电磁兼容经典例题

1. 求下列各物理量以dB 表示的值:①mW P 11=和W P 202=; ②

mV v 101=和V v μ202=; ③mA i 21=和A i 5.02=。

解： (1)

dB P = 10log(P1/P2) = -43dB (2)dB

P = 10log(P1/P2) = 54dB (3)

dB

P = 10log(P1/P2) = -48dB

2. 计算连接电缆的功率损耗(电缆特性阻抗与负载阻抗匹配)

解： 电缆的功率损耗 = dBm out dBm in P P -

= L α686.8

（α为传输线损耗，L 为所选传输线的长度）

3. 使用dB 表示放大器的性能参数:增益。如果输入功率W μ1,放大器增益60dB ，其输出功率为多少W dB μ。

解：使用dB 表示放大器的增益为：

dB in dB dB out P P -=增益

或者dBm in dB dBm out P P -=增益 或者W dB in dB W dB out P P μμ-=增益

若输入功率为W μ1即W indB P μ= 10log(1W μ/W μ) = 0W dB μ 故W outdB P μ = 60dB - 0W dB μ= 60W dB μ

4. 为什么大量的现代EMC 测试设备具有50Ω的纯电阻输入阻抗和源阻抗，并且用50Ω同轴电缆来连接。

解：如果电缆的终端阻抗不等于电缆的特性阻抗，那么从信号源向负载方向看

过去的电缆输入阻抗也不再对所有长度的电缆都是Ω50，而是会随着频率和电缆长度的变化而变化。选择Ω50以外的其他任何阻抗都是合适的，但是Ω50已经成为工业标准。这就是为什么大量的现代化EMC 测试设备具有Ω50的纯输入阻抗和信号源阻抗，并且用Ω50的同轴电缆来连接。

5. 一台50Ω的信号发生器（信号源）与输入阻抗为25Ω的信号测量仪（EMI 接收机）相连，信号发生器指示的输出电平为-20dBm ，求信号测量仪的输入电压（以V dB μ为单位）。

解：由题意有，在负载接Ω50负载情况下，Ω50负载上的功率为：

out P = 10/2010- = 0.01mW ，

故Ω50负载上的电压为：

out U =

out P *50 = 0.707mV ，

所以信号源的开路电压为：

oc U = 2*out U = 1.414mV

再根据s R = Ω50和L R = Ω25分压计算得到：

'

out U =

OC S

L L

U R R R *+ = 53.47V dB μ.

6. 将内外半径分别为a 和b ，磁导率为μ

的无限长磁性材料圆柱腔

置于均匀磁场

B 中。假设均匀磁场

B 的取向与无限长磁性材料圆

柱腔的轴线平行，试求解此圆柱腔的磁屏蔽效能。

解：由题意有，圆柱腔壁厚度a b t -=，平均半径2

b

a R +=

。 相对磁导率0

μμ

μ=

r （0μ为真空的磁导率） 故由屏蔽效能定义有：

])

()

(1log[20)21log(200b a a b R

t

SE r +-+

=+

=μμμ

7. 将内外半径分别为a 和b ，磁导率为μ

的磁性材料球壳置于均匀

磁场0

B 中，试求解此球壳的磁屏蔽效能。

解：由题意有，球形磁屏蔽壳的平均半径2

b

a r e +=

。屏蔽壳厚度a b t -=， 相对磁导率0

μμ

μ=

r （0μ为真空的磁导率）。 由屏蔽效能定义有：

])

(3)

(4log[20)132log(

200b a a b r t SE e r +-=+=μμμ。 8. 理想的共模扼流圈(线圈的缠绕完全对称且没有损耗)的结构如下图所示，如果AB 端相连，那么Z MH 50时从ab 端看进去的电阻为

300

Ω∠k 0

90。如果Ab 端相连，那么Z MH 50时从aB 端看进去的电阻为1000Ω∠k 0

90。计算此扼流圈的自电感和互电感。并用pSpice

验证结果。

ｂ

ａ Ｂ

Ａ

解：由题设条件知两耦合线圈的等效电路图如下：

（其中L L L ==21）

若AB 端相连时：假设电流.

I 从a 端流入，则ab 间电压为：

.

.

)(2I M L jw U -=

故从ab 端看进去的电阻为：

Ω=-==

jK M L jw I

U R 300)(2..

.

（①）

若Ab 端相连时：假设电流.

I 从a 端流入，则aB 间的电压为：

.

.

)(2I M L jw U +=

故从aB 端看进去的电阻为：

Ω=+==

jK M L jw I

U R 1000)(2.

.

.

（②）

联立①②解得：

mH M mH L 557.0,035.1==

pSpice 仿真电路图如下：

仿真结果如下：

结果ab 间的输入电阻为300.443ΩK ，和300ΩjK 基本相同。 当aB 连接时电路如下：

仿真设置不变，仿真结果如下：

结果aB 间的输入电阻为ΩK 2.1000，与ΩjK 1000基本相同。