2014电磁兼容第三章
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电磁兼容
7
(4) 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；静电导致计算机 及其元器件的损坏造成的经济损失每年就高达数亿美元， 还可以损坏医院里病人的导管泵而导致病人生命危险。
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。
药方就是电磁兼容技术——确保设备或系统不产生电磁干
扰的技术。着力解决电磁干扰问题已成为电气和信息化建 设中的重要内容之一。
10
电磁干扰流程图
故障噪声： 电场 磁场 电压 电流
天线 耦合 公共接地 阻抗耦合 场－电缆 共模耦合 场－导线 差模耦合 线——线 串扰 电源线 耦合 电源噪声 抑制 接收机 被干扰设备 电磁干扰从干扰源经耦合通道到接收机的流程图
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。
8
(4) 电磁环境基本概念
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。
几乎所有的电气、电子设备工作时对周围环境产生干扰 影响。这种环境称为电磁环境——存在于给定场所的所 有电磁现象的总和。
响应。
6
(3) 电磁干扰基本种类
• 自然干扰——来源于地球和宇宙中的自然电磁现象，如： 宇宙干扰、雷电干扰、大气干扰、热噪声，等 • 人为干扰——来自于有意发射干扰源和无意发射干扰源： 有意发射干扰源：专用于辐射电磁能的设备，如广播、电 视、通信、雷达、导航等发射设备，通过向空间发射有 用信号的电磁能量来工作，而对于不需要这些信号的电 子设备或系统将构成干扰。 无意发射干扰源：发射电磁能力不是其工作的主要目的。 如汽车的点火系统、各种不同的用电装置、电力电子装 置、电机传动系统、照明装置、高压电力线、科学和医 用设备，静电放电，核爆炸电磁脉冲，等。
(4) 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；静电导致计算机 及其元器件的损坏造成的经济损失每年就高达数亿美元， 还可以损坏医院里病人的导管泵而导致病人生命危险。
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。
药方就是电磁兼容技术——确保设备或系统不产生电磁干
扰的技术。着力解决电磁干扰问题已成为电气和信息化建 设中的重要内容之一。
10
电磁干扰流程图
故障噪声： 电场 磁场 电压 电流
天线 耦合 公共接地 阻抗耦合 场－电缆 共模耦合 场－导线 差模耦合 线——线 串扰 电源线 耦合 电源噪声 抑制 接收机 被干扰设备 电磁干扰从干扰源经耦合通道到接收机的流程图
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。
8
(4) 电磁环境基本概念
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。
几乎所有的电气、电子设备工作时对周围环境产生干扰 影响。这种环境称为电磁环境——存在于给定场所的所 有电磁现象的总和。
响应。
6
(3) 电磁干扰基本种类
• 自然干扰——来源于地球和宇宙中的自然电磁现象，如： 宇宙干扰、雷电干扰、大气干扰、热噪声，等 • 人为干扰——来自于有意发射干扰源和无意发射干扰源： 有意发射干扰源：专用于辐射电磁能的设备，如广播、电 视、通信、雷达、导航等发射设备，通过向空间发射有 用信号的电磁能量来工作，而对于不需要这些信号的电 子设备或系统将构成干扰。 无意发射干扰源：发射电磁能力不是其工作的主要目的。 如汽车的点火系统、各种不同的用电装置、电力电子装 置、电机传动系统、照明装置、高压电力线、科学和医 用设备，静电放电，核爆炸电磁脉冲，等。
辐射干扰
四、辐射干扰传输通道
1、电波传播的基本概念
频率在100kHz～300kHz之间的电波叫做长波，有时也称之为地波，这是应 为这个波段的电波主要是沿着地球表面绕射传播。 频率在300kHz～3MHz之间的电波叫做中波，这个波段的电波传播主要是沿 着地球表面绕射传播和经电离层反射传播。 频率在3MkHz～30MHz之间的电波叫做短波，有时也称之为天波，这是因为 这个波段的电波传播主要是由电离层反射传播，其次沿着地球表面绕射传播。 频率在30MkHz～300MHz之间的电波叫做超短波，这个波段的电波传播主要 是在自由空间作直线式传播，其次是沿着地球表面绕射传播和经电离层反射 传播。 频率在300MkHz～300GHz之间的电波叫做微波，这个波段的电波传播主要 是在自由空间作直线式传播，其他形式的传播将消失。 14
（3）大气中的无线电辐射
（4）闪电和雷暴的电场 （5）大地表面的电流电场 （6）大地表面的电场 6
第三章 辐射干扰
二、辐射干扰源
2、电磁噪声辐射干扰源
（7）大地内部的电场 （8）大地表面磁场 自然磁场 （9）大地磁层 （10）电力线路辐射干扰源 绝缘子两端局部放电所产生的脉冲，其频率在100MHz以上，而且直接 向空间辐射，这种干扰的特点是在电压低于100kV的线路上，雨天、潮湿 天干扰弱，而在风天、干燥天干扰强。 7
由人体积累的电荷照样能形成静电放电辐射干扰。
9
第三章 辐射干扰
二、辐射干扰源
2、电磁噪声辐射干扰源
（14）机动车干扰源 机动车包括电气火车、电动汽车、汽车、有轨电车、无轨电车灯。干扰 源包括点火装置、发电机、稳压器、灯开关、电动机、喇叭以及车顶上的集 电器等。 （15）周围介质的非线性效应
金属表面由于被腐蚀或者沉积化学物等原因，在表面上形成各种各样 非线性电阻接点。这种非线性电阻的作用就可以等效成为一个混频器，其 结果 会使不同信号频率同时作用到金属表面。
1、电波传播的基本概念
频率在100kHz～300kHz之间的电波叫做长波，有时也称之为地波，这是应 为这个波段的电波主要是沿着地球表面绕射传播。 频率在300kHz～3MHz之间的电波叫做中波，这个波段的电波传播主要是沿 着地球表面绕射传播和经电离层反射传播。 频率在3MkHz～30MHz之间的电波叫做短波，有时也称之为天波，这是因为 这个波段的电波传播主要是由电离层反射传播，其次沿着地球表面绕射传播。 频率在30MkHz～300MHz之间的电波叫做超短波，这个波段的电波传播主要 是在自由空间作直线式传播，其次是沿着地球表面绕射传播和经电离层反射 传播。 频率在300MkHz～300GHz之间的电波叫做微波，这个波段的电波传播主要 是在自由空间作直线式传播，其他形式的传播将消失。 14
（3）大气中的无线电辐射
（4）闪电和雷暴的电场 （5）大地表面的电流电场 （6）大地表面的电场 6
第三章 辐射干扰
二、辐射干扰源
2、电磁噪声辐射干扰源
（7）大地内部的电场 （8）大地表面磁场 自然磁场 （9）大地磁层 （10）电力线路辐射干扰源 绝缘子两端局部放电所产生的脉冲，其频率在100MHz以上，而且直接 向空间辐射，这种干扰的特点是在电压低于100kV的线路上，雨天、潮湿 天干扰弱，而在风天、干燥天干扰强。 7
由人体积累的电荷照样能形成静电放电辐射干扰。
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第三章 辐射干扰
二、辐射干扰源
2、电磁噪声辐射干扰源
（14）机动车干扰源 机动车包括电气火车、电动汽车、汽车、有轨电车、无轨电车灯。干扰 源包括点火装置、发电机、稳压器、灯开关、电动机、喇叭以及车顶上的集 电器等。 （15）周围介质的非线性效应
金属表面由于被腐蚀或者沉积化学物等原因，在表面上形成各种各样 非线性电阻接点。这种非线性电阻的作用就可以等效成为一个混频器，其 结果 会使不同信号频率同时作用到金属表面。
电磁兼容第3章 干扰耦合机理
jC12 R UN U1 1 j R C12 C2G C2S
1 U1 C12
2 UN C2S R
C1G
C2G
(3-11)
第3章 干扰耦合机理
jC12 R UN U1 1 j R C12 C2G C2S
当 R
1 时, (3-11)式可简化为: j (C12 C2G C2S )
U N j RC12U1
(3-12)
(3-12)式和(3-4)式的形式完全一样, 但是由于导体2此时被
屏蔽体屏蔽, C12的值取决于导体2延伸到屏蔽体外的那一 部分的长度, 因此C12大大减小, 从而降低了UN。
第3章 干扰耦合机理 3.1.2 电感性耦合
当一根导线上的电流发生变化, 而引起周围的磁场
电压UN。 当频率满足以下关系时:
1 R(C12 C2G )
U N jC12 RU1
(3-7)
(3-4)式就给出了是实际骚扰电压UN((3-3)式的值)的 2 倍 的骚扰电压值。 在几乎所有的实际情况中, 频率总是小于 (3-7)式所表示的频率, (3-4) 式表示的骚扰电压UN总是适合 的。
当耦合电容比较小时, 即ωCR2<<1时, (3-1)式可以简化为
1 XC jC
U2=jωCR2U1
(3-2)
第3章 干扰耦合机理
U2=jωCR2U1 (3-2)
从 (3-2) 式可以看出, 电容性耦合引起的感应电压 正比于骚扰源的工作频率ω、 敏感电路对地的电阻 R2(一般情况下为阻抗)、 分布电容C、 骚扰源电压U1。 电容性耦合主要在射频频率形成骚扰, 频率越高, 电容
d N m cos t m sin(t 90) dt (3-16) U N j BS cos
1 U1 C12
2 UN C2S R
C1G
C2G
(3-11)
第3章 干扰耦合机理
jC12 R UN U1 1 j R C12 C2G C2S
当 R
1 时, (3-11)式可简化为: j (C12 C2G C2S )
U N j RC12U1
(3-12)
(3-12)式和(3-4)式的形式完全一样, 但是由于导体2此时被
屏蔽体屏蔽, C12的值取决于导体2延伸到屏蔽体外的那一 部分的长度, 因此C12大大减小, 从而降低了UN。
第3章 干扰耦合机理 3.1.2 电感性耦合
当一根导线上的电流发生变化, 而引起周围的磁场
电压UN。 当频率满足以下关系时:
1 R(C12 C2G )
U N jC12 RU1
(3-7)
(3-4)式就给出了是实际骚扰电压UN((3-3)式的值)的 2 倍 的骚扰电压值。 在几乎所有的实际情况中, 频率总是小于 (3-7)式所表示的频率, (3-4) 式表示的骚扰电压UN总是适合 的。
当耦合电容比较小时, 即ωCR2<<1时, (3-1)式可以简化为
1 XC jC
U2=jωCR2U1
(3-2)
第3章 干扰耦合机理
U2=jωCR2U1 (3-2)
从 (3-2) 式可以看出, 电容性耦合引起的感应电压 正比于骚扰源的工作频率ω、 敏感电路对地的电阻 R2(一般情况下为阻抗)、 分布电容C、 骚扰源电压U1。 电容性耦合主要在射频频率形成骚扰, 频率越高, 电容
d N m cos t m sin(t 90) dt (3-16) U N j BS cos
电磁兼容-绪论
为了加快我国EMC标准化工作，1996年成立了全国电磁 标准化工作， 为了加快我国 标准化工作 年成立了全国电磁 兼容标准化联合工作组，主要负责IEC/TC77的国内技术归口 兼容标准化联合工作组，主要负责 的国内技术归口 工作，推进对应IEC61000系列有关 系列有关EMC标准的国家标准制 工作，推进对应 系列有关 标准的国家标准制 定和修订工作。 定和修订工作。到2000年，成立了全国电磁兼容标准化技术 年 委员会，秘书处设在武汉高压研究所。 委员会，秘书处设在武汉高压研究所。到目前全国电磁兼容 标准化技术委员会尚未成立分技术委员会。另外， 标准化技术委员会尚未成立分技术委员会。另外，还有一些 产品或专业的标准化技术委员会也参与制、 产品或专业的标准化技术委员会也参与制、修订有关的电磁 兼容标准， 电压、频率”的专业标准化技术委员会， 兼容标准，如“电压、频率”的专业标准化技术委员会， 工业自动化设备”的标准化技术委员会。 “工业自动化设备”的标准化技术委员会。 为了协调全国无线电干扰标准化技术委员会和全国电磁 兼容标准化技术委员会工作， 兼容标准化技术委员会工作，以及其他标准化技术委员会与 电磁兼容有关的标准制、修订工作， 电磁兼容有关的标准制、修订工作，2000年成立了与 年成立了与 IEC/ACEC相类似的全国电磁兼容标准化协调小组。 相类似的全国电磁兼容标准化协调小组。 相类似的全国电磁兼容标准化协调小组
TC77所制定的 所制定的IEC61000系列主要涉及： 系列主要涉及： 所制定的 系列主要涉及 电磁环境、发射、抗扰度、 电磁环境、发射、抗扰度、试验和测 量技术、减缓措施等。 量技术、减缓措施等。 TC77A——低频现象 低频现象 TC77B——高频现象 高频现象 TC77C——大功率脉冲现象 大功率脉冲现象
北京交通大学《电磁场和电磁兼容(闻映红编著)》闻映红课件第3章_电磁波
1
E a y 37.7e
j 2z
H a x 0.1e
S平均
j 2z
* 1 2 Re E H a z 1.885 W/m 2
五、波的极化
1. 极化——电磁波的电场矢量E在空间的取向。
电磁波的发送与接收——极化匹配
2. 极化的类型：
线极化 圆极化 椭圆极化
第3章
电磁波
第1节 波动方程
一、波动方程
在无源均匀媒质中
E H t
H E t
B H 0
D E 0
H E t ( E ) E H t
k E y ( z) 0
2
E y Emy e jkz
E z Emz e jkz
Ez ( z) 2 k Ez ( z) 0 2 z
E (a x Emx a y Emy a z Emz )e
E 0
jkz
E0e
jkz
( E0 e
Em sin(t k z )
则合成电场的振幅是不变的
2 2 E Em Em Em
合成电场取向与x轴的夹角
tan Ey Ex tan(t k z )
椭圆极化——时变电磁场电场矢量E的端点 在空间随时间变化的轨迹为一椭圆
椭圆极化波的E矢量的两个分量 之间有一任意相位差， 振幅也不相同
0 0 120 377 0
Ω
⒋ 电场和磁场在空间任意点的能量密度相等
1 2 we E x 2
电磁兼容全部课件
雷达的工作, 在飞机或舰艇上, 一般要装备许多种雷达, 当所有雷达同时工作时, 一部雷达可能遭受几部雷达的 干扰。 在战斗中由于飞机和军舰上防御电子系统和进攻电
子系统的相互干扰不能同时兼容工作, 因而遭到对方发
射导弹攻击的战例是屡见不鲜的。
第1章 电磁兼容技术概述
因此, 在复杂的电磁环境中, 如何减少相互间的电磁干 扰, 使各种设备正常运转, 是一个亟待解决的问题。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
美国航空无线电委员会(Radio Technical Commission for Aeronautics, RTCA)曾在一份文件中 提到, 由于没有采取对电磁骚扰的防护措施, 一位旅
客在飞机上使用调频收音机, 使导航系统的指示偏
离10°以上。
第1章 电磁兼容技术概述
1) 电磁干扰会破坏或降低电子设备的工作性能
据悉, 绝大部分的雷灾事故中受损的是电视、 电话、 监测系统和电脑等高科技产品。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
据悉, 绝大部分的雷灾事故中受损的是电视、 电话、 监测系统和电脑等高科技产品。 在受灾单 位中有寻呼台、 信息计算机中心、 医院和银行等。
电磁环境下工作的各种电气电子系统、 分系
子系统的相互干扰不能同时兼容工作, 因而遭到对方发
射导弹攻击的战例是屡见不鲜的。
第1章 电磁兼容技术概述
因此, 在复杂的电磁环境中, 如何减少相互间的电磁干 扰, 使各种设备正常运转, 是一个亟待解决的问题。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
美国航空无线电委员会(Radio Technical Commission for Aeronautics, RTCA)曾在一份文件中 提到, 由于没有采取对电磁骚扰的防护措施, 一位旅
客在飞机上使用调频收音机, 使导航系统的指示偏
离10°以上。
第1章 电磁兼容技术概述
1) 电磁干扰会破坏或降低电子设备的工作性能
据悉, 绝大部分的雷灾事故中受损的是电视、 电话、 监测系统和电脑等高科技产品。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
据悉, 绝大部分的雷灾事故中受损的是电视、 电话、 监测系统和电脑等高科技产品。 在受灾单 位中有寻呼台、 信息计算机中心、 医院和银行等。
电磁环境下工作的各种电气电子系统、 分系
《电磁兼容原理及应用教程》第三章解读
在这个波形中，低频成分转移的电荷比高频成 分多，但是高频成分会产生更强的场，对电路的 危害也最为明显。由实验得出的各个参数的范围 如下：
Tr(上升时间)=200ps~100ns Ts(尖峰宽度)=0.5ns~10μs Tt(持续长度)=100ns~2ms
静电放电过程的不同不仅表现在电流波形在时 间特性上差异很大，而且幅度也会在1A~200A范围 内变化。
Co1——人手臂与金属体之间的电容。 RS——人手臂放电路径的电阻。 LS——人手臂放电路径的电感。 Co2——人手、手指与金属体之间的电容。 CJ——金属体与大地之间的电容。 RJ——金属体的接地电阻。 LJ——金属体的接地电感。
பைடு நூலகம்
人体静电放电的过程受很多因素影响，具体的 放电过程也因各种分布参数的不同而不同。典型 的人体静电放电电流波形如下图所示。
➢ 电子噪声主要来自设备内部的元器件，是决定接 收机噪声系数的重要因素。常见的电子噪声源包 括热噪声、散弹噪声、分配噪声、l/f噪声和天线 噪声等。热噪声具有极宽的频谱，能量随温度而 变化，温度越低，噪声越小。
➢ 电子噪声主要来自设备内部的元器件，是决定接 收机噪声系数的重要因素。常见的电子噪声源包 括热噪声、散弹噪声、分配噪声、l/f噪声和天线 噪声等。
3.1.2 雷电 雷电的形成
人们通常把发生闪电的云称为雷雨云，其实有几 种云都与闪电有关，如层积云、雨层云、积云和 积雨云，最重要的是积雨云，一般专业书中讲的 雷雨云就是指积雨云。积雨云形成过程中，在大 气电场、温差起电效应和破碎起电效应的同时作 用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚。当电 荷积聚到一定程度，就会在云与云之间或云与地 之间发生放电，也就是人们平常所说的雷电。
➢ 相对于自然界的静电来说，电子器件是非常娇贵 的，正是基于这一因素，是否采取了防静电措施 是衡量电子器件质量好坏的一个非常重要的指标。
电磁兼容第三章
第三章电磁干扰传输和耦合理论3.1 电磁干扰的传输途径任何电磁干扰的发生都必然存在干扰能量的传输和传输途径（或传输通道）。
通常认为电磁干扰传输有两种方式：一种是传导传输方式，另一种是辐射传输方式。
因此从被干扰的敏感器角度来看，干扰的耦合可分为传导耦合和辐射耦合两类。
传导传输必须在干扰源和敏感器之间有完整的电路连接，干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器，发生干扰现象。
这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、接地平面、电阻、电感、电容和互感元件等。
辐射传输是通过介质以电磁波的形式传播，干扰能量按电磁场的规律向周围空间发射。
常见的辐射耦合有三种：（1）A天线发射的电磁波被B天线意外接收，称为天线对天线耦合；（2）空间电磁场经导线感应而耦合，称为场对线的耦合；（3）两根平行导线之间的高频信号感应，称为线对线感应耦合。
在实际工程中，两个设备之间发生干扰通常包含着许多种途径的耦合，如图3.1表示家用电吹风机对电视机发生干扰的传输途径，电吹风机是干扰源，它一方面产生射频噪声，向空间发射，以辐射传输的方式通过电视机天线耦合引起干扰；同时射频噪声还在电视机的电源线中感应，再以传导方式进入电视机；吹风机另一方面还在电源中产生高频谐波和尖脉冲波，通过连接导线以传导耦合方式使电视机受到干扰，这样可以看到电视机受到三个途径的干扰。
正因为实际中发生的电磁干扰是多途径的，反复交叉耦合，才使电磁干扰变得难以控制。
图3.1 电吹风机对电视机的干扰目前对于传导耦合的具体划分，许多资料还存在一些分歧，有的认为：传导耦合的传输电路多限定于“电源线、信号线和导电部位如地线、接地平面等”，把电容性耦合和电感性耦合都归属于辐射传输的近场感应耦合，如图3.2（a）所示。
另一种观点：把电容性耦合、电感性耦合以及综合两者共同作用的两导体间的感应耦合均归属于传导范畴。
认为“传导耦合包括通过线路的电路性耦合，以及导体间电容和互感而形成的耦合”，如图3.2（b）所示。
电磁兼容第三章 谐波效应及谐波抑制
一次电流中含有大量的谐波分量，且直流分量 使CT铁芯饱和，以致二次电流的波形严重畸变 和Im可能超过过流继电器的整定值而误动。
对于变压器的差动保护:空载合闸时二次侧开路， 一次、二次侧电流的严重不平衡也会使其动作。 一般是采用动作延时的办法解决，但会使变压 器内部故障因延时跳闸而扩大。
R
1
(
2
)
eq
R
12
2
2. 机械损耗
机械损耗是由谐波电流和基波磁场相互作 用产生的力矩而引起的。
例如5次谐波和7次谐波可以产生一个频率 为附加6f1的的减扭速矩力作矩用，在而转7子次上谐，波5产次生谐附波加产的生加 速力矩，从而激发汽轮发电机周期性振动， 并伴有噪声。
如果谐波电流的频率接近定子零部件的固 有振动频率时，可能引起发电机的强烈振 动，造成汽轮机的轴和叶片因疲劳而损坏。
气泡中的放电产生热的、化学的、机械的效 应对绝缘具有很大的破坏作用。
运行经验表明: 电容器中的局部放电 是造成电容器损坏的重要原因。
局部放电产生的带电离子增加了介 质中的电导，使谐波电流损耗进一 步增加，最终也将导致电容器因温 度过高而破坏。
因此，电容器是受谐波危害最大的 一种电气设备。据统计，由于谐波 而损坏的电气设备中，电容器约占 40% 。
一、谐波的并联谐振 1． 电容器无串联电感的情况
图3-1 n次谐波等值电路
谐波源大多数为恒流源In 系统的基波阻抗为Zs=Rs + jXs 并联电容器的基波电抗为-jXc 对于n次谐波:
系统的谐波阻抗:
Zsn=Rsn+jnXs≈ jnXs； 电容器的谐波电抗为 -jXc/n
Isn
jXC
( 1 ) 距离保护: 谐波的出现会引起很大的 测量误差。严重时可能拒动或误动。采 用数字式阻抗继电器，用数字滤波的办 法消除谐波的影响，取得较好的效果。
对于变压器的差动保护:空载合闸时二次侧开路， 一次、二次侧电流的严重不平衡也会使其动作。 一般是采用动作延时的办法解决，但会使变压 器内部故障因延时跳闸而扩大。
R
1
(
2
)
eq
R
12
2
2. 机械损耗
机械损耗是由谐波电流和基波磁场相互作 用产生的力矩而引起的。
例如5次谐波和7次谐波可以产生一个频率 为附加6f1的的减扭速矩力作矩用，在而转7子次上谐，波5产次生谐附波加产的生加 速力矩，从而激发汽轮发电机周期性振动， 并伴有噪声。
如果谐波电流的频率接近定子零部件的固 有振动频率时，可能引起发电机的强烈振 动，造成汽轮机的轴和叶片因疲劳而损坏。
气泡中的放电产生热的、化学的、机械的效 应对绝缘具有很大的破坏作用。
运行经验表明: 电容器中的局部放电 是造成电容器损坏的重要原因。
局部放电产生的带电离子增加了介 质中的电导，使谐波电流损耗进一 步增加，最终也将导致电容器因温 度过高而破坏。
因此，电容器是受谐波危害最大的 一种电气设备。据统计，由于谐波 而损坏的电气设备中，电容器约占 40% 。
一、谐波的并联谐振 1． 电容器无串联电感的情况
图3-1 n次谐波等值电路
谐波源大多数为恒流源In 系统的基波阻抗为Zs=Rs + jXs 并联电容器的基波电抗为-jXc 对于n次谐波:
系统的谐波阻抗:
Zsn=Rsn+jnXs≈ jnXs； 电容器的谐波电抗为 -jXc/n
Isn
jXC
( 1 ) 距离保护: 谐波的出现会引起很大的 测量误差。严重时可能拒动或误动。采 用数字式阻抗继电器，用数字滤波的办 法消除谐波的影响，取得较好的效果。
电磁兼容教学大纲
[1] Pierre Degauque and Joel Hamelin, “Electromagnetic compatibility”, New York : Oxford University Press, 1993. [2] 高攸纲 编著, “电磁兼容总论”,北京 : 北京邮电大学出版社, 2001
技能，在科学研究、设备开发、电路板及微电子设计、解决实际工程问题等 方面都具有非常重要的作用。本课程全面系统地介绍电磁兼容的理论基础、
电磁干扰设计、防护和测试技术。主要讲授电磁干扰的危害及电磁兼容研究
内容，介绍电磁骚扰源及特性及电磁干扰传播机理，学习电磁干扰防护的主
要技术，包括电磁屏蔽、接地与搭接，电磁干扰滤波技术、电磁干扰的隔离
联系电话 62784709
任课教师 2
陈水明
职称
副教授
工作证号 S97041
E-mail：
chensm@
32
自学
0
课内总学时数 及其分配
讲课
26
讨论
2
实验
4
其他
0
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学分数
2
二、课程内容
考核方式
研究电磁兼容是电类及机电类工科研究生及高年级本科生必须掌握的基本
与抑制技术、电磁干扰的隔离与抑制技术，介绍电磁兼容性预测的原理及主
要方法，讨论印刷电路板的电磁兼容问题以及数字电路的电磁兼容性设计技 术，系统介绍电磁兼容测试技术、电磁干扰及电磁兼容性的主要测试方法和
国内外标准体系。
学生通过学习能够全面系统地掌握电磁兼容的理论基础，能够熟练运用 所学的知识进行电磁兼容分析和电子设备的电磁兼容性设计。
五、教材或讲 正式教材：教材名称，编、著、译者，出版社，出版年月。
电磁兼容技术第一到第三部分
第一部分电磁兼容的基本概念第一个问题：电磁干扰的现象在日常生活中会见到许多电磁干扰现象，一个典型的电磁干扰现象是电视机屏幕上的干扰条纹。
这些干扰条纹来自附近的数字设备，例如个人计算机、VCD、DVD或其他数字视频设备。
根据电磁理论，导体中有变化的电流就会产生电磁场辐射，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。
数字视频设备中的干扰进入电视机有以下几个途径：1通过电源线进入电视机；2通过连接两者的各种电缆进入电视机，包括射频电缆、视频电缆和音频电缆等；3数字设备的干扰辐射到空间，从空间感应到电视机接收天线或内部电路上；4数字设备的干扰通过闭路电视电缆进入闭路电视网络。
另外一种常见的干扰现象是：电感性负载（马达、变压器等），依靠机械触点开关（接通和断开时），干扰共同电网的其他设备，特别是数字设备。
电磁干扰（电磁兼容）三要素：任何电磁兼容性问题都包含三要素：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。
电磁干扰的产生原因：电磁干扰的产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化，电压或电流的变化能够使导体产生电磁波辐射。
即凡是有电压和电流突变的场合，肯定会有电磁干扰问题存在。
思考题(作业)：1试举出几个产生电磁干扰的场合，并分析产生的原因？第二个问题：电磁干扰的危害思考题(作业)：1电磁干扰可以产生哪些危害？2电磁干扰的危害程度度可以分为哪5个等级？第三个问题：电磁兼容技术的发展及电磁认证思考题：1国内外电磁兼技术的发展过程？国际电磁兼容机构和标准？我国电磁兼容的发展和标准？参考论文（1）高攸纲刁庆安展望21世纪的电磁兼容学及电磁兼容技术邮电设计技术1999年第5、6期（2）杨风鸣等电磁兼容最新发展动态华北电力技术1999年第2期2请写一篇论文题为：展望21世纪我国电磁兼容的发展状况具体要求：按发表论文的格式写，有200--300字左右的中英文摘要、有前言、结论、参考文献等，字数在5000字左右。
关于EMC电磁兼容指令201430EU详解
关于EMC电磁兼容指令201430EU详解2014年3月29日，欧盟官方期刊公布了新版本CE认证电磁兼容EMC指令2014/30/EU（替换原有EMC指令2004/108/EC），新指令旨在确保更为简便的市场准入以及对消费者生命财产更高水平的保护。
标准和说明：IEC 61000-3-2; EN 61000-3-2谐波IEC 61000-3-3; EN 61000-3-3闪烁IEC 61000-6-3; EN 61000-6-3IEC 61000-6-4; EN 61000-6-4通用排放ITE /工业IEC 61000-4-2; EN 61000-4-2静电放电IEC 61000-6-3; EN 61000-6-3无线电频率IEC 61000-4-4; EN 61000-4-4电快速瞬变IEC 61000-4-5; EN 61000-4-5浪涌IEC 61000-4-6; EN 61000-4-6进行免疫IEC 61000-4-8; EN 61000-4-8磁场EN 61000-6-1; EN 61000-6-2CISPR 24; EN 55024通用免疫ITEIEC 61000-4-11; EN 61000-4-11电压骤降/变化证书至少应包含;1.制造商名称/地址;2.用于识别批准类型的必要数据3.检查结论4.证书有效期的条件5.证书可能包含一个或多个附件。
6.证书及其附件应包含所有相关信息，以便评估设备与检查类型的一致性，并允许进行在线控制。
符合性声明：1.只有一个DoC，即使有多个指令适用。
2.DoC应具有“模型结构”并应不断更新。
3.它应使用MS所要求的语言或语言。
4.最严厉的指令是领先的，并设定了DoC的最低内容。
EMC理论电磁兼容理论教学课件PPT
是对偶的，它们都包括有V和I。可以对着两个方程去耦，例如
，将式（4.2a）对z取微分，得
10
第三章 传输线和信号完整性
2V (z,t) z 2
l
2 I ( z, t) tz
将式（4.2b）对t取微分，得
2 I (z, t) zt
c
2V (z,t) t 2
将第二个方程代入第一个方程，得到第一个非耦合方程：
4
第三章 传输线和信号完整性
由互连线产生的另一个问题是反射。 传输线的第二个特性参数是它的特性阻抗Zc。对一 根普通的同轴线缆RG58U，它的特性阻抗为50Ω。如果 RL=RC，那么，在负载端就不会发生反射，而如果传输 线不匹配，也就是说，RL≠RC，那么将有部分到达负载 端的信号反射回源端。这种不匹配传输线上的反射现象 是导致信号完整性降级的主要因素。读者需要花费大量 的时间学习怎样消除它的影响。
2 R1
0
0
R2 R1
（4.12）13
第三章 传输线和信号完整性
14
第三章 传输线和信号完整性
第二个基本问题涉及由单位长度分布电荷qC/m的导线上电荷 沿导线均匀分布所引起的两点之间的电压，如图4-7a所示。与 前面推导的情况相仿，在下面的结果中隐含的一个重要假设就 是电荷在导线表面上均匀分布。如果把另一根载流导线靠近该 导线，由于对称性，由该电荷分布所产生的电场 E 的方向与 导线轴向垂直并沿导线径向向外，在距导线相同距离处的场强 相等，可利用高斯定律得到电场场强：
5
第三章 传输线和信号完整性
4.1 传输线方程
考虑如图4-3所示常用的双导线传输线，其中导线与z轴 平行放置。如图4-3a所示，如果在两根导线之间加上电压V ，那么导线上就会存储电荷，从而产生电场 ET ，位于横截 面内或xy面内。由于双导线使电荷分离，所以这意味着传输 线具有每单位长度的电容为cF/m。现在假设有电流I沿上面 的导线向右流动，从下面的导线“返回”，如图4-3b所示。 这个电流也会产生位于横截面或xy面内的磁场 HT 。该磁场 通过两导线之间的环路，意味着传输线每单位长度的电感为 lH/m。这意味着传输线可以用由电感和电容所构成的分布 参数电路来建模，如图4-3c所示。注意长度为的传输线的总 电感和电容等于单位长度的电感电容乘以这部分的长度，为 lz 和lz 。
汽车电子系统电磁兼容与功能安全
目录的第一章是“绪论”，主要介绍了汽车电子系统的发展概况，电磁兼容 与功能安全的重要性和挑战性，以及本书的主要内容和结构安排。这一章为后续 章节奠定了基础，使读者对全书有一个整体的认识。
第二章是“汽车电子系统的电磁环境”，详细描述了汽车电子系统所面临的 电磁环境，包括各种电磁干扰源及其特性。这一章对于理解电磁兼容性问题至关 重要，因为了解电磁环境是解决电磁兼容性问题的第一步。
第五章是“电磁兼容性设计方法与实践”，详细介绍了汽车电子系统的电磁 兼容性设计方法，包括电路设计、PCB设计、接地设计、屏蔽与滤波技术等。这 一章对于工程技术人员来说极具实用价值，因为这些设计方法可以直接应用于实 际产品开发中。
第六章是“汽车电子系统的功能安全基础”，介绍了功能安全的基本概念、 相关标准和术语，以及功能安全在汽车电子系统中的重要性和应用。这一章为后 续的功能安全分析提供了基础。
这一观点让我们认识到电磁兼容性在汽车电子系统中的重要性，为我们指明 了研究方向。
接下来是功能安全。与电磁兼容性一样，功能安全也是一个不容忽视的议题。 书中这样写道：“功能安全的主要是汽车电子系统在面临潜在风险时的安全性。 这包括了对各种可能出现的故障的检测、评估和应对。只有当汽车电子系统能够 在面临风险时及时作出反应，保障驾乘人员的安全，才能称得上是一个合格的汽 车电子系统。”这段话精辟地概括了功能安全的核心理念，强调了其在汽车电子 系统中的关键作用。
阅读感受
《汽车电子系统电磁兼容与功能安全》是一本关于汽车电子领域中电磁兼容 与功能安全问题的专业书籍。这本书对于汽车工程师和电磁兼容工程师来说是一 本非常有价值的参考资料。在汽车电子系统的发展过程中，电磁兼容与功能安全 已经成为越来越重要的考虑因素。
书中对功能安全和电磁兼容的基本概念进行了详细的阐述。对于初学者来说， 这无疑是一个很好的起点，帮助他们了解这个领域的背景和基础知识。对于已经 在这个领域工作的专业人士，这本书也提供了一些新的见解和观点，以助他们 更好地理解和应用这些概念。
电磁兼容3
。
缝隙屏蔽材料 金属丝网屏蔽条
用金属丝织成弹性网套，或将金属丝编织的网套套在橡 用金属丝织成弹性网套， 胶或硅橡胶芯上，构成有弹性的表层导电的材料。 胶或硅橡胶芯上，构成有弹性的表层导电的材料。 通常安装、镶嵌在机柜、机箱装配面（如门、盖板等） 通常安装、镶嵌在机柜、机箱装配面（如门、盖板等） 处来减小缝隙， 处来减小缝隙，保持装配面处的导电连续性
吸收损耗 δ
入射电磁波H 入射电磁波 1 0.37H0 剩余电磁波H 剩余电磁波 2 t
A ＝ 20 lg ( E1 / E2 ) = 20 lg ( e t / δ ) ＝ 3.34 t √ f µrσr
耗增加约20dB； ； 耗增加约
E2 = E1e-t/δ H2 = H1e-t/δ
δ = 0.066
低导磁率材料
高导磁率材料
导电材料
根据屏蔽理论， 根据屏蔽理论，电屏蔽和电磁屏蔽是利用由导电材料制成 的屏蔽体并结合接地， 的屏蔽体并结合接地，来切断干扰源与感受器之间的耦合 通道，以达到屏蔽的目的， 通道，以达到屏蔽的目的，因而电导率成为选择屏蔽材料 的主要依据。 的主要依据。
良好电磁屏蔽的关键因素 屏蔽体的 导电连续
导2
Z1 = 0 → U 1 = 0
C3
C 1,2
C3
Z1 = 0 → U 1 = 0,
Us = 0
接地金属板切断干扰途径。如不接地则可能产生更严重的干扰。 金属板切断干扰途径。如不接地则可能产生更严重的干扰。
无论是静电场或交变电场，屏蔽的必要条件是金属体接地。 接地。 无论是静电场或交变电场，屏蔽的必要条件是金属体接地
3.3 电磁屏蔽
高频电磁屏蔽的机理， 高频电磁屏蔽的机理，主要是基于电磁波 穿过金属屏蔽体产生的波反射 波反射和 穿过金属屏蔽体产生的波反射和波吸收的 机理。 机理。 电磁波的屏蔽通常采用电阻率小的良导体 材料. 材料 空间电磁波在入射到金属体表面时,会产 空间电磁波在入射到金属体表面时 会产 生反射和吸收，电磁能量被大大衰减， 生反射和吸收，电磁能量被大大衰减，从 而起到屏蔽作用。 而起到屏蔽作用。 R
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当两个电路的电流流经一个公共阻抗时，一个电路的电流在该公
共阻抗上形成的电压就会影响到另一个电路，就是共阻抗耦合。
电路1 电 路 地 电 压 1 地线电流1
电路2 电 路 地 电 压
地线电流2 公共地线阻抗
图3.2 地电流流经公共地线阻抗的耦合
将 地线 尽量 缩短 并加 粗， 以降 低公 共地 线阻 抗。
“耦合”：电路、设备、系统与其它电路、设备、系统之 间的电能量联系，耦合起着把电磁能量从一个电路、设备、
系统“传输”到另一个电路、设备、系统的作用。 “耦合途径”：从各种电磁骚扰源传输电磁骚扰至敏感
设备的通路或媒介。
3.1 电磁骚扰的耦合途径
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
2
（2）共阻抗耦合 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
公共地线上存在各种信号电路的电流，并由地线阻抗变换成电压。当这 部分电压为低电平信号放大器输入电路的一部分时，公共地线上的耦合 电压就被放大并成为干扰输出。
C12 UN U1 当R为高阻抗时， C12 C2G
说明了在受扰电路与地之间产生的电容性耦合电 压与频率无关。
电容性耦合模型（2） 导线对地耦合电容
UN
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
C12 UN U1 C12 C 2G
电路性耦合
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
传导耦合
电容性耦合
电感性耦合
天线与天线的耦合
辐射耦合
场与导线耦合 导线与导线耦合
3.2 传导耦合的基本原理
直接传导耦合
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
(2)1000Ω阻抗
(3)50Ω阻抗, 试问导体2感应到的噪声为多少？
屏蔽体对电容性耦合的作用（1）
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
1 C1S
C12
2 UN C2S CSG U1
1
C12
2 C1S C
2S
屏蔽体拾取的骚扰电压
C1S US U1 CSG C1S C1S UN US U1 CSG C1S
导体2拾取的骚扰电压 (因为没有耦合电流通过C2s)
若屏蔽体接地，Us=0，UN=0，说明了导体2完全屏蔽。 所以导体2没有延伸到屏蔽体外，并且屏蔽体接地是最
理想的屏蔽结果。
屏蔽体对电容性耦合的作用（1）
C1G
C2G
R UN
U1
等效电路
耦合模型
电路1为骚扰源，电 路2为敏感电路，两电 路间的耦合电容为C12。
jC12 R UN U1 1 j R(C12 C2G )
电容性耦合模型（2） 导线对地耦合电容
jC12 R UN U1 1 j R(C12 C2G )
当R为低阻抗
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
第三章
电磁骚扰的耦合 与传输理论
郝晓红 2014.03.19
本章主要内容
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
R为无穷大，未完全屏蔽，但屏 UN 蔽体接地，导体2拾取的骚扰电压
C12 U1 C12 C2G C2 S
C12的大小，取决于延伸到屏蔽体外的长度，越短越小。 假定电缆长度小于一个波长，单点接地可以实现良好的 屏蔽；对于长电缆，必须多点接地。
要实现良好的电场屏蔽，必须是延伸到屏蔽体外的长度 最小，并且必须提供屏蔽体的良好接地。
消除方法：采用一点接地。 图3.3 地线阻抗形式的骚扰电压
（3）电源内阻及公共线路阻抗形成的耦合 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
I1 I 2
公共线路阻抗
电 源
I2
电路2
电路2的电源电流
的任何变化会影响电
电容性耦合模型（1）
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
R2 jCR2 U2 U1 U1 R2 X C 1 jCR2
当 CR2 1时 U 2 jCR2U1 电容性耦合主要在射频频率形成骚扰，频率越高， 耦合越明显； 相当于在受扰电路与地之间连接了一个幅度为
电容性耦合模型（1）
RL1
C
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
RL2 U1
C
U1
耦合模型
RL1
RL2
RG2 U2
RG2
等效电路
电路1为骚扰源，电 路2为敏感电路，两电 路间的耦合电容为C。
R2 jCR2 U2 U1 U1 R2 X C 1 jCR2
电路性耦合 电容性耦合 电感性耦合
共阻抗耦合 电源内阻及公共线 路阻抗形成的耦合
3.2.1 电路性耦合
（1）直接传导耦合 Z12：公共阻抗
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
电路2开路时，电路1耦合到电路2的电压
C1G
CSG C2G
UN
U1
C1G
C2G
等效电路
R
耦合模型
此时，C12=C2G=0 1、 R为无穷大, 且完全屏蔽，
C1S 屏蔽体拾取的骚扰电压 U S U1 CSG C1S
屏蔽体对电容性耦合的作用（1）
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
加至电路2，形成直接传导耦合。
骚扰经导线直接耦合至电路是很明显的，但经常
被忽视。导线经存在骚扰的环境时，拾取骚扰能量并
沿导线传导至电路而造成对电路的干扰。
（2）共阻抗耦合 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
路1的电源电压，这是 由两个公共阻抗造成 的。
I1
电源阻抗 电路1
3.2.2
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
电容性耦合
由两电路间的电场相互作用所引起的耦合。
电容性耦合模型 屏蔽体对电容性耦合的作用
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
• 实际上，导体2通常延伸到屏蔽体外，此时C12与C2G均
需要考虑。
• 当屏蔽体接地，且导体2对地电阻为无限大时，导体2上
耦合的骚扰电压为？
屏蔽体对电容性耦合的作用（ 2 ） University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
1 C1S
C12
2 UN C2S1S
C2S
C2G
C1G
CSG
UN
C1G U1
耦合模型
C2G R
等效电路
2、R为无穷大，未完全屏蔽，但屏蔽体接地。
此时，CsG与C1s不存在，电路等效为
屏蔽体对电容性耦合的作用（ 2 ） University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
耦合途径有两种： 传导耦合：通过电路耦合的干扰。（例如导线传输、 电容耦合、电感耦合。） 辐射耦合：通过空间传输的干扰。
传导耦合 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
发生条件：在骚扰源与敏感设备之间有完整的电路连接， 电磁骚扰沿着这一连接电路从骚扰源传输电磁骚扰至敏感设备， 产生电磁干扰。
Z1 Z12 U1 I1
Z2
Z12 U2 U1 Z1 Z12
U2
I2
图 3.1 电路性耦合的一般形式
（1）直接传导耦合 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
Z12 U2 U1 Z1 Z12
Z12无穷大时，则 U1=U2，即电路1的电压U1直接
U N RC12U1
说明用高阻抗的骚扰电 压表示骚扰电压合适
实际 的UN
1 R(C12 C 2G )
电容性耦合骚扰电压与频率之间的关系
作业
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
1.若导体1与导体2的分布电容 为 50PF, 而各导体对地的分 布电容为 150PF ，导体上有 100KHz ， 10V 的 交 流 信 号 ， 如果RT为 (1)无限大阻抗
共阻抗上形成的电压就会影响到另一个电路，就是共阻抗耦合。
电路1 电 路 地 电 压 1 地线电流1
电路2 电 路 地 电 压
地线电流2 公共地线阻抗
图3.2 地电流流经公共地线阻抗的耦合
将 地线 尽量 缩短 并加 粗， 以降 低公 共地 线阻 抗。
“耦合”：电路、设备、系统与其它电路、设备、系统之 间的电能量联系，耦合起着把电磁能量从一个电路、设备、
系统“传输”到另一个电路、设备、系统的作用。 “耦合途径”：从各种电磁骚扰源传输电磁骚扰至敏感
设备的通路或媒介。
3.1 电磁骚扰的耦合途径
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
2
（2）共阻抗耦合 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
公共地线上存在各种信号电路的电流，并由地线阻抗变换成电压。当这 部分电压为低电平信号放大器输入电路的一部分时，公共地线上的耦合 电压就被放大并成为干扰输出。
C12 UN U1 当R为高阻抗时， C12 C2G
说明了在受扰电路与地之间产生的电容性耦合电 压与频率无关。
电容性耦合模型（2） 导线对地耦合电容
UN
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
C12 UN U1 C12 C 2G
电路性耦合
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
传导耦合
电容性耦合
电感性耦合
天线与天线的耦合
辐射耦合
场与导线耦合 导线与导线耦合
3.2 传导耦合的基本原理
直接传导耦合
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
(2)1000Ω阻抗
(3)50Ω阻抗, 试问导体2感应到的噪声为多少？
屏蔽体对电容性耦合的作用（1）
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
1 C1S
C12
2 UN C2S CSG U1
1
C12
2 C1S C
2S
屏蔽体拾取的骚扰电压
C1S US U1 CSG C1S C1S UN US U1 CSG C1S
导体2拾取的骚扰电压 (因为没有耦合电流通过C2s)
若屏蔽体接地，Us=0，UN=0，说明了导体2完全屏蔽。 所以导体2没有延伸到屏蔽体外，并且屏蔽体接地是最
理想的屏蔽结果。
屏蔽体对电容性耦合的作用（1）
C1G
C2G
R UN
U1
等效电路
耦合模型
电路1为骚扰源，电 路2为敏感电路，两电 路间的耦合电容为C12。
jC12 R UN U1 1 j R(C12 C2G )
电容性耦合模型（2） 导线对地耦合电容
jC12 R UN U1 1 j R(C12 C2G )
当R为低阻抗
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
第三章
电磁骚扰的耦合 与传输理论
郝晓红 2014.03.19
本章主要内容
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
R为无穷大，未完全屏蔽，但屏 UN 蔽体接地，导体2拾取的骚扰电压
C12 U1 C12 C2G C2 S
C12的大小，取决于延伸到屏蔽体外的长度，越短越小。 假定电缆长度小于一个波长，单点接地可以实现良好的 屏蔽；对于长电缆，必须多点接地。
要实现良好的电场屏蔽，必须是延伸到屏蔽体外的长度 最小，并且必须提供屏蔽体的良好接地。
消除方法：采用一点接地。 图3.3 地线阻抗形式的骚扰电压
（3）电源内阻及公共线路阻抗形成的耦合 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
I1 I 2
公共线路阻抗
电 源
I2
电路2
电路2的电源电流
的任何变化会影响电
电容性耦合模型（1）
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
R2 jCR2 U2 U1 U1 R2 X C 1 jCR2
当 CR2 1时 U 2 jCR2U1 电容性耦合主要在射频频率形成骚扰，频率越高， 耦合越明显； 相当于在受扰电路与地之间连接了一个幅度为
电容性耦合模型（1）
RL1
C
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
RL2 U1
C
U1
耦合模型
RL1
RL2
RG2 U2
RG2
等效电路
电路1为骚扰源，电 路2为敏感电路，两电 路间的耦合电容为C。
R2 jCR2 U2 U1 U1 R2 X C 1 jCR2
电路性耦合 电容性耦合 电感性耦合
共阻抗耦合 电源内阻及公共线 路阻抗形成的耦合
3.2.1 电路性耦合
（1）直接传导耦合 Z12：公共阻抗
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
电路2开路时，电路1耦合到电路2的电压
C1G
CSG C2G
UN
U1
C1G
C2G
等效电路
R
耦合模型
此时，C12=C2G=0 1、 R为无穷大, 且完全屏蔽，
C1S 屏蔽体拾取的骚扰电压 U S U1 CSG C1S
屏蔽体对电容性耦合的作用（1）
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
加至电路2，形成直接传导耦合。
骚扰经导线直接耦合至电路是很明显的，但经常
被忽视。导线经存在骚扰的环境时，拾取骚扰能量并
沿导线传导至电路而造成对电路的干扰。
（2）共阻抗耦合 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
路1的电源电压，这是 由两个公共阻抗造成 的。
I1
电源阻抗 电路1
3.2.2
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电容性耦合
由两电路间的电场相互作用所引起的耦合。
电容性耦合模型 屏蔽体对电容性耦合的作用
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
• 实际上，导体2通常延伸到屏蔽体外，此时C12与C2G均
需要考虑。
• 当屏蔽体接地，且导体2对地电阻为无限大时，导体2上
耦合的骚扰电压为？
屏蔽体对电容性耦合的作用（ 2 ） University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
1 C1S
C12
2 UN C2S1S
C2S
C2G
C1G
CSG
UN
C1G U1
耦合模型
C2G R
等效电路
2、R为无穷大，未完全屏蔽，但屏蔽体接地。
此时，CsG与C1s不存在，电路等效为
屏蔽体对电容性耦合的作用（ 2 ） University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
耦合途径有两种： 传导耦合：通过电路耦合的干扰。（例如导线传输、 电容耦合、电感耦合。） 辐射耦合：通过空间传输的干扰。
传导耦合 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
发生条件：在骚扰源与敏感设备之间有完整的电路连接， 电磁骚扰沿着这一连接电路从骚扰源传输电磁骚扰至敏感设备， 产生电磁干扰。
Z1 Z12 U1 I1
Z2
Z12 U2 U1 Z1 Z12
U2
I2
图 3.1 电路性耦合的一般形式
（1）直接传导耦合 University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
Z12 U2 U1 Z1 Z12
Z12无穷大时，则 U1=U2，即电路1的电压U1直接
U N RC12U1
说明用高阻抗的骚扰电 压表示骚扰电压合适
实际 的UN
1 R(C12 C 2G )
电容性耦合骚扰电压与频率之间的关系
作业
University of Electronic Science and Technology of China (UESTC)
1.若导体1与导体2的分布电容 为 50PF, 而各导体对地的分 布电容为 150PF ，导体上有 100KHz ， 10V 的 交 流 信 号 ， 如果RT为 (1)无限大阻抗