电磁兼容三要素和三规律

微机保护装置电磁兼容要求详解

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课程内容
电磁兼容的基本概念 EMI测试 EMS测试总结

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EMI测试

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EMI测试主要包括端口的传导发射测试和系统的辐射发射测试。端口的传导发射测试是指电源、通信或I/O端口通过线缆传输的骚扰，系统的辐射发射骚扰是系统通过空间向空间辐射的骚扰。电子系统的各种端口（电源端口、通信端口和信号端口）通过线缆会把干扰传导至电网或其他设备，电子设备工作时会向空间辐射干扰。 EMI测试就是测试上述两部分，通过测试，给出一个具体的定量指标。
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5射频场感应的传导骚扰抗扰度试验

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适用于有射频场存在而且连接到电网或其他网络的设备。一般要求对产品的输入电源端口、通信及I/O端口进行测试，对电源端口采用耦合去耦网络进行试验，对通信及I/O端口采用电磁钳耦合方式进行试验。受试设备应在预期的运行和气候条件下进行测试，依次将试验信号发生器连接到耦合装置上，其他的非测试电缆或不连接，或使用去耦网络去耦。扫频范围从150kHz~80MHz，根据试验等级设置信号电平，骚扰信号是经过1kHz正弦波调制，调制到80% 的射频信号。一般情况下，步进为先前频率的1%，在每个频率点上驻留时间为1s,对敏感的敏感点可以单独进行测试。
微机保护装置电磁兼容性的测试实验
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课程内容

电磁兼容的基本概念 EMI测试 EMS测试发射试验的试验方法
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电磁兼容的基本概念——EMC

电磁兼容EMC（Electro Magnetic Compatibility），是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中，按设计要求正常工作的能力。国际电工技术委员会（IEC）对电磁兼容的定义是“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”。

电磁兼容

1、电磁环境应是给定或可以预期的；2、设备不应产生超过标准或规范所规定的电磁噪声；3、设备应满足标准所规定的电磁噪声敏感度限值的要求。

所谓电磁兼容，是指在有限的空间、时间和频谱资源条件下，各种设备可以共存、并不产生相互不利影响状态。

设备的电磁兼容性，即设备在指定的电磁环境中正常工作、且不对环境和环境中其它设备产生不利影响的能力。

电磁兼容性设计明确电磁环境（制定相应的电磁兼容标准）设备的抗干扰设计抑制设备产生和发射电磁干扰噪声试验检测方法、手段、标准和设备干扰的产生、传播、作用形成电磁干扰必然具备三个基本要素:干扰源、传播途径、敏感设备1、三个要素缺一不可，少一个就构不成电磁兼容问题，所以电磁兼容设计和解决电磁兼容问题就要从这三个要素着手。

2、抑制干扰最有效的方法：在干扰源处对干扰进行抑制。

3、电磁兼容措施必须综合治理，全局考虑。

电磁兼容设计的基本原则1. 不单纯追求抗干扰性能；2. 自始至终，全程参与；3. 从源头下手，标本兼治；4. 全局考虑，不留死角；5. 与时俱进；6. 因地制宜，充分考虑性能、成本、可靠性等之间的综合效益；7. 根据系统特点，对症下药；第二章电磁兼容基本原理1.电磁兼容三要素：骚扰源，对骚扰敏感的接收单元，把能量从骚扰源耦合到接收单元的传输通道，成为电磁干扰三要素。

2.电路受干扰程度S=WC/I3. 从来源分：自然骚扰和人为骚扰。

从骚扰属性分;功能性骚扰和非功能性骚扰从耦合方式分：传导骚扰和辐射骚扰从频谱宽度分：宽带骚扰和窄带骚扰从频率范围分：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)。

4.电磁骚扰传播方式：传导耦合：指一个电路中的骚扰电压或骚扰电流通过公共电路流通到另一个电路中的耦合方式。

磁场耦合：是指一个回路中的骚扰电流通过链接磁通在另一个回路中感应电动势，以传播骚扰的耦合方式。

电磁兼容

电磁兼容设计的关键技术是对电磁干扰源的研究，从电磁干扰源处控制其电磁发射是治本的方法。控制干扰源的发射，除了从电磁干扰源产生的机理着手降低其产生电磁噪声的电平外，还需广泛地应用屏蔽（包括隔离）、滤波和接地技术。
屏蔽主要运用各种导电材料，制造成各种壳体并与大地连接，以切断通过空间的静电耦合、感应耦合或交变电磁场耦合形成的电磁噪声传播途径，隔离主要运用继电器、隔离变压器或光电隔离器等器件来切断电磁噪声以传导形式的传播途径，其特点是将两部分电路的地线系统分隔开来，切断通过阻抗进行耦合的可能。
电磁兼容
中国电磁兼容网
我们知道，从地球表面到人造卫星活动的近千千米空间内处处存在着电磁波，电和磁无时无刻不在影响着人们的生活及生产，电磁能的广泛应用，使工业技术的发展日新月异。电磁能在为人类创造巨大财富的同时，也带来一定的危害，被称为电磁污染，研究电磁污染是环境保护中的重要分支。以往人们把无线电通讯装置受到的干扰，称为电磁干扰，表明装置受到外部干扰侵入的危害，其实它本身也对外部其他装置造成危害，即成为干扰源。因此必须同时研究装置的干扰和被干扰，对装置内部的组织和装置之间要注意其相容性。随着科学技术的发展，日益广泛采用的微电子技术和电气化的逐步实现，形成了复杂的电磁环境。不断研究和解决电磁环境中设备之间以及系统间相互关系的问题，促进了电磁兼容技术的迅速发展。
电磁污染的来源包括雷电（包括核爆等强电磁脉冲），静电及所有电气的动作（包括正常及非正常的）过程。如卫星通信，飞机航行的智能化；高层建筑、通信无线塔、超高压输电线路、油库群、港口建筑、森林、古迹的防雷；工厂自动化生产线、电气牵引馈电系统的谐波，大型医疗设备。物理仪器，家用仪器，电动工具、移动电话、遥控仪表、集成模块，印刷电路板等，凡有电磁现象存在的地方都有EMC问题，绝缘物体的相对摩擦也会产生可怕的静电效应。例如高速飞行器与大气的相对运动、合成材料的缠绕、流体（石油、天然气等）的高速传输、化纤织物与人体的摩擦等，由于静电积聚的隐蔽性和释放过程的突发性，造成的危害程度不亚于谐波和强电磁脉冲。

电磁兼容三要素和三规律

电磁兼容三要素和三规律EMC是业界的一个难点;文章介绍了EMC三个规律、EMC问题三要素、电磁骚扰的特性、以及五层次EMC设计法;给企业提供了对待EMC的建议;我们认为EMC改进要如诊治疾病一样对症施治;我们倡导坚持EMC规律，趁早考虑和解决EMC问题-进行EMC设计。

下面我们认识以下EMC领域的三个要素和三个重要规律： 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。

辐射干扰主要通过壳体和连接线以电磁波形式污染空间电磁环境;传导干扰是通过电源线骚扰公共电网或通过其他端子(如：射频端子，输入端子)影响相连接的设备。

IT、AV设备可能的骚扰源 A) FM接收机、TV接收机本机振荡，基波及谐波由高频头、本机振荡电路产生; B) 开关电源的开关脉冲及高次谐波，同步信号方波及高频谐波，行扫描显像电路产生的行、场信号及高频谐波; C) 数字电路工作需要的各种时钟信号及高频谐波、以及它们的组合，各种时钟如CPU芯片工作时钟、MPEG解码器工作时钟、视频同步时钟(27MHz，16.9344MHz ,40.5MHz)等; D) 数字信号方波及高频谐波，晶振产生的高次谐波，非线性电路现象(非线性失真、互调、饱和失真、截止失真)等引起的无用信号、杂散信号; E) 非正弦波波形，波形毛剌、过冲、振铃，电路设计存在的寄生频率点。

F) 对于敏感受体通过耦合途径接受的外部骚扰包括浪涌、快速脉冲群、静电、电压跌落、电压变化和各种电磁场。

电磁骚扰的特性 ①单位脉冲的频谱最宽; ②频谱中低频含量取决于脉冲的面积，高频分量取决于脉冲前后沿的陡度; ③晶体振荡电平必须满足一定幅度, 数字电路才能按一定的时序工作，使晶振产生的骚扰呈现覆盖带宽、骚扰电平高的特点; ④收发天线极化、方向特性相同时，EMI辐射和接受最严重;收发天线面积越大, EMI危害逾大; ⑤骚扰途径：辐射，传导，耦合和辐射、传导、耦合的组合。

【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”。

电磁兼容设计的三个基本要素

电磁兼容设计的三个基本要素
电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）设计的三个基本要素包括：
1. 抗干扰性设计（Immunity Design）：抗干扰性设计是指在电子设备或系统设计中采取措施，以提高其对外部电磁干扰源的抵抗能力。

这包括选择适当的屏蔽材料和屏蔽结构、优化电路布局与地线设计、使用滤波器和隔离器等方法，以减少或消除外界干扰对设备的影响。

2. 辐射发射控制设计（Emission Control Design）：辐射发射控制设计是指在电子设备或系统设计中采取措施，以减少设备对外界产生的电磁辐射干扰。

这涉及到合理的电路设计、地线布局、信号线屏蔽、滤波器的应用等，以降低设备辐射噪声水平并满足相应的国家或行业标准。

3. 互连传输特性设计（Interconnect Design）：互连传输特性设计是指在电子设备或系统设计中，通过合理的信号线布线、阻抗匹配、信号线长度控制等手段，确保信号的传输质量和完整性。

这有助于减少信号传输过程中的串扰、反射和时序问题，提高设备或系统的抗干扰能力和可靠性。

电磁兼容

1.电磁兼容（EMC）指的是一个产品和其他产品共存于特定的电磁环境中，而不会引起其他产品或者自身性能下降或损坏的能力。

电磁兼容主要包括两个方面的内容：一是发射性；二是抗扰性，即电磁骚扰性和电磁敏感性。

2.电磁兼容三要素：（1）存在一定的噪声源（2）存在着易受干扰的敏感设备（器件）（3）存在着干扰传播路径3.PCB板布局要遵守的原则:（1）按照电路信号的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。

（2）以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来布局。

元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上，尽量减少和缩短各器件之间的引线和连接。

（3）在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。

一般电路应尽可能使元器件在同一方向排列。

这样，不但美观，而且装焊容易、易于批量生产。

（4）尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。

易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。

（5）对于信号线，特别是高频、接口信号线，一定要防止信号线之间的耦合问题，在PCB设计初期就要考虑到它们之间的走线。

（6）某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。

带高压电的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。

（7）重量超过14g的元器件，应当用支架加以固定，热敏元件应远离发热元件。

（8）对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局，应考虑整机的结构要求。

若是机内调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。

4.PCB分层要考虑的因素：（1）信号层，特别是高速信号层一定要紧靠平面层，最好是紧靠地平面层。

（2）阻抗要求不严格的信号线可走微带线，重要信号线一定要走带状线，并且对于时钟、复位、敏感信号线，最好用两个地平面包围起来。

（3）主电源平面（板上功率最大的那种电源）一定要紧靠地平面，并且在地平面以下。

电磁兼容2

电容性耦合 (近电场相互作用)
Z2 U2 Us Z 2 X cm
当频率较低时
X c 2 R2 ; 则Z 2 R2 ; 并且 X cm R2
U 2 jCm R2U1
当频率较高时
X c 2 R2 ; 则Z 2 X c 2
X c2 Cm U2 U1 U1 X cm X c 2 C2 Cm
当离场源距离大于λ /2π 以后，场就成了“远场”，又称辐射场。
电场和磁场的比值为固定值，定义为波阻抗Z0， Z0=120π=377Ω
1 远场是平面波。E , H r
远场中电场、磁场和波传播方向的关系
远区场和近区场的波阻抗
波阻抗
电场为主 E 1/ r3 H 1 / r2 （电偶极源）
谓的“电磁饥饿”。
人工电磁干扰
辐射干扰源
辐射干扰是指以电磁波形式传播的干扰。这类干扰的能量是由干扰源辐射出来，通过介质(包括自由空间)以电磁波的特性和规律传播的。构成辐射干扰源有两个条件：一个是有产生电磁波的源；另一个是能把这个电磁波能量辐射出去。不是任何装置都能辐射电磁波，其结构必须是开放式的，几何尺寸和电磁波的波长必须是在同一量级。
核电磁脉冲辐射电弧辐射
传导干扰源
传导干扰指通过导体传播的干扰。传导干扰与辐射干扰的界限并不是非常明显，除频率非常低的干扰信号外，许多干扰信号的传播可以通过导体和空间混合传输。在某些场合，干扰信号先以传导的形式，通过导体将能量转移到新的空间，再向空中辐射。而在另一些场合，干扰信号先在空中传播，在其传播的过程中遇到导体，就会在导体中感应出干扰信号，变成传导干扰，沿导体继续传播。
2 电子设备电磁兼容设计原理
2.1 2.2 2.3 2.4 电磁干扰三要素电磁骚扰源电磁干扰作用途径及分析方法保证电磁兼容性的方法

电磁兼容

电磁干扰是指任何能中断、阻碍、降低或限制通信电子设备有效性能的电磁能量。

电磁兼容的定义为：设备在共同电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。

即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级。

影响系统之间的电磁兼容性的主要因素有天线与天线的耦合、天线与电缆的耦合等。

在给定系统内部的分系统、设备及部件之间的电磁兼容性称为系统内部的电磁兼容性。

工业干扰：由输电线、电网以及各种电器和电子设备工作时引起的电磁干扰。

辐射干扰：由任何部件、天线、电缆或连接线辐射的电磁干扰。

传导干扰：沿着导体附近传输的电磁干扰。

窄带干扰：一种主要能量频谱落在测量接收机通带之内的不希望有的发射。

宽带干扰：一种能量谱相当宽的不希望有的发射。

辐射发射：通过空间传播的、有用的或不希望有的电磁能量。

传导发射：沿电源、控制线或信号线传输的电磁能量。

乱真发射：在必要发射带宽以外的的一个或几个频率上的电磁能量。

这种发射电平降低时不会影响相应信息的传输。

包括谐波发射、寄生发射及互调制的产物，不包括为传输信息而进行的调制过程在紧靠必要发射带宽附近的发射。

抗扰度：装置、设备或系统面临电磁骚扰而不降低运行性能的能力。

抗扰度电平：将某给定的电磁骚扰施加于某一装置、设备或系统而其仍能正常工作并保持所需性能等级时的最大骚扰电平。

抗扰度限值：规定的最小抗扰度电平抗扰度裕量：装置、设备或系统的抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差值。

电磁敏感性：在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。

传导敏感度：当引起设备不希望有的响应或造成其性能降低时，对在电源、控制或信号引线上的干扰信号电流或电压的度量。

电磁兼容电平：预期加在工作于指定条件的装置、设备或系统上规定的最大电磁骚扰电平。

电磁兼容裕量：装置、设备或系统的抗扰度限值与骚扰源的发射限值之间的差值。

关键点：分系统中对于干扰最敏感的点，它与灵敏度、固有的敏感度、任务目标的重要性以及所处的电磁环境等因素有关。

电磁兼容基本理论(整理)

基本概念
EMC 要求
元器件
电路
设备
系统
都必须互不干扰，正常工作，达到电磁兼容。
构成干扰三要素
骚扰源传输途径敏感设备
空间辐射的电磁波
EUT
导线传导的电压电流
EUT
• 必须同时具备三个基本要素才会发生电磁干扰。如果去除了其中之一，就不会发生电磁干扰。所以，工程师的任务就是要决定哪一个因素是最容易消除的。
振荡器体及变压器：工作时会在周围辐射高频电磁波。
静电放电和I/O端的干扰：经过信号线和连接器，外界的电磁干扰进入电子设备，内部干扰源向外辐射。
传输途径
• 一. 空间辐射差模电流辐射和共模电流辐射远场

2
电磁感应
近场
2
电磁耦合
• 二. 导线传导共阻抗耦合共电源线共地线地环路干扰地电位差周围强场
差模电流辐射和共模电流辐射的比较示例
• 扁平馈线中抽取相邻的两根导线，线长1米，导线对上分别加以共模和差模电流，在离导线对3米处按GB 9254规定测量骚扰场强。 • 实验表明如果该处场强要达到B类设备的限值（30～230 MHz时为40 dBμV/m）,则差模电流要求为20 mA，而共模电流只要8μA，两者相差2500倍。
此外,还要满足特定用户应用环境下的要求
常见的电磁干扰源及特性 · 自然界的电磁干扰源：雷电放电、太阳黑子爆发、日辉和地球磁暴等 · 人为的电磁干扰源：连续干扰源— 设备有很宽的频谱,向空间辐射间接干扰源— 与机械运动工作时产生的，辐射或传导干扰脉冲干扰源— 电磁瞬态过程,有关，如车，船和飞机的壳体与空气中的尘粒、烟尘、雪片等摩擦起电。接触干扰源— 金属的接触面具有复阻抗特性，振动、颠簸、撞击时，接触阻抗是可变的。外界强辐射场产生感应电流，由于接触阻抗的作用会产二次辐射。辐射频谱为原辐射频谱加接触阻抗变化的调制,产生附加频率分量。停止运动时这种干扰便消逝。

《电磁兼容和测试技术》课件2-电磁兼容基础知识

4.电磁骚扰源分类及特性
雷电 NEMP
脉冲电路
无线通信
ESD
直流电机、变频调速器感性负载通断
4.电磁骚扰源分类及特性
大气干扰
雷电干扰
宇宙干扰
自然干扰源
热噪声电气化铁路
无线电广播
电磁干扰源
无线通信
功能性
人为干扰源
非功能性
电视雷达导航
办公设备
输电线
点火系统
家用电器
工业、医疗设备
4.电磁骚扰源分类及特性
电磁兼容性控制技术
传输通道抑制空间分离时间分隔频谱管理电气隔离其他技术
6 电磁兼容的工程方法
电磁兼容性预测分析
电磁兼容性预测分析是采用计算机数字仿真技术，将各种电磁干扰特性、传输特性和敏感度特性用数学模型描述，并编制成程序对潜在的电磁干扰进行计算。
• 数学模型
干扰源模型、传输损耗模型、接受器模型
• 系统法
从电子设备或系统设计开始就进行电磁兼容性设计的方法。它在设备或系统设计的全过程中贯彻始终，全面综合电磁耦合因素，不断进行电磁兼容性分析、预测，对各阶段设计进行评估，提出修改措施。
6 电磁兼容的工程方法 EMC措施与费效比
6 电磁兼容的工程方法
为了实现系统内外的电磁兼容，需要技术上和组织上两方面采取措施。
Ea , Ha ；Eb , Hb
S
Va
V
J
a
,
J
m a
Sa
Va
J
b
,
J
m b
Sb
2. 传导耦合的基本原理
传导耦合按其耦合方式可以划分为三种基本方式： ①电路性耦合 ②电容性耦合 ③电感性耦合实际工程中，这三种耦合方式同时存在、互相联系。

电磁兼容性（EMC）简介电磁兼容是研究电磁干扰的学科

电磁兼容性(EMC)简介电磁兼容是研究电磁干扰的学科。

电磁干扰是人们早就发现的电磁现象，它几乎和电磁效应的现象同时被发现，1981年英国科学家发表“论干扰”的文章，标志着研究干扰问题的开始。

1989年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题，使干扰问题的研究开始走向工程化和产业化。

虽然电磁干扰问题由来已久，但电磁兼容这个新的综合性学科确是近代形成的。

40年代提出电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility缩写为EMC）概念,是电磁干扰问题由单纯的排除干扰逐步发展成为从理论上、技术上全面控制用电设备在其电磁环境中正常工作能力保证的系统工程。

70年代以来，电磁兼容技术逐渐成为非常活跃的学科领域之一。

80年代，美国、德国、日本、前苏联、法国等经济发达国家在电磁兼容研究和应用方面达到很高的水平。

建立了相应的电磁兼容标准和规范，电磁兼容设计成为民用电子设备和军用武器装备研制中必须严格遵循的原则和步骤。

电磁兼容性成为产品可靠性保证中的重要组成部分。

90年代，电磁兼容性工程以事后检测处理发展到预先分析评估、预先检验、预先设计。

在我国电磁兼容理论和技术的研究起步较晚，直到80年代之后才组织系统地研究并制定国家级和行业级的电磁兼容性标准和规范。

90年代以来，随着国民经济和高科技产业的形迅速发展，在航空、航天、通信、电子等部门，电磁兼容技术受到格外重视。

电磁兼容性的定义由于电磁干扰源的大量普遍曾在，电磁干扰现象经常发生。

如果在一个系统中各种用电设备能和谐正常工作而不致相互发生电磁干扰造成性能改变和遭受损坏，人们就满意的称这个系统中的用电设备是相互兼容的。

但是随着用电设备功能的多样化、结构的复杂化、功率加大和频率提高，同时它们的灵敏度已越来越高，这种相互包容兼顾、各显其能的状态很难获得。

为了使系统达到电磁兼容，必须以系统的电磁环境为依据，要求每个用电设备不产生超过一定限度的电磁发射，同时又要求它具有一定的抗干扰能力。

电磁兼容三要素和电磁干扰标准

电磁兼容三要素和电磁干扰标准电磁兼容三要素和电磁干扰标准随着科技的不断发展，电子设备在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。

然而，随之而来的电磁兼容性问题也日益突出，给我们的生活和工作带来了许多困扰。

为了更好地了解电磁兼容性，首先我们需要了解什么是电磁兼容三要素以及电磁干扰标准。

一、电磁兼容三要素1. 电磁兼容性的概念电磁兼容性是指电子设备在同一电磁环境中能够正常工作，互不干扰，同时也不受外界电磁干扰的能力。

电磁兼容性的三个基本要素是电磁干扰（EMI）、电磁兼容（EMC）和电磁脆弱性。

2. 电磁干扰（EMI）电磁干扰是指电子设备之间或者电子设备与电磁环境之间相互产生的电磁能量的干扰。

电磁干扰的发生会影响设备正常的工作，因此需要通过一定的方法来减小或屏蔽这种干扰。

3. 电磁兼容（EMC）电磁兼容是指电子设备在特定的电磁环境中能够相互协调工作，不产生电磁干扰。

电磁兼容性的设计需要在设备设计的早期阶段考虑，采取一些措施来保证电子设备在复杂的电磁环境中工作正常。

4. 电磁脆弱性电磁脆弱性是指电子设备在特定的电磁环境中容易受到电磁干扰的影响，导致设备性能下降甚至失效的情况。

了解电磁兼容性的三要素可以帮助我们更好地理解电子设备在电磁环境中的工作原理和方法，更好地设计和使用设备，减小电磁干扰对设备正常工作的影响。

二、电磁干扰标准1. 国际电工委员会（IEC）标准国际电工委员会是一个制定国际标准的组织，其制定的电磁兼容性标准被广泛应用于世界各国。

IEC标准涉及到电磁兼容性测试方法、电磁干扰限值等内容，帮助设备制造商和使用者了解设备在电磁环境中的性能。

2. 美国联邦通信委员会（FCC）标准美国联邦通信委员会制定的电磁干扰标准主要用于美国国内的电子设备，其标准内容与IEC标准有一定的差异，但也是全球范围内的重要标准之一。

3. 中国国家标准中国国家标准对电磁兼容性和电磁干扰标准也有相应的制定，帮助中国国内的设备制造商和使用者了解国内外的标准差异，更好地进行电磁兼容性测试和评估。

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。

电磁兼容复习

电磁兼容复习第⼀章概论1、电磁兼容：IEC（国际电⼯技术委员会）：设备或系统在其电磁环境中能正常⼯作⽽⼜不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能⼒。

研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种⽤电设备可以共存⽽不致引起降级的⼀门科学。

三个基本要素：时间、空间、频谱（0～400GHz）。

2、名词术语：电磁环境：存在于给定场所的所有电磁现象的总和。

电磁发射：从源到外发出电磁能的现象（包含传导发射、辐射发射，是⽆意的）。

噪声：影响信号并能够使信号携带的信息产⽣畸变的⼀种⼲扰。

电路中除有⽤信号外的电信号均为噪声。

⼲扰：由于⼀种或多种发射、辐射、感应或其组合所产⽣的⽆⽤能量对电⼦设备的接受产⽣的影响，如不存在这种⽆⽤能量则后果可以避免。

噪声导致的不希望的结果称为⼲扰。

⽆⽤信号：可能损害有⽤信号接收的信号。

⼲扰信号：损害有⽤信号接收的信号。

电磁骚扰：任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有⽣命或⽆⽣命物质产⽣损害作⽤的电磁现象，可能是电磁噪声、⽆⽤信号或传播媒介⾃⾝的变化。

产⽣的根本原因是⽹络参数的突变。

电磁⼲扰：电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。

抗扰度（民⽤）：装置、设备或系统⾯临电磁骚扰不降低运⾏性能的能⼒。

敏感性（军⽤）⾼，抗扰度低。

抗扰度电平、抗扰度限值、兼容性电平、发射限值、发射电平、设计裕度、抗扰度裕度、发射裕度、兼容性裕度。

分贝的概念：功率、电压等，⽤较⼩的坐标表⽰较⼤范围的变量。

电尺⼨：物理尺⼨与骚扰源波长的相对值。

电⼩尺⼨：电尺⼨⼩于⼗分之⼀。

（物理尺⼨远⼩于波长称为电⼩）电压损坏阈值（绝缘破坏），能量损坏阈值（发热），电场、磁场损坏阈值。

4、电磁兼容组成三要素：骚扰源、耦合途径、敏感设备。

（电磁兼容基本要素：时间空间频谱）5、电磁兼容的三⽅⾯含义：电磁环境是给定的或可预期的，设备电磁骚扰发射符合标准要求，满⾜电磁敏感性或者抗扰度要求。

6、电磁骚扰源分为⾃然和⼈为两类，电磁骚扰产⽣的根本原因是⽹络参数的突变，即导体中有电压或电流的变化。

EMC三规律与三要素

EMC 三规律与三要素
EMC（ElectromagneticCompatibility）即电磁兼容。

它是研究电磁干扰的一门技术。

电磁干扰是我们周边电磁能量使电子设备的运行产生不应有的响应。

EMC 的技术目的在于使电气装置或系统在共同的电磁环境条件下，既不受电磁环境的影响，也不会给环境以干扰。

下面我们认识以下EMC 领域的三个重要规律和EMC 问题三个要素：
一、EMC 三个重要规律
规律一、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。

规律二、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。

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。

新电磁兼容(精编版)

1电磁干扰三要素：电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。

2 电磁兼容的概念：指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各中设备都能正常工作又不互干扰，达到“兼容”状态。

3电磁兼容的含义：①该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射而导致或遭受不允许的性能降级；②该设备也不会使同一电磁环境中其它设备（分系统、系统）因受其电磁发射而导致或遭受不允许的性能降级。

4 电磁兼容技术的发展：电磁兼容是通过控制电磁干扰来实现的，因此电磁兼容学是在认识电磁干扰、研究电磁干扰、对抗电磁干扰和管理电磁干扰的过程中发展起来的。

起源：1881年英国科学家希维塞德发表了《论干扰》一文。

5组织机构：国际电工技术委员会（IEC）美国电气电子工程师协会（IEEE）国际无线电干扰特别委员会（CISPR）6 电磁兼容性：在不损失有用信号包含的信息的条件下，信号和干扰共存的能力。

7 电磁环境：存在于给定场所的所有电磁现象的总和。

8 传导干扰：沿着导体传播的电磁干扰。

9 辐射干扰：通过空间以电磁波形式传播的电磁干扰。

10电磁骚扰：是任何可能引起装置、设备或系统性能降级或对生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。

11电磁干扰：是由电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。

12 电磁辐射：将能量以电磁波形式由源发射到空间并且以电磁波形式在空间传播。

13 抗扰度：装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。

14 电磁兼容性控制技术：a.传输通道抑制: ①滤波；②屏蔽；③搭接；④接地；⑤合理布线b.空间分离: 加大电磁干扰源和敏感设备之间的空间距离c.时间分隔: 使电磁干扰源和敏感设备不同时出现（飞机、手机）d.频谱管理: 由信息产业部无线电管理局划分频段e.电气隔离: ①机械耦合；②电磁耦合；③光电耦合15 常见的电气隔离耦合原理：机械耦合、电磁耦合、光电耦合。

16 电磁兼容性测量的具体内容包括：干扰发射测量和敏感度测量。

电磁兼容的概念及其发展历史

PCB电磁兼容设计论文学校：华北电力大学专业：电子班级： 0902姓名：***学号：************第一章电磁兼容的概念及其相关标准介绍第一节电磁兼容的概念1．电磁兼容定义（Electromagnetic Compatibility即EMC）1.1.1 国军标（GJB72A-2002）中给出电磁兼容的定义是：设备、分系统、系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能并且互相不会影响各自正常工作的共存状态。

包括以下两个方面：a）设备、分系统、系统在预定的电磁环境中运行时，可按规定的安全裕度实现设计的工作性能、且不因电磁干扰而受损或产生不可接受的降级；b）设备、分系统、系统在预定的电磁环境中正常地工作且不会给环境（或其他设备）带来不可接受的电磁干扰。

安全裕度——敏感度门限与环境中的实际干扰影响下性能降级或不能完成规定任务的特性。

1.1.2 名词解释电磁骚扰——任何可能引起装置、设备或系统性能低或对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。

注：电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。

电磁干扰（EMI）——电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。

又可解释为：任何可能中断、阻碍，甚至降低、限制无线电通信或其他电子设备性能的传导或辐射的电磁能量。

辐射干扰——任何源自部件、天线、电缆、互连线的电磁辐射，以电场、磁场形式（或兼而有之）存在，并导致性能降级的不希望有的电磁能量。

传导干扰——沿着导体传输的不希望有的电磁能量，通常用电压或电流来定义。

电磁脉冲（EMP）——核爆炸或雷电放电时，在核设施或周围介质中存在光子散射，由此产生的康普顿反冲电子和光电子所导致新的电磁辐射。

由电磁脉冲所产生的电场、磁场可能会与电子或电子系统耦合产生破坏性的电压和电流浪涌。

浪涌——沿线路或电路传播的电流、电压或功率的瞬态波。

其特征最先快速上升后缓慢下降。

浪涌由开关切换、雷电放电、核爆炸引起。

静电放电（ESD）——不同静电电位的物体靠近或直接接触时产生的电荷转移。