电磁兼容-搭接
电磁兼容解决方案
电磁兼容解决方案电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是指不同电子设备之间互不干扰,能够在同一电磁环境中共存并正常工作的能力。
在现代社会中,电子设备的普及和广泛应用使得电磁兼容问题日益突出。
为了解决这一问题,人们提出了各种电磁兼容解决方案。
引言概述:电磁兼容问题的存在给电子设备的正常工作带来了很大的困扰,因此,寻觅一种有效的解决方案变得尤其重要。
本文将从五个大点出发,详细阐述电磁兼容解决方案。
正文内容:1. 电磁屏蔽1.1 金属屏蔽1.2 电磁波吸收材料1.3 电磁波反射1.4 电磁波散射1.5 电磁波传播路径的优化2. 地线设计2.1 地线的引入2.2 地线的布线规划2.3 地线的接地方式2.4 地线的长度和宽度2.5 地线的连接方式3. 滤波器设计3.1 低通滤波器3.2 高通滤波器3.3 带通滤波器3.4 带阻滤波器3.5 滤波器的参数选择4. 信号线布线4.1 信号线的长度控制4.2 信号线的走向规划4.3 信号线的绝缘材料选择4.4 信号线的屏蔽4.5 信号线的阻抗匹配5. 地址码设计5.1 地址码的位数选择5.2 地址码的编码方式5.3 地址码的传输方式5.4 地址码的校验方法5.5 地址码的误码率控制总结:综上所述,电磁兼容问题的解决方案主要包括电磁屏蔽、地线设计、滤波器设计、信号线布线和地址码设计。
通过金属屏蔽、电磁波吸收材料等手段进行电磁屏蔽,合理设计地线布线、选择合适的滤波器、控制信号线的长度和走向,以及设计合理的地址码,可以有效解决电磁兼容问题。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的解决方案,并进行合理的调试和优化,以确保电子设备的正常工作。
SAE ARP 1870 用于电磁兼容和安全的航空系统的电搭接和接地
航天系统电搭接和接地的电磁兼容性和安全性设计:校对:审核:批准:目录1 范围 (1)1.1 目的 (1)1.2 概述 (1)2 参考文件 (1)3 定义 (2)4 一般搭接和接地指导 (2)4.1电气搭接 (2)4.2接地 (3)4.3飞行器着陆和地面服务 (3)4.4设计要求 (3)4.5电气搭接的类型 (4)4.6搭接条 (5)4.7搭接线 (6)4.8搭接金属和表面处理选择 (6)4.9金属之间的接触 (7)5细节要求 (7)5.1铝表面处理 (7)5.2镁合金的表面处理 (8)5.3钢表面处理 (8)5.4 结构金属部件 (8)5.5 表面整修 (8)5.6 导电性胶 (8)5.7 电搭接的方法 (8)5.8 天线的搭接安装 (9)5.9 电气接地 (10)5.10 闪电搭接考虑因素 (11)5.11 复合材料搭接 (11)5.12 非金属部件 (11)5.13 搭接电阻/电抗的测量 (11)6 质保条款 (12)6.1 过程检验 (12)I6.2 最终检验 (12)6.3 检验职责 (12)6.4 检验员证书 (12)II1范围1.1目的本文件规定了用于航空航天的电气、航空电子、武器装备、通讯等设备安装的电气搭接和接地的最低要求。
此文件中指定的搭接和接地的要求目的在于为电气、航空电子、武器装备、通讯和电气装备提供一个稳定的低阻抗电气通路,使其能承受操作环境和腐蚀的影响。
这也是防止产生电磁干扰电平,保护电气稳定性免受静电影响的必要措施。
1.2概述有效控制电磁干扰和电效应危害的一个前提条件是建立一个参考接地面并提供一个和它可靠的连接。
建立和接地面的连接叫做接地,在导体之间用机械方法建立一个低阻抗回路是电搭接。
2参考文件下列文件,以购买时的版本或建议的要求为准,在指定范围内构成此标准的一部分。
标准MIL-STD-889 异种金属MIL-STD-1250 电气组合和装配的腐蚀预防和退化控制MIL-STD-1757 航空器和硬件的防闪电测试技术说明MIL-M-3171 铝合金,航空系统的预处理工序和搭接的防腐蚀以及电气和闪电MIL-B-5087 电防护MIL-S-5002 武器系统的表面处理和其金属表面的无机涂层MIL-C-5541 铝或铝合金上的化学转化涂层MIL-E-6051 电磁兼容要求,系统MIL-C-7439 飞行器及导弹外部塑料零件的橡胶耐雨蚀及带静电处理的耐雨蚀覆盖系统MIL-1-46058 绝缘复合物,电气(对于电路装配涂层)MIL-T-83454 接线端子,接线柱,盲板,用于电气搭接和接地(非绝缘)TT-L-32 飞机使用的漆、硝酸纤维素、亮光漆TT-L-20A 漆,伪装保护漆MS 25083 搭接线装配, 带电, 搭接和电流回路NATO Stanag 3859 固定翼飞行器及直升机上的标准数据清单的交互性研究及及外载认证DH1-4 电磁兼容性设计手册共×页第1页Military Handbook 军用手册——飞机安全电搭接MIL-HDBK-274 (AS)其它出版物ASCC 12/24 空气标准化协调委员会文件SAE ARP1481 附件设计中的腐蚀控制和电导率NASA RP-1008 飞行器闪电防护FAA AC 20-53 ( ) 燃料系统防闪电保护BCAR D4-6 电气搭接和闪电放电保护3定义本规范中,下面的定义是适用的:搭接—需要电气连接的传导部分之间的连接。
电磁兼容(第三章)接地
接地点,还会有所不同?
屏蔽电缆可以有多个接地点,但是由于寄生电容的存在,在不同的点进行 接地产生的结果并不相同。 1、放大器接地、信号源不接地
第一节 接地和接地的方法
一、接地的分类
接地通常可以分为:安全接地和信号接地。如果接地是 通过一个低阻抗路径与大地想连,可以称为接大地。安全 地通常与大地等电位,而信号地却不一定与大地等电位。 通常安全接地点并不适合做信号接地点,因为这又可能 使噪声问题变得更加复杂化。
安全接地
安全接地是出于安全考虑,将电子设备的机架或外壳接地。 为什么一定要这样呢? 通常出于两种原因,设备需要进行接地 1、分布电阻的存在可能导致设备或机架上 可能会有很高 的电压。 Z2 V1 机壳的电压为: V机壳 Z1 Z2 Z1 V1 机壳的电压是由阻抗Z1和Z2组成的 分压器决定的,有时可能具有很高 机壳 Z2 V机壳 的电位,并有电击的危险。
数字电路
混合接地3
噪声地 (继电器、电动机、 大功率设备) 结构地 信号地 (机壳、机架) (小信号电路)
混合接地4
④分组接地。 大多数低频接地系统都采用串联与并联 单点接地的组合形式。这是为了在满足电 气噪声标准的同时,又避免布线过于复杂 的一种折中结果。分组接地,能够保证电 源与噪声水平变化大的电路不会共享同一 条回流地线。一般系统都至少需要三种分 离的地回流,而且这三个分离的地必须在 一点接地。
如果我们取信号源和地之间的电阻为:ZG=1M,并且保持其它的条件不变。 那么我们前面所举的例子,放大器端子上的电压就会只有:0.095μV。而当信 号源对地电阻ZG为无穷大时,就不会再有噪声电压耦合进放大器了。
二、放大器的屏蔽
通常,高增益放大器都被封装在金属的屏蔽罩内,以实现对电场的防护。 但随之而来的问题就是:屏蔽罩的接地应该在哪里? C1S C3S
电磁兼容的接地和搭接设计
1.4 隔离变压器:
采用隔离变压器可以起到抑制地环路干扰的作用。 但是由于变压器绕组之间存在分布电容,通过它仍可形成地环路。 如果在变压器绕组之间加电屏蔽接至负载的接地端可以有效地减
小绕组ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的分布电容。 为防止地环路电压通过屏蔽层与绕组间的分布电容耦合加至负载
大地),以防止人员触及设备外壳时产生电击事故。 电磁兼容技术的接地属于信号接地,它不一定通过导体接入大地。 一般情况下,信号接地点与安全接地点不应为同一位置,否则信号
端将会引入严重的干扰。
图12:信号地示意图
220V
0V
图13:安全地的作用
1.3 安全接地:
安全接地包括电气安全接地和雷电防护接地。
1.1 接地的基本概念
电路中的“地”一般定义为电路或系统的零电位参考点。 它不一定是实际的大地,它可以是设备的外壳或其它金属板、线。
“接地”一般是指电路或系统与“地”之间建立低阻抗通路。 其中一点通常是系统的一个电气或电子元器(组)件,而另一点
为“地”。
1.2 接地的目的:
接地的基本目的有两个: 一是为信号电压提供一个零电位参考点,称为信号接地; 接地的另一个目的是为了安全,称为安全接地。 安全接地就是把设备的外壳利用低阻导体连至大地(且一定是接到
1.7 设备接大地
1.7.1 设备接大地:
实用中,通常还要将设备的信号地、机壳与大地连在一起,并以大地作为设备的接 地参考点。设备接大地的目的有三个:
设备的安全接地,保证了对设备的操作人员实现安全保护。 泄放机箱上所积聚的电荷,避免因电荷积聚使机箱电位升高,造成电路工作的不稳
电磁兼容中的接地技术
地电流1和2都流过公共地阻抗。一个电路的地电位会叐 到另一个电路工作状态的影响,就电路1来说,它的地电压被 流动在共地阻抗上的地电流2所调制。因此,一些噪声信号从 电路2通过共地阻抗耦合到电路l,即一个电路的地电位叐另 一个电路的地电流的调制。 常用的解决办法是对每个电路分别供电,或加解耦电路。
接地系统设计
接地电阻的讨论
1 对接地电阻的要求 接地电阻越小越好,因为当有电流流过接地电阻时,其上将产生 电压。 该电压除产生共地阻抗的电磁干扰外,还会使设备叐到反击过电 压的影响,并使人员叐到电击伤害的威胁。
2 降低接地电阻的方法 接地电阻由接地线电阻、接触电阻和地电阻组成。为此降低接地 电阻的方法有以下三种: (1)降低接地线电阻,为此要选用总截面大和长度短的多股细 导线。 (2)降低接触电阻,为此要将接地线不接地螺栓、接地极紧密 又牢靠地连接并要增加接地极和土壤之间的接触面积不紧密度。 (3)降低地电阻,为此要增加接地极的表面积和增加土壤的导 电率(如在土壤中注入盐水)。
3 接地电阻的计算 垂直接地极接地电阻R为: R=0.366(ρ/L)lg(4L/d)Ω 式中:ρ——土壤电阻率,Ω·m; L——接地极在地中的深度,m; d——接地极的直径,m。 例如,黄土ρ叏200Ω·m,L为2cm,d为0.05m,则垂直接地极接地 电阻R为80.67Ω。如在土壤中注入盐水,使ρ降为20Ω·m时,则接 地极接地电阻R为8.067Ω。
实际工程中按工作频率常常采用以下几种接地方式:
1、单点接地 工作频率低(<1MHz)的采用单点接地式(把整个电路系统中 的一个结构点看作接地参考点,所有对地连接都接到这一点上,并设 置一个安全接地螺栓),以防两点接地产生共地阻抗的电路性耦合。 一般分为串联单点接地和并联单点接地。
电磁兼容解决方案
电磁兼容解决方案电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,缩写为EMC)是指各种电子设备在相互之间和与外界电磁环境之间能够共存并正常工作的能力。
随着现代电子技术的迅猛发展,电磁兼容问题越来越引起人们的关注。
本文将介绍一些电磁兼容解决方案,帮助人们更好地理解和解决电磁兼容问题。
一、电磁屏蔽技术1.1 电磁屏蔽材料的选择:合适的电磁屏蔽材料可以有效地抑制电磁辐射和电磁干扰。
常用的电磁屏蔽材料包括导电材料、磁性材料和吸波材料等。
选择合适的材料要考虑其导电性、磁性和吸波性能等因素。
1.2 电磁屏蔽结构设计:电磁屏蔽结构的设计要考虑到电磁波的传播路径和干扰源的位置。
常用的屏蔽结构包括金属盒子、金属屏蔽罩和金属屏蔽板等。
合理的结构设计可以最大限度地减少电磁辐射和电磁干扰。
1.3 电磁屏蔽效果测试:为了验证电磁屏蔽的效果,需要进行相应的测试。
常用的测试方法包括电磁屏蔽效果测试仪器的使用和电磁屏蔽效果的测量等。
测试结果可以帮助人们评估电磁屏蔽的效果,并对其进行改进。
二、地线设计2.1 地线的作用:地线是电子设备中非常重要的一部分,它可以提供电流的回路和电磁辐射的消除路径。
合理的地线设计可以有效地减少电磁干扰和提高电磁兼容性。
2.2 地线的布线方式:地线的布线方式有单点接地、多点接地和层次接地等。
不同的布线方式适用于不同的电子设备和电磁环境。
合理的布线方式可以减少电磁辐射和电磁干扰。
2.3 地线的阻抗匹配:地线的阻抗匹配是地线设计中需要注意的一个重要问题。
合理的阻抗匹配可以提高地线的传输效率和抑制电磁干扰的能力。
三、滤波器的应用3.1 滤波器的种类:滤波器是一种常用的电磁兼容解决方案,可以用于抑制电磁辐射和电磁干扰。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
不同的滤波器适用于不同的电磁频段和干扰源。
3.2 滤波器的参数选择:选择合适的滤波器参数是滤波器设计中的关键问题。
电磁兼容原理--搭接技术
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搭接电阻随紧固力矩变化的曲线
6.5.2 搭接的基本理论
工程上希望连接的配接 表面面积尽可能大 原 因
1.减小连接电阻 2.减小电流挤集现象的发生 3.提高散热面积,使热量容易散发 4.获得较大的机械强度
一
机壳箱体 屏蔽设计
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搭接 搭接技术
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6.5.1 搭接的基本概念
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6.5.4 搭接表面的清理和防腐涂覆
若仅对阴极(Cathode)材料涂覆,会在涂覆不好的地方引起 严重的腐蚀。因此,当不同金属接触时,应对阴极表面进行涂
覆,或者在两种金属表面(阳极(Anode)表面和阴极表面)都加涂
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6.5.6 搭接的质量测试
现在已经有商品型微欧计可供使用,但是其恒流源输 出电流较小,限制了它对大面积搭接接头的测量。
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电磁兼容中的接地技术范本(2篇)
电磁兼容中的接地技术范本电磁兼容(EMC)是指电子设备在正常使用过程中,能够在相互干扰的电磁环境下,保持其正常工作和互不干扰的能力。
而接地技术是电磁兼容中非常重要的一部分,它对于保障设备的正常工作具有重要的意义。
本文将基于电磁兼容的实际需求,介绍一些接地技术的范本,包括单点接地、多点接地和隔离接地等。
接地是电磁兼容技术中最基本、最常用的手段之一,通过合理的接地设计和布线,可以有效减少或排除设备之间的共模干扰和接地回路的回流干扰。
单点接地是一种常用的接地技术,它是将所有设备的接地线连接在一个点上,通过该点与地之间建立低阻抗的连接,形成一个共同的参考电势。
在实际应用中,可以选择设备箱体或设备电源的负极作为单点接地的位置,通过将所有设备连接到该负极上,实现接地的有效集中,从而减少干扰的传导和辐射。
多点接地是另一种常用的接地技术,它与单点接地相比,可以更好地解决长距离设备之间的接地问题。
在实际应用中,设备通常会分布在不同的位置,通过将每个设备的接地线分别连接到地线阵列上,构成一个新的地面点,可以有效降低设备之间的接地电位差,进而减少干扰的传导和辐射。
隔离接地是一种常用的应对电磁干扰的技术,它通过在设备与地之间设置隔离体,将设备与地之间的电气连接割断,实现设备与环境之间的电气隔离。
在实际应用中,可以使用绝缘胶垫、绝缘导线等隔离材料或隔离器件来实现电气隔离。
隔离接地在一些对地线干扰要求较高的场合,如医疗设备、高精度测量设备等方面有较为广泛的应用。
除了以上介绍的接地技术范本,还有一些其他的接地技术在特定的应用场景中也得到了广泛应用。
比如,在一些对地线电阻要求较高的场合,可以使用大面积的接地网格或接地板来降低接地电阻,提高接地效果;在一些对地线电感要求较高的场合,可以使用平行的接地导线,通过电感的互感效应降低互相干扰的程度;在一些防雷接地的场合,可以采用地下埋深较深的接地棒或接地钉,减少雷击对设备的影响。
综上所述,接地技术在电磁兼容中具有重要的作用,它可以有效降低设备之间的干扰,保障设备的正常工作。
电磁兼容测试故障怎么办_三种应对电磁兼容测试故障的方法详解
电磁兼容测试故障怎么办_三种应对电磁兼容测试故障的方法详解电磁兼容性(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。
其实大多工程师所了解的电磁兼容性一般来说就是: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。
EMC测试包括两大方面内容:对其向外界发送的电磁骚扰强度进行测试,以便确认是否符合有关标准规定的限制值要求;对其在规定电磁骚扰强度的电磁环境条件下进行敏感度测试,以便确认是否符合有关标准规定的抗扰度要求。
对于从事单片机应用系统设计的工程技术人员来说,掌握一定的EMC测试技术是十分必要的。
本文主要介绍了三种应对电磁兼容测试故障的方法,具体的跟随系小编一起来了解一下。
一、单片机系统EMC测试(1)测试环境为了保证测试结果的准确和可靠性,电磁兼容性测量对测试环境有较高的要求,测量场地有室外开阔场地、屏蔽室或电波暗室等。
④通过其自身作用来抑制EMI电流。
(2)电磁兼容的容性解决方案一种常见的现象是不把滤波电容的一侧看成直接与一个分离的阻抗相连,而看成与传输线相连。
典型的情况是,当一条输入输出线的长度达到或超过1/4波长时,该传输线变“长”。
实际可以用下式近似表示这种变化:l ≥ 55/f式中:l单元为m,f单位为MHz。
这个公式考虑了平均传播速度,它是自由空间理论的0.75倍。
a、电介质材料及容差:电磁干扰滤波使用的大部分电容是无极性电容b、差模(线到线)滤波电容性电容c、共模(线到地/机壳)滤波电容共模(CM)去耦通常使用小电容(10~100nF)。
小电容可以将不期望的高频电流在其进入敏感电路之前或在其离噪声电路较远时就将其短路到机壳上去。
电磁兼容讲义-接地与搭接
•多点接地系统的优点是电路构成比单点接地简单, 接地线上出现高频驻波现象的可能性显著减小。 •采用多点接地后设备内部会增加许多地线回路。 •接地点的增加,必须加强维护,以免腐蚀、振动、 温度变化等因素使接地系统中出现高阻抗点。
8.6 电子设备的接地
•混合接地
多点接地系统中存在着各 种地线回路,它们对于设 备内较低电平的信号单元 可能产生不良影响。
•设备内的地线分为两大类: 电源地与信号地。 •在信号地中,应根据不同 的工作频率采用相应的接 地方式:射频、中频放大 部分采用多点接地;显示 器、记录仪等低频电路则 采用单点接地方式。
Un /Ug 1/ 1 ( f / fC)2
8.5 阻隔地环路干扰的措施
➢纵向扼流圈(中和变压器)传输信号
Un /Ug 1/ 1 ( f / fC)2
当 f >5fC时,地线中的干扰在负载上所反映的电压仅 为20,表明纵向扼流圈将对地线干扰起到有效的抑 制作用。
8.5 阻隔地环路干扰的措施
➢纵向扼流圈(中和变压器)传输信号
8.2 安全地线
➢ 为什么设置安全地线:
绝缘破坏时安全地线能起保护作用;
防止设备感应带电而造成电击;
防止雷击事故
8.2 安全地线
➢ 设置安全地线的方法:
单相供电
三相供电 • 三相五线制
• 三相四线-五线制
8.2 安全地线
➢ 接地装置:
埋设铜板 打入地桩 钻孔法 埋设导线 地下管道
1 1 1/(2π fCRL )2
变压器抑制干扰的能力
8.5 阻隔地环路干扰的措施
《电磁兼容原理、技术及及应用》第5章 接地及搭接
镀银(减小表面电阻) 良好搭接(减小地线阻抗)
电路2 R2 L2
电路3 R3 L3
地线阻抗一定保持很小, 避免公共阻抗耦合
高 频 时 , 导 线 的 直 径 作 用 减 小
1. 导体的阻抗与频率关系很大。 2. 导体的阻抗低频时与截面尺寸关系大,高频时关系小。
第5章 接地及搭接
干扰控制接地有3种基本的接法:浮地、单点接地和多 点接地,以及由单点接地和多点接地派生出来的混合接地。
5.3.1 悬浮接地
浮地就是将电路、设备的信号接地系统与安全接地系 统、结构地及其它导电物体隔离,如图所示,三个设备的 内部电路都有各自的参考“地”,它们通过低阻抗接地导线 连接到信号地,信号地与建筑物结构地及其它导电物体隔 离。
人体出汗、潮湿,降至1 KΩ左右。
人体安全电流:交流,15~20mA;直流,50 mA。 人体安全电压:36V(人体电流小于40 mA)。
第5章 接地及搭接
为了保证人体安全,应将机壳接地。这样,当人体触及带
电机壳时,流经人体的电流值将减小为原先的1/200~1/100。
第5章 接地及搭接
5.2.2 接零保护接地
安全
电气设备从安全的角度考虑,接地是十分必要的。从
电路工作的角度看,接地也是必要的。地线是电路中的
电位参考点,它为系统中的所有电路提供一个电位基准。
功能需要
第5章 接地及搭接
广义的接地并非都要与大地直接连接,一般是指 连接到一个作为电位参考点(面)的良导体上。理想 的接 地导体是一个零电位面,任何干扰信号都不产 生电压降。 在现代接地概念中,对于线路工程师来说,“地” 通常是‘线路电压的参考点’;对于系统设计师来说, 它常常是机柜或机架;对电气工程师来说,它是接到 大地的意思。一个比较通用的定义是“接地是电流返 回其源的低阻抗通道”。
电磁兼容解决方案
电磁兼容解决方案一、背景介绍电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)是指各种电子设备在同一电磁环境下能够共存并正常工作的能力。
随着现代电子设备的广泛应用,电磁干扰问题日益突出,对电磁兼容性的要求也越来越高。
为了解决电磁兼容性问题,制定一套标准化的解决方案是非常必要的。
二、问题描述在电磁兼容性问题中,主要存在以下几个方面的问题:1. 电磁辐射干扰:电子设备产生的电磁辐射干扰会对周围的电子设备和通信系统造成干扰,影响其正常工作。
2. 电磁感应干扰:电子设备对外部电磁场的感应会导致设备内部的干扰,影响设备的性能和可靠性。
3. 电磁耐受性问题:电子设备对外部电磁场的耐受能力不足,容易受到干扰而发生故障。
三、解决方案为了解决电磁兼容性问题,可以采取以下几个方面的措施:1. 设计合理的电磁屏蔽结构:通过合理设计电子设备的外壳和内部结构,减少电磁辐射和感应干扰。
可以采用金属屏蔽罩、屏蔽隔间等方式来实现电磁屏蔽。
2. 优化电路布局和地线设计:合理布局电路板上的元器件和信号线,减少电磁辐射和感应干扰。
地线的设计也非常重要,要保证地线的连续性和低阻抗。
3. 使用滤波器和抑制器:在电子设备的输入和输出端口加装滤波器和抑制器,可以有效地减少电磁干扰的传导和辐射。
4. 选择合适的元器件和材料:选择具有良好抗干扰性能的元器件和材料,能够减少电磁辐射和感应干扰。
5. 进行电磁兼容性测试和评估:在产品开发的各个阶段进行电磁兼容性测试和评估,及时发现和解决问题,确保产品的兼容性。
四、实施步骤1. 制定电磁兼容性测试计划:根据产品的特点和要求,制定电磁兼容性测试的内容和方法。
包括辐射测试、传导测试、敏感度测试等。
2. 进行电磁兼容性设计分析:对产品的电路、布局、接地等进行分析,找出可能存在的电磁兼容性问题,并提出相应的改进措施。
3. 进行电磁兼容性仿真分析:利用电磁仿真软件对产品进行仿真分析,预测和评估产品的电磁兼容性能。
电磁兼容4 接地
结论:当扼流圈的电感足够大,且满足ω>>ωc时,可以认为 扼流圈对信号传输没有影响。
共模扼流圈的作用
(2)扼流圈对地环路电压干扰电压UG的抑制作用
不加扼流圈时,地回路干扰电压全部加 到RL上,加上扼流圈后,干扰电流分别 为I1、I2,负载上的干扰电压UN=I1RL
Rt2
干扰信号的ω愈高,扼流圈的电感L愈大、扼流圈的绕组及 导线的电阻Rt2愈小,抑制干扰的效果愈好。
信号接地
混合接地举例(1)
一个低电平视频电路,希望低频段实现单点接地,高频段多点接地。 图中同轴电缆的屏蔽层与两端的机壳连接,主回路的机壳被直接接地,而负载
一侧的机壳通过电容(或寄生电容)对高频进行接地。此电容对低频呈现高阻 抗,避免了低频地电流回路的形成,实现低频条件下单点接地;高频时该电容 呈极低阻抗,实现了高频条件下两点接地。
接地的要求 :
理想的接地应使流经地线的各个电路、设备的电 流互不影响。 理想的接地导体(导线或导电平面)应是零阻抗的 实体,即各接地点之间没有电位差。
概述
接地的目的: ①为使整个系统有一个公共的零电位基准面,并给高频干
扰电压提供低阻抗通路。
②为使系统的屏蔽接地,取得良好的电磁屏蔽效果。 ③为了防止雷击危机系统和人体,防止电荷积累引起火花
NON !
Disjoncteur
Clac
Disjoncteur différentiel
OUI !
TERRE
设备安全接地
机壳通过杂散阻抗(也称漏电阻)带电,或因绝缘击穿而带电,如图。 U1为电子设备中电路的电压,Z1为电路与机壳间的杂散阻抗,Z2为机壳与
地间的杂散阻抗,U2为机壳与地之间的电压。 即:
电磁兼容-搭接
搭接的电化学腐蚀原理
腐蚀是指物体受到所处环境的作用而发生破坏的现象。 金属的腐蚀的必备条件: 一个阴极一个阳极,形成电位差; 有电流流动的完整通路。 这两个条件不难满足: 当金属表面不做任何处理,由于表面污垢形成一个阳极区和一个阴极区,通 过环境中的湿气产生电解液构成导电通路,也能产生腐蚀; 当两种金属组成的连接表面,由于金属电位序列的高低不同,处于高序的金 属成为阳极,处于低序的金属成为阴极,在环境电解质的作用下,处于阳极 的金属就被腐蚀。 因此搭接表面必须进行防护腐蚀的处理,以免受腐蚀使搭接电阻增大。
金属的电位序列
金属的腐蚀倾向采用电位的概念进行比较。电位负的金属,活性较 强,容易发生腐蚀。电位正的金属活性相对较弱,腐蚀倾向性小。 I II
金属 电极电位 金属 电极电位 镁 / 镁合金 - 2.37 铍 铜 - 1.85 + 0.34 铝 蒙乃尔合金 - 1.66 锌 不锈钢 - 0.76 铬 银 - 0.74 + 0.799 铁/钢/铸铁 铂 - 0.44 + 1.200 镉 金 - 0.4 + 1.420 镍 - 0.25 锡 - 0.14 铅 - 0.13
四、搭接的方法
永久性搭接:利用铆接、熔焊、钎焊、压接等工 艺方法,使两种金属物体保持固定连接。 优点:具有稳定的电气特性 缺点:维修困难 半永久性搭接:利用螺栓、螺钉、夹具等辅助器 件使两种金属物体保持连接的方法。 优点:拆卸方便 缺点:电气特性不稳定
五、搭接的类型
直接搭接:两裸金属或导电性很好的金属特定部位的 表面直接接触,牢固地建立一条导电良好的电气通路。 影响搭接电阻的因素: 接触面积、接触压力、接触表面的杂质和接触表面的硬 度等。 适用:高频 间接搭接:采用搭接条或其他辅助导体将两个金属物 体连接起来。 适用:设备需要移动或者抗阻抗冲击时。 缺点:阻抗大 措施:搭接体表面镀银或金
工程电磁兼容课件—接地技术及其应用
第6章 接地技术及其应用
6.3 导体阻抗的频率特性
电磁兼容工程中,接地、搭接是抑制电磁干扰的有效措 施。不论地线还是搭接条,它 们的直流电阻、交流电阻和感 抗的不同,反映了导体阻抗的频率特性。在用电设备、系统 数字化的信息时代,导线因传输高频电流而产生电磁骚扰,可 能形成电磁干扰,影响设备、 系统的电磁兼容性。因此,分析 导线阻抗的频率特性,有益于设计、实施接地或搭接。图 6- 3 为研究导体射频阻抗的导体几何形状。
第6章 接地技术及其应用
6.3.3 如何选择搭接条 对于搭接条尺寸的选择,有些文献指出,依据经验法则,长
度与宽度比应等于或小于 5∶1;另一些文献指出,搭接条的长 度与宽度比应等于或小于3∶1。在电磁兼容工程中, 如何进 行搭接条尺寸的选择,原则和依据是什么? 这些都是必须解决 的问题。从基本概念 考虑,应尽可能降低搭接条的射频阻抗。 为达到此目的,必须尽量降低搭接条的电感。我 们通过选择 搭接条的不同几何尺寸,采用表达式(6-11),获得的计算结果 如图6-8所示。 从图6-8的计算结果可以看出,若仅考虑降 低搭接条的电感,则长度与宽度之比越小越 好。所以,相关文 献提供的两种选择都是可取的。
机壳通过杂散阻抗而带电,或者因绝缘击穿而带电,如图6 - 1所示,设U1 为用电设 备中电路的电压,Z1 为电路与机壳 (Chassis)之间的杂散阻抗(StrayImpedances),Z2 为 机壳与地之 间的杂散阻抗,U2 为机壳与地之间的电压。机壳对地的电压 U2 是由机壳对地 的阻抗Z2 分压造成的,即
第6章 接地技术及其应用
接地电阻属于分布电阻,通常由接地导线的电阻、接地 体的电阻和 大地的杂散电阻三部分组成。其中大地杂散电 阻起主要作用,因此,接地电阻的大小不仅 与接地体的大小、 形状、材料等特性有关,而且与接地体附近的土壤特性有很 大关系。土 壤的成分、土壤颗粒的大小和密度、地下水中 是否含有被溶解的盐类等因素也会影响接地 电阻的阻值。 除此之外,接地电阻还受到环境条件的影响,比如天气的潮湿 程度、季节变 化和温度高低变化等都会影响接地电阻的阻 值。因此,接地电阻的阻值并不是固定不变 的,需要定期测定 监视。当出现接地电阻阻值不符合接地要求时,可以采用保 持水分、化 学盐化和化学凝胶三种方法来有效地降低土壤 的电阻率,以便减小接地电阻。
电磁兼容接地技术
电磁兼容接地技术1.前言接地是电路或系统正常工作的基本技术要求之一,也是EMC 性能高低之关键因素。
线路接地是为泄放电荷或建立电路基准电平而设置的导线连接。
在电子设备中,恰当良好的接地是抑制电磁噪声和提高抗扰度的重要方法;相反,不良的接地乃是电磁干扰传播主要途径,甚至接地本身成为主要干扰源。
2.电磁兼容的接地要求a.接地面应是零电位,它作为设备/ 系统中各电路任何位置所有电信号的公共电位参考点。
b.接地线、接地面应采用低阻抗材料制成,并且有足够的宽度和厚度,接地线应短而粗、接地面的面积应尽可能大,以保证在所有频率(尤其是高频部分)上它的两边之间均呈现低阻抗。
c.良好的接地要求尽量减低多电路公共接地阻抗上所产生的干扰电压,同时还要尽量避免形成不必要的地回路。
d.数字信号地与模拟信号地分开设计,大电流信号地与逻辑小信号地分开设计。
3.电磁兼容的接地方式及各种接地方式的特点接地方式有浮地、单点接地(包括:共用地线串联一点接地、独立地线并联一点接地)、多点接地和3.1 浮地浮地是指设备地线系统在电气上与壳体构件的接大地系统相互绝缘,一种情况是使接地系统上的电磁干扰就不会传导到设备。
另一种情况是在有些电子设备中,为了防止机箱上的干扰电流直接耦合到信号电路,有意使电路单元的信号线与设备机箱绝缘。
采用浮地的设备、单元容易受空间耦合干扰,注意采用电磁屏蔽技术。
3.2 共用地线串联一点接地从图1—(b)可知:电路 1 、电路2 、电路 3 各自到接地面的接地线长短不同(接地阻抗不同),各电路的接地点的电位均不为零且各不相同,且受其他电路电流影响。
从EMC 角度出发,这种接地方式是最不适用的。
但由于该电路比较简单,用的场合仍然较多,当各电路的电平相差不大时可以使用。
若各电路的电平相差很大,则不能使用,因为高电平电路将产生很大的地电流,形成大的地电位差并干扰到低电平电路。
使用该接地方式时,要把低电平电路放在距接地点最近的地方。
防雷、电磁兼容机接地作业指导书
柳南客运专线进德(不含)至南宁(含)段及新建南宁至黎塘铁路“四电”系统及相关工程防雷、电磁兼容及接地施工作业指导书版本号:第一版CX08—B09图一1电缆施工流程图4.2施工工艺为保证施工质量和施工进度的顺利进行,本次施工工艺需满足南宁铁路局高速铁路信号工程施工工艺标准要求,常规部分的施工方法,选择已成熟的施工工法、施工工艺进行组织施工;采用新技术、新工艺、新设备部分的施工,参照新设备提供商提供的安装规范,满足工程的施工需要。
五、施工要求:5.1一般规定5.1.1防雷、电磁兼容及接地主要包括设备防雷、室内设备接地及电磁兼容、室外设备接地等。
5.1.3信号设备引入综合接地系统前,应由建设单位组织相关单位对下列内容进行检查,并确认设计要求和相关技术标准规定:1信号设备房屋的法拉第笼、接地汇集线、环形地网。
2防静电地板。
2金属机柜(架)采用不小于10mm2多股铜导线与本机柜(架)下的等电位铜排栓接,等电位铜排采用不小于50mm2带绝缘外护套的多股铜芯线或30mmX3mm铜排就近与接地汇集线连接。
3设备门体、槽道与机柜(架)主体部分应进行等电位连接。
4室内设备地线连接后,应进行接地电阻测试,接地电阻不得大于1Q,测试结果填写测试记录。
5.3.3电源引入防雷接地应按以下要求施工:1电源引入防雷箱外壳与防雷箱内接地端子间采用截面积不小于6mm2铜导线连接。
2电源引入防雷箱内接地端子可直接就近与综合接地端子或环形接地装置单点冗余连接,连接线应采用截面积不小于50mm2铜导线。
3当室内设有电源引入防雷接地汇集线时,电源引入防雷箱内接地端子可直接与电源引入防雷接地汇集线连接,连接线应采用截面积不小于50mm2铜导线。
5.3.4电源屏、防雷分线柜接地应按以下要求施工:1电源屏外壳与屏内接地端子间采用截面积不小于6mm2铜导线连接;屏内接地端子就近与接地汇集线采用截面积不小于50mm2铜导线连接。
2信号设备防雷采用截面积不小于6mm2铜导线连接到防雷分线柜内的接地汇集板。
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网络分析仪测阻抗
根据实际的测量需求,网络分析法又延伸出几个方 法,以提高测试的阻抗范围。
(1) 反射法
这是最典型的网络分析法,通过测试S11,来测试阻抗,公式如下 :
Z DUT
50 1 S11 1 S11
对于E5061B网络分析仪: •频率范围可测:5Hz到3GHz •10%精度阻抗范围:1欧姆~2K欧姆 •可利用7mm类型系列测试夹具
件使两种金属物体保持连接的方法。 优点:拆卸方便 缺点:电气特性不稳定
五、搭接的类型
直接搭接:两裸金属或导电性很好的金属特定部位的 表面直接接触,牢固地建立一条导电良好的电气通路。
影响搭接电阻的因素: 接触面积、接触压力、接触表面的杂质和接触表面的硬
度等。 适用:高频 间接搭接:采用搭接条或其他辅助导体将两个金属物
体连接起来。 适用:设备需要移动或者抗阻抗冲击时。 缺点:阻抗大 措施:搭接体表面镀银或金
不同的搭接条
搭接带
频率不同搭接方式不同
六、搭接的实施
搭接的电化学腐蚀原理 搭接表面的清理和防腐涂覆: 搭接完后,为了保护搭接体,要在接缝处表面进行
附加涂覆(油漆、电镀等)。 防止灰尘、有机物(油脂等)、保护层和电镀层 搭接的加工方法:
三种典型仪器阻抗测量范围比较
当测量精度为 10% 时,三种仪器的阻抗测量范围比较:
参考文献
[1]/s/blog_5d71 3e7a0101b63i.html [2]/s/blog_5d71 3e7a0101b6sk.html [3]王 峰,邹 澎. 基于 matlab 技术实现 频谱分析仪测量阻抗.传感器与仪器仪表. 2006 年第 22 卷第 12-1 期.P154-155
防静电型电路板阻抗测量系统G04003975(北京)
防静电型电路板阻抗测量系统G04003975功能
天线量测:S参数、驻波比及反射系数。 标准差数据分析:额定阻抗、平均阻抗、最大阻抗与最小阻抗。 依客户需求提供2∼16通道天线自动量测系统(选配)。 依客户需求提供半自动/全自动电路板阻抗特性测试系统。 所有功能之软件,完全整合在PA801B设备中,不必外接PC。 提供中文化的TDR操作接口,可同时直接输出阻抗测试报告, 如PDF、XLS…等格式,并能同时记录每一次的测量画面(JPG 格式)。 系统频宽达3GHz,内置ESD保护电路。
静电放电骚扰。
三、不良搭接的实例
1、搭接不良的滤波器
实际干扰电流路径
预期干扰电流路径
滤波器接地阻抗
2、搭接不良的机箱
V I
航天飞行器上的搭接阻抗要小于2.5m!
不良搭接的可能出现在下列情况
电缆连接器与设备壳体的搭接不良;
电流通路上存在没有牢固连接的搭接点, 或者由于振动使搭接点松动;
人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力; 通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣; 通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。
接地构件搭接不良使地阻抗增大、接地措 施失效;
防雷电保护网络中搭接不良,使雷电放电 电流不能顺利导入大地,在不良搭接处产 生高压放电;
工频交流供电电路中存在松动的搭接点。
四、搭接的方法
永久性搭接:利用铆接、熔焊、钎焊、压接等工 艺方法,使两种金属物体保持固定连接。
优点:具有稳定的电气特性 缺点:维修困难 半永久性搭接:利用螺栓、螺钉、夹具等辅助器
物理:熔焊、钎焊和软焊 机械:螺栓连接、铆接、压接、卡箍、销键紧固、拧绞 化学:导电粘合剂
搭接的电化学腐蚀原理
腐蚀是指物体受到所处环境的作用而发生破坏的现象。 金属的腐蚀的必备条件: 一个阴极一个阳极,形成电位差; 有电流流动的完整通路。 这两个条件不难满足: 当金属表面不做任何处理,由于表面污垢形成一个阳极区和一个阴极区,通
(一)四端法(对直流或低频阻抗有效, 使用恒流源和高灵敏度的数字电压表)
搭接阻抗
I
机柜
V~
Z=V/I
寄生电容
导线电感
频率
并联谐振点
(二)网络分析仪法测阻抗
通过测量注入信号与反射信号之比得到反射系数。用定向耦 合器或电桥检测反射信号,并用网络分析仪提供和测量该信号。由 于这种方法测量的是在DUT上的反射,因而能用于较高的频率范围。
金属 电极电位 金属 电极电位
I
镁 / 镁合金 - 2.37
铍
- 1.85
铜
+ 0.34
II
铝
- 1.66 蒙乃尔合金
锌 铬
- 0.76 - 0.74
不锈钢 银
+ 0.799
IV
铁/钢/铸铁 - 0.44
铂
+ 1.200
镉
- 0.4
金
+ 1.420
III
镍
- 0.25
锡
- 0.14
铅
- 0.13
搭接点的保护
第七章 搭接技术及其应用
搭接的一般概念 搭接的影响因素 搭接的方法 搭接质量的测试方法
一、搭接的概念
搭接的定义:在两个金属物体之间通过机械、化学或物理 方法实现结构连接,以建立一条稳定的低阻抗电气通路 的工艺过程。
搭接的目的:为电流提供一个均匀的结构面和低阻抗通 路,以避免在相互连接的两金属间形成电位差。由于电 位差的存在,可能对任何频率的信号都造成干扰。
HP4294A精密阻抗分析仪
•测量频率范围 40 Hz -- 110 MHz •基本测量精度为 ±0.08% •业内最高性能的阻抗测量和分析仪
E4991A 射频阻抗/材料测量 分析仪
•测量频率范围从 1 MHz 到 3 GHz •基本测量精度为 ±0.8% •材料测量功能可以测量介电常数和导磁率(配 置选件 002)
过环境中的湿气产生电解液构成导电通路,也能产生腐蚀; 当两种金属组成的连接表面,由于金属电位序列的高低不同,处于高序的金
属成为阳极,处于低序的金属成为阴极,在环境电解质的作用下,处于阳极 的金属就被腐蚀。 因此搭接表面必须进行防护腐蚀的处理,以免受腐蚀使搭接电阻增大。
金属的电位序列
金属的腐蚀倾向采用电位的概念进行比较。电位负的金属,活性较 强,容易发生腐蚀。电位正的金属活性相对较弱,腐蚀倾向性小。
例如: 电缆屏蔽层与机箱之间搭接 屏蔽体上不同部分之间的搭接 滤波器与机箱之间的搭接 不同机箱之间的地线搭接
二、良好搭接的作用
减少设备间电位差引起的骚扰; 减小接地电阻,从而降低接地公共阻抗骚
扰和各种地回路骚扰; 实现屏蔽、滤波、接地等技术的设计目的; 防止雷电放电的危害,保护设备等的安全; 防止设备运行期间的静电电荷积累,避免
•对于E5061B网络分析仪: •频率范围:5Hz到30MHz(增益-相位测试口), 5Hz到3GHz(S参数测试口1-2) •10%精度阻抗测量范围:1m欧姆到5欧姆(比阻 抗分析仪更高的测量灵敏度) •使用自制测试夹具或RF探头
高频阻抗测量仪器
HP4191A高频阻抗分析仪 HP4294A阻抗分析仪 Agilent E4991A射频阻抗/材料分析仪 Agilent E5061B网络分析仪
七、搭接质量的测量
测试方法 测试仪器
阻抗测量方法
低频:电桥法、万用表等 高频:开槽线法、反射计法、电桥法、标量分析法和矢量分
析法等。
高频阻抗的测量:对于射频微波电路, 一般不直接测量阻抗, 而是测量两个便于直接测量的参数,即反射系数和驻波参量 , 其基本测量方法有开槽线法、反射计法、电桥法、标量分 析法和矢量分析法等。但是反射计法和电桥法不能测量较大 的阻抗值, 而且测量频率不高, 近期又发展了 IV 和 RF- IV 法, 其基本的原理就是伏安法,这是最经典的阻抗测量方法。 测量原理是基于欧姆定律。
网络分析仪测阻抗
(2)串联直通法
如图所示,串联直通法通过串接方式连接测量DUT。对于E5061B ,增益-相位测试端口和S参数测试端口都能使用串联直通法。相比 来说,增益-相位测试端口更加方便,因为4端接类型的器件测试夹 具能够直接连接到增益-相位测试端口。但是最高频率范围仅到 30MHz。如果想测试更高频率,可以使用S参数测试端口。但是,当 频率达到几百兆后,消除串联直通测试夹具带来的误差是比较困难 。因此实际频率限制大概在200MHz或300MHz。
防静电型电路板阻抗测量系统G04003975参 数
系统规格: 测量范围:0∼150Ω(单端) / 0∼300Ω(差动) 测量精度:±0.5%@50Ω 测试长度:50.8mm∼10m 水平轴显示分辨率:1ps或0.2mm(0.008”) TDR上升时间范围:149ps∼300ps,可调整(内部默认为200ps) 量测速度:单端及差动测试时间仅需约0.7秒 量测模式:单机同时提供单端、差动二种测试模式 操作接口:提供外部控制软件,也可安装于设备内部直接操作,接口简 单易懂,无需耗费较长时间训练。 输出接口:VGA x 1 ; USB x 6 工作温/湿度:5°C∼40°C,20%∼80%@< 29°C 尺寸/重量:235 mm x 432 mm x 296mm / 14.0kg 最大功耗:300VAmax 工作电压:47Hz∼63Hz,90∼132Vac或198∼264Vac(自动切换)
E5061B矢量网络分析仪
•在 S 参数测量端口上的测量频率范围:从 5 Hz 到 3 GHz •在增益-相位测量端口上的测量频率范围:从 5 Hz 到 30 MHz •基本测量精度为 ±2% •PDN (Power Distribution Network —— 供电分配网络)的毫欧量级的阻抗值测 试(旁路电容器,开关电源(DC-DC 变换器)的输出阻抗,PCB 板的阻抗等)