电磁兼容概论

电磁干扰效应 电磁干扰效应按其危害程度分为五个等级：
• 灾难性
• 非常危险
• 中等危险 • 严重
• 使人烦恼
• 电磁兼容性故障
• 电磁易损性 设备或系统发生有 限度的性能降级
设备或系统发生性 能失效，甚至毁坏
电磁干扰的危害 • 对电子设备的危害
• 开灯、关灯时，对短波收音机信号、电视信号干扰
• 手机对飞机导航设备的干扰
1.1 电磁干扰与电磁兼容 电磁干扰 • 电磁骚扰（EMD，Electromagnetic Disturbance）
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作用 的电磁现象。
干扰源
TV set
公共电源
• 电磁干扰（EMI，Electromagnetic Interference）
• 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。
实施电磁兼容的可用技术与成本的关系
可用技术/成本 设计阶段 可用技术 成本 研制阶段 生产阶段
时间
实施电磁兼容性的技术步骤
电磁干扰形成三要素 形成电磁干扰的三要素：干扰源、 耦合路径、敏感设备
1
干扰源
耦合途径 2
3 敏感体
• 电磁干扰源：产生电磁干扰的元器件、设备、系统或自
然干扰源。
• 敏感设备：对电磁干扰发生响应的设备 • 耦合途径：使能量从干扰源耦合（或传输）到敏感设备上并
使敏感设备产生响应的媒介
电磁干扰效应
• 电磁干扰效应
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（现象）—— 电磁干扰（结果）
电磁干扰的频谱
• 工频干扰：f = 50Hz， λ= 6000km ；
• 甚低频干扰：f = 30kHz以下， λ = 10km 以上； • 载频干扰：f = 30kHz～300kHz ， λ = 1km～10km ； • 射频、视频干扰：f = 300kHz～300MHz ， λ= 1m～1km ； • 微波干扰：f = 300MHz～300GHz ， λ= 1mm～1m ； • 雷电及电磁脉冲干扰：频率范围很宽，f = 0Hz～ 。
• 设计理念和设计方法
电磁干扰抑制技术 • 抑制电磁干扰的基本技术
• 屏蔽：主要用于切断通过空间辐射干扰的传播途径
• 滤波：主要用于抑制沿导线传播的传导干扰
课程的性质和任务
本课程主要讨论电磁兼容的基本原理和电磁干扰防护技术。 通过本课程的学习，对电磁兼容问题和电磁干扰的防护有一个 全面的了解，以作为实际工作的入门。
电磁干扰 特性分析
电磁兼容概论 电磁干扰 抑制技术
接地与搭接 技术
滤波技术 电磁干扰预测 分析技术
教学内容
屏蔽技术
电磁兼容性设计
电磁兼容测试技术
电磁干扰源发出干扰能量通过耦合通道传输至敏感设备， 导致敏感设备出现某种形式的响应并产生效果
电磁干扰裕量
IM＝PI－PS
PS（dB）—— 设备或系统的敏感门限值电平
PI（dB）—— 设备或系统实际接收的干扰电平 当PS < PI时，IM < 0 ——无干扰效应 当PS > PI时，IM > 0 —— 有潜在的干扰效应 当PS = PI时，IM = 0 —— 处于临界状态
• 电磁干扰分析与预测 • 电磁兼容性设计 • 电磁兼容性试验
1.2 电磁兼容技术
电磁干扰特性分析
• 电磁干扰源的干扰特性分析 • 敏感设备的敏感特性分析 • 耦合途径的传输特性分析
电磁兼容性分析与预测
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。
先修课程：电路分析、电子技术、电磁场与电磁波
参考资料
1. 邹逢兴等，电磁兼容技术，国防工业出版社，2005年 2. 路宏敏，工程电磁兼容，西安电子科技大学出版社，2003年 3. 白同云等，电磁兼容设计，北京邮电大学出版社，2001年
4. 蔡仁钢，电磁兼容原理、设计和预测技术，北京航空航天大
学出版社， 2001年 5. Ott.H.W著,王培清等译，电子系统中噪声的抑制与衰减技术， 电子工业出版社，2003年
• 数学模型
干扰源模型、传输损耗模型、接受器模型
• 电磁兼容性分析预测的级别
• 芯片级分析预测
• 部件级分析预测 • 系统级分析预测
电磁兼容设计技术
• 电磁兼容设计的目的
• 设备内部的电路相互不干扰，达到预期的功能； • 设备产生的电磁干扰强度低于特定的极限值； • 设备对外界的电磁干扰有一定的抵抗力。
电磁兼容的实施
目的：保障设备或系统的电磁兼容性
措施：技术措施和组织措施
• 抑制干扰源的发射 • 使接收器对发射不敏感
• 尽可能使耦合路径无效
实施电磁兼容的工程方法 • 问题解决法
“出现什么问题，解决什么问题”的经验方法。在设备或系统设计研制过 程中不进行电磁兼容性设计。
• 规范法
以设备或系统遵循的标准和规范所规定的极限值为基础。由于各种标准 和规范中的极限值是以同类设备或系统中最严重情况制定的，因而可能导致 具体设备或系统设计的过分保守。
• 电力系统对通信系统的干扰 ……
• 对军械装备的危害
• 雷达站对通信站的干扰 • 雷达使导弹、火箭误发射 • 机载电子设备的干扰可引起飞机偏航 ……
• 对燃油、燃气的危害 • 对生物体的危害
电磁兼容的概念
电磁兼容 (EMC，Electromagnetic Compatibility)
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的 共存状态。
含义有wenku.baidu.com个方面
• 不产生超过规定限度的电磁发射—— 发射特性 • 应具有抗电磁干扰的能力—— 敏感特性
四个基本的EMC问题
辐射发射
噪声元件
辐射敏感度
潜在的敏感元件
传导发射
噪声元件
传导敏感度
潜在的敏感元件
电磁兼容性安全系数（安全裕度）S 衡量设备或系统所具有的电磁兼容性宽余程度 S＝PS－PI S（dB）—— 安全系数 当PS < PI时，S < 0 ——设备或系统处于不兼容状态 当PS > PI时，S > 0 —— 设备或系统处于兼容状态 当PS = PI时，S = 0 —— 设备或系统处于兼容的临界状态