EMC电磁兼容设计讲座
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电磁兼容讲座系列
电磁兼容设计讲座
可靠性部谢玉明
精品课件
定义
电磁兼容（EMC)：
Electromagnetic Compatibility
电磁干扰（EMI)：
Electromagnetic Interference
电磁敏感性（EMS〕：
Electromagnetic Susceptibility
精品课件
精品课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
搭接的功能
搭接是在两金属之间建立一低阻抗通路，其目的 在为电流提供一均称的结构体以避免干扰。
处理良好的搭接能彻底发挥屏蔽与滤波的功能， 减少接地系统中的射频电位差，以及电流环路，并 可防止静电产生，减少雷击与电磁脉冲的危险，同 时能防止人员误遭电击。
然而未经仔细处理的搭接会增加干扰的程度，此
精品课件
第一类 第二类 第三类 第四类 第五类 钛(Ti)。
金阳极属端电（化最次易受序腐蚀）
镁(Mg）； 铝(AL）或铝合金；锌(Zn);镉(Cd); 碳钢；铁(Fe)；铅(Pb）；锡(Sn）； 镍(Ni）;铬(Cr）;不锈钢; 铜(Cu);银(Ag);金(Au);白金(Pt);
阴极端(不易受腐蚀）
精品课件
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； 若信号线路两端接地，则所产生的接地环路易受磁场及地 电位差的干扰； 去除接地环路的方法有使用隔离变压器、光电耦合器、差 动放大器、扼流圈。
精品课件
接地环路
下图即为接地环路的形成：
精品课件
打破接地环路的方法
精品课件
常用的电缆
双绞线 同轴电缆 带状电缆
精品课件
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；
诚不良之设计较不设计为害更甚。
精品课件
搭接的形态
直接搭接：即搭接体间之直接连接； 间接搭接：即搭接体间以金属导线相连，其适合 于 经 常 移 动 的 装 备 ， 以 及 将 安 装 防 震 垫 〔Shock Mounts〕的装备，间接搭接时应特别注意共振效 应（Resonant Effect）,否则引入杂讯。
为什么要考虑EMC？
国内外技术壁垒、强制要求 产品的可靠性
精品课件
EMI试验:(参照CISPR22/GB9254)
传导发射试验 辐射发射试验
精品课件
EMS试验 (GB/T17626.系列)
静电放电抗扰性试验（.2） 射频电磁场辐射抗扰性试验（.3） 电快速瞬变脉冲群抗扰性试验（.4） 雷击浪涌抗扰性试验（.5） 射频场传导抗扰性试验（.6） 工频磁场抗扰性试验（.8） 电压瞬时跌落,短时中断和电压渐 变的抗扰性试验（.11）
精品课件
何时解决EMC
可采取的措施
解决EMC的成本
设计
生产 使用
精品课件
生产进程
EMC 三要素
干扰源 敏感设备 传播途径
精品课件
EMC设计
接地（Grounding) 屏蔽(Shielding) 滤波(Filtering) 内部设计（PCB板〕
精品课件
EMC设计三阶段
问题解决阶段
规范设计阶段
分析预测阶段
精品课件
并联单点接地
并联单点接地最大的缺点是耗时费料，由于接地线太 多太长，以至增加各地阻抗，尤其在高频范围中更加严 重。
精品课件
多点接地
在频率低于10MHz时，较适于单点接地。若在高频(>10MHz) 情况下，由于接地线的长度以及接地电路的影响，故单点 接地无法达到去除干扰的效果，此时就得使用多点接地。 此时接地线的长度亦应尽量缩短。下图各接地点可视为机
精品课件
信号接地
信号接地除提供参考点之外，同时还可以 大量消除杂讯的干扰。由于杂讯本身的特性， 考虑接地时有不同的处理方法：
单点接地 多点接地 复合式接地
精品课件
单点接地
系统或装备上仅有一点接地，分为： 串联单点接地； 并联单点接地；
精品课件
串联单点接地
若系统各线路或装备所产生或需要的能量变化太大， 则不适用串联单点接地，因为高能量的线路或装备所产 生大量的地电位会严重地影响低能量线路或装备的正常 运作。
搭接的方法有熔接(Welding)、硬焊〔Brazing〕、 软 焊 （ Sweating ） 、 砧 接 〔Swaging〕 、 铆 接 (Riveting)以及螺丝连接。
精品课件
搭接之处理
搭接时，金属面应予以清洁，不得有油漆 或其它杂物，搭接完成后，可涂以油漆或 施以其它之防蚀保护。此外，搭接时应考 虑不同金属之电化效应，并应尽量减少接 触盐水、汽油等，以防电能作用。 若电能特性相去甚远的两金属欲搭接在一 起，应以介于其间的金属为垫圈置于该两 金属间，
壳或接地板：
精品课件
复合式接地
复合式单点接地将线路或装备加以归类， 而同时使用串联与并联法，可同时兼顾降 低杂讯以及减化施工与节省用料。
精品课件
机架系统的接地树（例〕
精品课件
保护地 电源地 工作地
背板 背板 背板 背板 背板
精品课件
注意
由于频率的关系，无论何种接地方法均应 尽量缩短接地线，否则其非但增加阻抗， 同时更会产生辐射杂讯，因其作用有如天 线，接地线的长度L<λ/20。 不论何种接地法，最大的困扰均起自于地 电流的产生，因此去除地环路就成了设计 者的考验。
精品课件
接地(Grounding)
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
精品课件
安全接地(Safety Grounding)
安全接地是指接大地(Earthing)，也就是 将电气设备的外壳以低阻抗导体连接大当 人员意外触及时不易遭受电击。
电磁兼容设计讲座
可靠性部谢玉明
精品课件
定义
电磁兼容（EMC)：
Electromagnetic Compatibility
电磁干扰（EMI)：
Electromagnetic Interference
电磁敏感性（EMS〕：
Electromagnetic Susceptibility
精品课件
精品课件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
搭接的功能
搭接是在两金属之间建立一低阻抗通路，其目的 在为电流提供一均称的结构体以避免干扰。
处理良好的搭接能彻底发挥屏蔽与滤波的功能， 减少接地系统中的射频电位差，以及电流环路，并 可防止静电产生，减少雷击与电磁脉冲的危险，同 时能防止人员误遭电击。
然而未经仔细处理的搭接会增加干扰的程度，此
精品课件
第一类 第二类 第三类 第四类 第五类 钛(Ti)。
金阳极属端电（化最次易受序腐蚀）
镁(Mg）； 铝(AL）或铝合金；锌(Zn);镉(Cd); 碳钢；铁(Fe)；铅(Pb）；锡(Sn）； 镍(Ni）;铬(Cr）;不锈钢; 铜(Cu);银(Ag);金(Au);白金(Pt);
阴极端(不易受腐蚀）
精品课件
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； 若信号线路两端接地，则所产生的接地环路易受磁场及地 电位差的干扰； 去除接地环路的方法有使用隔离变压器、光电耦合器、差 动放大器、扼流圈。
精品课件
接地环路
下图即为接地环路的形成：
精品课件
打破接地环路的方法
精品课件
常用的电缆
双绞线 同轴电缆 带状电缆
精品课件
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；
诚不良之设计较不设计为害更甚。
精品课件
搭接的形态
直接搭接：即搭接体间之直接连接； 间接搭接：即搭接体间以金属导线相连，其适合 于 经 常 移 动 的 装 备 ， 以 及 将 安 装 防 震 垫 〔Shock Mounts〕的装备，间接搭接时应特别注意共振效 应（Resonant Effect）,否则引入杂讯。
为什么要考虑EMC？
国内外技术壁垒、强制要求 产品的可靠性
精品课件
EMI试验:(参照CISPR22/GB9254)
传导发射试验 辐射发射试验
精品课件
EMS试验 (GB/T17626.系列)
静电放电抗扰性试验（.2） 射频电磁场辐射抗扰性试验（.3） 电快速瞬变脉冲群抗扰性试验（.4） 雷击浪涌抗扰性试验（.5） 射频场传导抗扰性试验（.6） 工频磁场抗扰性试验（.8） 电压瞬时跌落,短时中断和电压渐 变的抗扰性试验（.11）
精品课件
何时解决EMC
可采取的措施
解决EMC的成本
设计
生产 使用
精品课件
生产进程
EMC 三要素
干扰源 敏感设备 传播途径
精品课件
EMC设计
接地（Grounding) 屏蔽(Shielding) 滤波(Filtering) 内部设计（PCB板〕
精品课件
EMC设计三阶段
问题解决阶段
规范设计阶段
分析预测阶段
精品课件
并联单点接地
并联单点接地最大的缺点是耗时费料，由于接地线太 多太长，以至增加各地阻抗，尤其在高频范围中更加严 重。
精品课件
多点接地
在频率低于10MHz时，较适于单点接地。若在高频(>10MHz) 情况下，由于接地线的长度以及接地电路的影响，故单点 接地无法达到去除干扰的效果，此时就得使用多点接地。 此时接地线的长度亦应尽量缩短。下图各接地点可视为机
精品课件
信号接地
信号接地除提供参考点之外，同时还可以 大量消除杂讯的干扰。由于杂讯本身的特性， 考虑接地时有不同的处理方法：
单点接地 多点接地 复合式接地
精品课件
单点接地
系统或装备上仅有一点接地，分为： 串联单点接地； 并联单点接地；
精品课件
串联单点接地
若系统各线路或装备所产生或需要的能量变化太大， 则不适用串联单点接地，因为高能量的线路或装备所产 生大量的地电位会严重地影响低能量线路或装备的正常 运作。
搭接的方法有熔接(Welding)、硬焊〔Brazing〕、 软 焊 （ Sweating ） 、 砧 接 〔Swaging〕 、 铆 接 (Riveting)以及螺丝连接。
精品课件
搭接之处理
搭接时，金属面应予以清洁，不得有油漆 或其它杂物，搭接完成后，可涂以油漆或 施以其它之防蚀保护。此外，搭接时应考 虑不同金属之电化效应，并应尽量减少接 触盐水、汽油等，以防电能作用。 若电能特性相去甚远的两金属欲搭接在一 起，应以介于其间的金属为垫圈置于该两 金属间，
壳或接地板：
精品课件
复合式接地
复合式单点接地将线路或装备加以归类， 而同时使用串联与并联法，可同时兼顾降 低杂讯以及减化施工与节省用料。
精品课件
机架系统的接地树（例〕
精品课件
保护地 电源地 工作地
背板 背板 背板 背板 背板
精品课件
注意
由于频率的关系，无论何种接地方法均应 尽量缩短接地线，否则其非但增加阻抗， 同时更会产生辐射杂讯，因其作用有如天 线，接地线的长度L<λ/20。 不论何种接地法，最大的困扰均起自于地 电流的产生，因此去除地环路就成了设计 者的考验。
精品课件
接地(Grounding)
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
精品课件
安全接地(Safety Grounding)
安全接地是指接大地(Earthing)，也就是 将电气设备的外壳以低阻抗导体连接大当 人员意外触及时不易遭受电击。