向平行引脚的元件。
⏹表面贴片元件比其它元件寄生参数小得多，而且能在直到很高的频率提供令人满意的参数。
⏹比如，贴片电阻（1k Ω以下）在1GHz 时仍保持电阻性。
5/216电磁兼容设计00:171.1.1 电阻器的选用：⏹表面贴装电阻总是优于有引脚电阻⏹对于有引脚的电阻：应首选碳膜电，其次是金属膜电阻，最后是线绕电阻。
⏹在相对低的工作频率下（约MHz 数量级），金属膜电阻是主要的辅助元件，因其适合于高准确度电路。
《电磁兼容和测试技术》课件2-电磁兼容基础知识
4.电磁骚扰源分类及特性
雷电 NEMP
脉冲电路
无线通信
ESD
直流电机、变频调速器 感性负载通断
4.电磁骚扰源分类及特性
大气干扰
雷电干扰
宇宙干扰
自然 干扰源
热噪声 电气化铁路
无线电广播
电磁 干扰源
无线通信
功能性
人为 干扰源
非功能性
电视 雷达 导航
办公设备
输电线
点火系统
家用电器
工业、 医疗设备
4.电磁骚扰源分类及特性
电磁兼容性控制技术
传输通道抑制 空间分离 时间分隔 频谱管理 电气隔离 其他技术
6 电磁兼容的工程方法
电磁兼容性预测分析
电磁兼容性预测分析是采用计算机数字仿真技术，将各种 电磁干扰特性、传输特性和敏感度特性用数学模型描述，并编制 成程序对潜在的电磁干扰进行计算。
• 数学模型
干扰源模型、传输损耗模型、接受器模型
• 系统法
从电子设备或系统设计开始就进行电磁兼容性设计的方法。它在设备或 系统设计的全过程中贯彻始终，全面综合电磁耦合因素，不断进行电磁兼容 性分析、预测，对各阶段设计进行评估，提出修改措施。
6 电磁兼容的工程方法 EMC措施与费效比
6 电磁兼容的工程方法
为了实现系统内外的电磁兼容，需要技术上和组织上两方面采取措施。
Ea , Ha ；Eb , Hb
S
Va
V
J
a
,
J
m a
Sa
Va
J
b
,
J
m b
Sb
2. 传导耦合的基本原理
传导耦合按其耦合方式可以划分为三种基本方式： ①电路性耦合 ②电容性耦合 ③电感性耦合 实际工程中，这三种耦合方式同时存在、互相联系。
电磁兼容(EMC)设计与测试之汽车电子产品
电磁兼容（EMC）设计与测试之汽车电子产品第一篇电磁兼容基础篇第1章电磁兼容基础知识1.1 电磁兼容的定义及研究领域1.1.1 电磁兼容的定义1.1.2 电磁兼容的研究领域1.2 电磁干扰的危害1.2.1 强电磁场对人体健康的危害1.2.2 弱电磁场可能导致的危害1.3 电磁兼容测量的常用单位1.3.1 功率1.3.2 电压1.3.3 电流1.3.4 磁场强度1.3.5 功率密度第2章汽车电子产品电磁兼容测量场地及测量设备2.1 汽车电子产品电磁兼容测量场地2.1.1 开阔试验场2.1.2 半电波暗室（装有吸波材料的屏蔽室）2.1.3 屏蔽室2.1.4 TEM小室2.1.5 带状线2.2 汽车电子产品电磁骚扰测量设备2.2.1 测量接收机2.2.2 人工电源网络2.2.3 天线2.2.4 预选放大器、衰减器和脉冲限幅器2.2.5 电流探头2.2.6 电压探头和示波器2.3 汽车电子产品电磁抗扰度测量设备2.3.1 静电放电发生器2.3.2 信号发生器2.3.3 功率放大器2.3.4 定向耦合器2.3.5 功率计2.3.6 发射天线2.3.7 场强测量仪2.3.8 电流注入探头2.3.9 车载环境抗扰性测试的试验脉冲发生器第3章汽车电子产品电磁兼容测量原理及方法3.1 汽车电子产品电磁骚扰测量原理及方法3.1.1 骚扰限值的含义3.1.2 被测样品（EUT）工作状态的选择3.1.3 被测样品（EUT）的配置3.1.4 传导骚扰电压测量3.1.5 辐射骚扰场强测量3.2 汽车电子产品电磁抗扰度测量原理及方法3.2.1 性能降低客观评价方法3.2.2 性能降低主观评价方法3.2.3 限值测量法3.2.4 抗扰度性能降低分类及试验结果判别第二篇电磁兼容测量篇第4章标准介绍4.1 电磁兼容标准化组织4.1.1 EMC国际标准化组织4.1.2 中国EMC标准化组织4.2 国际国内电磁兼容标准4.2.1 国际电磁兼容标准4.2.2 国家电磁兼容标准4.2.3 欧盟EMC指令4.3 汽车电子产品国内外标准介绍4.3.1 汽车电磁兼容国际性标准4.3.2 欧洲汽车电磁兼容标准4.3.3 美国汽车工程学会（SAE）电磁兼容标准4.3.4 国内汽车电磁兼容标准第5章汽车电子设备骚扰测量5.1 概述5.1.1 汽车电子产品介绍5.1.2 汽车电子设备的工作条件5.1.3 限值应用5.2 汽车电子设备传导发射测试电压法（kHz～108MHz）5.2.1 限值应用5.2.2 试验设备5.2.3 试验布置5.2.4 试验方法5.2.5 测试结果表达5.3 汽车电子设备传导发射测试电流法（kHz～108MHz）5.3.1 限值应用5.3.2 试验设备5.3.3 试验布置5.3.4 试验方法5.3.5 测试结果表达5.4 汽车电子设备辐射发射测试（kHz～2500MHz）5.4.1 限值应用5.4.2 试验设备5.4.3 试验布置5.4.4 试验方法5.4.5 测试结果表达第6章汽车电子产品抗扰度测量6.1 概述6.1.1 测试基本原理6.1.2 电磁干扰和抗扰度的关系6.1.3 一般测量方法6.1.4 性能降低评价方法6.2 汽车电子产品辐射场抗扰度6.2.1 试验原理6.2.2 性能判据6.2.3 项目适用性6.2.4 试验设备6.2.5 试验方法6.2.6 试验布置6.3 汽车电子产品传导耦合/瞬态抗扰度6.3.1 试验原理6.3.2 性能判据6.3.3 项目适用性6.3.4 试验设备6.3.5 试验方法6.3.6 试验布置6.4 汽车电子产品静电放电抗扰度6.4.1 试验原理6.4.2 性能判据6.4.3 项目适用性6.4.4 试验设备6.4.5 试验方法6.4.6 试验布置第三篇电磁兼容设计与对策篇第7章汽车电子产品的PCB设计要点7.1 PCB设计对汽车电子产品EMC性能的重要性7.1.1 汽车电子产品EMC性能的决定因素分析7.1.2 汽车电子产品中的共模干扰信号7.1.3 汽车电子产品的EMC设计特殊性分析7.1.4 案例：使用多层PCB可大幅提高汽车电子产品的EMC性能7.2 汽车电子产品的PCB布局7.2.1 汽车电子产品电路板层数的选择7.2.2 汽车电子产品中特殊器件和敏感电路的布局7.2.3 汽车电子产品主电路功能模块的布局7.2.4 汽车电子产品的I/O口及互连端口的布局7.2.5 汽车电子产品PCB设计中地平面的规划7.2.6 案例：减小环路面积的方法7.3 汽车电子产品的PCB布线7.3.1 地线敷设在汽车电子产品PCB设计中的重要性7.3.2 汽车电子产品电源线的敷设7.3.3 汽车电子产品信号线的敷设7.3.4 汽车电子产品如何防止串扰的产生7.3.5 汽车电子产品中使用3W原则的价值和意义第8章汽车电子产品的射频辐射发射8.1 汽车电子产品的辐射从哪里来8.1.1 电磁兼容三要素8.1.2 汽车内的电子产品辐射骚扰源8.1.3 窄带与宽带对解决汽车电子产品EMC问题的重要意义8.2 汽车电子产品的辐射发射机理8.2.1 寄生参数对汽车电子产品EMC性能的影响8.2.2 汽车电子产品电磁干扰传输路径的阻抗8.2.3 汽车电子产品共模干扰信号的传输路径8.2.4 汽车电子产品常见的发射天线模型8.2.5 站在三要素角度看待汽车电子产品的EMC辐射发射问题第9章汽车电子产品的瞬态脉冲防护9.1 汽车电子产品瞬态脉冲的发生9.2 GB/T 21437.2中各种瞬态脉冲的形成原因和特点9.2.1 供电系统电磁骚扰9.2.2 发电机抛负载瞬变9.2.3 激磁衰减瞬变9.2.4 感性负载瞬变骚扰9.2.5 点火系统电磁骚扰9.2.6 触点放电骚扰9.2.7 静电骚扰9.2.8 电磁耦合骚扰9.3 汽车电子产品的瞬态脉冲防护第10章汽车电子产品的射频辐射抗扰度10.1 汽车电子产品射频辐射干扰信号的侵入10.1.1 寻找汽车电子产品中的接收天线10.1.2 汽车电子产品中孔、缝的影响10.1.3 汽车电子产品中共模信号与差模信号的转换10.1.4 射频辐射干扰造成汽车电子产品功能失效的原因10.2 汽车电子产品的射频辐射干扰防护10.2.1 汽车电子产品中常见的屏蔽措施10.2.2 汽车电子产品中屏蔽线缆的使用10.2.3 汽车电子产品中屏蔽体端口的处理10.2.4 汽车电子产品中屏蔽体孔、缝的处理。
电磁兼容设计
EMC要求
元器件
电路
设备
系统
都必须互不干扰，正常工作，
达到电磁兼容
构成干扰三要素
骚扰源 传输途径 敏感设备
空间辐射的电磁波
EUT
EUT
传输途径
一、空间辐射 差模电流辐射和共模电流辐射 远场 近场 ＞ ＜
λ 2π
电磁感应 电磁耦合
λ 2π
二、导线传导 共阻抗耦合 共电源线 共地线 地环路干扰 地电位差 差模方式 差模方式 共模方式
商用设备：d＜λ/20,20dB 军用设备：d＜λ/50,28dB •显示窗可使用屏蔽玻璃；
•接缝处应良好搭接，缩短连接螺丝的 间距，可使用导电衬垫；
•采用波导设计，通风窗可使用波导管。
分布电容和分布电感
•任何二金属间都存在分布电容和电感
各种传输线的分布参数
各种传输线的分布参数（续）
• 分布参数是固有的特性参数，只与二金属的 物理尺寸、相对位置有关； • 分布参数是造成EMC问题的主要原因； • 实际设备中，各种元器件、传输线、机箱间 的分布参数很难计算和测量，因此EMC分析 有一1V，1μS）的频谱
骚扰的频谱分析（续）
八种脉冲频谱的比较
•采取屏蔽方法
•机箱的屏蔽效能由孔缝直径决定，机 箱孔缝等效于二次发射天线。
•孔缝长度等于半波长的整数倍时，漏 泄能量最大。 •对于固定的孔缝长度，频率越高，泄 漏越严重。
机箱屏蔽的改进
•设计中使缝隙尺寸满足要
电磁兼容技术术语
电磁骚扰EMD（ElectroMagnetic Disturbance）
是“任何可能引起装置、设备或系统性能降级 或对有生命或无生命物质产生作用的电磁现象。 电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒 价自身的变化”。 电磁干扰EMI（ElectroMagnetic Interference) 是“电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性 能的下降”。 电磁兼容EMC（ElectroMagnetic Compatibility)一般指电气及电子设备在共同的 电磁环境中能执行各自功能的共存状态。
电磁兼容设计章节座
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24
注意之二
低频宜采用单点接地系统，高频应采用多点接地系统； 良好的接地系统；
减少由共同导体所引入的杂讯电压，尽量避免产生接地环 路；
已接地的放大器接于未接地之电源，其输入导线之屏蔽应 接于放大器之接地点。若未接地之放大器接于接地之电源， 则输入导线之屏蔽应于电源端接地。高增益放大器之屏蔽 应接于放大器之接地点；
电磁兼容讲座系列
电磁兼容设计讲座
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1
定义
电磁兼容（EMC)：
Electromagnetic Compatibility
电磁干扰（EMI)：
Electromagnetic Interference
电磁敏感性（EMS〕：
Electromagnetic Susceptibility
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2
为什么要考虑EMC？
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20
接地环路
下图即为接地环路的形成：
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21
打破接地环路的方法
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22
常用的电缆
双绞线 同轴电缆 带状电缆
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23
注意之一
接地线愈短愈好； 电缆屏蔽层终接时应环接； 电子线路中及低频使用时应规划不同的接地系统以配合不 同之回路（Return ）,如信号、屏蔽、电源、机壳或组架。 唯这些回路最后可接在一起，然后以单点接地； 接地面应具有高传导性（Conductivity）； 线路中之元件若经常产生大量的急变电流，则该线路应备 有单独的接地系统，或至少应备有单独之回路，以免影响 其它线路。 低能量信号之接地应与其它接地隔离； 切忌双股电缆分开安装；
接地的目的一是防电击，一是去除干扰。 可将接地分为两大类： 安全接地(Safety Grounding) 信号接地
电磁兼容设计技术-308页文档资料共310页
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
电磁兼容设计技术-308页文档资料
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
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PµW 1µW
= 10 lg P + 60 W
电压 dBV
基准参考量的单位不同: 基准参考量的单位不同
1V
U dBV = 20 lg
UV = 20 lg U 1V
1mV
1µV
U dBmV
U mV = 20 lg = 20 lg U + 60 1mV
UV = 20 lg = 20 lg U + 120 1µV
无线电噪声 Radio (frequency) noise 具有无线电频率分量的电磁噪声。 具有无线电频率分量的电磁噪声。 Radio（frequency） 无线电骚扰 Radio（frequency） disturbance 具有无线电频率分量的电磁骚扰。 具有无线电频率分量的电磁骚扰。 无线电干扰 Radio frequency interference RFI） （RFI） 由无线电骚扰引起的有用信号接收性能 的下降。 的下降。
由无线电发射台产生并向外发出无线电波或信 号的现象。 号的现象。 a．能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。 ．能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。 b．能量以电磁波形式在空间传播。 ．能量以电磁波形式在空间传播。 电磁辐射”一词的含义有时也可引申， 注：“电磁辐射”一词的含义有时也可引申， 将电磁感应现象也包括在内。 将电磁感应现象也包括在内。
功率 dBW
P2 功率可用分贝(dB)表示 PdB = 10 lg P 表示: 功率可用分贝 表示 1
基准参考量的单位不同: 基准参考量的单位不同 PW PdBW = 10 lg = 10 lg PW 1W 1W
1mW
1µW
PdBmW
PmW = 10 lg = 10 lg PW + 30 1mW
PdBµW = 10 lg
M =N/I
N敏感设备的噪声电平，I干扰电平
M(dB) = N(dB) − I (dB)
M < 0 dB，存在潜在电磁干扰； ，存在潜在电磁干扰； M＝0dB，临界状态； ＝ ，临界状态； M > 0dB，电磁兼容 ，
3.
测量单位及换算关系
功率 dBW 电压 dBV 电流 dBA 功率密度 dB(W/m2) 电场强度 dB(V/m) 、磁场强度 dB(A/m)
U dBµV
电流
dBµA
基准参考量 :
1µA
I dBµA = 20 lg
I µA 1µA
4.
电磁骚扰源
电磁干扰源分类
电磁(骚扰)干扰源分为： 电磁(骚扰)干扰源分为：自然干扰源 和人为干扰源。 和人为干扰源。
自然干扰源主要来源于大气层的天电噪 地球外层空间的宇宙噪声。 声、地球外层空间的宇宙噪声。 人为干扰源一部分是专门用来发射电磁 能量的装置，如广播、电视、通信、 能量的装置，如广播、电视、通信、雷达和 导航等无线电设备，称有意发射干扰源。 导航等无线电设备，称有意发射干扰源。另 一部分是在完成自身功能的同时附带产生电 磁能量的发射，如交通车辆、架空输电线、 磁能量的发射，如交通车辆、架空输电线、 照明器具、电动机械、家用电器、工业、 照明器具、电动机械、家用电器、工业、医 用射频设备等，称无意发射干扰源。 用射频设备等，称无意发射干扰源。
＆ 传导干扰与辐射干扰 在进行电路分析的时候,低频时按集中 在进行电路分析的时候 低频时按集中 参数处理, 高频时按分布参数处理, 参数处理 高频时按分布参数处理 当频 率再高的时候,由于导体损耗 趋肤效应),分 由于导体损耗(趋肤效应 率再高的时候 由于导体损耗 趋肤效应 分 布电感和分布电容的作用,传导的电流大为 布电感和分布电容的作用 传导的电流大为 衰减,因而干扰波在低频时侧重于传导干扰， 因而干扰波在低频时侧重于传导干扰 衰减 因而干扰波在低频时侧重于传导干扰， 微波频段更趋向于辐射干扰.
装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性 装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性 能的能力。 能的能力。
电磁）敏感度（ （电磁）敏感度（Electromagnetic) susceptibility
在存在电磁骚扰的情况下，装置、 在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统 不能避免性能降低的能力。 不能避免性能降低的能力。 敏感性高，抗扰性低。 注：敏感性高，抗扰性低。
发射电平
用规定的方法测得的由特定装置、 用规定的方法测得的由特定装置、设备或 系统发射的某给定电磁骚扰电平。 系统发射的某给定电磁骚扰电平。
抗扰度裕量
抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差值。 抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差值。
电磁兼容性电平
加于给定装置、 加于给定装置、设备或系统的规定的最大 电磁骚扰电平。 电磁骚扰电平。
发射术语 电磁） （电磁）发射 电磁） （电磁）辐射 辐射发射 传导发射 宽带发射 窄带发射 乱真发射
从源向外发出电磁能的现象。 从源向外发出电磁能的现象。即以辐射或传导 形式从源发出的电磁能量。 形式从源发出的电磁能量。
（电磁）发射（Electromagnet1c）Emission 电磁）发射（ ） 无线电通信中的） （无线电通信中的）发射 Emission（in （ ra
产生电磁干扰的条件
电磁干扰三要素
所有的电磁干扰都是由以下三个因素的组合而产生的. 所有的电磁干扰都是由以下三个因素的组合而产生的
电磁干扰源
耦合途径
敏感设备
空间 辐射干扰
干扰源
导体
敏感设备
传导干扰
电磁干扰的传输途径
电磁干扰源指产生电磁干扰的元件、器件、 电磁干扰源指产生电磁干扰的元件、器件、 设备或自然现象； 设备或自然现象； 耦合途径或称耦合通道， 耦合途径或称耦合通道，指把能量从干扰 源耦合到敏感设备上， 源耦合到敏感设备上，并使该设备产生响应的 媒介和通道； 媒介和通道； 敏感设备指对电磁干扰产生响应的设备。 敏感设备指对电磁干扰产生响应的设备。
可能损害有用信号接收的信号。 可能损害有用信号接收的信号。 有用信号接收的信号
干扰信号(Interfering 干扰信号(Interfering signal)
损害有用信号接收的信号。 损害有用信号接收的信号。 有用信号接收的信号
对骚扰的） （对骚扰的）抗扰度 Immunity （to a disturbance） disturbance）
中英对照
电磁兼容EMC（ Compatibility） 电磁兼容EMC（Electromagnetic Compatibility） EMC 电磁干扰EMI EMI（ Interference） 电磁干扰EMI（Electromagnetic Interference） 辐射发射RE 辐射发射RE (Radiated Emission) 传导发射CE 传导发射CE (Conducted Emission) 电磁敏感性EMS EMS（ 电磁敏感性EMS（Electromagnetic Susceptibility） Susceptibility） 辐射敏感度RS RS（ Susceptibility） 辐射敏感度RS（Radiated Susceptibility） 传导敏感度CS CS（ Susceptibility） 传导敏感度CS（Conducted Susceptibility） 电磁环境EME EME（ Environment） 电磁环境EME（Electromagnetic Environment） 电磁噪声EN EN（ noise） 电磁噪声EN（Electromagnetic noise） 静电放电ESD(Electrostatic 静电放电ESD(Electrostatic Discharge)
骚扰电平
对给定装置、 对给定装置、设备或系统电磁骚扰程度的 度量。 度量。
抗扰度电平
给定装置、 给定装置、设备或系统能正常工作并保 持性能等级时的最大骚扰电平。 持性能等级时的最大骚扰电平。
抗扰度限值
规定的最小抗扰度电平。 规定的最小抗扰度电平。
发射限值
规定的骚扰源的最大发射电平。 规定的骚扰源的最大发射电平。
（性能）降低 Degradation (of 性能） performance） ）
装置、 装置、设备或系统的工作性能与正常性能 的非期望偏离。 的非期望偏离。
静电放电 Electrostatic discharge ESD） （ESD）
具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接 触引起的电荷转移。 触引起的电荷转移。
电磁噪声(Electromagnetic noise) 电磁噪声(Electromagnetic 一种明显不传送信息的时变电磁现象， 一种明显不传送信息的时变电磁现象， 它可能与有用信号叠加或组合。 它可能与有用信号叠加或组合。 自然噪声 Natural noise 来源于自然现象而非人工装置产生的 电磁噪声。 电磁噪声。 Man－ 人为噪声 Man－made noise 来源于人工装置的电磁噪声。 来源于人工装置的电磁噪声。
传导干扰必须在干扰源和敏感器之间 有完整的电路连接， 有完整的电路连接，干扰信号沿着这个连 接电路传递到敏感器，发生干扰现象。 接电路传递到敏感器，发生干扰现象。这 个传输电路可包括导线，设备的导电构件、 个传输电路可包括导线，设备的导电构件、 供电电源、公共阻抗、接地平板、电阻、 供电电源、公共阻抗、接地平板、电阻、 电感、电容和互感元件等。 电感、电容和互感元件等。
S电磁干扰源，C干扰耦合，R设备敏感性
形成电磁干扰 电磁兼容
S(t, f , r,θ ) C(t, f , r,θ ) ≥ R(t, f , r,θ )
S(t, f , r,θ) C(t, f , r,θ) < R(t, f , r,θ)
2.
敏感设备
受电磁干扰影响的电路、 受电磁干扰影响的电路、设备或系统称 为敏感设备 电磁干扰安全系数
第二章 电磁兼容基本概念
基本电磁兼容术语 造成电磁干扰的条件 测量单位及换算关系 电磁骚扰源 电磁骚扰的性质