2018电磁兼容原理及应用习题

电磁兼容习题及答案

习题一

1.1干扰源：微波炉，宇宙射线，雷电，雷达，整流式电动机；

敏感设备：印刷电路版，晶体管电视，人体，

既是干扰源又是敏感设备：手机，雷达探测系统，

1.2电磁危害：太阳黑子爆发产生大量电磁辐射，造成地球上大部分通讯受到影响。

1.3电磁骚扰：任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象

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；

电磁骚扰是一种现象，只是可能造成影响，而电磁干扰是已经造成了影响和损害，是一种后果。

1.4质检总局第5号令《强制性产品认证管理规定》做了一系列严格规定，认证标志的名称为“中国强制认证”（china compulsory certification）,缩写为CCC，简称3C。根据认证委的规定，强制性产品认证新制度自2002年5月1日起实施。

1.5 EME：electromagnetic environment电磁环境；

EMI：electromagnetic interference电磁干扰；

EMS：electromagnetic susceptibility电磁抗干扰；

EMC：electromagnetic compatibility电磁兼容。

1.6电磁兼容三要素：干扰源、干扰耦合途径、敏感设备。

电磁干扰源：分为自然干扰源和人为干扰源。P8 图1-1

电磁耦合途径：空间辐射和导线传导；两者距离＞波长：干扰以电磁波的形式传播，需要研究干扰电波的传播特性；两者距离＜波长：干扰的耦合可看成近场感应，即电场（电容）耦合或磁场（电感）耦合。

1.7采用屏蔽、滤波、接地三项最基本的干扰抑制技术；

屏蔽：切断通过空间辐射的干扰的传输途径，根据其性质可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽。

滤波：抑制沿导线传输的传导干扰，主要讨论抗共模干扰、差模干扰和浪涌的滤波电路和装置的设计；

接地：提供设备的安全保护地，还提供了设备运行所必需的信号参考地。接地的方式有单点、多点、混合接地和浮地。

1.8电磁兼容学科研究内容：

1．干扰源的研究；

2．耦合途径的研究；

3．敏感设备的研究；

4．电磁兼容性控制技术；

5．测量的研究；

6．标准的研究；

7．电磁兼容性分析、预测和电磁兼容性设计。

习题五

（1）其中把相线(L)与地(E)和中线(N)与地(E)间存在的EMI信号称为共模干扰信号，共模干扰信号可视为在L线和N线上传输的电位相等，相位相同的噪音信号。把L与N之间存在的干扰信号称作差模干扰信号，也可把它视为在L和N线上有180度相位差的共模干扰信号。（2）抑制原理：Ll和只Cy，L2和另一只Cy，分别构成L-E和N—E两对独立端口的低通滤

波器，用来抑制电源线上存在的共模干扰信号。共模线圈和Cx又组成L-N独立端口间的一只低通滤波器，用来抑制电源上存在的差模干扰信号。

（3）共模线圈作用：其中Ll和L2是绕在同一磁环上两只独立线圈，称为共模电感线圈或共模线圈。它们所绕圈数相同，线圈绕向相反，致使滤波器接人电路后，两只线圈内电流产生的磁通在磁环内相互抵消，不会使磁环达磁饱和状态，从而使两只线圈L1和L2的电感值保持不变。但是，由于种种原因，如磁环的材料不可能做到绝对均匀，两只线圈的绕制也不可能完全对称等，使得L1和L2的电感量是不相等的。于是L1和L2之差称为差模电感。

L1和L2的铜耗尽量小，铜耗高局部温度高，散热慢，磁芯容易失磁。

（4）电阻作用：防止突然断电时，电感中剩余的电磁能损伤电路，保护电路。

（5）Cx和Cy哪一个更重要？Cy更重要，若都短路，Cx负载短路，Cy相当于电源短路，机壳带电220V，直接危害人体健康。

（6）该结构是互易的，不论从哪个端口输入输出都不影响。

5.1 回答下列问题：

(1) 共模干扰与异模干扰有何差异?

(2) 解决共模干扰的主要步骤是什么?

(3) 解决异模干扰的主要步骤是什么?

(4) 共模干扰与异模干扰的解决方法有何共同之处?（低通滤波器）

(5) 容易产生异模干扰是高频还是低频?（低频）

5.2 某 EMI 滤波器在 50Ω系统测得的插入损耗曲线上查得 25MHz 时为 50dB。如果把它连接到 EMI 源内阻 ZS=100Ω，负载电阻为 ZL=600Ω的电路中，估算这是的插入损耗为多少？

A=20lg[1+ZsZL/Z12(Zs+ZL)]

Z12 =25MHz

习题七

（1）接地类型：悬浮地、单点接地、多点接地，以及单点与多点接地的组合。

（2）高频多点接地，低频单点接地

（3）各种接地类型的应用频率范围：

a．单点接地的应用频率范围

单点接地的应用频率范围一般为30kHz或300kHz以下，在有些场合亦可用在3MHz以下。 b．多点接地的应用频率范围

多点接地的应用频率范围一般为30～300kHz以上。

7.3 对于下图所示的录音系统，试设计其接地方式。

中频放大器：百兆、千兆

视放：十几兆以下

视频显示：50Hz

习题八

请比较电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁屏蔽设计导则的共同点和不同点

1.电场屏蔽设计要点

(1) 屏蔽体必须良好接地，最好是屏蔽体直接接地。

(2) 正确选择接地点

(3) 合理设计屏蔽体的形状

(4 ) 注意屏蔽材料的选择

(5) 电屏蔽体的厚度

2.磁场屏蔽

磁场屏蔽通常只是指对直流或甚低频磁场的屏蔽，其屏蔽效能远不如电场屏蔽和电磁屏蔽。

3. 电磁屏蔽设计导则

(1) 判断干扰源、感受器及其耦合方式，确定屏蔽对象

(2) 确定屏蔽要求

(3) 初步设计

(4) 协调屏蔽与其他要求的矛盾

(5) 检查屏蔽体的谐振

(6) 屏蔽体的结构设计

习题九

9.1 某空管中心设置有一部空中交通管制雷达，该雷达位于一微波中继线附近，其坐标关系如下图所示，雷达和微波中继站的有关技术参数如下表。试预测雷达和微波中继站间的相互干扰状况。