《电磁兼容原理实验》指导书
《电磁兼容实验》指导书
《电磁兼容试验》指导书华北电力大学电磁场与电磁兼容试验室2023 年12 月目录试验四试验五试验六试验七浪涌抗扰度试验 (11)振荡波抗扰度试验 (12)屏蔽电缆耦合试验任务书 (14)电磁场屏蔽试验任务书 (15)试验一静电放电抗扰度试验概述引用标准:GB/T17626。
2〔IEC61000—4—2〕标准的依据：人体放电试验等级：空气放电、接触放电四级.一、试验目的1.把握静放电试验的步骤和要求。
2.把握静电放电试验的试验室配置。
3.了解静电放电枪功能及使用方法。
二、试验设备:静电放电枪、接地系统、试验台、水平和垂直耦合板、绝缘垫、耦合板放电线三、试验内容：1.介绍试验的标准配置要求。
接地系统、设备要求〔位置、接地、线缆)、耦合板➢台式设备：➢落地式设备:2.介绍静电放电枪的功能及使用.➢构造及附件：接地线、放电头、主机➢功能及使用联接3.试验的实施➢试验应依据试验打算进展。
试验打算内容包括：——受试设备的典型工作条件；——受试设备是按台式还是按落地式设备进展试验；——确定施加放电点；——在每个点上，是承受接触放电还是空气放电;-—所使用的试验等级——符合性试验中在每个点施加放电的次数〔至少施加十次单次放电〔以最敏感的极性〕，连续单次放电的时间间隔至少１秒.——是否还进展安装后的试验➢直接放电试验:空气放电、接触放电I.选择放电试验点、面II.选择放电方式及要求：选择空气放电或接触放电。
空气放电和接触放电的放电要求。
➢间接放电试验：水平耦合、垂直耦合。
放电位置及要求。
四、报告要求：依据以上试验及试验标准归纳、总结出试验程序及要求。
试验二射频电磁场辐射抗扰度试验概述引用标准：GB/T17626。
2〔idt IEC61000-4-2〕标准依据：空间射频辐射电磁波试验等级：三级一、试验目的：1.了解试验设备、设施的功能及作用。
2.把握射频辐射抗扰度试验的方法步骤。
3.把握抗扰度试验结果的推断准则——判据。
(20.02C.05)CNAS应用说明作业指导书(电磁兼容)
编制:审核:批准:
年月日年月日年月日
注入电流检验细则（QTC/T20.02A.1806-2009）
谐波电流检验细则（QTC/T20.02A.1807-2009）
浪涌试验检验细则（QTC/T20.02A.1808-2009）
断续干扰检验细则（QTC/T20.02A.1809-2009）
辐射骚扰检验细则（QTC/T20.02A.1810-2009）
1目的：
对“电磁兼容试验”试验程序进行规范，为电磁兼容试验实施提供具体的作业指导。以保证试验结果的可重复性。以符合CNAS-CL16的要求。
2范围：EMC测试
3适用范围：EMC实验室测试人员。
4设施和试验环境
传导骚扰、骚扰功率在屏蔽室进行。
屏蔽室屏蔽效能应能达到：
0.014-1MHz >60 dB 1-1000MHz >90dB
辐射抗扰度试验检验细则（QTC/T20.02A.1811-200--使用设备的名称、型号、校准状态；
---辅助设备的名称、型号、校准状态；
---与被测设备有关的辅助设备名称、型号、连接方式；
---被测设备的连接图；（以具体试验指导书为准）
---检测布置图；（以具体试验指导书为准）
5设备
以各个具体试验的检验细则为准。
传导骚扰电压试验检验细则（QTC/T20.02A.1801-2008）
骚扰功率试验检验细则（QTC/T20.02A.1802-2008）
静电放电试验检验细则（QTC/T20.02A.1803-2008）
电快速瞬变脉冲群检验细则（QTC/T20.02A.1804-2008）
电磁兼容实验课内容
目录 Contents
• 电磁兼容基础 • 电磁兼容实验设备与环境 • 电磁兼容实验方法与步骤 • 电磁兼容实验案例分析 • 电磁兼容实验结果与讨论
01
电磁兼容基础
电磁兼容的定义与重要性
电磁兼容的定义
电磁兼容是指设备或系统在其电 磁环境中正常工作，且不对该环 境中任何事物造成电磁干扰的能 力。
结果分析与讨论
数据对比
将实验结果与理论值或预期值进行对比，分析误差来源和影响。
影响因素分析
分析影响电磁兼容性的各种因素，如设备布局、电缆走线、接地方 式等。
兼容性问题探讨
针对实验中发现的电磁兼容性问题，探讨其原因和解决方案。
对实验的反思与改进建议
实验操作反思
01
回顾实验过程中操作是否规范、准确，分析可能影响实验结果
遵循安全操作规程，避免发生意外事 故。
注意事项
在实验过程中，注意观察并记录异常 现象，及时处理和解决可能出现的问 题。
实验数据记录与分析
数据记录
在实验过程中，及时、准确地记 录实验数据，包括实验条件、操
作过程和结果等。
数据整理
对实验数据进行整理、分类和归 档，以便后续分析和处理。
结果分析
根据实验数据，进行结果分析和 讨论，得出结论，并与理论值进
安全注意事项
操作人员培训
实验前应对操作人员进行专业培 训，确保其熟悉实验设备和操作
流程。
防护措施
操作人员应佩戴防静电手环、防辐 射眼镜等防护用品，以降低电磁辐 射对人体的影响。
安全警示标识
在实验区域设置明显的安全警示标 识，提醒操作人员注意安全事项。
03
电磁兼容实验方法与步骤
《电磁兼容原理》PPT课件_OK
60=20+A3lg(△f/△B3)，解得A3=133。在该段内线性化特性为 S(△f)=20+133 lg(△f/△B3)。 如果△f=3MHz，代入上式得S(△f)=43dB。
30 MHz~300 MHz
一54 —68 —78 —86 —92 —97 —102 —106 —110
大于300 MHz
—55-一64 —70 一75 — 79 —82 —85 —88 —90
17
谐波辐射信号的功率频谱特性
谐波辐射信号的功率频谱特性也采用调制包络曲来描述。 谐波信号的调制包络特性的形状与基波调制包络特性相似，按特性形状通常可
1
5．1 天线对天线的干扰分析
5．1．1无线电发射机的辐射特性 图5—1 调频广播和电视发射的频谱特性
2
无论发射机产生的有用信号和无用
信号，对于其他接收机来说都是潜
工作频段
在的干扰源
无意发射信号
基波信号
谐波信号
图5—2 发射机输出频谱特性
3
发射机的输出作为干扰源
• 只关注它所产生的电磁能量的时间分布、空间分布和频谱特性 • 干扰辐射能量的时间分布主要取决于发射机的工作制式 • 干扰辐射能量的空间分布主要取决于发射功率和发射天线的方向性 • 基波辐射信号是最主要的干扰源
33
定向辐射天线的立体方向图
由于立体图形画起来困难，常用两个平面的图形来表征
34
平面方向图
电磁兼容原理与设计实验教学大纲
电磁兼容原理与技术实验课程名称：电磁兼容原理与技术/ Electromagnetic Compatibility Principles and Technology学分：2.5课程总学时：32+12 实验学时：12（其中，上机学时：）课程性质：□☑必修√□☑选修是否独立设课：√□是□否课程类别：□基础实验√□专业基础实验□专业领域实验含有综合性、设计性实验：√□是□否面向专业：电子信息工程专业方向电子科学与技术专业方向先修课程：电子技术工程素质实践基础课、数字电子技术实验、模拟电子技术实验、数字信号处理实验、电磁兼容原理与设计大纲编制人：课程负责人（常天海）实验室负责人（秦慧萍）说明：1.《实验教学大纲》中的课程名称、课程总学时、实验学时、上机学时、学分、课程类别等信息必须与《本科综合培养计划》一致；2. 为保障基础，同时适应实验室开放和学生自选实验，将实验项目分必做和选做两类，便于教学过程中因材施教；3. “是否独立设课”：分为独立设课和非独立设课两种，独立设课课程总学时与实验总学时完全一致；4. 含有综合性、设计性实验：按教育部本科教学水平评估要求，设有综合性、设计性实验的课程占有实验的课程总数的比例应大于等于80%（注意评估指标并非指一门课程中的综合性、设计性实验项目所占比例应不小于80%）。
这里只需选择该门课程是否设有综合性、设计性实验；5. “面向专业”：按教务处本科教学综合培养计划中规定的专业名称（或方向）全称填写。
学院内开设的同一课程适应不同专业又有不同教学要求的，请分开不同专业（或方向）分别编制实验大纲；6. 课程设计、金工实习、电子工艺实习等集中实践教学环节不列入实验大纲编写范围；7. “大纲编制人”：实践教学与理论教学互相支撑、密不可分。
本次大纲的修订应由承担课程教学任务的教学团队和实验技术团队共同完成。
理论课程负责人、实验课负责人（实验人员）须共同署名。
一、教学信息教学的目标与任务：该课程是“电磁兼容原理与设计”这门学科基础课的配套实验，其目的是使学生通过实验加深对电磁干扰源及其危害、传导和辐射这两类干扰的产生机理、三种主要（接地、屏蔽和滤波）电磁兼容技术、电磁干扰的发射和敏感性测量技术、静电基本参量的测试方法、人体静电参数的测试方法及基于MATLAB软件对静电放电模型的仿真等基本理论与技术的理解，通过实验培养学生了解并掌握“移动用户终端的电磁干扰”、“微电子器件和设备的静电放电敏感度测试”或“微电子器件及集成电路的电磁敏感性测量及评估”或“静电放电脉冲对集成电路损伤效应的评估”、“静电基本参量及人体静电参数的测量”、“固体各类动态作业过程的静电动态多因素联合效应模拟实验”及“静电放电模型的MATLAB软件仿真实验”等方法或技能，从而培养学生在电子系统的电磁兼容设计及静电防护工程等领域的分析问题、解决问题及实践动手能力。
电磁兼容原理实验教案
电磁兼容原理实验教案一、实验目的1. 理解电磁兼容的基本概念。
2. 掌握电磁兼容的基本设计原则。
3. 学习电磁兼容的实验方法和技巧。
4. 培养实验操作能力和团队协作能力。
二、实验原理1. 电磁兼容的基本概念：电磁兼容是指电子设备或系统在同一电磁环境中能正常工作，并不干扰其他设备正常工作的能力。
2. 电磁兼容的基本设计原则：a) 屏蔽：采用金属屏蔽或导电涂层等方法减少电磁干扰。
b) 滤波：利用滤波器去除电源线和信号线上的干扰信号。
c) 接地：合理设置接地，降低设备之间的干扰。
d) 布线：按照电磁兼容原则进行合理布线，减少信号间的相互干扰。
三、实验器材与设备1. 实验桌椅2. 计算机3. 示波器4. 信号发生器5. 功率放大器6. 接收器7. 屏蔽盒8. 滤波器9. 接地线10. 导线四、实验内容与步骤1. 实验一：电磁干扰的产生与检测a) 连接信号发生器、功率放大器和接收器。
b) 设置信号发生器产生一定频率的信号。
c) 通过功率放大器放大信号，观察接收器接收到的干扰信号。
d) 分析干扰产生的原因和特点。
2. 实验二：屏蔽对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，加入屏蔽盒。
b) 将信号发生器、功率放大器和接收器放入屏蔽盒内。
c) 重复实验一的操作，观察屏蔽对电磁干扰的影响。
d) 分析屏蔽的作用和效果。
3. 实验三：滤波对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，加入滤波器。
b) 将滤波器串联在信号发生器和功率放大器之间。
c) 重复实验一的操作，观察滤波对电磁干扰的影响。
d) 分析滤波的作用和效果。
4. 实验四：接地对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，合理设置接地。
b) 将信号发生器、功率放大器和接收器分别接地。
c) 重复实验一的操作，观察接地对电磁干扰的影响。
d) 分析接地的作用和效果。
5. 实验五：布线对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，按照电磁兼容原则进行布线。
b) 重复实验一的操作，观察布线对电磁干扰的影响。
《电磁兼容测试》课件
电磁干扰可能导致电子设备性能下降、数据传输错误、信号失真等问题，甚至可能对人身 安全造成威胁。
电磁兼容性测试的原理
电磁兼容性测试的目的
电磁兼容性测试的目的是检测电子设备或系统在正常工作和故障状态下产生的电磁干扰是否超过规定的限值，以及设 备或系统对外部电磁干扰的抗干扰能力。
电磁兼容性测试的方法
智能化
测试设备将更加智能化，能够实现自动化测试、 远程监控和数据分析。
绿色环保
在电磁兼容测试中，将更加注重环保和节能，减 少对环境的负面影响。
提高电磁兼容性的方法与策略
01
02
03
优化电路设计
通过优化电路设计，降低 电磁干扰和提高设备抗干 扰能力。
屏蔽与滤波技术
采用屏蔽和滤波技术，减 少电磁干扰的传播和影响 。
电磁兼容测试的标准和规范
国际上常见的电磁兼容测试标准和规范包括：CISPR、EN55022、EN55013等，这些标准和规范规定了不同电子设备的电磁 兼容性能要求和测试方法。
国内也有相应的电磁兼容测试标准和规范，如GB/T17626等，这些标准和规范与国际标准和规范基本一致，但可能存在一些 差异和特殊要求。
电磁干扰的形成与传播
电磁干扰源
电磁干扰源包括各种电气设备和电子系统，如电动机、发电机、开关电源、电弧焊接设备 、日光灯等。
电磁干扰的传播途径
电磁干扰可以通过空间辐射和导线传导两种方式传播。空间辐射是指干扰源通过空间传播 到敏感设备的电磁波，导线传导是指干扰源通过电源线、信号线等导线传播到敏感设备的 干扰信号。
测试方法
在开阔场地或屏蔽室内进行测试，根据不同的频率范围和 设备类型，选择合适的测试距离和测量仪器。
传导骚扰测试
电磁兼容实验指导书
第三部分电磁兼容实验一开关电源传导型EMI测试一、实验目的1、通过实验了解在交流电源线上、由被测设备产生的干扰信号。
2、通过实验掌握频谱分析仪的使用方法、掌握电源阻抗稳定网络的结构原理和使用方法。
3、设计EMI电源滤波器，并通过改变滤波器结构、电路参数等，测量开关电源传导干扰，记录并分析频谱分析仪上所测试的波形变化情况。
4、通过实验掌握传导型EMI测试的测试条件和测试方法。
三、实验原理图13电力电子设备的广泛应用,带来了日益突出的电磁污染问题。
电磁干扰( EMI) 发射源不仅对环境产生不良影响,还对电网及其邻近的电气设备等产生影响。
传导发射测量的对象是输入电源线、互连线和控制线。
干扰类型可能是连续波干扰电压、连续波干扰电流和尖峰干扰信号。
典型的核心测量设备是频谱分析仪,它能够快速地在较宽的频率范围内进行扫描。
EMC 标准都是在频率域中规定的,如果干扰是周期性信号,则用傅里叶级数进行变换,这时的频谱是离散的,即只在有限的频率点上有能量。
对于非周期性的干扰信号,用傅里叶变换将信号从时域变到频域,得到频谱,这时频谱是连续的。
因为周期信号有限的能量分布在有限的频率上,因此能量更集中,干扰作用更强。
在使用频谱分析仪时,首先应注意的是,由于频谱分析仪是在较宽的频率范围内进行扫频,因此对于作用时间很短的瞬时干扰不敏感,如静电放电和雷电干扰。
这时应采用测量接收机进行测量。
其次,频谱分析仪的精度和扫描范围有关,扫描范围越窄,测量精度越高。
这时,如果输入信号过大,容易发生过载现象,使测量结果失真或损坏仪器。
另外,频谱分析仪的灵敏度还和中频带宽有关,减小中频带宽能够提高灵敏度,但是会增加扫描时间。
实验步骤1、将突破抑制器接上频谱的RF端。
2、将LISN接至突破抑制器上。
3、被测设备放在离地面80cm高的实验台上，被测电源线通过电源阻抗稳定网络接到电网上。
4、将频谱的解析度(RBW)开至9K。
5、将刻度从dBm改成dBμV。
电磁兼容技术手册
电磁兼容技术手册第一章介绍电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是指在特定的电磁环境中，电子设备能够正常运行，同时不对其周围的其他设备或系统产生不可接受的电磁干扰。
为了确保设备之间的电磁兼容性，技术手册扮演着重要的角色。
本手册旨在提供关于电磁兼容技术的详细信息和实用指南。
第二章 EMC基础知识2.1 电磁辐射电磁辐射是指电子设备在操作过程中产生的电磁波向周围空间传播的现象。
这些电磁波会传播到其他设备中，可能引起干扰或损害其正常运行。
在本章中，我们将介绍电磁辐射的原理、测量方法和控制措施。
2.2 电磁感应电磁感应是指电子设备由于周围环境中的电磁场变化而产生的电磁干扰。
这种干扰可能会导致设备操作不稳定或引起故障。
本章将探讨电磁感应的原理、测量方法和抑制技术。
第三章 EMC测试与评估3.1 EMC测试方法EMC测试是评估设备的电磁兼容性的关键步骤。
在本章中，我们将详细介绍常见的EMC测试方法，包括辐射测试和传导测试。
同时，还会提供测试设备和测试环境的要求。
3.2 EMC评估标准为了确保设备的电磁兼容性，各国和行业建立了一系列的电磁兼容性标准。
在本节中，我们会列举并详细解释一些常见的EMC标准，如CISPR、IEC和FCC等。
第四章 EMC问题分析与解决4.1 故障分析方法当设备出现电磁兼容性问题时，及时准确地分析故障原因是解决问题的关键。
本章将介绍一些常用的故障分析方法，如频谱分析、射频干扰源定位等。
4.2 EMC问题解决技术针对不同的电磁兼容性问题，我们可以采取不同的解决技术。
本章将介绍一些常见的EMC问题解决技术，如滤波器的应用、屏蔽技术和接地技术等。
第五章 EMC设计指南5.1 PCB布局与布线在电子设备设计中，合理的PCB（Printed Circuit Board）布局和布线对于提高电磁兼容性至关重要。
本章将提供一些建议和指南，帮助工程师设计EMC友好的PCB。
EMC EMI 电磁兼容性实验指南说明书
Figure 1: Here in the simplest of circuits, a clock oscillator drives a load with current returning either through a wire or trace as in (a) or through a return plane as in (b)� Both designs can create EMI� Some inductance will exist in the return path causing any wires connected directly or incrementally to it to radiate� A plane has less inductance than a wire or trace, butsignificant emissions can arise from both designs�EMI: Why Digital Devices RadiateFigure 2: We assembled and tested this circuit to see if theory would correctly predict observed emissions�wereytakenyatopyay.8ymeterywoodenyturntableywhichywasy rotatedytoydetectymaximumyemissions.yAsyexpected,ywheny theyattachedytelescopingyantennasywereytunedyforyresonance,y maximumyemissionsyatytheyresonantyfrequencyywereyobservedy whenytheytelescopingyarmsylayyparallelytoyayhorizontallyy polarizedyantenna.yMeasurementsywereyperformedyatyaydistanceyofy10ymetersyandytheyantennaywasyraisedyandyloweredy toydetectymaximumyemissionsyoveryay1ytoy4ymeteryrange.y Weybeganyourystudyybyyfocusingyonyoneyfrequency,ytheyfifthy harmonicyofytheyclockyaty125yMHz.yTheytelescopingyelementsy wereytunedytoyresonanceyatythatyfrequencyyandyleftythereyforythey durationyofytheytest.yTheycircuityshownyinyFigurey2yproducedy 39.4ydBuV/myofyradiationyaty10ymeters.yOurynextytaskywasytoyexplainywhyythisycircuityradiates,y calculateytheypredictedyradiationyandyseeyifyitymatchedyoury measuredyresults.yItyisynowywellyestablishedyoneymechanismycausingyradiationy atytheseyfrequenciesyisythatyillustratedyinyFigurey1.yAyclockyory clock/driverycombinationyservesyasyaysourceydrivingyaydistanty load.yTheysignalyproducedyisyaytrapezoidalywavey(squareywavey withyfiniteyriseyandyfallytimes)yandytheysourceyhasyanyinternaly resistance,yR o ,yandyinductance,yL o .yTheyloady(Z 2yinyFigurey1)y isyaylogicygate,ywhich,yforyMOSybasedytechnologies,ycanybey modeledyasyaycapacitance.yAyseriesyresistance,yR S yisysometimesy insertedyatytheysourceyendytoysuppressyringing.yTheoryystatesythatythey“drivenywire,”ythatyisytheywirey connectingytheysourceytoytheyloadycanybeycharacterizedyasy anyinductor.ySimilarly,ytheyreturnytracey(Figurey1a)yoryplaney (Figurey1b)ycanyalsoybeycharacterizedyasyanyinductoryatyy 125yMHzy(Z3).yAyreturnyplaneyhasyayconsiderablyylowery inductanceythanyayreturnytrace.yIfyweyknowytheycurrentypassingythroughytheyreturnyplaneyory trace,ythenybyyusingytheyinductanceyvariousymodelsypredicty weycanycalculateyayvoltageydropyacrossytheyreturnytraceyory plane.yThisyvoltageydropywillydriveyanyywiresyattachedytoythey returnypathyasyifytheyywereyantennas.yBasically,ytheyreturnytracey oryplaneyservesyasyaylowyimpedanceyvoltageysourceydrivingy attachedywires.yAnyywiresydirectlyyoryincrementallyyconnectedy toytheyreturnytracesyoryplaneywillyradiate.yInyayworst-caseyscenario,ytheywiresyattachedytoytheyreturnytraceyoryplaneycanybey stretchedyoutytoyformyaydipoleyresonantyatyoneyofytheyharmonicsy ofytheyclockyoscillator.yThatyisywhatywasydoneyhere.y AyTektronixyCT1ycurrentyprobeywasyusedytoymeasureythey currentythroughytheydrivenywire.yTheycurrentywaveformyisy shownyinyFigurey3.yTheyamplitudeyofytheycurrentywasyalsoy measuredybyyusingyayspectrumyanalyzer.yAtyayfrequencyyofyy 125yMHzytheyamplitudeyofytheycurrentymeasuredywasyy2.8ymilliampsyRMS.y(Theycurrentyprobeywasyremovedyduringy EMIytesting.)yEMI: Why Digital Devices RadiateTheyinductanceyofytheyreturnyplane,yaccordingytoyKadenyasyreportedybyyLeferinky[1],yis:yWhere:yL return plane y=yreturnyplaneyinductancey w y=ywidthyofytheyplaneyinymetersyd y=ydistanceybetweenytheydrivenytraceyandytheyreturnyplaneyiny metersyl y=ylengthyofytheydrivenytraceyinymeters,y l >>d yµ0y=ypermeabilityyofyfreeyspacey=y4πyxy10-7yHenries/meteryHockanson,yetyalymadeyayslightlyydifferentypredictiony[2].yItyis:Theyconstanty k yisygeometryydependent.yIty isyayfunctionyofytheycurrentydistributionyiny theyreturnyplane.yKaden’syformulayassumesy thatytheyreturnycurrentyspreadsyoutyevenlyy acrossytheyreturnyplane.yButythisyisynotyso.yIty isynowyknownythatytheycurrentyinytheyreturny planeyconcentratesybeneathytheydrivenytrace.y Theyconstanty k ythereforeycanybeydifficultytoy predict.yEstimatesyplacey k ybetweeny2yandy5.y We’llyuseytheyupperylimityofythisyrange,y k =5ytoyarriveyatyayworst-caseypredictionyfory theyradiation.yInsertingytheyvaluesyforythey circuityinyFigurey2y(d =.76ymm,y w =114ymm,y l =9.5ycm)yyieldsyanyinductanceyvalueyfory theyreturnyplaneyofy.033ynH/cmyory.32ynHyy inytotal.yAty125yMHzyanyimpedanceyofyy .25jyohmsywouldyresultydueytoythisyinductance.yTheyvoltageydropyacrossythey returnycanybeyreadilyycomputedyfromythey measuredycurrentyaty125yMHzyy(2.8ymilliamps).yTheyvoltageyacrossythey return,ytheymodelypredicts,yisy.07yV olts.y Thisyvoltageydrivesytheyattachedytelescopingy antenna,ytheyarmsyofywhichywereyadjustedy toyhalfywaveyresonanceycreatingyayhalfywaveyresonantydipole.yWeycanycalculateythey predictedyfreeyspaceyemissionsyfromyayhalfy waveyresonantydipoleyusingytheyfollowingyformulay[3]:yFigure 3: The current in the driven wire, and therefore the return, was measuredusing a Tektronix CT1 current probe�Figure 4: Slicing the return raises the return inductance resulting in increasedradiation�EMI: Why Digital Devices RadiateWhere:yE(V/m)y=yfreeyspaceyfieldystrengthyG ant y=ygainyofyayresonantyhalfywaveydipoleyoveryisotropicy=y 2.1ydBiy=y1.3yr y=ydistanceyfromytheycircuitytoytheymeasuringyantennayiny metersy=y10ymetersyV r y=ytheyvoltageydroppedyacrossytheyreturnyplaney=y.07yV oltsy Z ant y=yimpedanceyofytheyradiatingyantennay=y73yohmsyforyay halfywaveydipole.yOurymodelypredictsyfreeyspaceyradiationyofy35.2ydBuV/myatyy 10ymeters.yTestingyoveryaygroundyplaneyaffectsytheyimpedanceyofy theyradiatingyantennaysomewhatyandyprovidesyforygroundy reflection.yAsyanyapproximation,yweycanyassumeythatytheynety ofytheseyeffectsyisytoyincreaseyemissionsybyy5ydByaty125yMHz.y Usingythisyadjustment,yourymodelypredictsyemissionsyofyy 40.2ydBuV/m,yquiteycloseytoytheymeasuredyvalue.yOurysimpleycircuityofyFigurey2yusedysolidypoweryplanes.y Practicalypoweryplanes,yhowever,yareynotysolidybutyarey interruptedybyyholesyandygaps.yModelsyproposedybyyresearchersypredictythatyemissionsywillyriseydramaticallyyifythey returnyplaneyisyinterruptedywithyayslityasyshownyinyyFigurey4.yTheyslitycutsycompletelyythroughytheyPCB,yinterruptingybothytheyV+yandyV-yplanes.yItyisy.065”y(1.65ymm)y wideyandyextendsyfromyoneyedgeyofytheyboardytoyaypointy1”y (2.54ycm)ypastytheytrace.yTheymeasuredyemissionsyaty125yMHzy didyriseydramatically,ytoy59.8ydBuV/m.Hill,yetyal.,y[4]ymodelsytheyincreasedyinductanceybyyanalyzingy theygapyasyayshortedytransmissionyline.yDash,yetyaly[5]ycalculatesythisyinductanceytoybe:yWhere:yw y=ytheywidthyofytheyplaneytoytheyleftyandyrightyofytheyslotyiny metersys y=ytheywidthyofytheyslotyitselfyinymetersy w y>>y s yandy L gap y<<yλyApplyingythisyformulaytoyourytestycircuity(s =1.65ymm,y w =6.86ycm)yandyconsideringythaty L gap y=2.54ycmyyieldsyaypredictedyvalueyofyreturnyplaneyinductanceyofy4.4ynHyresultingyinypredictedyemissionsyofy63.0ydBuV/myaty10ymeters.yThisyEMI: Why Digital Devices Radiatevalueyisyinyreasonableyagreementywithythey measuredyvalue.yResearchersyalsoyagreeythatyifytheyreturny planeyisyinterruptedybyyholesyratherythany ayslit,ytheyincreasedyinductanceycausedybyy theypresenceyofytheyholesywillyincreasey emissionsyonlyyslightly.yFigurey5yshowsy theycircuityofyFigurey2ywithyholesydrilledy throughytheyplane,yinterruptingybothytheyV+y andyV-yplanes.yHolesywereyplacedy.16”yy (4.1ymm)ycenterytoycenteryandywerey.125”y (3.2ymm)yinydiameter.yNoychangeyiny emissionsywasynotedyaty125yMHzydueytoyy theypresenceyofytheyholes.yNext,yweyevaluatedyanyunorthodoxymethodyforyreducingyemissionsyfromyany imperfectyreturnyplaney[6].yThisymethody usesyaycommonymodeychokeylocatedyneary theyclock.yInytheory,ytheypresenceyofythey commonymodeychokeyshouldyforceycurrenty toyreturnythroughytheyreturnywire,ytheyoney thatypassesythroughytheycommonymodey choke,yinsteadyofythroughytheyreturnyplane.y Evenyifytheyreturnyplaneywasyinductiveybecauseyofytheypresenceyofyanyopeningysuchy asyayslit,ylittleyvoltageywouldybeydroppedy acrossytheyreturnyplaneysimplyybecauseythey RFycurrentydoesynotypassythroughyit.y WeyusedytheycircuityofyFigurey6.yTheyy returnyplaneywasygapedyasyinyFigurey4.yy Aytwistedypairyconsistingyofy24yAWGy magnetywireywasypassedythroughytwoyy Fair-Ritey2643000801yNo.y43ytypeyferritey beadsy1y1/2ytimesyandywasythenyconnectedy theyclockyandytheyload.yTheyreturnywireywasy connectedytoytheygroundyplaneyimmediatelyy adjacentytoytheyclockyandytheyload.yEmissionsyfellydramaticallyyaty125yMHz,yytoy38.7ydBuv/myaty10ymeters.yFigure 5Figure 6: One unorthodox method of suppressing radiation is to use acommon mode choke in the drive circuit�Test Conditions Figure Measured Emissions (dBuV/m at 10m)Predicted Emissions (dBuV/m at 10m)Solid Return Plane Figure 2 39.4 40.2 Slotted Return Plane Figure 4 59.8 63.0 Holed Return PlaneFigure 5 40.2 ~ 41 Slotted Return Plane with CM Choke Figure 6 38.7 -Solid Return Plane with CM Choke N/A 32.7 -Clock Running Alone with No Wires AttachedN/A29.7-Table 1: Radiation detected at 125 MHz is shown under varying conditions�EMI: Why Digital Devices RadiateEmissionsywereythenymeasuredyusingyay circuitythatyemployedybothyaycommonymodey choke,yasyshownyinyFigurey6,yandytheysolidy groundyplaneyofyFigurey2.yEmissionsyfelly onceyagain,ythisytimeytoy32.7ydBuV/m.yy Asyayfinalytest,ytheyconnectionybetweenythey clockyandytheyloadywasyremovedysoythatythey clockyoscillatorycouldyrunybyyitselfywithouty anyywiresyattached.yAty125yMHzytheyclocky oscillator,yoperatingyaloneyandyfedypowery throughysolidyV+yandyV-yplanes,yproducedy 29.7ydBuv/myofyemissions,yonlyy3ydBylessy thanytheyemissionsyproducedybyytheyuseyofyay combinationyofyaycommonymodeychokeyandy aysolidyreturnyplane.yDatayisysummarizedyy inyTabley1.ySoyfar,ysoygood.yTheoryyworksywellyatyy125yMHz.yButytheoryydoesynotyworkywellyaty theyninthyharmonic,y225yMHzy(Tabley2).yy Inyfact,ywhatyisyremarkableyaboutythey 225yMHzydatayisythatyitywasyseeminglyy unaffectedybyyanythingythatyweydid.yThey logicalyconclusionytoybeydrawnywasythatyemissionsyatytheyhigheryharmonicsywereyFigure 7: Variously called I dd Delta, Idd Noise or “Shoot Through” current, aspike in supply current drawn occurs as a MOS gate changes state�notysoymuchydueytoycurrentyonytheydrivenywireybutywerey dueytoysomeyinternalymechanismyinytheyintegratedycircuitsy themselves.yTheyintegratedycircuitsyusedywereyofytheyMOSyfamily.yFigurey7y showsytheybasicystructureyofyayMOSydevice.yPychannelyandyy Nychannelydevicesyserveyasyswitchesyalternatelyyconnectingy theyoutputytoyV+yandyV-,ydependingyonytheyinputyvoltage.yVeryy littleycurrentyflowsyfromyV+ytoyV-ywhenyaygateyisyeitheryinyitsy highyorylowystate.yForyexample,ywhenytheyinputyofyaygateyisy inyitsyhighystate,ytheyNychannelyFETyisyturnedyonyconnectingy theyoutputytoyV-.yTheyPychannelydeviceyisyinyitsyoffystateyandy presentsyayveryyhighyimpedanceybetweenyV+yandytheyoutput.y Therefore,ylittleycurrentyflowsybetweenyV+yandyV-.yTheysamey situationyisytrueyinyreverseywhenyinputyisylowyandytheyoutputy isyhigh.yInytheytransitionyregion,yhowever,ycurrentydoesyflowy fromyV+ytoyV-.yThisycurrentyisyayfunctionyofyinputyvoltage,yandy isyshownyinyFigurey7.yItypeaksysomewhereyinytheymiddleyofythey inputyvoltageyrange,yandyisyknownyasy“I ydd yDelta,”y“I ydd yNoise”y orysometimesyasy“shootythrough”ycurrent.yTheyeffectyofyI ydd yDeltayisytoyproduceyay veryybriefycurrentypulseyeveryytimeythey gateychangesystate.yTheynetyresultyisyay currentypulseyonytheysupplyyplanesyofy approximatelyy1ymilliampypeakyandyabouty 1ynanosecondyinywidthyeachytimeyaytypicaly 74HC02ygateyswitches.yUnfortunately,ytheyamountyofyradiationywey canyexpectydueytoyI ydd yDeltaycanybeydifficulty toypredict.yForyoneything,ymanufacturersy rarelyyciteyI ydd yDeltayinytheirydataysheets.y Foryanother,yI ydd yDeltayisyhighlyyvariable.y Amongyotherythingsyityisyayfunctionyofythey supplyyvoltage,yvaryingyasyayfunctionyofyy V cc ytoythey2.2ypower.y[7].Figurey8yshowsyhowythisycurrentypulseyturnsy intoyayvoltageyacrossytheyreturnyplane.yy I ydd yNoiseycurrentymostlyypassesythroughy anyybypassycapacitoryimmediatelyyadjacenty toytheyintegratedycircuit.yHowever,ythey impedanceyofythatycapacitoryisyfinite,yandy someyofytheycurrentyisyfedybackythroughythey supplyyplanes.yThisycreatesyaynoiseyvoltagey dueytoytheyimpedanceyofytheyreturnyplane.yTest Conditions Figure Measured Emissions (dBuV/m at 10m) Solid Return Plane Figure 2 50.2 Slotted Return Plane Figure 4 51.2 Holed Return Plane Figure 5 50.1 Slotted Return Plane with CM Choke Figure 6 49.6 Solid Return Plane with CM ChokeN/A50.1Table 2: Radiation detected at 225 MHz under varying conditions is shown� Unlike the radiation detected at 125 MHz, the changing conditions did notaffect the radiation at 225 MHz significantly�Figure 8: The spike in supply current caused by I dd Delta creates a current flowthrough the return plane� Frequency (MHz)Circuit of Figure 4Circuit of Figure 9bReduction (dB)75 41.3 27.3 14.0 125 59.8 31.2 28.6 175 53.4 34.3 19.1 225 51.2 33.6 17.6 275 33.8 27.8 6.0 325 48.4 22.7 25.7 375 48.4 <20 >28.4 425 39.4 <20 >19.4 475 37.3 <20 >17.3 52531.7<20>11.7Table 3: Reductions in Emissions (dB/uV at 10m)Figure 9: A small pi filter on the supply of the 25 MHz clock as shown in (b) dramatically reduced radiation at 225 MHz� Even a short length of wire as shown in (c) significantly reduced radiation by forming an LC filter�The filter works by reducing IDelta�ddAs mentioned, our test circuit already had wafer type capacitors placed immediately below the ICs. So as a further experiment, we isolated the V+ pin (pin 14 on both devices) from the V+ plane. A wire was connected as shown in Figure 9c. Although identical on a schematic, this configuration provided some filtering because of the wire’s inductance. Test results show a reduction of 9 dB at 225 MHz. The next step was to add a second bypass capacitor as shown in Figure 9b (a 1000 picofarad surface mount multilayer type) and to replace the wire with a surface mount device designed to increase series impedance over a wide frequency range.A TDK MMZ2012S301 was chosen which, according to the manufacturer’s data sheet, exhibits an impedance of greater than 300 ohms at the frequencies of interest. An additional reduction of more than 19 dB was noted.Table 3 demonstrates the results of our efforts. Note that improvement was achieved without using any filtering near our “I/O” (telescoping elements) or shielding. nREFERENCES1. F. Leferink, “Inductance Calculations: Methods AndEquations,” 1995 IEEE International Symposium onElectromagnetic Compatibility, Page 16.2. D. Hockanson, J. Drewniak, T. Hubing, T. Van Doren, F.Shu, C. Lam, L. Rubin, “Quantifying EMI Resulting from Finite-Impedance Reference Planes,” IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Nov. 1997, Page 286.3. G. Dash et al, “Computational Methods Aid inUnderstanding Antennas,” Conformity Annual 2001,Page 126.4. R. Hill, T. Van Doren, T. Hubing, J. Drewniak, and F.Gisin, “Common Mode Currents Induced On WiresAttached To Multilayered Printed Wire Boards WithSegmented Ground Planes,” 1994 IEEE InternationalSymposium on Electromagnetic Compatibility, Page 116.5. G. Dash et al, “Designing for Compliance. We Put Theoryto the Test,” Conformity, March 1998, Page 10.6. F. J. Tilley, “Reducing Radiated Emissions on High SpeedSignal Lines Using Common Mode Choke Coils,” IEEE Symposium on Electromagnetic Compatibility, 1995.7. High Speed CMOS Designer’s Guide, Signetics/Philips,Feb. 1986, Page 2-18.Glen Dash is the author of numerous papers on electromagnetics. He was educated at MIT and was the founder of several companies dedicated to helping companies achieve regulatory compliance. Currently he operates theGlen Dash Foundation which uses ground penetrating radarto map archaeological sites, principally in Egypt.Copyright Ampyx LLC。
电磁兼容原理、技术及应用 课件 梁振光
2.2 电磁骚扰源
2.2.1 电磁骚扰的一般分类
1) 从来源分：自然骚扰和人为骚扰。 2) 从骚扰属性分 ：功能性骚扰和非功能性骚扰。 3) 从耦合方式分 ：传导骚扰和辐射骚扰 。
4) 从频谱宽度分 ：宽带骚扰和窄带骚扰 。
5) 从频率范围分 ： 甚低频骚扰(30Hz以下)、 工频与音频骚扰(50Hz及其谐波)、 载频骚扰(10kHz一300kHz)、 射频及视频骚扰(300kHz一300MHz)、 微波骚扰(300MHz一100GHz)。
20世纪80年代以来，国内电磁兼容学术组织 纷纷成立，学术活动频繁开展 。1987年召开第一 次全国性会议，1990年举办了第一次国际性会议。
20世纪90年代以来，建立了一批电磁兼容性试 验测试中心，一系列电磁兼容标准已进入实施阶段。
1.2 电磁兼容学科研究的主要内容
(1) 电磁干扰特性及其传播理论 (2) 电磁危害及电磁频谱管理 (3) 电磁干扰的工程分析方法及控制技术 (4) 电磁兼容的设计方法 (5) 电磁兼容性测量和试验技术 (6) 电磁兼容性标准和工程管理 (7) 电磁兼容分析和预测 (8) 电磁脉冲及其防护
(5) 家用电器、电动工具及电气照明 (6) 信息技术设备 (7) 静电放电
无论是自然的或人为的电磁骚扰源，按其 构成威胁的程度均可分为4类：雷电、强电磁 脉冲、静电放电和开关操作，其电压、电流 和时域特性见表2-1。
瞬变的来源
电压
电流
上升时间 延续时间
雷电
a
b
500kV/m 6kV/m
200kA 3kA
0
π
2h
2w
2
h2 w2 h ln h
《电磁兼容测试》课件
电快速瞬变脉冲群抗扰度测试模拟雷击对设备的影响，以评估设备在雷击瞬态下的性能。测试分为线 对线和线对地两种方式。
雷击浪涌抗扰度测试
总结词
雷击浪涌抗扰度测试是模拟雷击对设备 的影响。
VS
详细描述
雷击浪涌抗扰度测试模拟雷击对设备的影 响，以评估设备在雷击瞬态下的性能。测 试分为直接雷击和间接雷击两种方式。
医疗设备
医疗设备是另一个需要电磁兼容测试的重要领域。医疗设备通常需要在高精度的环境中工作，如心脏 起搏器、监护仪、超声波仪器等。电磁兼容测试可以确保这些设备在电磁环境中能够正常工作，不会 受到干扰，从而保障患者的安全。
电磁兼容测试对于医疗设备的研发和生产也是必不可少的，可以提高设备的可靠性和安全性，确保患 者的治疗效果。
目的
通过电磁兼容测试，确保电子设备在电磁环境中能够正常、 稳定地工作，降低电磁干扰对设备性能的影响，提高设备的 安全性和可靠性。
电磁兼容测试的重要性
01
保障设备正常运行
电磁兼容测试可以及时发现并解决设备在电磁环境中可能遇到的问题，
如电磁干扰、电磁脉冲等，从而保障设备的正常运行。
02 03
提高产品质量
电磁兼容测试是产品研发和生产过程中不可或缺的一环，通过测试可以 发现并改进产品设计、材料选择、制造工艺等方面存在的问题，提高产 品的整体质量。
满足市场需求
随着人们对电子设备性能要求的提高，电磁兼容测试已成为电子产品进 入市场前必须通过的门槛之一。通过测试可以证明产品具有良好的电磁 兼容性能，满足市场需求。
详细描述
辐射骚扰测试主要测量 设备工作时向空间发射的电磁波强度，以评估其对周围其 他电子设备的影响。测试方法包括准峰值测量 和平均值测量。
电磁兼容原理实验教案
一、教案基本信息1. 教案名称：电磁兼容原理实验教案2. 适用课程：电磁学、电磁兼容性原理、电子工程3. 课时安排：2学时4. 实验目的：(1) 了解电磁兼容的概念及其重要性；(2) 掌握电磁兼容的基本原理；(3) 学习电磁兼容的设计方法和实验技巧；(4) 培养学生的动手实践能力和团队协作精神。
5. 实验器材：电脑、示波器、信号发生器、滤波器、电磁屏蔽材料等。
二、教学内容与步骤1. 教学内容：(1) 电磁兼容的基本概念；(2) 电磁兼容的原理及其影响因素；(3) 电磁兼容的设计方法；(4) 电磁兼容实验的操作步骤及技巧。
2. 教学步骤：(1) 介绍电磁兼容的基本概念，让学生了解电磁兼容的重要性；(2) 讲解电磁兼容的原理及其影响因素，引导学生思考电磁兼容的实际应用；(3) 教授电磁兼容的设计方法，让学生掌握如何进行电磁兼容设计；(4) 分组进行实验，让学生动手实践，培养团队协作精神。
三、教学方法1. 讲授法：讲解电磁兼容的基本概念、原理及其影响因素；2. 案例分析法：分析实际案例，让学生更好地理解电磁兼容的设计方法；3. 实验操作法：分组进行实验，培养学生的动手实践能力；4. 小组讨论法：在实验过程中，鼓励学生相互交流、讨论，培养团队协作精神。
四、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的发言和提问情况，评价学生的参与度；2. 实验报告：评估学生的实验报告，了解学生对实验原理、操作步骤及实验结果的理解和掌握程度；3. 小组讨论：评价学生在小组讨论中的表现，包括观点阐述、沟通交流和团队协作等方面。
五、教学资源1. 教材：电磁学、电磁兼容性原理等相关教材；2. 网络资源：相关电磁兼容的学术论文、案例分析等；3. 实验器材：电脑、示波器、信号发生器、滤波器、电磁屏蔽材料等。
4. 课件：制作精美的课件，辅助讲解电磁兼容的基本概念、原理及其影响因素。
六、教学重点与难点1. 教学重点：(1) 电磁兼容的基本概念；(2) 电磁兼容的原理及其影响因素；(3) 电磁兼容的设计方法；(4) 电磁兼容实验的操作步骤及技巧。
《电磁兼容实验》指导书
《电磁兼容实验》指导书电磁兼容实验指导书一、实验目的1.掌握电磁兼容的基本概念和原理。
2.学习电磁辐射和电磁敏感性的测量方法。
3.了解并掌握电磁屏蔽的原理和方法。
二、实验仪器和材料1.信号发生器2.混频器3.高频示波器4.高频功率放大器5.高频天线6.磁场传感器7.电磁辐射测量仪8.电磁敏感性测量仪9.屏蔽箱10.实验样品三、实验内容和步骤1.实验1：电磁辐射测量方法步骤：1)将信号发生器连接到混频器，并将混频器连接到高频示波器。
2)将高频功率放大器连接到高频天线，并将高频天线放置在电磁辐射测量仪的探头附近。
3)设置信号发生器的频率和幅度，观察并记录示波器上显示的高频信号波形和幅度。
4)移动高频天线位置，重新观察并记录示波器上显示的高频信号波形和幅度。
2.实验2：电磁敏感性测量方法步骤：1)将信号发生器连接到混频器，并将混频器连接到高频示波器。
2)将高频功率放大器连接到高频天线，并将高频天线放置在电磁敏感性测量仪的探头附近。
3)设置信号发生器的频率和幅度，观察并记录示波器上显示的高频信号波形和幅度。
4)移动高频天线位置，重新观察并记录示波器上显示的高频信号波形和幅度。
3.实验3：电磁屏蔽方法步骤：1)将实验样品放入屏蔽箱中，并将屏蔽箱完全关闭。
2)将信号发生器连接到混频器，并将混频器连接到高频示波器。
3)将高频功率放大器连接到高频天线，并将高频天线放置在屏蔽箱外。
4)设置信号发生器的频率和幅度，观察并记录示波器上显示的高频信号波形和幅度。
5)打开屏蔽箱，重新观察并记录示波器上显示的高频信号波形和幅度。
四、实验注意事项1.实验过程中应保持安静，避免外界干扰。
2.实验操作时需小心谨慎，避免操作失误导致意外发生。
3.实验结束后应关好实验仪器并整理实验现场。
4.实验期间若发现设备故障或存在危险情况，应及时报告实验指导老师。
五、实验报告内容1.实验目的和原理的简单说明。
2.实验步骤的详细描述和操作记录。
3.实验结果的图表展示和数据分析。
电磁兼容实验指导书
第三部分电磁兼容实验一开关电源传导型EMI测试一、实验目的1、通过实验了解在交流电源线上、由被测设备产生的干扰信号。
2、通过实验掌握频谱分析仪的使用方法、掌握电源阻抗稳定网络的结构原理和使用方法。
3、设计EMI电源滤波器，并通过改变滤波器结构、电路参数等，测量开关电源传导干扰，记录并分析频谱分析仪上所测试的波形变化情况。
4、通过实验掌握传导型EMI测试的测试条件和测试方法。
三、实验原理图13电力电子设备的广泛应用,带来了日益突出的电磁污染问题。
电磁干扰( EMI) 发射源不仅对环境产生不良影响,还对电网及其邻近的电气设备等产生影响。
传导发射测量的对象是输入电源线、互连线和控制线。
干扰类型可能是连续波干扰电压、连续波干扰电流和尖峰干扰信号。
典型的核心测量设备是频谱分析仪,它能够快速地在较宽的频率范围内进行扫描。
EMC 标准都是在频率域中规定的,如果干扰是周期性信号,则用傅里叶级数进行变换,这时的频谱是离散的,即只在有限的频率点上有能量。
对于非周期性的干扰信号,用傅里叶变换将信号从时域变到频域,得到频谱,这时频谱是连续的。
因为周期信号有限的能量分布在有限的频率上,因此能量更集中,干扰作用更强。
在使用频谱分析仪时,首先应注意的是,由于频谱分析仪是在较宽的频率范围内进行扫频,因此对于作用时间很短的瞬时干扰不敏感,如静电放电和雷电干扰。
这时应采用测量接收机进行测量。
其次,频谱分析仪的精度和扫描范围有关,扫描范围越窄,测量精度越高。
这时,如果输入信号过大,容易发生过载现象,使测量结果失真或损坏仪器。
另外,频谱分析仪的灵敏度还和中频带宽有关,减小中频带宽能够提高灵敏度,但是会增加扫描时间。
实验步骤1、将突破抑制器接上频谱的RF端。
2、将LISN接至突破抑制器上。
3、被测设备放在离地面80cm高的实验台上，被测电源线通过电源阻抗稳定网络接到电网上。
4、将频谱的解析度(RBW)开至9K。
5、将刻度从dBm改成dBμV。
电磁兼容与防护技术作业指导书
电磁兼容与防护技术作业指导书第1章电磁兼容基础理论 (4)1.1 电磁兼容概述 (4)1.1.1 电磁兼容概念 (4)1.1.2 电磁兼容发展历程 (5)1.1.3 基本术语 (5)1.1.4 电磁兼容性的重要性和应用范围 (5)1.2 电磁场理论 (5)1.2.1 电磁场基本方程 (5)1.2.2 边界条件 (5)1.2.3 波动方程 (5)1.2.4 电磁波的传播特性 (5)1.3 电磁兼容性分析与评价 (5)1.3.1 电磁干扰源识别 (5)1.3.2 电磁干扰传播途径分析 (6)1.3.3 电磁兼容功能评价 (6)1.3.4 防护措施 (6)第2章电磁干扰源及其特性 (6)2.1 自然干扰源 (6)2.1.1 静电放电：在干燥的气候条件下，物体间的摩擦容易产生静电，当静电积累到一定程度时，会发生放电现象，产生电磁干扰。
(6)2.1.2 雷电：雷电是一种强烈的电磁干扰源，其产生的电磁场强度可达到数千伏/米，对电子设备造成严重威胁。
(6)2.1.3 地球磁场变化：地球磁场的变化会导致电磁场的变化，对电磁敏感设备产生干扰。
(6)2.1.4 太阳活动：太阳活动（如太阳黑子、耀斑等）会产生高能粒子流，影响地球的电离层，进而影响电磁波的传播。
(6)2.2 人为干扰源 (6)2.2.1 电力系统：电力系统中，输电线路、变电站、开关设备等都会产生电磁干扰。
62.2.2 通信系统：无线通信、广播、雷达等设备在发射信号时，会产生电磁干扰。
(6)2.2.3 工业设备：电机、变压器、高频焊接机等工业设备在运行过程中，会产生较强的电磁场。
(6)2.2.4 交通工具：汽车、飞机、火车等交通工具的发动机、点火系统等部件也会产生电磁干扰。
(7)2.3 干扰源特性分析 (7)2.3.1 频率特性：不同干扰源具有不同的频率特性，包括连续频谱、离散频谱和宽带频谱等。
(7)2.3.2 空间特性：干扰源的空间特性表现为电磁波的传播距离、传播方向以及干扰范围的差异。
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《电磁兼容原理》实验指导书目录实验一静电放电抗扰度实验 (3)实验二电快速瞬变脉冲群抗扰度实验 (5)实验三浪涌抗扰度实验 (7)实验四开关电源传导骚扰测试实验 (9)实验五电子镇流器的传导骚扰测试实验 (11)实验六辐射骚扰测试实验 (13)实验一静电放电抗扰度实验概述引用标准：GB/T17626.2(IEC61000-4-2)标准的依据：人体放电试验等级：空气放电、接触放电四级。
一、实验目的1.掌握静放电试验的步骤和要求。
2.掌握静电放电试验的试验室配置。
3.了解静电放电枪功能及使用方法。
二、实验设备：静电放电枪、接地系统、试验台、水平和垂直耦合板、绝缘垫、耦合板放电线三、实验内容：1.介绍试验的标准配置要求。
接地系统、设备要求（位置、接地、线缆）、耦合板台式设备：收音机等2.介绍静电放电枪的功能及使用。
结构及附件：接地线、放电头、主机功能及使用联接3.试验的实施试验应根据试验计划进行。
试验计划内容包括：——受试设备的典型工作条件；——受试设备是按台式还是按落地式设备进行试验；——确定施加放电点；——在每个点上，是采用接触放电还是空气放电；——所使用的试验等级——符合性试验中在每个点施加放电的次数（至少施加十次单次放电（以最敏感的极性），连续单次放电的时间间隔至少１秒。
——是否还进行安装后的试验直接放电试验：空气放电、接触放电静电放电试验等级表I.选择放电试验点、面II.选择放电方式及要求：选择空气放电或接触放电。
空气放电和接触放电的放电要求。
间接放电试验：对水平耦合、垂直耦合板的接触放电。
放电位置及要求。
四、实验报告要求对多波段收音机测试并记录以下表格数据：1.直接放电试验情况实验二电快速瞬变脉冲群抗扰度实验概述引用标准：GB/T17626.4(IEC61000-4-4)标准的依据：线路切换瞬态过程（如切断感性负载、继电器触点弹跳等）各种类型瞬变骚扰。
试验等级：四级，分为电源端口和I/O端口两种分级类型。
一、实验目的1.了解信号源及耦合装置的结构及使用方法。
2.掌握快速瞬变脉冲群试验的试验配置要求。
3.掌握快速瞬变脉冲群试验的步骤和方法。
二、实验原理电感性负载(如继电器、接触器等)在断开时，机械开关对电感性负载的切换，通常会对同一电路的其他电气和电子设备产生干扰。
这类干扰的特点是：脉冲成群出现、脉冲的重复频率较高、脉冲波形的上升时间短暂、单个脉冲的能量较低。
实践中，因电快速瞬变脉冲群造成设备故障的机率较少，但使设备产生误动作的情况经常可见，除非有合适的对策，否则较难通过。
进行电快速瞬变脉冲群试验的目的是要对电气和电子设备建立一个评价抗击电快速瞬变脉冲群的共同依据。
用于检查设备(单个设备或系统)对非常短暂的瞬变脉冲群的抗干扰水平。
这种脉冲群的产生原因有：1)对小电感性负载(如继电器、接触器)的切换(传导干扰)。
2)对高压开关(如六氟化硫和真空开关)的切换(辐射干扰)。
这些瞬变的主要特点是上升时间快、持续时间短、能量小，但重复率高。
它对电子设备造成骚扰，但通常不造成危害。
重复性快速瞬变试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气和电子设备的电源端口、信号和控制端口的试验。
试验的要点是瞬变的短上升时间、重复率和低能量。
引用标准：GB/T17626.4-1998 电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(IEC 61000-4-4:1995)三、实验设备：电快速瞬变脉冲群信号发生器、容性耦合夹、接地系统、试验台、EUT(CAN总线收发系统)四、实验内容1.信号发生器的结构、功能及使用方法。
2.容性耦合夹的结构及使用方法。
3.试验的标准配置及要求。
4.交/直流电源端口、I/O端口和通讯端口的试验方法。
5.试验内容及步骤试验应根据试验计划进行。
试验前受试设备性能的检验、并使受试设备处于正常的工作状态。
试验计划的内容：——试验的类型。
实验室试验、安装后试验；——试验等级；——试验电压的极性（两种极性均为强制性的）——试验的持续时间，不少于１分钟；——施加试验电压的次数；——待试验的受试设备端口；——受试设备的典型工作条件；——依次对受试设备各端口或对同属于两个以上电路的电缆等施加试验电压的顺序；——辅助设备。
四、实验报告要求对CAN总线收发系统测试并记录以下表格数据：数据及现象记录实验三浪涌抗扰度实验概述引用标准：GB/T17626.５(IEC61000-4-５)标准的依据：线路开关和雷电瞬态过电压引起的单极性浪涌（冲击）。
但不是直击雷。
试验等级：四级。
一、实验目的1.了解浪涌抗扰度试验系统的主要功能。
2.掌握浪涌抗扰度试验的试验配置要求。
3.掌握浪涌试验的步骤及要求。
二、实验原理浪涌的起因通常包括：(1)雷击(主要模拟间接雷)，雷电击中户外线路，有大量电流流入外部线路或接地电阻，因而产生的干扰电压；间接雷击(如云层间或云层内的雷击)在线路上感应出的电压或电流；雷电击中了邻近物体，在其周围建立了电磁场，当户外线路穿过电磁场时，在线路上感应出了电压和电流；(2)切换瞬变，主电源系统切换时(例如补偿电容组的切换)产生的干扰；各种系统性的故障，设备接地网络或接地系统间产生的短路或飞弧故障。
三、实验设备浪涌发生器SG-5006G耦合/去耦网络SGN-5010G目标系统（EUT）开关电源四、实验内容1.浪涌抗扰度实验线路连接浪涌发生器耦合/去耦网络2.对目标系统（EUT）的电源及I/O端口进行浪涌抗扰度试验，本次实验的EUT是开关电源。
五、实验步骤1、浪涌发生器先通电、开机预热2、把开关电源与设备连接好3、开关电源通电，使其达到稳定状态4、根据测试需求，设置浪涌发生器，开始测试，观察并记录开关电源在测试过程中出现的现象，根据现象判断开关电源通过的等级5、测试完成后，开关电源断电，关闭浪涌发生器六、注意事项仪器是精密高压仪器，测试过程中有比较大的能量，为确保您的人身安全及预防对测试设备的破坏，请注意以下注意事项：1.仪器的工作电源为AC 220V±10 % 50 / 60 Hz，接地端子要良好接地。
2.为确保安全，关机前请注意将主操作界面的“电压设定”选项设为“0000V”不要用手触摸 P . OUT端。
3.进行试验前请仔细接线，确认接线无误时再接入电网4.在仪器使用中，请勿接触EUT，在被测设备周围设定障碍物，并将被测设备连接到测试仪的安全电路内。
5.测试过程中切勿触碰高压下的导线。
6.如保护元件在测试中存在爆炸的可能，应将其遮盖于保护壳内。
六、实验报告要求对目标系统（EUT）开关电源测试测试并记录以下表格数据：：数据及现象记录实验四开关电源传导骚扰测试实验一、实验目的1、通过实验了解在交流电源线上、由被测设备产生的干扰信号。
2、通过实验掌握频谱分析仪的使用方法、掌握电源阻抗稳定网络的结构原理和使用方法。
3、测量开关电源传导干扰，记录并分析频谱分析仪上所测试的波形变化情况。
4、通过实验掌握传导型EMI测试的测试条件和测试方法。
三、实验原理框图四、实验内容与步骤电力电子设备的广泛应用,带来了日益突出的电磁污染问题。
电磁干扰( EMI) 发射源不仅对环境产生不良影响,还对电网及其邻近的电气设备等产生影响。
传导发射测量的对象是输入电源线、互连线和控制线。
干扰类型可能是连续波干扰电压、连续波干扰电流和尖峰干扰信号。
典型的核心测量设备是频谱分析仪,它能够快速地在较宽的频率范围内进行扫描。
EMC 标准都是在频率域中规定的,如果干扰是周期性信号,则用傅里叶级数进行变换,这时的频谱是离散的,即只在有限的频率点上有能量。
对于非周期性的干扰信号,用傅里叶变换将信号从时域变到频域,得到频谱,这时频谱是连续的。
因为周期信号有限的能量分布在有限的频率上,因此能量更集中,干扰作用更强。
在使用频谱分析仪时,首先应注意的是,由于频谱分析仪是在较宽的频率范围内进行扫频,因此对于作用时间很短的瞬时干扰不敏感,如静电放电和雷电干扰。
这时应采用测量接收机进行测量。
其次,频谱分析仪的精度和扫描范围有关,扫描范围越窄,测量精度越高。
这时,如果输入信号过大,容易发生过载现象,使测量结果失真或损坏仪器。
另外,频谱分析仪的灵敏度还和中频带宽有关,减小中频带宽能够提高灵敏度,但是会增加扫描时间。
实验步骤1、将突破抑制器接上频谱的RF 端。
2、将LISN 接至突破抑制器上。
3、被测设备放在离地面80cm 高的实验台上，被测电源线通过电源阻抗稳定网络接到电网上。
4、将频谱的解析度(RBW)开至9K 。
5、将刻度从dBm 改成dB μV 。
6、将测量范围设定在150K-30MHz 范围测量。
7、设定Limit Line 值(依照各法规限制的大小来设定)。
8、利用电源阻抗稳定网络测量被测试品沿电源线向电网发射的干扰电压。
测量直接通过电源阻抗稳定网络上的监示测量端进行，此端口通过电容耦合的形式，将电源线上被测设备产生的干扰电压引出，由频谱分析仪接收，得到不同频率上干扰电压的幅度。
9、改变滤波器结构、电路参数，观察并记录频谱分析仪上所测得的波形。
10、LISN 有两点测试，两点皆须测试(为火线与中心线)。
五、注意事项：1、频谱分析仪主电源线只能插在有地线的交流电源插座。
2、电源插头必须在频谱分析仪与待测线路连接之前插入电源插座。
3、利用电源阻抗稳定网络测量传导干扰需特别注意过载问题，被测设备因开关或瞬时断电会引起瞬态尖峰，很容易损坏接收设备，因此需在接收设备前端加衰减器。
六、思考题1、LISN(电源阻抗稳定网络)的作用是什么？2、在电磁兼容领域，为什么总是用分贝（dB ）的单位描述？10V μ 是多少 V dB μ？七、实验报告要求将商用开关电源用作被测设备即噪声源，以产生传导性EMI 噪声，并以此作为我们测试系统的检测对象，记录实验结果即图形数据。
实验五电子镇流器的传导骚扰测试实验一、实验目的1、通过实验了解在交流电源线上、由被测设备产生的干扰信号。
2、通过实验掌握频谱分析仪的使用方法、掌握电源阻抗稳定网络的结构原理和使用方法。
3、测量电子镇流器传导干扰，记录并分析频谱分析仪上所测试的波形。
4、通过实验掌握传导型EMI测试的测试条件和测试方法。
三、实验原理图四、实验内容与步骤电力电子设备的广泛应用,带来了日益突出的电磁污染问题。
电磁干扰( EMI) 发射源不仅对环境产生不良影响,还对电网及其邻近的电气设备等产生影响。
传导发射测量的对象是输入电源线、互连线和控制线。
干扰类型可能是连续波干扰电压、连续波干扰电流和尖峰干扰信号。
典型的核心测量设备是频谱分析仪,它能够快速地在较宽的频率范围内进行扫描。
EMC 标准都是在频率域中规定的,如果干扰是周期性信号,则用傅里叶级数进行变换,这时的频谱是离散的,即只在有限的频率点上有能量。