《电磁兼容基本概念》PPT课件
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电磁兼容
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(4) 电磁环境基本概念 • 电子设备发射出来的电磁干扰具有一定的危害性
降低电子元件的工作寿命，强度较大的电磁干扰可以击穿 电子设备，导致元件及整个系统的损坏；静电导致计算机 及其元器件的损坏造成的经济损失每年就高达数亿美元， 还可以损坏医院里病人的导管泵而导致病人生命危险。
影响电子系统的信号，使其信噪比降低，影响系统的正常 工作。
药方就是电磁兼容技术——确保设备或系统不产生电磁干
扰的技术。着力解决电磁干扰问题已成为电气和信息化建 设中的重要内容之一。
10
电磁干扰流程图
故障噪声： 电场 磁场 电压 电流
天线 耦合 公共接地 阻抗耦合 场－电缆 共模耦合 场－导线 差模耦合 线——线 串扰 电源线 耦合 电源噪声 抑制 接收机 被干扰设备 电磁干扰从干扰源经耦合通道到接收机的流程图
对信息安全与信息保密构成严重威胁。
引起人体细胞的生物效应，出现头晕、乏力、记忆力减退 等现象，严重时会导致人体慢性病变。
8
(4) 电磁环境基本概念
某些情况下，例如军事上，电磁环境的这一复杂特性又
可以被利用来形成对敌方的干扰。
几乎所有的电气、电子设备工作时对周围环境产生干扰 影响。这种环境称为电磁环境——存在于给定场所的所 有电磁现象的总和。
响应。
6
(3) 电磁干扰基本种类
• 自然干扰——来源于地球和宇宙中的自然电磁现象，如： 宇宙干扰、雷电干扰、大气干扰、热噪声，等 • 人为干扰——来自于有意发射干扰源和无意发射干扰源： 有意发射干扰源：专用于辐射电磁能的设备，如广播、电 视、通信、雷达、导航等发射设备，通过向空间发射有 用信号的电磁能量来工作，而对于不需要这些信号的电 子设备或系统将构成干扰。 无意发射干扰源：发射电磁能力不是其工作的主要目的。 如汽车的点火系统、各种不同的用电装置、电力电子装 置、电机传动系统、照明装置、高压电力线、科学和医 用设备，静电放电，核爆炸电磁脉冲，等。
(4) 电磁环境基本概念 • 电子设备发射出来的电磁干扰具有一定的危害性
降低电子元件的工作寿命，强度较大的电磁干扰可以击穿 电子设备，导致元件及整个系统的损坏；静电导致计算机 及其元器件的损坏造成的经济损失每年就高达数亿美元， 还可以损坏医院里病人的导管泵而导致病人生命危险。
影响电子系统的信号，使其信噪比降低，影响系统的正常 工作。
药方就是电磁兼容技术——确保设备或系统不产生电磁干
扰的技术。着力解决电磁干扰问题已成为电气和信息化建 设中的重要内容之一。
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电磁干扰流程图
故障噪声： 电场 磁场 电压 电流
天线 耦合 公共接地 阻抗耦合 场－电缆 共模耦合 场－导线 差模耦合 线——线 串扰 电源线 耦合 电源噪声 抑制 接收机 被干扰设备 电磁干扰从干扰源经耦合通道到接收机的流程图
对信息安全与信息保密构成严重威胁。
引起人体细胞的生物效应，出现头晕、乏力、记忆力减退 等现象，严重时会导致人体慢性病变。
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(4) 电磁环境基本概念
某些情况下，例如军事上，电磁环境的这一复杂特性又
可以被利用来形成对敌方的干扰。
几乎所有的电气、电子设备工作时对周围环境产生干扰 影响。这种环境称为电磁环境——存在于给定场所的所 有电磁现象的总和。
响应。
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(3) 电磁干扰基本种类
• 自然干扰——来源于地球和宇宙中的自然电磁现象，如： 宇宙干扰、雷电干扰、大气干扰、热噪声，等 • 人为干扰——来自于有意发射干扰源和无意发射干扰源： 有意发射干扰源：专用于辐射电磁能的设备，如广播、电 视、通信、雷达、导航等发射设备，通过向空间发射有 用信号的电磁能量来工作，而对于不需要这些信号的电 子设备或系统将构成干扰。 无意发射干扰源：发射电磁能力不是其工作的主要目的。 如汽车的点火系统、各种不同的用电装置、电力电子装 置、电机传动系统、照明装置、高压电力线、科学和医 用设备，静电放电，核爆炸电磁脉冲，等。
EMC电磁兼容PPT课件
端的试验；
10/700电压波，室外信号端的浪涌试验；
• 信号端测试 屏蔽线，干扰加在屏蔽层 非屏蔽线，干扰加在信号线。
1.2、8、10指波形的波前时间（us）； 50、20和700指得是波形的脉宽（us）。
第11页/共126页
Surge：浪涌波 形
第12页/共126页
Surge：试验现 场
第13页/共126页
2.2 滤波器的作用
切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。
第27页/共126页
2.3 滤波电路及常见滤波器件 低通滤波器的类型
低阻抗 Zs
ZL 低阻抗 高阻抗 Zs
ZL 高阻抗
单L型滤波电路
型滤波电路
高阻抗 Zs
ZL 高阻抗 低阻抗 Zs
ZL 低阻抗
C型滤波电路
T型滤波电路
network线路阻抗稳定网络。
第22页/共126页
Harmonics：交流电源谐波电流
• 设备的输入电压为正弦波（50Hz 或者60Hz），当该电压的输入负 载为非线性电路时，将会使得输入 电流发生畸变，即输入电流不为正 弦波，根据傅利叶变换，非正弦波 信号在频域将会存在谐波，这些谐 波电流将会降低设备电源的使用效 率，并且会倒灌至电网，对电网产 生污染。
L
接
CX1
电N 源
E
L CX2
CY1=CY2
CY1 CY2
L 接
N设 备
E
第32页/共126页
第三部分：线路板EMC设计技术
1. 基础知识 2. PCB分层设计 3. PCB布局设计 4. PCB布线设计
第33页/共126页
3.1 基础知识
• 产生电磁干扰的前提条件 1）突变的电压或电流，即dV/dt 或dI/dt 很大 2）辐射天线或传导导体
10/700电压波，室外信号端的浪涌试验；
• 信号端测试 屏蔽线，干扰加在屏蔽层 非屏蔽线，干扰加在信号线。
1.2、8、10指波形的波前时间（us）； 50、20和700指得是波形的脉宽（us）。
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Surge：浪涌波 形
第12页/共126页
Surge：试验现 场
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2.2 滤波器的作用
切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。
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2.3 滤波电路及常见滤波器件 低通滤波器的类型
低阻抗 Zs
ZL 低阻抗 高阻抗 Zs
ZL 高阻抗
单L型滤波电路
型滤波电路
高阻抗 Zs
ZL 高阻抗 低阻抗 Zs
ZL 低阻抗
C型滤波电路
T型滤波电路
network线路阻抗稳定网络。
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Harmonics：交流电源谐波电流
• 设备的输入电压为正弦波（50Hz 或者60Hz），当该电压的输入负 载为非线性电路时，将会使得输入 电流发生畸变，即输入电流不为正 弦波，根据傅利叶变换，非正弦波 信号在频域将会存在谐波，这些谐 波电流将会降低设备电源的使用效 率，并且会倒灌至电网，对电网产 生污染。
L
接
CX1
电N 源
E
L CX2
CY1=CY2
CY1 CY2
L 接
N设 备
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第三部分：线路板EMC设计技术
1. 基础知识 2. PCB分层设计 3. PCB布局设计 4. PCB布线设计
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3.1 基础知识
• 产生电磁干扰的前提条件 1）突变的电压或电流，即dV/dt 或dI/dt 很大 2）辐射天线或传导导体
电磁兼容理论基础-第三部分ppt课件.ppt
这就是电感元件的特性方程。
电容元件
电容元件是实际电容器的理想化元件，它体现了 元件储存电场能量的性质。
任意两端元件，如果在任意时刻，其极板上的电
荷和元件两端的电压之间的关系可以在 qu平
面上用曲线来表示，则称其为电容元件。
电容元件
对于线性电容元件，其电容值C为一正实常数。
其值为电容任一极板上积累的电荷量 q与其上
F NI
磁动势是磁路中产生磁通的“推动力”。磁动势的 国际制单位为安(A)。
磁场强度
磁场的强弱用磁场强度H表示。对于粗细 均匀的磁路来说，若磁路的平均长度(即磁 路中心线的长度)为l，则
H F NI ll
即，磁场强度是磁力线路径每单位长度的 磁动势。在国际单位制中H的单位是安/米 ( A/m )
u 的电压 的比值，即 Cq/u 。电容元件的
特性方程为
ic
C
duc dt
从特性方程可知，在某一时刻电容器的电流取决 该时刻电容器两端电压的变化率。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1.2 元件的非理想特性
理想元件就是可精确定义并能表征实际器件的主 要电磁性质的一种理想化元件。
实际电路中，电源向各种用电设备提供能量。实 际电源种类繁多，但在一定条件下构成电路模型
时，电源通常有理想电压源和理想电流源两种，
它们均属有源二端理想元件。
理想电压源
理想电压源无论外部电压如何，其端电压总能保 持定值或一定的时间函数。理想电压源的端电压 与通过它自身的电流大小无关，其电压总保持定 值或为某给定的时间的函数。
磁感应强度
精品课件电磁兼容性设计ppt课件
IC的引脚排列也会影响电磁兼容性能。因此IC的VCC与GND之间的距离越 近，去耦电容越有效。
无论是集成电路、PCB板还是整个系统，大部分噪声都与时钟频率及其 高次谐波有关。
合理的地线、适当的去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。
用于时钟分配的高阻抗缓冲器也有助于减小时钟信号的反射和振荡。
TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因 此，最好使用同系列的逻辑器件。
铁氧体磁珠或串联电阻） －降低负载电容，以使靠近输出端的集电极开路驱动器而便于上拉，电阻值
尽量大 －处理器散热片与芯片之间经导热材料隔离，并在处理器周围多点射频接地 －电源的高质量射频旁路（解耦）在每个电源管脚都是重要的 －高质量电源监视电路需对电源中断、跌落、浪涌和瞬态干扰有抵抗能力 －需要一只高质量的“看门狗” －决不能在“看门狗”或电源监视电路上使用可编程器件 －电源监视电路及“看门狗”也需适当的电路和软件技术，以使它们可以适
模拟器件也需要为电源提供高质量的射频旁路和低频旁路。
对每个运放、比较器或数据转换器的每个模拟电源引脚的RC或LC滤波都 是必要的。
对模拟电路而言，模拟本振和IF频率一般都有较大的泄漏，所以需要着 重屏蔽和滤波。
02:33
20
2.3 逻辑电路设计
对高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产 生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
应大多数的不测情况 －当逻辑信号沿的上升/下降时间比信号在PCB走线中传输一个来回的时间短时，
应采用传输线技术
02:33
22
在逻辑电路中，数字信号的传输线的处理也相当重要。
当电路在高速运行时，在源和目的间的阻抗匹配非常重要。
否则过量的射频能量将会引起电磁兼容性问题。
无论是集成电路、PCB板还是整个系统，大部分噪声都与时钟频率及其 高次谐波有关。
合理的地线、适当的去耦电容和旁路电容能减小时钟辐射。
用于时钟分配的高阻抗缓冲器也有助于减小时钟信号的反射和振荡。
TTL和CMOS器件混合逻辑电路会产生时钟、有用信号和电源的谐波，因 此，最好使用同系列的逻辑器件。
铁氧体磁珠或串联电阻） －降低负载电容，以使靠近输出端的集电极开路驱动器而便于上拉，电阻值
尽量大 －处理器散热片与芯片之间经导热材料隔离，并在处理器周围多点射频接地 －电源的高质量射频旁路（解耦）在每个电源管脚都是重要的 －高质量电源监视电路需对电源中断、跌落、浪涌和瞬态干扰有抵抗能力 －需要一只高质量的“看门狗” －决不能在“看门狗”或电源监视电路上使用可编程器件 －电源监视电路及“看门狗”也需适当的电路和软件技术，以使它们可以适
模拟器件也需要为电源提供高质量的射频旁路和低频旁路。
对每个运放、比较器或数据转换器的每个模拟电源引脚的RC或LC滤波都 是必要的。
对模拟电路而言，模拟本振和IF频率一般都有较大的泄漏，所以需要着 重屏蔽和滤波。
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2.3 逻辑电路设计
对高频数字电路布局时应作到有关的逻辑元件应相互靠近，易产 生干扰的器件(如时钟发生器)或发热器件应远离其他集成电路。
应大多数的不测情况 －当逻辑信号沿的上升/下降时间比信号在PCB走线中传输一个来回的时间短时，
应采用传输线技术
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在逻辑电路中，数字信号的传输线的处理也相当重要。
当电路在高速运行时，在源和目的间的阻抗匹配非常重要。
否则过量的射频能量将会引起电磁兼容性问题。
电磁兼容概述.ppt
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电磁兼容主要研究领域
电磁兼容三要素： 电磁骚扰源、传播途径、敏感设备
骚扰源特性的研究 敏感设备的抗干扰性能 电磁骚扰的传播途径 电磁兼容测量 系统内与系统间的电磁兼容性
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1.4 电磁兼容研究对象
① 工频干扰（50Hz，6000km）：输配电，电力牵引 系统；
② 甚低频（30kHz以下，波长大于10km)； ③ 载波干扰（10—300kHz，波长大于1km）：高压
发射裕量（Emission Margin)—电磁兼容电 平与发射限值之比。
1
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电磁兼容术语
抗扰度电平 Immunity Level—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 作保持所需性能等级时的最大骚扰电平。
抗扰度限值 Immunity Limit—规定的最小抗扰性 电平。
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9
1.2 电磁兼容的名词术语与常见术语
电磁兼容、电磁发射、性能降低、电磁骚 扰、电磁干扰、电磁噪声、电磁环境、无 用信号、干扰信号、抗扰度、电磁敏感性、 时变量的电平、骚扰限值、干扰限值、兼 容电平、发射电平、发射限值、发射裕量、 兼容裕量、骚扰抑制、干扰抑制等。
GB/T4365-1995共收入词条176个。
1
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第一讲 第1章 电磁兼容概述
1.1 电磁兼容(EMC-electromagnetic compatibility)
定义：系统或设备在所处的电磁环境中能正常工 作，同时不对其他系统和设备造成干扰。
EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部 份。
EMI(Electromagnetic interference)为机器本身在 执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的 电磁噪声，对所在环境产生的电磁干扰不能超过 一定的限值；
电磁兼容课件第2章
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2.1.4 电磁兼容性术语
(1)(性能)降低(Degradation of Performance)
(性能)降低是“装置、设备或系统的工作性能与正常 性能的非期望偏离”。应注意，此种非期望偏离(向坏的方
向偏离)并不意味着一定会被使用者觉察，但也应视为性能
13 此处的“发射”与通信工程中常用的“发射”含义并不完
全相同。 电磁兼容中的“发射”既包含传导发射， 也包
含辐射发射； 而通信工程中的“发射”主要指辐射发射。 电磁兼容中的“发射”常常是无意的， 因而并不存在有意
制作的发射部件， 一些本来做其他用途的部件（例如电线、
电缆等）充当了发射的角色； 而通信中则是由无线发射台 产生并精心制作发射部件（例如天线等）。 通信中的“发
1
第二章 电磁兼容基本概念
2.1 基本电磁兼容术语
2.2 电磁干扰的产生条件 2.3 常用EMC单位及换算关系 2.4 电缆的功率损耗与信号源特性 2.5 电磁骚扰源
2.6 电磁骚扰的性质
2.7 电磁环境 2.8 电尺寸与电磁波频谱
2
2.1 基本电磁兼容术语
2.1.1 一般术语
(1) 设备（Equipment）： “作为一个独立单元进行
radio frequency disturbance.”
(8) 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。”
（9 宇宙干扰: “由银河系（包括太阳）的电磁辐射引
起的电磁干扰。” (10) 天电干扰： “由大气中发生的各种自然现象所产 生的无线电噪声引起的电磁干扰。”
receiver.)
(7)乱真发射(Spurious Emission) 乱真发射是“在必要发射带宽以外的一个或几个频率
电磁兼容培训课件(2024)
屏蔽措施
采用金属屏蔽体、吸波材料等，实现对电磁波的 有效屏蔽。
滤波技术
运用滤波器等手段，滤除设备间不必要的电磁干 扰信号。
2024/1/28
17
系统整体性能优化策略
2024/1/28
兼容性设计
01
在系统设计阶段考虑电磁兼容性要求，从源头减少潜在干扰。
协同优化
02
综合考虑系统各组成部分的电磁特性，实现系统整体性能的最
2024/1/28
26
THANKS
感谢观看
2024/1/28
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航空航天器在复杂电磁环境中运行，对电 磁兼容性能要求极高，以确保通信和导航 系统的可靠性。
轨道交通
智能家居
轨道交通系统涉及大量电气设备和信号传 输，电磁兼容性能对于保障列车运行安全 和乘客舒适度至关重要。
2024/1/28
智能家居设备种类繁多，电磁兼容问题直接 影响家居环境的舒适度和设备间的互联互通 。
2024/1/28
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未来发展趋势预测和挑战应对
发展趋势
随着科技的不断进步，未来电磁兼容技术将更加注重智能化、自适应等方面的发展，同时还将面临更 高的性能要求和更复杂的电磁环境挑战。
挑战应对
为应对未来发展趋势带来的挑战，需要加强电磁兼容技术的基础研究，推动技术创新和成果转化；同 时，还需要加强行业合作和标准制定，共同推动电磁兼容技术的进步和发展。
指任何可能引起装置、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。
Hale Waihona Puke 电磁干扰与电磁兼容性的关系电磁干扰是导致电磁兼容问题的主要原因，而电磁兼容性则是解决电磁干扰问题 的关键。提高设备的电磁兼容性可以减少电磁干扰对设备性能的影响，确保设备 在复杂电磁环境中的正常工作。
电磁兼容课件
Zs = 3.68 ×10-7 ( f r /r )1/2
在远场：电磁波的波阻抗为377。
f = 入射电磁波的频率（Hz）， r = 相对磁导率，r =相对电导率 在近场：电场波和磁场波的波阻抗是不同的，因此做近场屏蔽时，要分 别考虑电场波和磁场波的情况。由于电场波的波阻抗较高，因此反射损 耗较大。磁场波的波阻抗较低，往往反射损耗较小。 电场波：屏蔽体距离辐射源越近，反射损耗越大。 磁场波：屏蔽体距离辐射源越远，反射损耗越大。
H1
R0
旁路作用的计算： H1 = H0 RS / （RS + R0） 根据屏蔽效能的定义： 屏蔽效能 = H0 / H1 =（RS + R0）/ RS = 1 + R0 / RS 磁阻的计算： R = S /（ A ） 式中： S = 屏蔽体中磁路的长度， A = 屏蔽体中穿过磁力线的截面面积， = 0 r 。
好处：用较小的坐标可以描述很宽的范围。
用分贝表示的其它物理量：
电压增益 分贝数 = 20lg（V2 / V1） 电流增益分贝数 = 20lg（I2 / I1） 这些定义仅当在同样阻抗上测量时，才正确。 用分贝表示的物理量绝对数值：表示这个物理量与 某一个参考数值的比较。当以“1”为参考值时，各 个物理量的单位就变成用分贝表示的形式。下面是 一些常用的物理量单位： dB dB
（2） 屏蔽效能的计算
入射波
SE ＝ R1 ＋ R2 ＋ A＋B ＝ R＋ A＋B
SE ＝ 20lgA＋20lgB+20lgR dB
B 场强
吸收损耗A
R
B
距离
电磁波在穿过屏蔽体时发生衰减是因为能量有了损耗， 这种损耗可以分为两部分：反射损耗和吸收损耗。
电磁兼容课件-电磁兼容概述
测试设备是否能够抵御外部电 磁信号干扰（如雷电等），保 证设备在使用过程中的安全性。
传导发射测试
测试设备对周围环境产生的电 磁波的噪音程度。评估设备是 否会对周围的其他设备产生影 响。
电磁兼容性的原理
电场和磁场效应
电场和磁场的相互作用会形成电 磁波，可对电子设备的灵敏度造 成影响。
高频信号的干扰
高频信号的电磁辐射会对周边电 子设备产生干扰，甚至造成系统 崩溃。
干扰。
3
选择电磁兼容性好的器件或设备
尽可能地选择无辐射、无散射、抗干扰、 抗电磁波干扰的器件和设备。
提高屏蔽措施和保护
采取合适的屏蔽措施，采用防护措施， 以减少电波、电磁波等因素对电子设备 的影响。
电磁兼容性的重要性
保证产品的安全性
合格的电磁兼容性测试可以确 保产品符合行业规范，提高产 品安全性和可靠性。
测试内容和标准
GB 9254-2008 家用电器和类似用途电器的无线 电扰动特性限值
DL/T 987-2005 电力系统电磁兼容问题的技术数 据统计和分析方法
GB/T 17626.2-2006 工业科学和医疗电媒体元器 件的无线电骚扰特性限值
加快产品更新迭代
对于电磁兼容性好的产品，可 以在不受干扰的工作环境下开 发和测试。减少产品研发周期， 提高效率。
推动电子行业升级
电磁兼容性是电子行业的核心 技术之一，技术的不断升级和 优化创造了更多可靠、安全、 高效的电子设备。
电磁兼容性的测试和认证
认证机构 中国质量认证中心 国家电网公司 国家电力公司
物体的辐射和散射现象
物体表面的电磁辐射和散射现象可对周围的设 备和环境产生干扰，因此需要进行针对性测试。
生产过程中的干扰
传导发射测试
测试设备对周围环境产生的电 磁波的噪音程度。评估设备是 否会对周围的其他设备产生影 响。
电磁兼容性的原理
电场和磁场效应
电场和磁场的相互作用会形成电 磁波，可对电子设备的灵敏度造 成影响。
高频信号的干扰
高频信号的电磁辐射会对周边电 子设备产生干扰，甚至造成系统 崩溃。
干扰。
3
选择电磁兼容性好的器件或设备
尽可能地选择无辐射、无散射、抗干扰、 抗电磁波干扰的器件和设备。
提高屏蔽措施和保护
采取合适的屏蔽措施，采用防护措施， 以减少电波、电磁波等因素对电子设备 的影响。
电磁兼容性的重要性
保证产品的安全性
合格的电磁兼容性测试可以确 保产品符合行业规范，提高产 品安全性和可靠性。
测试内容和标准
GB 9254-2008 家用电器和类似用途电器的无线 电扰动特性限值
DL/T 987-2005 电力系统电磁兼容问题的技术数 据统计和分析方法
GB/T 17626.2-2006 工业科学和医疗电媒体元器 件的无线电骚扰特性限值
加快产品更新迭代
对于电磁兼容性好的产品，可 以在不受干扰的工作环境下开 发和测试。减少产品研发周期， 提高效率。
推动电子行业升级
电磁兼容性是电子行业的核心 技术之一，技术的不断升级和 优化创造了更多可靠、安全、 高效的电子设备。
电磁兼容性的测试和认证
认证机构 中国质量认证中心 国家电网公司 国家电力公司
物体的辐射和散射现象
物体表面的电磁辐射和散射现象可对周围的设 备和环境产生干扰，因此需要进行针对性测试。
生产过程中的干扰
电磁兼容全部课件
雷达的工作, 在飞机或舰艇上, 一般要装备许多种雷达, 当所有雷达同时工作时, 一部雷达可能遭受几部雷达的 干扰。 在战斗中由于飞机和军舰上防御电子系统和进攻电
子系统的相互干扰不能同时兼容工作, 因而遭到对方发
射导弹攻击的战例是屡见不鲜的。
第1章 电磁兼容技术概述
因此, 在复杂的电磁环境中, 如何减少相互间的电磁干 扰, 使各种设备正常运转, 是一个亟待解决的问题。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
美国航空无线电委员会(Radio Technical Commission for Aeronautics, RTCA)曾在一份文件中 提到, 由于没有采取对电磁骚扰的防护措施, 一位旅
客在飞机上使用调频收音机, 使导航系统的指示偏
离10°以上。
第1章 电磁兼容技术概述
1) 电磁干扰会破坏或降低电子设备的工作性能
据悉, 绝大部分的雷灾事故中受损的是电视、 电话、 监测系统和电脑等高科技产品。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
据悉, 绝大部分的雷灾事故中受损的是电视、 电话、 监测系统和电脑等高科技产品。 在受灾单 位中有寻呼台、 信息计算机中心、 医院和银行等。
电磁环境下工作的各种电气电子系统、 分系
子系统的相互干扰不能同时兼容工作, 因而遭到对方发
射导弹攻击的战例是屡见不鲜的。
第1章 电磁兼容技术概述
因此, 在复杂的电磁环境中, 如何减少相互间的电磁干 扰, 使各种设备正常运转, 是一个亟待解决的问题。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
美国航空无线电委员会(Radio Technical Commission for Aeronautics, RTCA)曾在一份文件中 提到, 由于没有采取对电磁骚扰的防护措施, 一位旅
客在飞机上使用调频收音机, 使导航系统的指示偏
离10°以上。
第1章 电磁兼容技术概述
1) 电磁干扰会破坏或降低电子设备的工作性能
据悉, 绝大部分的雷灾事故中受损的是电视、 电话、 监测系统和电脑等高科技产品。
第1章 电磁兼容技术概述 因为雷击有直接雷击和感应雷击两种, 而避雷 针只能局部地防护直接雷击, 对感应雷击则无能为
力, 故对感应雷击应采用电磁兼容防护措施。
据悉, 绝大部分的雷灾事故中受损的是电视、 电话、 监测系统和电脑等高科技产品。 在受灾单 位中有寻呼台、 信息计算机中心、 医院和银行等。
电磁环境下工作的各种电气电子系统、 分系
《电磁兼容性》PPT课件
▪ 通过普通电力线或普通信号／ 控制电缆的RF能量传播。
16.02.2022
28
10.3.1 PCB中的电磁干扰
10.3.1.2 噪声耦合
下图说明了噪声的耦合机制： ①
源
②
接收器
I/O电缆（输 入、输出电
缆）
③
I/O电缆（输 入、输出电
缆）
③
④
16.02.2022
电源线
29
10.3.1 PCB中的电磁干扰
16
电路 结构封装
屏蔽 滤波
EMC措施
软件 概念
16.02.2022
设计
产品
开发进程
EMC成本
市场
17
10.2.5 电磁兼容设计方法
系统电磁兼容设计程序如下：
电磁兼容设计程序管理
电磁环境
标准规范
电磁兼容文件
电磁兼容技术组
对系统的要求
对分系统的要求
对设备的要求
否
通 是过
否
系
鉴定
统
通
组 是过
鉴定
装
16.02.2022
16.02.2022
12
10.2.3 接地技术
接地的分类如下：
接地
安全接地
信号接地
设
接
备
零
防
安
保
雷
全
护
接
接
接
地
地
地
单多混悬 点点合浮 接接接接 地地地地
16.02.2022
串联
并联
13
10.2.4 表面安装技术（SMT）
▪ 表面安装技术（SMT, Surface Mount Technology）是20世纪70年代末发展 起来的新型电子装联技术。SMT是包 括表面安装器件（SMD）、表面安装 元件（SMC）、表面安装印刷电路板 （SMB）表面安装设备以及在线测试 等的总称。
16.02.2022
28
10.3.1 PCB中的电磁干扰
10.3.1.2 噪声耦合
下图说明了噪声的耦合机制： ①
源
②
接收器
I/O电缆（输 入、输出电
缆）
③
I/O电缆（输 入、输出电
缆）
③
④
16.02.2022
电源线
29
10.3.1 PCB中的电磁干扰
16
电路 结构封装
屏蔽 滤波
EMC措施
软件 概念
16.02.2022
设计
产品
开发进程
EMC成本
市场
17
10.2.5 电磁兼容设计方法
系统电磁兼容设计程序如下：
电磁兼容设计程序管理
电磁环境
标准规范
电磁兼容文件
电磁兼容技术组
对系统的要求
对分系统的要求
对设备的要求
否
通 是过
否
系
鉴定
统
通
组 是过
鉴定
装
16.02.2022
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12
10.2.3 接地技术
接地的分类如下：
接地
安全接地
信号接地
设
接
备
零
防
安
保
雷
全
护
接
接
接
地
地
地
单多混悬 点点合浮 接接接接 地地地地
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串联
并联
13
10.2.4 表面安装技术（SMT）
▪ 表面安装技术（SMT, Surface Mount Technology）是20世纪70年代末发展 起来的新型电子装联技术。SMT是包 括表面安装器件（SMD）、表面安装 元件（SMC）、表面安装印刷电路板 （SMB）表面安装设备以及在线测试 等的总称。
《电磁兼容培训讲义》课件
测试场地要求：电磁屏蔽、温度 控制、湿度控制等
测试场地设备：电磁屏蔽室、天 线、信号源、接收机等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
测试场地布局：测试区域、控制 区域、观察区域等
测试场地操作：测试前准备、测 试中操作、测试后处理等
测试目的：验证产品是否符合电磁兼容标准
测试项目：辐射发射、传导发射、辐射抗扰度、传导抗扰度等
国际标准：IEC 61000-4-3
国家标准：GB/T 17626.3
军用标准：GJB 151A
汽车行业标准：ISO 11452-2
A级：电磁兼容要求最高，适 用于军事、航天等高可靠性领 域
C级：电磁兼容要求一般，适 用于普通民用领域
B级：电磁兼容要求较高，适 用于工业、医疗等重要领域
D级：电磁兼容要求较低，适 用于低可靠性领域
屏蔽效果：降低电磁干扰，提 高电磁兼容性
布局原则：遵循电磁兼容设计原则，避免电磁干扰 布线方式：采用屏蔽线、双绞线等抗干扰布线方式 接地处理：合理接地，降低电磁干扰 屏蔽措施：采用屏蔽罩、屏蔽层等屏蔽措施，减少电磁干扰
电磁干扰：汽车电子设备之间 的电磁干扰问题
电磁辐射：汽车电子设备产生 的电磁辐射问题
电磁兼容设计：汽车电子设备 电磁兼容设计的重要性
电磁兼容测试：汽车电子设备 电磁兼容测试的方法和标准
电磁干扰：家用电器之间的电磁干扰问题 电磁辐射：家用电器的电磁辐射问题 电磁兼容标准：家用电器的电磁兼容标准 电磁兼容解决方案：如何解决家用电器的电磁兼容问题
电磁干扰：通信 设备之间的电磁 干扰问题
电磁兼容标准： 通信设备需要满 足的电磁兼容标 准
电磁兼容测试： 通信设备需要进 行的电磁兼容测 试
电磁兼容基本理论(整理)课件
方式和位置，减小接地电阻和电感。
印制电路板设计中的电磁兼容
总结词
在印制电路板设计中，应考虑布局、布线和接地等因素，以减小电磁干扰和提高 电磁兼容性。
详细描述
首先，合理安排元器件的布局，特别是敏感元器件和干扰源的位置，以减小相互 间的电磁干扰。其次，优化布线方式和间距，避免长距离平行布线，减小信号间 的耦合和干扰。最后，优化接地方式，减小接地电阻和电感。
电磁场基本理论
01
02
03
电磁场的概念
电磁场是由变化的电场和 磁场组成的统一体，是电 磁作用的媒介。
麦克斯韦方程组
描述电磁场基本规律的方 程组，包括电场、磁场和 电荷、电流之间的关系。
电磁波的传播
电磁波在空间传播的方式， 包括横波和纵波，以及它 们的传播速度和偏振状态。
电磁干扰的传播途径
传导干扰
辐射骚扰测试
测量设备对外发射的电磁辐射。
传导骚扰测试
测量设备通过电源线等传导途 径产生的电磁干扰。
静电放电抗扰度测试
模拟人体或物体与设备接触时 产生的静电放电现象。
雷击浪涌抗扰度测试
模拟雷击和电网浪涌对设备的 影响。
电磁兼容测试设备
信号发生器
功率放大器
频谱分析仪
静电放电模拟器
用于产生电磁干扰信号。
04
电磁兼容设计技术
电路设计中的电磁兼容
总结词
在电路设计中，应考虑信号线、电源线和接地线的布局和布线方式，以减小电磁干扰和 提高电磁兼容性。
详细描述
首先，合理安排信号线的走线方向和间距，避免长距离平行走线，以减小信号间的耦合 和干扰。其次，电源线应尽量宽，以减小线路电阻和电感，同时应采用多层板设计，优 化电源平面和接地平面。最后，接地是提高电磁兼容性的重要手段，应选择合适的接地
印制电路板设计中的电磁兼容
总结词
在印制电路板设计中，应考虑布局、布线和接地等因素，以减小电磁干扰和提高 电磁兼容性。
详细描述
首先，合理安排元器件的布局，特别是敏感元器件和干扰源的位置，以减小相互 间的电磁干扰。其次，优化布线方式和间距，避免长距离平行布线，减小信号间 的耦合和干扰。最后，优化接地方式，减小接地电阻和电感。
电磁场基本理论
01
02
03
电磁场的概念
电磁场是由变化的电场和 磁场组成的统一体，是电 磁作用的媒介。
麦克斯韦方程组
描述电磁场基本规律的方 程组，包括电场、磁场和 电荷、电流之间的关系。
电磁波的传播
电磁波在空间传播的方式， 包括横波和纵波，以及它 们的传播速度和偏振状态。
电磁干扰的传播途径
传导干扰
辐射骚扰测试
测量设备对外发射的电磁辐射。
传导骚扰测试
测量设备通过电源线等传导途 径产生的电磁干扰。
静电放电抗扰度测试
模拟人体或物体与设备接触时 产生的静电放电现象。
雷击浪涌抗扰度测试
模拟雷击和电网浪涌对设备的 影响。
电磁兼容测试设备
信号发生器
功率放大器
频谱分析仪
静电放电模拟器
用于产生电磁干扰信号。
04
电磁兼容设计技术
电路设计中的电磁兼容
总结词
在电路设计中，应考虑信号线、电源线和接地线的布局和布线方式，以减小电磁干扰和 提高电磁兼容性。
详细描述
首先，合理安排信号线的走线方向和间距，避免长距离平行走线，以减小信号间的耦合 和干扰。其次，电源线应尽量宽，以减小线路电阻和电感，同时应采用多层板设计，优 化电源平面和接地平面。最后，接地是提高电磁兼容性的重要手段，应选择合适的接地
电磁兼容原理讲解PPT课件
• 1－ 电磁兼容的定义中包含着两层意义： 一是设备要有一定的抗电磁干扰能力，使其在电磁环
境中能正常工作； 二是设备工作中自身产生的电磁骚扰应抑制在一定水
平下，不对该环境中的任何事物构成不能承受的电 磁骚扰。
.
2 电磁兼容的基本概念
• 2 电磁兼容技术的发展： 国外发展水平—— 国内发展水平——
EMC是一门独立的学科，随着电磁能量利用的 发展，它的研究将有利于预测并控制变化着的 地球和天体周围的电磁环境、为了协调环境所 采取控制方法、各项电气规程的制定以及电磁 环境的协调和电磁能量的合理应用等。
.
1 电磁环境
雷电 电力传输线
雷达和电视台
传导噪声 交流供电电路
电机
点火
图1-1 具有多重电磁干扰的生活环境]
移动 电台
.
1 电磁环境
电磁环境基本概念： • 电子设备发射出来的电磁干扰具有一定的危害性
——降低电子元件的工作寿命，强度较大的电磁 干扰可以击穿电子设备，导致元件及整个系统的 损坏；影响电子系统的信号，使其信噪比降低， 影响系统的正常工作；对信息安全与信息保密构 成严重威胁；引起人体细胞的生物效应，出现头 晕、乏力、记忆力减退等现象，严重时会导致人 体慢性病变。 • 某些情况下，例如军事上，电磁环境的这一复杂 特性又可以被利用来形成对敌方的干扰。
.
1 电磁环境
• 问题与现象：上世纪50年代开始，随着自动化 技术和电力电子器件的快速发展，电力电子技 术的兴起和微电子技术发展迅速向电气设备领 域渗透，形成电气设备和电子设备结合、强电 和弱电结合、机械和电气结合、仪表和装置结 合、硬件和软件结合的各种复杂控制系统，而 且在结构上也往往融为一体，同一电网中的用 电设备越来越多，产生日趋复杂和严重的电磁 环境和电磁干扰问题。
境中能正常工作； 二是设备工作中自身产生的电磁骚扰应抑制在一定水
平下，不对该环境中的任何事物构成不能承受的电 磁骚扰。
.
2 电磁兼容的基本概念
• 2 电磁兼容技术的发展： 国外发展水平—— 国内发展水平——
EMC是一门独立的学科，随着电磁能量利用的 发展，它的研究将有利于预测并控制变化着的 地球和天体周围的电磁环境、为了协调环境所 采取控制方法、各项电气规程的制定以及电磁 环境的协调和电磁能量的合理应用等。
.
1 电磁环境
雷电 电力传输线
雷达和电视台
传导噪声 交流供电电路
电机
点火
图1-1 具有多重电磁干扰的生活环境]
移动 电台
.
1 电磁环境
电磁环境基本概念： • 电子设备发射出来的电磁干扰具有一定的危害性
——降低电子元件的工作寿命，强度较大的电磁 干扰可以击穿电子设备，导致元件及整个系统的 损坏；影响电子系统的信号，使其信噪比降低， 影响系统的正常工作；对信息安全与信息保密构 成严重威胁；引起人体细胞的生物效应，出现头 晕、乏力、记忆力减退等现象，严重时会导致人 体慢性病变。 • 某些情况下，例如军事上，电磁环境的这一复杂 特性又可以被利用来形成对敌方的干扰。
.
1 电磁环境
• 问题与现象：上世纪50年代开始，随着自动化 技术和电力电子器件的快速发展，电力电子技 术的兴起和微电子技术发展迅速向电气设备领 域渗透，形成电气设备和电子设备结合、强电 和弱电结合、机械和电气结合、仪表和装置结 合、硬件和软件结合的各种复杂控制系统，而 且在结构上也往往融为一体，同一电网中的用 电设备越来越多，产生日趋复杂和严重的电磁 环境和电磁干扰问题。
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0mm
电快速脉冲试验波形（模拟感性负载断开）
双指数脉冲
15ms脉冲串
(5kHz)
脉冲串间隔是300 ms
＋ ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
放电电流 I
静电放电现象
I
t
1ns
100ns
静电放电试验装置
水平耦合板 >1.60.8m
EUT绝缘垫
直接对EUT放电
水平板间接放电
垂直耦合板 500mm正方形，距EUT100mm
屏蔽暗室
可在普通环境中，但
敏感度或抗扰度试验： 是注意对周围设备的
影响
辐射发射测试
旋转找最大面
EUT
1、3、10、30 米
0.8m 1 ~ 4m
屏蔽墙
测试仪
浪涌（模拟雷电干扰）试验装置
接辅助设备 接电网
信号电缆用的 耦合解耦网络
EUT发生器或耦合器之 间的电缆小于2米
保护地线要能够 承受浪涌电流
第一章 基本概念
• 电磁干扰现象 • 电磁兼容标准 • 电磁兼容试验 • 频域与时域 • 分贝的概念
220AC
电磁干扰现象
数字脉冲电路
数 字 视 频 设 备
开关电源
产生电磁干扰的条件
1.突然变化的电压或电流，即dV/dt 或 dI/dt 很大 2.辐射天线或传导导体
设计中，遇到电压、电流的突然变化，千 万要考虑潜在的电磁干扰问题
常见干扰源
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
电磁兼容标准的内容
电磁兼容标准
干扰发射
敏感度
传
辐
传
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
辐
导
射
导
射
电线 信 天 场 场
电源线/信号
场场
源号线
线
/
控 制
端 口
电
磁线 频态 射瞬
电磁 静
天 线
电
端
放
口
电
电磁兼容标准体系
电磁兼容标准
基础标准
通用标准
被引用到 被引用到
浪涌敏感度试验波形
电压
0.5
s
10s
t
电压
1.2 s
电流 8s
50
20s
s
t
t
电快速脉冲试验装置
连辅助设 备与端接
容性卡钳距参考地 100mm,轮流卡每根电缆
脉冲群 信号源
EUT与发生器或 卡钳之间的电源 线或信号线长度
小于1米
参考地平面的每个边 要超出EUT100mm 并与大地相连
EUT与参考地平面 之间的距离大于10
-40dB/de
V( or I) = 0.64A/Tf
c
V( or I) = 0.2A/Ttr
f2
1/tr 频率（对数）
电磁兼容的工程方法
1 测试修改法 统设可计采法取的措施
2系
电路 结构封装
措施
屏蔽 滤波
概念 市场
设计
成本 产品 阶段
感谢下 载
感谢下 载
g 电流增益的分贝数
＝ ＝
20l
V2 V1
20l I2
g
I2
用分贝表示的物理量
电压：用1V、1mV、1V 为参考（例如：1V = 0dBV） 则单位为：dBV、dBmV、dBV 等，
电流：用1A、1mA、1A 为参考，则：dBA、dBmA、dBA 场强：用1V/m、1V/m 为参考，则：dBV/m、dBV/m 等， 功率：用1W、1mW 为参考，则：dBW、dBm等，
标准
产品
标准编号的识别
国家或组 织
IEC IEC 欧共 体 美国
日本
制订单位
标准编号
CISPR TC77 CENELEC
CISPR Pub. IEC EN
FCC，DOD FCC Part , MIL-STD.
VCCI
VCCI
电磁兼容试验场地
开阔场（民用标准）
电磁发射试验
垂直板间接 放电
参考地板 > 1m2 边沿比耦合板外延 > 500mm
耦合板通过470k电阻接地
绝缘桌
对于落地设备，水平耦合板=垂直耦合板，EUT放在100mm厚的绝缘板上
分贝(dB) 的概念
分贝的定义：分贝数 ＝ 10lgPP21
P1、P2 是两个功率数值，对于电流或电压，定义如下：
电压增益的分贝数
频域分析
时域波形 示波器观察
付立叶级数(周期 ) 付立叶变换(非周 期)
频谱分量
频谱分析仪观察
EMC分析更多是在频域中进行，并且不考 虑相位因素。
频谱分析仪
幅度
分辨带宽
扫描速率 （时间）
频率范围
频率
脉冲信号的频谱
谐波幅度
tr
d
A
（电压或电流）
1/d
-20dB/dec
T V( or I) = 2A(d+tr) /T
电快速脉冲试验波形（模拟感性负载断开）
双指数脉冲
15ms脉冲串
(5kHz)
脉冲串间隔是300 ms
＋ ＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋
放电电流 I
静电放电现象
I
t
1ns
100ns
静电放电试验装置
水平耦合板 >1.60.8m
EUT绝缘垫
直接对EUT放电
水平板间接放电
垂直耦合板 500mm正方形，距EUT100mm
屏蔽暗室
可在普通环境中，但
敏感度或抗扰度试验： 是注意对周围设备的
影响
辐射发射测试
旋转找最大面
EUT
1、3、10、30 米
0.8m 1 ~ 4m
屏蔽墙
测试仪
浪涌（模拟雷电干扰）试验装置
接辅助设备 接电网
信号电缆用的 耦合解耦网络
EUT发生器或耦合器之 间的电缆小于2米
保护地线要能够 承受浪涌电流
第一章 基本概念
• 电磁干扰现象 • 电磁兼容标准 • 电磁兼容试验 • 频域与时域 • 分贝的概念
220AC
电磁干扰现象
数字脉冲电路
数 字 视 频 设 备
开关电源
产生电磁干扰的条件
1.突然变化的电压或电流，即dV/dt 或 dI/dt 很大 2.辐射天线或传导导体
设计中，遇到电压、电流的突然变化，千 万要考虑潜在的电磁干扰问题
常见干扰源
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
电磁兼容标准的内容
电磁兼容标准
干扰发射
敏感度
传
辐
传
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
辐
导
射
导
射
电线 信 天 场 场
电源线/信号
场场
源号线
线
/
控 制
端 口
电
磁线 频态 射瞬
电磁 静
天 线
电
端
放
口
电
电磁兼容标准体系
电磁兼容标准
基础标准
通用标准
被引用到 被引用到
浪涌敏感度试验波形
电压
0.5
s
10s
t
电压
1.2 s
电流 8s
50
20s
s
t
t
电快速脉冲试验装置
连辅助设 备与端接
容性卡钳距参考地 100mm,轮流卡每根电缆
脉冲群 信号源
EUT与发生器或 卡钳之间的电源 线或信号线长度
小于1米
参考地平面的每个边 要超出EUT100mm 并与大地相连
EUT与参考地平面 之间的距离大于10
-40dB/de
V( or I) = 0.64A/Tf
c
V( or I) = 0.2A/Ttr
f2
1/tr 频率（对数）
电磁兼容的工程方法
1 测试修改法 统设可计采法取的措施
2系
电路 结构封装
措施
屏蔽 滤波
概念 市场
设计
成本 产品 阶段
感谢下 载
感谢下 载
g 电流增益的分贝数
＝ ＝
20l
V2 V1
20l I2
g
I2
用分贝表示的物理量
电压：用1V、1mV、1V 为参考（例如：1V = 0dBV） 则单位为：dBV、dBmV、dBV 等，
电流：用1A、1mA、1A 为参考，则：dBA、dBmA、dBA 场强：用1V/m、1V/m 为参考，则：dBV/m、dBV/m 等， 功率：用1W、1mW 为参考，则：dBW、dBm等，
标准
产品
标准编号的识别
国家或组 织
IEC IEC 欧共 体 美国
日本
制订单位
标准编号
CISPR TC77 CENELEC
CISPR Pub. IEC EN
FCC，DOD FCC Part , MIL-STD.
VCCI
VCCI
电磁兼容试验场地
开阔场（民用标准）
电磁发射试验
垂直板间接 放电
参考地板 > 1m2 边沿比耦合板外延 > 500mm
耦合板通过470k电阻接地
绝缘桌
对于落地设备，水平耦合板=垂直耦合板，EUT放在100mm厚的绝缘板上
分贝(dB) 的概念
分贝的定义：分贝数 ＝ 10lgPP21
P1、P2 是两个功率数值，对于电流或电压，定义如下：
电压增益的分贝数
频域分析
时域波形 示波器观察
付立叶级数(周期 ) 付立叶变换(非周 期)
频谱分量
频谱分析仪观察
EMC分析更多是在频域中进行，并且不考 虑相位因素。
频谱分析仪
幅度
分辨带宽
扫描速率 （时间）
频率范围
频率
脉冲信号的频谱
谐波幅度
tr
d
A
（电压或电流）
1/d
-20dB/dec
T V( or I) = 2A(d+tr) /T