传导耦合、高频耦合及辐射耦合
传导 耦合辐射
传导耦合辐射传导、耦合和辐射是电磁波在介质中传播的三种主要方式。
在电磁学中，传导指的是电磁波在导体中的传播方式，耦合是指电磁波从一个传输线路或系统传播到另一个传输线路或系统的方式，而辐射则是指电磁波从源头发射出去的过程。
首先，让我们来了解传导。
传导是指电磁波在导体中以电流的形式传播。
当电磁波通过导体时，它们会激发导体中的自由电子，进而产生电流。
在理想情况下，导体对电磁波的传导是无损耗的。
这意味着电磁波在传导过程中不会有能量损失。
传导可以分为两种类型：金属传导和非金属传导。
金属传导是指电磁波在金属导体中传播。
金属是良好的导体，因此电磁波能够在金属中以高速传播。
在金属中，自由电子在电场的作用下振荡并扩散，从而传导电磁波。
金属传导主要用于电子设备的内部连接和信息传输。
非金属传导是指电磁波在非金属导体中传播。
非金属导体，如塑料、玻璃等，是一种较差的导体，因此电磁波在非金属导体中传播速度较慢。
非金属导体常用于隔离电磁波传导，例如电线的绝缘层就是一种非金属导体，它能够有效地隔离电线内部的电流不被外界干扰。
其次，让我们来了解耦合。
耦合是指当电磁波从一个传输线路或系统传播到另一个传输线路或系统时，两者之间的相互作用。
一般来说，耦合可以分为有线耦合和无线耦合。
有线耦合是指利用导线或传输线连接两个传输线路或系统，从而实现电磁波的传导。
有线耦合可以通过直接的物理接触或电磁场的互相影响来实现。
例如，在电路板上，不同的电子元器件之间通过导线连接，从而实现电信号的传递和电磁波的耦合。
无线耦合是指电磁波通过无线传输方式在空间中传播，从而实现电磁波的耦合。
在无线通信中，无线耦合是实现设备之间无线通信的基础。
例如，通过蓝牙技术，我们可以将手机与耳机进行无线连接，实现音频信号的传输。
最后，让我们来了解辐射。
辐射是指电磁波从源头发射出去的过程。
辐射可以分为两种类型：天线辐射和散射辐射。
天线辐射是指将电磁波从天线中发射出去的过程。
天线是一种能够将电磁能转换为无线电波或其他形式能量的装置。
载波信号在直流电缆上的耦合
载波信号在直流电缆上的耦合
载波信号在直流电缆上的耦合是指在直流电缆的传输线上，由于电缆的物理结构原因，产生的传导和辐射耦合现象。
1. 传导耦合：当载波信号通过直流电缆传输时，由于电缆内部的导体间距过小或者电缆的绝缘材料不理想，信号会通过电线之间的导电性介质进行互相传导，导致信号的串扰。
这种传导耦合可以通过合理设计电缆结构，增加电缆之间的屏蔽层来减少。
2. 辐射耦合：当载波信号通过直流电缆传输时，信号会以电磁波的形式辐射出去，对其周围的其他电路、设备产生干扰。
这种辐射耦合可以通过增加电缆的屏蔽层、使用更好的绝缘材料等方法来降低。
为了减少载波信号在直流电缆上的耦合，常采取以下措施：
1. 使用屏蔽层：在直流电缆的外部增加金属屏蔽层来隔离载波信号，减少辐射和传导耦合。
2. 提高绝缘材料质量：选择质量良好的绝缘材料，降低信号的传导。
3. 设计合理的电缆结构：通过合理设计电缆的布线、距离和屏蔽层等参数，减少传导和辐射的干扰。
4. 信号处理电路设计：使用适当的滤波器和抑制器等信号处理
电路，减少载波信号的干扰。
总结起来，减少载波信号在直流电缆上的耦合需要综合考虑电缆结构设计、绝缘材料选择和信号处理电路等因素，通过合理的措施来降低信号的传导和辐射干扰。
开关电源EMC必须掌握的几个概念
开关电源EMC必须掌握的几个概念导读: 电磁干扰传输有两种方式：一种是传导传输方式，另一种则是辐射传输方式。
传导传输是在干扰源和敏感设备之间有完整的衔接，干扰信号沿着衔接电路传递到接收器而发生电磁干扰现象。
1.电磁干扰的产生与传输电磁干扰传输有两种方式：一种是传导传输方式，另一种则是辐射传输方式。
传导传输是在干扰源和敏感设备之间有完整的电路衔接，干扰信号沿着衔接电路传递到接收器而发生电磁干扰现象。
辐射传输是干扰信号通过介质以电磁波的形式向外传扬的干扰形式。
频繁的辐射耦合有三种：1）一个天线放射的电磁波被另一个天线意外地接收，称为天线对天线的耦合；2）空间电磁场经导线感应而耦合，称为场对线的耦合。
3）两根平等导线之间的高频信号互相感应而形成的耦合，称为线对线的感应耦合。
2.电磁干扰的产生机理从被干扰的敏感设备角度来说，干扰耦合又可分为传导耦合和辐射耦合两类。
●传导耦合模型传导耦合按其原理可分为性耦合、性耦合和性耦合三种基本耦合方式。
●辐射耦合模型辐射耦合是干扰耦合的另一种方式，除了从干扰源发出的故意辐射外，还有大量的无意辐射。
同时，板上的走线无论是电源线、信号线、时钟线、数据线或者控制线等，都能起到天线的效果，即可辐射出干扰波，又可起到接收作用。
3.电磁干扰控制技术①传输通道抑制●滤波：在设计和选用时应注重频率特性、耐压性能、额定、阻抗特性、屏蔽和牢靠性。
滤波器的安装正确与否对其插入损耗特性影响很大，惟独安装位置恰当，安装办法正确，才干对干扰起到预期的滤波作用。
在安装滤波器时应考虑安装位置，输入输出侧的配线必需屏蔽隔离，以及高频接地和搭接办法。
●屏蔽：电磁屏蔽按原理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种。
电场屏蔽包含静电屏蔽和交变电场屏蔽；磁场屏蔽包含低频磁场屏蔽和高频磁场屏蔽。
不同类型的电磁屏蔽对屏蔽体的要求不同。
在实际的屏蔽中，电磁屏蔽效能更大程度上依靠于屏蔽体的结构，即导电的延续性。
实际的屏蔽体因为创造、装配、修理、散热、观看及接口衔接要求，其上面普通都开有外形各异、尺寸不同的孔缝，这些孔缝对于屏蔽体的屏蔽效能起着重要的影响作用，因此必需实行措施来抑制孔缝的电磁泄漏。
电磁兼容基本知识介绍电磁耦合机理
1、传导耦合导线经过有干扰的环境，即拾取干扰信号并经导线传导到电路而造成对电路的干扰，称为传导耦合，或者叫直接耦合。
在音频和低频的时候由于电源线、接地导体、电缆的屏蔽层呈现低阻抗，故电流注入这些导体时容易传播，当噪声传导到其他敏感电路的时候，就能产生干扰作用。
在高频的时候：导体的电感和电容将不容忽视，感抗随着频率的增加而增加，容抗随着频率的增加而减小。
jwL,1/jwC解决方法:防止导线的感应噪声，即采用适当的屏蔽和将导线分离，或者在骚扰进入明暗电路之前，用滤波的方法将其从导线中除去；2、共阻抗耦合当两个电路的电流经过一个公共阻抗时，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。
3、感应耦合a）电感应容性耦合干扰电路的端口电压会导致干扰回路中的电荷分布，这些电荷产生电场的一部分会被敏感电路拾取，当电场随时间变化，敏感回路中的时变感应电荷就会在回路中形成感应电流，这种叫做电感应容性耦合。
解决方法：减小敏感电路的电阻值，改变导线本身的方向性屏蔽或者分隔来实现。
b）磁感应耦合干扰回路中的电流产生的磁通密度的一部分会被其他回路拾取，当磁通密度随时间变化时就会在敏感回路中出现感应电压，这种回路之间的耦合叫做磁感应耦合。
主要形式：线圈和变压器耦合、平行双线间的耦合等。
铁心损耗常常使得变压器的作用类似于抑制高频干扰的低通滤波器。
平行线间的耦合是磁感应耦合的主要形式要想减少干扰，必须尽量减少两导线之间的互感。
4、辐射耦合辐射源向自由空间传播电磁波，感应电路的两根导线就像天线一样，接受电磁波，形成干扰耦合。
干扰源距离敏感电路比较近的时候，如果辐射源有低电压大电流，则磁场起主要作用；如果干扰源有高电压小电流，则电场起主要作用。
对于辐射形成的干扰，主要采用屏蔽技术来抑制干扰。
开关电源干扰耦合的两种方式
开关电源干扰耦合的两种方式开关电源干扰耦合有两种方式：传导耦合方式，辐射耦合方式。
传导耦合是骚扰源与敏感设备之间的主要耦合途径之一。
传导耦合必须在
骚扰源与敏感设备之间存在有完整的电路连接，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。
按其耦合方式可分为电路性
耦合、电容性耦合和电感性耦合。
在开关电源中，这3种耦合方式同时存在，
互相联系。
1. 电路性耦合
电路性耦合是最常见、最简单的传导耦合方式。
其又有以下几种：
1)直接传导耦合导线经过存在骚扰的环境时，即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)共阻抗耦合由于两个以上电路有公共阻抗，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，这就是共阻抗耦合。
形成共阻抗耦合骚扰的有电源输出阻抗、接地线的公共阻抗等。
2. 电容性耦合
电容性耦合也称为电耦合，由于两个电路之生的尖峰电压是一种有较大幅
度的窄脉冲，其频间存在寄生电容，使一个电路的电荷通过寄生电容影响到另
一条支路。
3. 电感性耦合
电感性耦合也称为磁耦合，两个电路之间存在互感时，当干扰源是以电源
形式出现时，此电流所产生的磁场通过互感耦合对邻近信号形成干扰。
电磁辐射与射频电磁场
五、电磁辐射与射频电磁场能量以电磁波的形式通过空间传播的现象称为电磁能辐射或电磁辐射。
当电磁辐射强度超过人体或仪器设备所能容许的限度时将产生电磁污染和对其他系统的干扰。
1、电磁辐射这里研究单元辐射子的电磁辐射规律。
有电偶极子型和磁偶极子型两类。
传导电流与位移电流共同激励磁场，磁场变化与库仑电荷共同激励电场，而电磁场以波的方式传播。
电磁波是横波，电磁场分布具有方向特性。
电磁功率的面密度为坡印亭矢量S ，单位是W/m 2 H E S ⨯=2、射频电磁场无线电波按其频率和波长可以分为八大类。
其频率从3kHz 至3000GHz ，波长对应于100km 至0.1mm 。
射频电磁场通常是指100kHz 以上的无线电波。
微波是分米波、厘米波和毫米波的统称。
继无线电波之后是红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线。
影响场强的因素有两类：一类是场源分布；另一类是介质的分布。
3.2 电磁耦合途径电磁耦合途径分为三类：辐射耦合、传导耦合、感应耦合（电感应耦合、磁感应耦合）。
一、辐射耦合辐射耦合：射频设备所形成的电磁场，在半径为一个波长的范围之外是以空间辐射的方式将能量传播出去的；射频设备视为发射天线。
而在半径为一个波长的范围之内则主要是以感应的方式将能量施加于附近的设备和人体上的。
借助单元辐射子理论，分析射频电路所产生的辐射耦合影响，无论是小段电路单元还是小型回路，辐射电场强度均与1/r 成比例。
二、传导耦合传导耦合：通过电路回路间公共阻抗或互阻抗形成的耦合。
借助电路理论可以直接计算传导耦合的影响。
若回路1和2各自独立，互不影响，回路1中有电流，回路2中无电流。
若回路1和2有公共阻抗，回路1有电流则回路2也有电流，形成传导耦合。
典型的共阻抗耦合发生于接同一地网的两回路之间。
如回路1为工频电力线路，接地网阻抗可视为电阻，则共阻抗耦合成为电阻性耦合。
降低耦合的两种思路：“短路”和“断路”。
电磁污染电源和感受设备之间的相互作用可表述为一个双端口网络，其间经由阻抗A Z 、B Z 、C Z 形成的T 型网络相连。
传导耦合和辐射耦合
传导耦合和辐射耦合是电磁干扰的两种主要传播途径。
传导耦合，顾名思义，就是利用导电介质，将一个网络中的信号耦合到另一个网络中去。
这意味着干扰信号沿着这个连接电路传递到敏感器，从而发生干扰现象。
而辐射耦合则是通过空间，以电磁波的形式把信号从干扰源传输到另一个网络中。
这种耦合是通过介质以电磁波的形式传播，干扰能量按照电磁场的规律向周围空间发射。
在实际工程应用中，两个设备之间发生干扰通常包含着许多种途径的耦合。
正因为多种途径的耦合同时存在，反复交叉耦合，共同产生干扰，才使电磁干扰变得难以控制。
EMC电磁兼容-题库整理版本
一．填空1．电磁干扰按传播途径可以分为两类：传导干扰和辐射干扰。
构成电磁干扰的三要素是【干扰源】、【干扰途径】和【敏感单元】。
抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】、【屏蔽】和【接地】。
8．辐射干扰的传输性质有：近场藕合及远场藕合。
传导干扰的传输性质有电阻藕合、电容藕合及电感藕合。
什么是传导耦合？答：传道耦合是指电磁干扰能量从干扰源沿金属导体传播至被干扰对象（敏感设备）2. 辐射干扰源数学模型的基本形式包括电流源和磁流源辐射。
或辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射3. 如果近场中，源是电场骚扰源，那么干扰源具有小电流、大电压的特点。
6．屏蔽效能SE分别用功率密度、电场强度和磁场强度来描述应为 10logP1/P2 ，20logH1/H2 ， 20logU1/U2 。
13．设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压，则插入损耗可定义为【20lg(U2/U1)】分贝。
7．反射滤波器设计时，应使滤波器在通带内呈低的串联阻抗和高并联阻抗。
13．常见的电阻藕合有哪些?(1)公共地线阻抗产生的藕合干扰。
(2)公共电源内阻产生的藕合干扰。
(3)公共线路阻抗形成的藕合干扰。
9．双绞线多用于高频工作范围，在单位长度线长中互绞圈数越多，消除噪声效果越好。
在额定互绞圈数中，频率越高屏蔽效果越好。
10．反射滤波器设计时，应使滤波器在阻带范围，其并联阻抗应很小而串联阻抗则应很大。
11．100V= 40 dBV= 40000 dBmV。
12．一般滤波器由电容滤波器和电感滤波器构成。
13．减小电容耦合干扰电压的有效方法有三种：减小电流强度、减小频率、减小电容。
14．金属板的屏蔽效能SE(dB)包括吸收损耗、反射损耗和多次反射损耗三部分。
15．传导敏感度通常用电压表示、辐射敏感度可以用电场，或 V/m 表示。
17．信号接地的三种基本概念是多点、单点和浮地。
18．（1）静电的产生有摩擦、碰撞分离带电和感应带电。
电磁兼容原理、技术及应用部分课后答案 最新供参考版
第一章P dBW=10lg P、 U dBV=20lg U、I dBA=20lg I第二章2、电磁干扰的三要素是什么？答：骚扰源、耦合通道、敏感单元3、常见的电磁骚扰源有哪些？如何分类？答：（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：宽频骚扰和窄频骚扰（5）从频率范围分：甚低频骚扰、工频与音频骚扰、载频骚扰、射频及视频骚扰、微波骚扰6、电磁骚扰的传播主要有哪些途径？答：传导耦合、磁场耦合、电场耦合、辐射耦合7、为什么要对电流返回路径格外重视？答：（1）任何电流都要返回其源，对于高频电流，如果我们能给他提供一个通路，他就可能（主要）沿着这条通路走，如果不提供这种通路，他就会自己找到通路（不在控制之中）。
（2）电流总是沿着最小阻抗路线走12、影响磁场耦合的通路有哪些？如何减小其影响？答：（1）-jwBscosθ、被干扰电路中的源阻抗和负载阻抗、正弦磁通密度、角频率、闭合回路面积、磁通密度与回路面的夹角（2）降低骚扰电流的频率、减小回路之间的互感、减小被干扰回路的负载阻抗13、影响电场耦合的因素有哪些？如何减小其影响？答：（1）骚扰源的频率、骚扰电压、骚扰电路、耦合电容、被干扰回路的源阻抗和负载阻抗。
（2）减小骚扰电压、降低骚扰电压频率、减小被干扰回路中源阻抗和负载阻抗的并联、减小电路之间的耦合电容，可适当增大电路间距离、采取屏蔽措施。
第三章屏蔽按其机理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁场屏蔽、编织带屏蔽。
1、静电屏蔽的原理是什么？答：导体置于静电场中并到达静电平衡后，该导体是一个等位体，内部电场为零，导体内部没有静电荷，电荷只能分布在导体表面。
若该导体内部有空腔，空腔中也没有电场，空腔导体起到了隔绝外部静电场的作用。
如将带电体置于空腔导体内部，会在空腔导体表面感应出等量电荷。
如果把空腔导体接地，不会在导体外部产生电场。
【EMC系列课程】01-电磁兼容三要素及耦合途径
2. 电磁干扰源及其特征
Q：干扰源为何会产生电磁干扰？
电
磁
电磁 场
安培：电
法拉第：磁
麦克斯韦：电磁场
变化的电压电流产生交变的磁场，可以产生EMI问题； 交变的电磁场，又容易在闭合回路由于磁通量的变化，产生感应电压与电流，又带来EMS抗扰度问题；
电磁干扰举例1：
从场的角度进行分析，假如回路1变化的电流I，产生一个变化的电磁场，它会对外辐射，产生辐射干扰，如果这个变化的 电磁场，又恰好穿过了回路1周边的其他闭合回路，那么，根据法拉第电磁感应定律：变化的磁场穿过回路2，在回路2产 生感应电动势，则回路1就对回路2产生了干扰。
如果，电路1的电压是不变的，那么，电容隔直，也起不到耦合的作用，此时，也不存在电路1对电路2的电磁干扰。（注： 此时虽然不存在电磁干扰，但若电路1电压很高，则有可能会产生电场的干扰影响）；
二、电磁干扰耦合途径
1. 耦合途径分类
总结： ① 电磁干扰耦合途径，分为两类：传导耦合、辐射耦合。从上图可以看出，任何产品，任何干扰，耦合途径都
电磁干扰举例2：
从电路的角度分析，比如上面的图，电路1和电路2，两个电路之间有分布电容，在这里，我们假设电路1是强干扰的电路， 电路2是敏感的电路，电路1在工作的时候，它的导线上面会有一个电压，这个电压如果是交变的，那么，根据电容隔直 通交的特性，电路1的干扰就会通过分布电容，传递到电路2上，那么，电路1就对电路2产生了干扰；
电磁兼容（ EMC--Electro Magnetic Compatibility）是一门新兴的综合性学科，主要研究电磁干扰和抗干扰 的问题。其定义为“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的 能力”。
开关电源EMC的三个规律及三个要素
开关电源EMC的三个规律及三个要素深圳市森树强电子科技有限公司1、EMC三个重要规律1.1、环路电流频率f越高，引起的EMI辐射越严重，电磁辐射场强随电流频率f的平方成正比增大。
减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要途径之二，就是想方设法减小骚扰源高频电流频率f，即减小骚扰电磁波的频率f。
1.2、EMC费效比关系规律： EMC问题越早考虑、越早解决，费用越小、效果越好。
在新产品研发阶段就进行EMC设计，比等到产品EMC测试不合格才进行改进，费用可以大大节省，效率可以大大提高;反之，效率就会大大降低，费用就会大大增加。
经验告诉我们，在功能设计的同时进行EMC设计，到样板、样机完成则通过EMC测试，是最省时间和最有经济效益的。
相反，产品研发阶段不考虑EMC，投产以后发现EMC不合格才进行改进，非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费，甚至由于涉及到结构设计、PCB设计的缺陷，无法实施改进措施，导致产品不能上市。
1.3、高频电流环路面积S越大, EMI辐射越严重。
高频信号电流流经电感最小路径。
当频率较高时，一般走线电抗大于电阻，连线对高频信号就是电感，串联电感引起辐射。
电磁辐射大多是EUT被测设备上的高频电流环路产生的，最恶劣的情况就是开路之天线形式。
对应处理方法就是减少、减短连线，减小高频电流回路面积，尽量消除任何非正常工作需要的天线，如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。
减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要任务之一，就是想方设法减小高频电流环路面积S。
2、EMC问题三要素开关电源及数字设备由于脉冲电流和电压具有很丰富的高频谐波，因此会产生很强的辐射。
电磁干扰包括辐射型(高频) EMI、传导型(低频)EMI，即产生 EMC问题主要通过两个途径:一个是空间电磁波干扰的形式;另一个是通过传导的形式，换句话说，产生EMC问题的三个要素是：电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。
电磁兼容（EMC）基础知识全面详解
电磁兼容（EMC）基础知识全⾯详解⼀、电磁兼容概念电磁兼容EMC（Electromagnetic compatibility) 对于设备或系统的性能指标来说，直译为“电磁兼容性” ；但作为⼀门学科来说，应该译为“电磁兼容”。
国家标准GB/T4365-1995《电磁兼容术语》对电磁兼容所下的定义为“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。
” 简单的说，就是抗⼲扰的能⼒和对外骚扰的程度。
电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种⽤电设备（分系统、系统；⼴义的还包括⽣物体）可以共存并不致引起降级的⼀门科学。
⼆、基本概念Electromagnetic compatibility（EMC）电磁相容—电⼦产品能够在⼀电磁环境中⼯作⽽不会降低功能或损害之能⼒；Electromagnetic interference（EMI）电磁⼲扰—电⼦产品之电磁能量经由传导或辐射之⽅式传播出去的过程；由⼲扰源、耦合通道及被⼲扰接收机三要素组成。
Radio frequency（RF）⽆线电频率，射頻—通訊所⽤的频率范围，⼤约是10kHz 到100GHz。
这些能量可以是有意产⽣的，如⽆限电传发射器，或者是被电⼦产品⽆意产⽣的；RF能量经由两种模式传播： Radiated emissions（RE）—此种RF 能量的电磁场经由媒介⽽传输；RF 能量⼀般在⾃由空间（free space）內传播，然⽽，其他种类也有可能发⽣。
Conducted emissions（CE）—此种RF 能量的电磁场经由道题媒介⽽传播，⼀般是经由电线或内部连接电缆；Line Conducted interference（LCI）指的是在电源线上的RF 能量。
Susceptibility 容忍度，耐受性—相对的测量产品暴露在EMI环境中混乱或损害的程度。
Immunity 免疫⼒—⼀相对的测量产品承受EMI的能⼒；Electrical overstress（EOS）电⼦过度⾼压—当遇到⾼压突波产品承受到的损坏或只是功能丧失；EOS包括雷击以及静电放电的事件。
传导耦合、高频耦合及辐射耦合
UN jBS cos
(3-16)
如图3-6所示, S是闭合回路的面积, B是角频率为ω(rad ／s)的正弦变化磁通密度的有效值, UN是感应电压的有 效值。
第3章 干扰耦合机理
图 3-6 感应电压取决于回路包围的面积S
第3章 干扰耦合机理
因为BS cosθ表示耦合到敏感电路的总磁通量, 所 以能够把(3-14)式和(3-16)式结合起来, 用两电路之间 的互感M来表示感应电压UN,
1
R(C12 C2G )
(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。
第3章 干扰耦合机理
图 3-4 电容性骚扰耦合与频率的关系
第3章 干扰耦合机理
UN
C12
C12 C2G
C2S U1
(3-10)
第3章 干扰耦合机理
C12的值取决于导体2延伸到屏蔽体外的那一部分的 长度。 良好的电场屏蔽必须使导体2延伸到屏蔽体外的 那一部分的长度最小, 必须提供屏蔽体的良好接地。 假 定电缆的长度小于一个波长, 单点接地就可以实现良好 的屏蔽体接地。 对于长电缆, 多点接地是必须的。
第3章 干扰耦合机理
图 3-5 导体2 具有屏蔽体时两导线间电容性耦合模型
第3章 干扰耦合机理
首先考虑导体2对地电阻为无限大的值, 导体2完全 屏蔽, 此时C12、 C2G均为零。 由图3-5(b)可知, 屏蔽体耦 合到的骚扰电压US为
US
C1S C1S CSC
U1
(3-8)
物理中耦合系统的特性分析
物理中耦合系统的特性分析耦合系统是指两个或多个部件通过某种方式相互联系，形成具有新特性的整体。
在物理学中，耦合系统是一种常见的现象，如振动系统、热传导系统、电磁场系统等都是耦合系统。
耦合系统的特性分析研究的是耦合强度、振动频率、稳定性等方面的问题，是物理学中的一个重要研究领域。
1. 耦合系统的基本概念耦合系统是由多个相互联系的部件组成的复杂物理系统，其行为不能简单的分解为各个部件单独运动的总和。
耦合系统的行为与其各个部件之间的相互作用关系密切相关，因此其行为是一种整体效应。
耦合系统的特性可以通过理论模型或实验数据来描述，其中包括耦合强度、振动频率、稳定性等方面的问题。
2. 耦合系统的分类根据其物理特征，耦合系统可以分为机械耦合系统、电磁耦合系统、热耦合系统等几种类型。
机械耦合系统主要是指物体间的相互作用，包括物体之间的弹性、刚度、质量等方面的作用；电磁耦合系统则是指电磁场的相互作用，包括电场和磁场的相互作用；热耦合系统则是指热传导过程中物体间的相互作用，包括热传导、对流、辐射等方面的作用。
3. 耦合系统的特性分析耦合系统的特性分析是研究耦合系统行为的过程，其中包括耦合强度、振动频率、稳定性等方面的问题。
耦合强度是指耦合系统中各个部件之间相互作用的强度，一般通过物理模型计算得出。
振动频率是指耦合系统中各个部件在发生振动时的频率，与耦合强度、系统参数等有关。
稳定性是指耦合系统的稳态行为，包括耦合系统的稳定性、吸引子等方面。
4. 耦合系统的应用耦合系统的应用非常广泛，包括机械制造、物理研究、生物学等方面。
在机械制造中，耦合系统主要被用于设计振动控制系统、减振系统等；在物理研究中，耦合系统主要用于探索物质的相变、相变动力学等方面；在生物学中，耦合系统主要用于研究生物系统的生物力学、病理学等方面。
总之，耦合系统是一种常见的物理现象，其特性分析是物理学中的一个重要领域。
研究耦合系统的特性有助于人们更好地了解物理系统的行为，并为各个领域的应用提供了理论基础。
EMC基础知识介绍：电磁兼容三要素
EMC基础知识介绍：电磁兼容三要素各位EMC同仁，小编长期混迹于SI/PI领域，初入EMC，请多多指教！本系列顺着小编的EMC成长轨迹，给大家推荐几篇入门级文章，涵盖EMC基础知识、测试、设计等，均是业内广为流传的呕心之作，请各位品鉴！本期主题为EMC基础知识介绍。
一.电磁兼容概念IEC 60050（161）同等于GB/T4365-1995《电磁兼容术语》对电磁兼容EMC所下的定义为“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。
”电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备（分系统、系统；广义的还包括生物体）可以共存并不致引起降级的一门科学。
电磁兼容包含以下两部分。
1. 电磁干扰EMI (ElcetroMagnetic Interference) 电子产品在电磁环境中干扰其它产品产品的特性。
(1)传导发射Conducted Emission指通过一个或多个导体（如：电源线、信号线、控制线或其他金属体）传播电磁噪声能量的过程。
从广义上说，传导发射还包括不同设备、不同电路使用公共地线或公共电源线所产生的公共阻抗耦合。
(2)辐射发射Radiated Emission指以电磁波的形式通过空间传播电磁噪声能量的过程。
辐射发射有时也将感应现象包括在内。
具体包括静电耦合、磁场耦合以及电磁耦合。
2.电磁敏感度EMS (ElcetroMagnetic Susceptibility) 电子产品在电磁环境中遭受其它产品干扰的特性。
(1)传导敏感度Conducted Susceptibility对造成设备、分系统、系统性能劣化或不希望有的响应所需的传导干扰电平的度量。
(2)辐射敏感度Radiated Susceptibility对造成设备、分系统、系统性能劣化或不希望有的响应所需的辐射干扰电平的度量。
EMI EMC EMS分析讲解
EMI EMC EMS分析讲解电磁干扰（EMI）和电磁兼容性（EMC）是全球电子设备产品开发和监管测试的重要术语。
电子产品是封闭系统是一种常见的误解。
然而，任何电子设备都会产生一定量的电磁辐射，并且从未完全包含在电路和电线中流过这些系统的电流。
这些设备发出的能量，称为电磁辐射，可以通过空气循环甚至通过电缆传导，这通常被称为“干扰电压”。
在向市场推出产品时，产品必须经受各种行业级测试，其中分析EMI和EMC水平以确保产品符合要求。
EMC 包括EMI(interference)和EMS(susceptibility),也就是电磁干扰和电磁抗干扰。
1.EMI，电磁干扰度，描述电子、电气产品在正常工作状态下对外界的干扰；EMI又包括传导干扰CE（conduction emission）和辐射干扰RE(radiation emission)以及谐波harmonic。
2.EMS，电磁抗干扰度，描述一电子或电气产品是否会受其周围环境或同一电气环境内其它电子或电气产品的干扰而影响其自身的正常工作。
EMS又包括静电抗干扰ESD，传导抗干扰CS，辐射抗干扰RS，电快速瞬变脉冲群抗扰度EFT，浪涌抗扰度Surge，电压暂降抗扰度Voltage DIP and Interrupt，等等相关项目。
3.EMC=EMI+EMS电磁干扰（Electromagnetic Interference 简称EMI），直译是电磁干扰。
这是合成词，我们应该分别考虑"电磁"和"干扰"。
是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象，有传导干扰和辐射干扰两种。
所谓“干扰”,指设备受到干扰后性能降低以及对设备产生干扰的干扰源这二层意思。
第一层意思如雷电使收音机产生杂音,摩托车在附近行驶后电视画面出现雪花,拿起电话后听到无线电声音等,这些可以简称其为与“BC I”“TV I”“Tel I”,这些缩写中都有相同的“I”（干扰）（BC：广播）1.EMI被定义为干扰和影响电子设备功能的电磁能量。
仿真中各类耦合的专业术语
仿真中各类耦合的专业术语
在仿真领域中，耦合是指不同系统、子系统或组件之间相互影响或相互作用的现象。
耦合可以分为多种类型，以下是一些与耦合相关的专业术语：
1. 机械耦合，指两个或多个机械系统之间通过物理连接相互影响的现象。
例如，机械振动系统中的质量-弹簧-阻尼系统就是一种常见的机械耦合系统。
2. 热耦合，指不同温度物体之间的热量传递和相互影响。
在仿真中，热耦合通常涉及热传导、对流和辐射等热传输方式。
3. 电磁耦合，指电磁场中不同电磁现象相互影响的现象。
比如电磁感应、电磁场相互作用等。
4. 液-固耦合，指液体和固体之间相互作用的现象，比如地下水对地下结构的影响、水流对水利工程结构的影响等。
5. 结构-流体耦合，指结构和流体之间相互影响的现象，比如飞机在空气中的飞行、建筑物受风荷载的影响等。
6. 控制耦合，指控制系统中不同控制回路之间相互影响的现象，比如反馈控制系统中的信号耦合、控制参数之间的耦合等。
以上是一些与仿真中各类耦合相关的专业术语，耦合是仿真分
析中一个重要的概念，对于系统的仿真分析和设计具有重要意义。
希望以上回答能够满足你的需求。
电磁屏蔽基本原理介绍
之袁州冬雪创作在电子设备及电子产品中，电磁干扰（Electromagnetic Interference）能量通过传导性耦合和辐射性耦合来停止传输.为知足电磁兼容性要求，对传导性耦合需采取滤波技术，即采取EMI滤波器件加以抑制；对辐射性耦合则需采取屏蔽技术加以抑制.在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下，其重要性就显得更为突出.屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体，将电磁波局限于某一区域内的一种方法.由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波，因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的分歧，在资料选择、布局形状和对孔缝泄漏节制等方面都有所分歧.在设计中要达到所需的屏蔽性能，则需首先确定辐射源，明白频率范围，再根据各个频段的典型泄漏布局，确定节制要素，进而选择恰当的屏蔽资料，设计屏蔽壳体.屏蔽体对辐射干扰的抑制才能用屏蔽效能SE（Shielding Effectiveness）来衡量，屏蔽效能的定义:没有屏蔽体时，从辐射干扰源传输到空间某一点(P)的场强1（1）和加入屏蔽体后，辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强2（2）之比，用dB（分贝）暗示.图1 屏蔽效能定义示意图屏蔽效能表达式为(dB) 或（dB）工程中，实际的辐射干扰源大致分为两类：近似于对称振子天线的非闭合载流导线辐射源和近似于变压器绕组的闭合载流导线辐射源.由于电偶极子和磁偶极子是上述两类源的最基本形式，实际的辐射源在空间某点发生的场，都可由若干个基根源的场叠加而成(图2).因此通过对电偶极子和磁偶极子所发生的场停止分析，便可得出实际辐射源的远近场及波阻抗和远、近场的场特性，从而为屏蔽分类提供杰出的实际依据.图2 两类基根源在空间所发生的叠加场远近场的划分是根据两类基根源的场随1/r（场点至源点的间隔）的变更而确定的，为远近场的分界点，两类源在远近场的场特征及传播特性均有所分歧.表1 两类源的场与传播特性场源类型近场（）远场( )场特性传播特性场特性传播特性电偶极子非平面波以衰减平面波以衰减磁偶极子非平面波以衰减平面波以衰减波阻抗为空间某点电场强度与磁场强度之比，场源分歧、远近场分歧，则波阻抗也有所分歧，表2与图3分别用图表给出了的波阻抗特性.表2 两类源的波阻抗波阻抗（Ω）场源类型近场（）远场（）电偶极子120π120π磁偶极子120π120π能量密度包含电场分量能量密度和磁场分量能量密度，通过对由同一场源所发生的电场、磁场分量的能量密度停止比较，可以确定场源在分歧区域内何种分量占主要成份，以便确定详细的屏蔽分类.能量密度的表达式由下列公式给出:电场分量能量密度磁场分量能量密度场源总能量密度表3 两类源的能量密度能量密度比较场源类型近场（）远场（）电偶极子磁偶极子表3给出了两种场源在远、近场的能量密度.从表中可以看出，两类源的近场有很大的区别，电偶极子的近场能量主要为电场分量，可忽略磁场分量；磁偶极子的近场能量主要为磁场分量，可忽略电场分量；两类源在远场时，电场、磁场分量均必须同时思索.屏蔽类型依据上述分析可以停止以下分类：表4 屏蔽分类场源类型近场（）远场（）电偶极子（非闭合载流导线）电屏蔽（包含静电屏蔽）电磁屏蔽磁偶极子（闭合载流导线）磁屏蔽（包含恒定磁场屏蔽）电磁屏蔽电屏蔽的实质是减小两个设备（或两个电路、组件、元件）间电场感应的影响.电屏蔽的原理是在包管杰出接地的条件下，将干扰源所发生的干扰终止于由良导体制成的屏蔽体.因此，接地杰出及选择良导体做为屏蔽体是电屏蔽可否起作用的两个关键因素.磁屏蔽的原理是由屏蔽体对干扰磁场提供低磁阻的磁通路，从而对干扰磁场停止分流，因而选择钢、铁、坡莫合金等高磁导率的资料和设计盒、壳等封闭壳体成为磁屏蔽的两个关键因素.电磁屏蔽的原理是由金属屏蔽体通过对电磁波的反射和吸收来屏蔽辐射干扰源的远区场，即同时屏蔽场源所发生的电场和磁场分量.由于随着频率的增高，波长变得与屏蔽体上孔缝的尺寸相当，从而导致屏蔽体的孔缝泄漏成为电磁屏蔽最关键的节制要素.屏蔽体的泄漏耦合布局与所需抑制的电磁波频率紧密亲密相关，三类屏蔽所涉及的频率范围及节制要素如表5所示：表5 泄漏耦合布局与节制要素实际屏蔽体上同时存在多个泄漏耦合布局（n个），设机箱接缝、通风孔、屏蔽体壁板等各泄漏耦合布局的单独屏蔽效能（如只思索接缝）为SEi（i=1,2,…，n），则屏蔽体总的屏蔽效能由上式可以看出，屏蔽体的屏蔽效能是由各个泄漏耦合布局中发生最大泄漏耦合的布局所决议的，即由屏蔽最单薄的环节所决议的.因此停止屏蔽设计时，明白分歧频段的泄漏耦合布局，确定最大泄漏耦合要素是其首要的设计原则.在三类屏蔽中，磁屏蔽和电磁屏蔽的难度较大.尤其是电磁屏蔽设计中的孔缝泄漏抑制最为关键，成为屏蔽设计中应重点思索的首要因素.图4 典型机柜布局示意图根据孔耦合实际，决议孔缝泄漏量的因素主要有两个：孔缝面积和孔缝最大线度尺寸.二者皆大，则泄漏最为严重；面积小而最大线度尺寸大则电磁泄漏仍然较大.图4所示为一典型机柜示意图，上面的孔缝主要分为四类：●机箱（机柜）接缝该类缝虽然面积不大，但其最大线度尺寸即缝长却非常大，由于维修、开启等限制，致使该类缝成为电子设备中屏蔽难度最大的一类孔缝，采取导电衬垫等特殊屏蔽资料可以有效地抑制电磁泄漏.该类孔缝屏蔽设计的关键在于：合理地选择导电衬垫资料并停止适当的变形节制.●通风孔该类孔面积和最大线度尺寸较大，通风孔设计的关键在于通风部件的选择与装配布局的设计.在知足通风性能的条件下，应尽可以选用屏效较高的屏蔽通风部件.●观察孔与显示孔该类型孔面积和最大线度尺寸较大，其设计的关键在于屏蔽透光资料的选择与装配布局的设计.●毗连器与机箱接缝这类缝的面积与最大线度尺寸均不大，但由于在高频时导致毗连器与机箱的接触阻抗急剧增大，从而使得屏蔽电缆的共模传导发射变大，往往导致整个设备的辐射发射出现超标，为此应采取导电橡胶等毗连器导电衬垫.综上所述，孔缝抑制的设计要点归纳为：●合理选择屏蔽资料；●合理设计装置互连布局.电磁屏蔽电磁屏蔽是处理电磁兼容问题的重要手段之一.大部分电磁兼容问题都可以通过电磁屏蔽来处理.用电磁屏蔽的方法来处理电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作，因此不需要对电路做任何修改.1 选择屏蔽资料屏蔽体的有效性用屏蔽效能来度量.屏蔽效能是没有屏蔽时空间某个位置的场强E1与有屏蔽时该位置的场强E2的比值，它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度.用于电磁兼容目标的屏蔽体通常能将电磁波的强度衰减到原来的百分之一至百万分之一，因此通常常使用分贝来表述屏蔽效能，这时屏蔽效能的定义公式为：SE = 20 lg ( E1/ E2 ) (dB) 用这个定义式只能测试屏蔽资料的屏蔽效能，而无法确定应该使用什么资料做屏蔽体.要确定使用什么资料制造屏蔽体，需要知道资料的屏蔽效能与资料的什么特性参数有关.工程中实用的表征资料屏蔽效能的公式为：SE = A + R (dB)式中的A称为屏蔽资料的吸收损耗，是电磁波在屏蔽资猜中传播时发生的，计算公式为：A=3.34t（fμrσr）(dB) t = 资料的厚度，μr = 资料的磁导率，σr = 资料的电导率，对于特定的资料，这些都是已知的.f = 被屏蔽电磁波的频率.式中的R称为屏蔽资料的反射损耗，是当电磁波入射到分歧媒质的分界面时发生的，计算公式为：R=20lg（ZW/ZS）(dB) 式中，Zw=电磁波的波阻抗，Zs=屏蔽资料的特性阻抗.电磁波的波阻抗定义为电场分量与磁场分量的比值：Zw = E / H.在间隔辐射源较近（<λ/2π，称为近场区）时，波阻抗的值取决于辐射源的性质、观测点到源的间隔、介质特性等.若辐射源为大电流、低电压（辐射源电路的阻抗较低），则发生的电磁波的波阻抗小于377，称为低阻抗波，或磁场波.若辐射源为高电压，小电流（辐射源电路的阻抗较高），则波阻抗大于377，称为高阻抗波或电场波.关于近场区内波阻抗的详细计算公式本文不予阐述，以免冲淡主题，感兴趣的读者可以参考有关电磁场方面的参考书.当间隔辐射源较远（>λ/2π，称为远场区）时，波波阻抗仅与电场波传播介质有关，其数值等于介质的特性阻抗，空气为377Ω.屏蔽资料的阻抗计算方法为：｜ZS｜=3.68×107(fμr/σr) (Ω) f=入射电磁波的频率(Hz），μr=相对磁导率，σr=相对电导率从上面几个公式，便可以计算出各种屏蔽资料的屏蔽效能了，为了方便设计，下面给出一些定性的结论.●在近场区设计屏蔽时，要分别思索电场波和磁场波的情况；●屏蔽电场波时，使用导电性好的资料，屏蔽磁场波时，使用导磁性好的资料；●同一种屏蔽资料，对于分歧的电磁波，屏蔽效能使分歧的，对电场波的屏蔽效能最高，对磁场波的屏蔽效能最低，也就是说，电场波最容易屏蔽，磁场波最难屏蔽；●一般情况下，资料的导电性和导磁性越好，屏蔽效能越高；●屏蔽电场波时，屏蔽体尽可以接近辐射源，屏蔽磁场源时，屏蔽体尽可以远离磁场源；有一种情况需要特别注意，这就是1kHz以下的磁场波.这种磁场波一般由大电流辐射源发生，例如，传输大电流的电力线，大功率的变压器等.对于这种频率很低的磁场，只能采取高导磁率的资料停止屏蔽，常常使用的资料是含镍80%左右的坡莫合金.2 孔洞和缝隙的电磁泄漏与对策一般除了低频磁场外，大部分金属资料可以提供100dB 以上的屏蔽效能.但在实际中，罕见的情况是金属做成的屏蔽体，并没有这么高的屏蔽效能，甚至几乎没有屏蔽效能.这是因为许多设计人员没有懂得电磁屏蔽的关键.首先，需要懂得的是电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系.这与静电场的屏蔽分歧，在静电中，只要将屏蔽体接地，就可以够有效地屏蔽静电场.而电磁屏蔽却与屏蔽体接地与否无关，这是必须明白的.电磁屏蔽的关键点有两个，一个是包管屏蔽体的导电持续性，即整个屏蔽体必须是一个完整的、持续的导电体.另外一点是不克不及有穿过机箱的导体.对于一个实际的机箱，这两点实现起来都非常坚苦.首先，一个实用的机箱上会有很多孔洞和孔缝：通风口、显示口、装置各种调节杆的启齿、分歧部分连系的缝隙等.屏蔽设计的主要内容就是如何妥善处理这些孔缝，同时不会影响机箱的其他性能（雅观、可维性、靠得住性）.其次，机箱上总是会有电缆穿出（入），至少会有一条电源电缆.这些电缆会极大地危害屏蔽体，使屏蔽体的屏蔽效能降低数十分贝.妥善处理这些电缆是屏蔽设计中的重要内容之一（穿过屏蔽体的导体的危害有时比孔缝的危害更大）.当电磁波入射到一个孔洞时，其作用相当于一个偶极天线（图1），当孔洞的长度达到λ/2时，其辐射效率最高（与孔洞的宽度无关），也就是说，它可以将激励孔洞的全部能量辐射出去.对于一个厚度为0资料上的孔洞，在远场区中，最坏情况下（造成最大泄漏的极化方向）的屏蔽效能（实际情况下屏蔽效能可以会更大一些）计算公式为：SE=100 20lgL 20lg f + 20lg [1 + 2.3lg(L/H)] (dB)若L ≥λ/2，SE = 0 (dB) 式中各量：L = 缝隙的长度（mm），H = 缝隙的宽度（mm），f = 入射电磁波的频率（MHz）.在近场区，孔洞的泄漏还与辐射源的特性有关.当辐射源是电场源时，孔洞的泄漏比远场时小（屏蔽效能高），而当辐射源是磁场源时，孔洞的泄漏比远场时要大（屏蔽效能低）.近场区，孔洞的电磁屏蔽计算公式为：若ZC >（7.9/D·f）：SE = 48 + 20lg ZC 20lgL·f+ 20lg [1 + 2.3lg (L/H) ] 若Zc<（7.9/D·f）：SE = 20lg [ (D/L) + 20lg (1 + 2.3lg (L/H) ]式中：Zc=辐射源电路的阻抗（Ω），D = 孔洞到辐射源的间隔（m），L、H = 孔洞长、宽（mm），f = 电磁波的频率（MHz）说明：● 在第二个公式中，屏蔽效能与电磁波的频率没有关系.● 大多数情况下，电路知足第一个公式的条件，这时的屏蔽效能大于第二中条件下的屏蔽效能.● 第二个条件中，假设辐射源是纯磁场源，因此可以认为是一种在最坏条件下，对屏蔽效能的守旧计算.● 对于磁场源，屏蔽效能与孔洞到辐射源的间隔有关，间隔越近，则泄漏越大.这点在设计时一定要注意，磁场辐射源一定要尽可以远离孔洞.多个孔洞的情况当N个尺寸相同的孔洞摆列在一起，而且相距很近（间隔小于λ/2）时，造成的屏蔽效能下降为20lgN1/2.在分歧面上的孔洞不会增加泄漏，因为其辐射方向分歧，这个特点可以在设计中用来防止某一个面的辐射过强.除了使孔洞的尺寸远小于电磁波的波长，用辐射源尽可以远离孔洞等方法减小孔洞泄漏以外，增加孔洞的深度也可以减小孔洞的泄漏，这就是截止波导的原理.一般情况下，屏蔽机箱上分歧部分的连系处不成能完全接触，只能在某些点接触上，这构成了一个孔洞阵列.缝隙是造成屏蔽机箱屏蔽效能降级的主要原因之一.减小缝隙泄漏的方法有：● 增加导电接触点、减小缝隙的宽度，例如使用机械加工的手段（如用铣床加工接触概况）来增加接触面的平整度，增加紧固件（螺钉、铆钉）的密度；● 加大两块金属板之间的重叠面积；● 使用电磁密封衬垫，电磁密封衬垫是一种弹性的导电资料.如果在缝隙处装置上持续的电磁密封衬垫，那末，对于电磁波而言，就如同在液体容器的盖子上使用了橡胶密封衬垫后不会发生液体泄漏一样，不会发生电磁波的泄漏.3 穿过屏蔽体的导体的处理造成屏蔽体失效的另外一个主要原因是穿过屏蔽体的导体.在实际中，很多布局上很严密的屏蔽机箱（机柜）就是由于有导体直接穿过屏蔽箱而导致电磁兼容试验失败，这是缺乏电磁兼容经历的设计师感到猜疑的典型问题之一.断定这种问题的方法是将设备上在试验中没有需要毗连的电缆拔下，如果电磁兼容问题消失，说明电缆是导致问题的因素.处理这个问题有两个方法：● 对于传输频率较低的信号的电缆，在电缆的端口处使用低通滤波器，滤除电缆上不需要的高频频率成分，减小电缆发生的电磁辐射（因为高频电流最容易辐射）.这同样也能防止电缆上感应到的环境噪声传进设备内的电路.● 对于传输频率较高的信号的电缆，低通滤波器可以会导致信号失真，这时只能采取屏蔽的方法.但要注意屏蔽电缆的屏蔽层要360°搭接，这往往是很难的.在电缆端口装置低通滤波器有两个方法● 装置在线路板上，这种方法的优点是经济，缺点是高频滤波效果欠佳.显然，这个缺点对于这种用途的滤波器是十分致命的，因为，我们使用滤波器的目标就是滤除容易导致辐射的高频信号，或者空间的高频电磁波在电缆上感应的电流.● 装置在面板上，这种滤波器直接装置在屏蔽机箱的金属面板上，如馈通滤波器、滤波阵列板、滤波毗连器等.由于直接装置在金属面板上，滤波器的输入、输出之间完全隔离，接地杰出，导线上的干扰在机箱端口上被滤除，因此滤波效果十分抱负.缺点是装置需要一定的布局配合，这必须在设计初期停止思索.由于现代电子设备的工作频率越来越高，对付的电磁干扰频率也越来越高，因此在面板上装置干扰滤波器成为一种趋势.一种使用十分方便、性能十分优越的器件就是滤波毗连器.滤波毗连器的外形与普通毗连器的外形完全相同，可以直代替换.它的每根插针或孔上有一个低通滤波器.低通滤波器可以是简单的单电容电路，也可以是较复杂的电路.处理电缆上干扰的一个十分简单的方法是在电缆上套一个铁氧体磁环，这个方法虽然往往有效，但是有一些条件.许多人对铁氧体寄予了过高期望，只要一遇到电缆辐射的问题，就在电缆上套铁氧体，往往会失望.铁氧体磁环的效果预测公式为：共模辐射改善 =20lg（加磁环后的共模环路阻抗/加磁环前的共模环路阻抗）例如，如果没加铁氧体时的共模环路阻抗为100Ω，加了铁氧体以后为1000Ω，则共模辐射改善为20dB.说明：有时套上铁氧体后，电磁辐射并没有分明的改善，这其实纷歧定是铁氧体没有起作用，而可以是除了这根电缆以外，还有其他辐射源.在电缆上使用铁氧体磁环时，要注意下列一些问题：● 磁环的内径尽可以小● 磁环的壁尽可以厚● 磁环尽可以长● 磁环尽可以装置在电缆的端头处金属屏蔽效率可用屏蔽效率(SE)对屏蔽罩的适用性停止评估，其单位是分贝，计算公式为SEdB=A+R+B 其中 A：吸收损耗(dB) R：反射损耗(dB) B：校正因子(dB)(适用于薄屏蔽罩内存在多个反射的情况)一个简单的屏蔽罩会使所发生的电磁场强度降至最初的十分之一，即SE等于20dB；而有些场合可以会要求将场强降至为最初的十万分之一，即SE要等于100dB. 吸收损耗是指电磁波穿过屏蔽罩时能量损耗的数量，吸收损耗计算式为AdB=1.314(f×σ×μ)1/2×t其中 f：频率(MHz) μ：铜的导磁率σ：铜的导电率 t：屏蔽罩厚度反射损耗(近场)的大小取决于电磁波发生源的性质以及与波源的间隔.对于杆状或直线形发射天线而言，离波源越近波阻越高，然后随着与波源间隔的增加而下降，但平面波阻则无变更(恒为377).相反，如果波源是一个小型线圈，则此时将以磁场为主，离波源越近波阻越低.波阻随着与波源间隔的增加而增加，但当间隔超出波长的六分之一时，波阻不再变更，恒定在377处.反射损耗随波阻与屏蔽阻抗的比率变更，因此它不但取决于波的类型，而且取决于屏蔽罩与波源之间的间隔.这种情况适用于小型带屏蔽的设备.近场反射损耗可按下式计算R(电)dB=321.8(20×lg r)(30×lg f)[10×lg(μ/σ)] R(磁)dB=14.6+(20×lg r)+(10×lg f)+[10×lg(μ/σ)]其中r：波源与屏蔽之间的间隔. SE算式最后一项是校正因子B，其计算公式为B=20lg[exp(2t/σ)]此式仅适用于近磁场环境而且吸收损耗小于10dB的情况.由于屏蔽物吸收效率不高，其外部的再反射会使穿过屏蔽层另外一面的能量增加，所以校正因子是个负数，暗示屏蔽效率的下降情况.EMI抑制战略只有如金属和铁之类导磁率高的资料才干在极低频率下达到较高屏蔽效率.这些资料的导磁率会随着频率增加而降低，别的如果初始磁场较强也会使导磁率降低，还有就是采取机械方法将屏蔽罩作成规定形状同样会降低导磁率.综上所述，选择用于屏蔽的高导磁性资料非常复杂，通常要向EMI屏蔽资料供应商以及有关咨询机构寻求处理方案. 在高频电场下，采取薄层金属作为外壳或内衬资料可达到杰出的屏蔽效果，但条件是屏蔽必须持续，并将敏感部分完全遮盖住，没有缺口或缝隙(形成一个法拉第笼).然而在实际中要制造一个无接缝及缺口的屏蔽罩是不成能的，由于屏蔽罩要分成多个部分停止制作，因此就会有缝隙需要接合，别的通常还得在屏蔽罩上打孔以便装置与插卡或装配组件的连线.设计屏蔽罩的坚苦在于制造过程中不成防止会发生孔隙，而且设备运行过程中还会需要用到这些孔隙.制造、面板连线、通风口、外部监测窗口以及面板装置组件等都需要在屏蔽罩上打孔，从而大大降低了屏蔽性能.虽然沟槽和缝隙不成防止，但在屏蔽设计中对与电路工作频率波长有关的沟槽长度作仔细思索是很有好处的.任一频率电磁波的波长为: 波长(λ)=光速(C)/频率(Hz) 当缝隙长度为波长(截止频率)的一半时，RF波开端以20dB/10倍频(1/10截止频率)或6dB/8倍频(1/2截止频率)的速率衰减.通常RF发射频率越高衰减越严重，因为它的波长越短.当涉及到最高频率时，必须要思索可以会出现的任何谐波，不过实际上只需思索一次及二次谐波即可.一旦知道了屏蔽罩内RF辐射的频率及强度，便可计算出屏蔽罩的最大允许缝隙和沟槽.例如如果需要对1GHz(波长为300mm)的辐射衰减26dB，则150mm的缝隙将会开端发生衰减，因此当存在小于150mm的缝隙时，1GHz 辐射就会被衰减.所以对1GHz频率来说，若需要衰减20dB，则缝隙应小于15 mm(150mm的1/10)，需要衰减26dB时，缝隙应小于7.5 mm(15mm的1/2以上)，需要衰减32dB时，缝隙应小于 3.75 mm(7.5mm的1/2以上).可采取合适的导电衬垫使缝隙大小限定在规定尺寸内，从而实现这种衰减效果. 定在规定尺寸内，从而实现这种衰减效果.。
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1
R(C12 C2G )
(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。
第3章 干扰耦合机理
图 3-4 电容性骚扰耦合与频率的关系
第3章 干扰耦合机理
第3章 干扰耦合机理
图 3-2 地面上两导线间电容性耦合模型
第3章 干扰耦合机理
在图3-2中, C12是导体1与导体2之间的杂散电容, C1G 是导体1与地之间的电容, C2G是导体2与地之间的电容, R 是导体2与地之间的电阻。
导体1是骚扰源， 其骚扰源电压为u1, 受害电路为电 路2。 任何直接跨接在骚扰两端的电容, 如图3-2中的C12 能够被忽略, 因为它不影响在导体2与地之间耦合的骚扰
第3章 干扰耦合机理
1. 图3-1(a)表示一对平行导线所构成两回路通过线 间的电容耦合, 其等效电路如图3-1(b)所示。 假设电 路1为骚扰源电路, 电路2为敏感电路, C为导线1与导 线2间的分布电容, 由等效电路可计算出在回路2上的
U2
R2
R2
Xc
U1
jCR2 1 jCR2
U1
表3-1 列出了几种典型传输线电容的计算公式。 表3-2列出了几种导线及传输线间的互感公式。
表3-1
第3章 干扰耦合机理
第3章 干扰耦合机理
表3-2
第3章 干扰耦合机理
第3章 干扰耦合机理
第3章 干扰耦合机理
2. 屏蔽体对电容性耦合的作用 现在考虑导体2有一管状屏蔽体时的电容性耦合, 如图3-5所示。 其中C12表示导体2延伸到屏蔽体外的 那一部分与导体1之间的电容, C2G表示导体2延伸到 屏蔽体外的那一部分与地之间的电容, C1S表示导体1 与导体2的屏蔽体之间的电容, C2S表示导体2与其屏 蔽体之间的电容, CSG表示导体2的屏蔽体与地之间的 电容。
电压UN。 根据图3-2(b)的等效电路, 导体2与地之间耦合 的骚扰电压UN
UN
1
jC12 R
jR C12
C2G
U1
(3-3)
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如果R为低阻抗, 即满足:
1 R
j C12 C2G
那么, (3-3)
U N jC12RU1
(3-4)
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3.1 传导耦合 3.2 高频耦合 3.3 辐射耦合 习题
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3.1
传导是干扰源与敏感设备之间的主要骚扰耦合途径之 一。 传导骚扰可以通过电源线、 信号线、 互连线、 接地 导体等进行耦合。
在音频和低频时, 由于电源线、 接地导体、 电缆的屏 蔽层等呈现低阻抗, 故电流注入这些导体时易于传播。 当噪 声传导到其他敏感电路时, 就可能产生骚扰作用。
(3-1)
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式中,
R2
RG2 RL2 RG2 RL2
,
XC
1
jC
当耦合电容比较小时, 即ωCR2<<1时, (3-1)式可以简化
U2=jωCR2U1
(3-2)
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图 3-1 电容性耦合模型
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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 性耦合越明显。 电容性耦合的骚扰作用相当于在电路2 与地之间连接了一个幅度为In=jωCU1的电流源。
传导耦合包括通过导体间的电容及互感而形成的干扰 耦合。
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3.1.1 电容性耦合
由于电容实际是由两个导体构成的, 因此两根导线 就构成了一个电容, 我们称这个电容是导线之间的寄生 电容。 由于这个电容的存在, 一个导线中的能量能够耦 合到另一个导线上。 这种耦合称为电容耦合或电场耦 合。
(3-4)式表明, 电容性耦合的骚扰作用相当于在导体2与 地之间连接了一个幅度为In=jωC12U1的电流源。 (3-4)式是 描述两导体之间电容性耦合的最重要的公式, 它清楚地表明 了拾取(耦合)的电压依赖于相关参数。 假定骚扰源的电压 U1和工作频率f不能改变, 这样只留下两个减小电容性耦合 的参数C12和R。 减小耦合电容的方法是屏蔽导体、 分隔导 体(增加导体间的距离)。 若两导体之间距离加大, C12的实 际值会减少, 因此降低导体2上感应到的电压, 若两平行导体 间分隔距离为D, 且导体直径为d,
C12
π 0
cosh1 D /
d
mF
(3-5(a))
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当D/d＞3时, C12
C12
π 0
ln 2D /
d
F m
(3-5(b))
其中, ε0＝8.85×10－12 F／m。 导体间的距离与电容性 干扰之间的关系如图3-3所示。 0 dB的参考点是取自导 体间的距离为导体直径的3倍, 而由图中可看出相隔距离 超过40倍的导体直径, 再增加隔开的距离也无法得到显 著的衰减量。
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图3-4给出了电容性耦合骚扰电压UN的频率响应。 它是 (3-6)式的骚扰电压UN与频率的关系曲线图。 正如前面已经 分析的那样, (3-6)式给出了最大的骚扰电压UN。 图3-4 也 说明, 实际的骚扰电压UN总是小于或等于(3-4)式给出的骚扰 电压UN。 当频率满足以下关系时:
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一般情况下, 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)、 骚扰电压U1是预先 给定的, 所以, 抑制电容性耦合的有效方法是减小耦合 电容C。
下面我们继续分析另一个电容性耦合模型。 该模 型是在前一模型的基础上除了考虑两导线(两电路)间 的耦合电容外, 还考虑每一电路的导线与地之间所存 在的电容。 地面上两导体之间电容性耦合的简单表示 如图3-2所示。Fra bibliotek3章 干扰耦合机理
图 3-3 导体间的间隔对电容性干扰耦合的影响
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如果R为高阻抗, 即满足:
那么, (3-3)
R
1
j C12 C2G
UN
C12 C12 C2G
U1
(3-6)
(3-6)式表明, 在导体2与地之间产生的电容性耦合骚扰电压 与频率无关, 且在数值上大于(3-4)式表示的骚扰电压。