第9章 电磁干扰及防护--peng

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高频磁场的屏蔽 高频磁场的屏蔽
采用低电阻率的良导体材料,如铜, 采用低电阻率的良导体材料,如铜, 铝等 . 利用电磁感应现象在屏蔽壳体表面 所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽 的目的
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电磁屏蔽
通常所说的屏蔽, 通常所说的屏蔽,一般指的是电磁屏蔽 高压大电流干扰源以电场为主, 高压大电流干扰源以电场为主,磁场分量可 以忽略, 以忽略,这时就可以只考虑电场的屏蔽 低压大电流干扰源则以磁场为主,电场分量 低压大电流干扰源则以磁场为主, 可以忽略, 可以忽略,这时就可以只考虑磁场屏蔽 采用良导电材料, 采用良导电材料,能同时具有对电场和磁场 (高频 屏蔽的作用 高频)屏蔽的作用 高频
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脉冲数字电路和开关电路干扰
数字脉冲电流和电压波形的上升前沿很 其中包含着丰富的高次谐波分量, 陡,其中包含着丰富的高次谐波分量, 它们不仅传导进入电源线中, 它们不仅传导进入电源线中,而且还向 周围空间辐射 开关变换使电流急剧变化, 开关变换使电流急剧变化,产生频谱较 宽的干扰, 宽的干扰,其幅度和频谱随开关电流和 电压的变化频率升高而增大
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辐射传输方式
辐射传输是通过介质以电磁波的形式 辐射传输是通过介质以电磁波的形式 电磁波 传播, 传播,干扰能量按电磁场的规律向周 围空间发射. 围空间发射.
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干扰的耦合类型
传导耦合 辐射耦合
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§9-3 电磁干扰的控制
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电磁干扰 干扰控制策略 一,电磁干扰控制策略
主动预防 整体规划 "对抗"与"疏导"相结合 对抗" 疏导"
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(四)频率调制
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信号调制分类
幅度调制 频率调制
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频率调制方法适用范围
通常在长距离信号传输过程中容易 引入干扰,而且这种干扰的频谱较 引入干扰,而且这种干扰的频谱较 宽,频域范围难以确定,为提高信 频域范围难以确定, 号传输质量,可以采用频率调制方 号传输质量,可以采用频率调制方 频率调制 法.
平衡电路 HF 屏蔽 隔离
计算机时钟 数字信号
无线电台 电视广播 地面雷达
脉宽调节器
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系统内干扰源
无线电发射设备干扰 脉冲数字电路和开关电路干扰 带有控制开关的电感性电气设备干扰 旋转设备和荧光灯干扰 400Hz电源输电线干扰 电源输电线干扰
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无线电发射设备干扰
通信,导航,雷达等无线电设备 通信,导航,
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交变电场的屏蔽
屏蔽体必须选用导电性能好的材料 屏蔽体必须选用导电性能好的材料 导电性能好 而且必须良好地接地 而且必须良好地接地
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电屏蔽的实质
在保证良好接地的条件下, 在保证良好接地的条件下,将干扰 接地的条件下 源发生的电力线终止于由良导体制 成的屏蔽体,从而切断了干扰源与 成的屏蔽体, 受感器之间的电力线交连. 受感器之间的电力线交连.
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பைடு நூலகம்
带有控制开关的电感性电 气设备干扰
电感性的电气元件,如风扇电机, 电感性的电气元件,如风扇电机,液压 电泵,舵面,副翼操纵的电动舵机, 电泵,舵面,副翼操纵的电动舵机,起 落架收放驱动电机
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旋转设备和荧光灯干扰
由于电刷与整流子(或滑环 之间滑动接触而 由于电刷与整流子 或滑环)之间滑动接触而 或滑环 产生的火花放电能形成频谱很宽的辐射噪 声干扰 荧光灯管是充汞,氟混合气体的放电管, 荧光灯管是充汞,氟混合气体的放电管, 在放电的同时产生高频振荡, 在放电的同时产生高频振荡,从而形成噪 声干扰
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(五)数字传输
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数字传输
将待传送的信号经过高速采样, 数 将待传送的信号经过高速采样,模/数 转换,使之变成数字信号,成为一系 转换,使之变成数字信号, 列对应于原信号幅度的调制脉冲
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9.4 典型飞机系统的电 磁干扰源分析
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静电放电
雷击闪电
"E" "H""B" 400Hz 电源线
电感性 瞬变开关
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400Hz电源输电线干扰
400Hz电源输电线的周围存在低频 电源输电线的周围存在低频 电场和磁场的干扰
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二,飞机系统外的 干扰源
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(一)静电放电干扰
自蒙皮和空气中粒子相互间的摩擦 摩擦生电 液压系统中液体的高速流动与管 道内壁摩擦
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(二)雷电干扰
雷电放电是一组脉冲群 飞机活动部位及机内设备都应有良好的 搭接防护
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(二)接地
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接地分类
安全接地 信号接地
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安全接地
采用低阻抗的导体将用电设备的外 壳连接到大地上, 壳连接到大地上,使操作使用人员 不致因设备外壳漏电或故障放电而 发生触电危险
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信号接地
在系统和设备中, 在系统和设备中,采用低阻抗的导 或地平面)为各种电路提供具有 线(或地平面 为各种电路提供具有 或地平面 共同参考电位的信号返回通路,使 共同参考电位的信号返回通路, 流经该地线的各电路信号电流互不 影响
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(三)太阳和宇宙噪声干扰
太阳和宇宙空间辐射的干扰噪声对飞机 通信导航系统具有明显的影响, 通信导航系统具有明显的影响,特别是 在接收机天线方向图主瓣正对准太阳的 情况下干扰更为严重
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(四)地面无线电设施的射频干扰
地面广播电视的高频, 地面广播电视的高频,甚高频发射以及 地面高压输电线的电场和瞬态短路引起 的电磁发射都是飞机系统外的主要干扰 源
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电磁干扰三要素 电磁干扰三要素
干扰源 干扰传播途径(或耦合途径 干扰传播途径 或耦合途径) 或耦合途径 敏感设备
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电磁干扰三要素示意图
传导耦合 干扰源 干扰传播途径 辐射耦合
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敏感设备
电磁干扰传输方式
传导传输方式 辐射传输方式
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传导传输方式 传导传输方式
传导传输必须在干扰源和敏感器之间有 完整的电路连接, 完整的电路连接,干扰信号沿着这个连 电路连接 接电路传递到敏感器,发生干扰现象. 接电路传递到敏感器,发生干扰现象.
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天电干扰
大气干扰
雷电干扰
自然干扰源
太阳噪声
宇宙干扰
雷达发射机 通信发射机
系统外干 扰源
友邻干扰
电子战干扰机 导航发射机 电磁脉冲
人为干扰源
敌方干扰
电子对抗 广播发射机 微波中继站
电磁干扰源
民用干扰
输电线 电气铁路
接触噪声 固有干扰源 热噪声
系统内干 扰源
计算机机 雷达发射机 人为干扰源 点火系统 电源 放电
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(三)滤波
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滤波的实质 滤波的实质
将信号频谱划分成有用频率分量和 将信号频谱划分成有用频率分量和干 有用频率分量 扰频率分量两段,剔除干扰部分. 扰频率分量两段,剔除干扰部分. 两段
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根据滤波器的频率特性分类
低通滤波器,只通过低频有用成分, 低通滤波器,只通过低频有用成分,抑制或削弱高 于截止频率的成分 高通滤波器,只通过高频有用成分, 高通滤波器,只通过高频有用成分,剔除截止频率 以下的干扰成分 带通滤波器,只通过某一频带宽度的频率成分, 带通滤波器,只通过某一频带宽度的频率成分,低 于或高于带宽的频率成分均不让通过, 于或高于带宽的频率成分均不让通过,加以抑制或 衰减 带阻滤波器,抑制某一频率宽度范围内的频率成分, 带阻滤波器,抑制某一频率宽度范围内的频率成分, 带宽以外的频率分量都可以通过
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电磁兼容控制策略
传输通道抑 制 滤波 屏蔽 搭接 接地 布线 地点位置控制 时间共用准 则 自然地形隔离 雷达脉冲同 步 方位角控制 主动时间分 隔 电磁场矢量方 被动时间分 向控制 隔 空间分离 时间分隔 频域管理 电气隔离
频谱管制 滤波 频率调制 数字传输 光电转换
变压器隔离 光电隔离 继电器隔离 DC/DC变换 变换 电动-发电 电动 发电 机组
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二,电磁兼容的控制技术
屏蔽 接地 滤波 频率调制 数字传输
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(一)屏蔽
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屏蔽
导电的或导磁的材料)制成 以某种材料 (导电的或导磁的材料 制成 导电的或导磁的材料 实体的或非实体的), 的屏蔽壳体 (实体的或非实体的 ,将需 实体的或非实体的 要屏蔽的区域封闭起来, 形成电磁隔 要屏蔽的区域封闭起来, 封闭起来 离,即其内的电磁场不能越出这一区域, 即其内的电磁场不能越出这一区域, 而外来的辐射电磁场不能进入这一区域 (或者进出该区域的电磁能量将受到很 或者进出该区域的电磁能量将受到很 大的衰减) 大的衰减 .
第九章 电磁干扰及防护
§9.1 电磁干扰的危害
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电磁辐射能量对人类活动有 三大危害
电磁干扰会破坏或降低电子设备的 电磁干扰会破坏或降低电子设备的工作 电子设备 性能 电磁干扰能量可能引起易燃易爆物的起 电磁干扰能量可能引起易燃易爆物的 易燃易爆物 火和爆炸 电磁干扰能量可对人体组织器官造成伤 电磁干扰能量可对人体组织器官造成伤 人体 危及人类的身体健康 害,危及人类的身体健康
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电磁屏蔽的作用原理
利用屏蔽体对电磁流的反射,吸收和 利用屏蔽体对电磁流的反射,吸收和 反射 引导作用 . 引导作用
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按屏蔽原理分类
电场屏蔽 磁场屏蔽 电磁场屏蔽
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电场屏蔽
简称电屏蔽 或电路, 实质是减少设备 (或电路,组件, 或电路 组件, 元件)间的电场感应 元件 间的电场感应 电场屏蔽包括静电屏蔽和 电场屏蔽包括静电屏蔽和交变电场 静电屏蔽 的屏蔽
通讯导航发射机
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主要内容
电磁辐射能量对人类活动的三大危害 电磁干扰的三要素 电磁兼容的控制策略有哪几类 电磁兼容的控制技术的种类及措施
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�
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磁场屏蔽
磁场屏蔽简称磁屏蔽, 磁场屏蔽简称磁屏蔽,是用于抑制磁场耦 合,实现磁隔离的技术措施 磁场屏蔽包括低频磁屏蔽和 磁场屏蔽包括低频磁屏蔽和高频磁屏蔽 低频磁屏蔽
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低频磁场屏蔽
低频(100kHz以下 磁场屏蔽常用的屏 以下)磁场屏蔽常用的屏 低频 以下 蔽材料是高导磁材料 如 硅钢片, 蔽材料是高导磁材料(如铁,硅钢片, 高导磁材料 坡莫合金等). 坡莫合金等 .
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电磁辐射危害的影响因素
强场时比弱场严重 高频比低频严重 时间长比时间短严重
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§9-2 电磁兼容及干扰的传播
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电磁兼容
设备(分系统, 系统)在共同的电磁环境中能 设备 分系统,系统 在共同的电磁环境中能 分系统 一起执行各自功能的共存状态. 共存状态 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的其他设备 会由于受到处于同一电磁环境中的其他设备 受到 的电磁发射导致或遭受不允许的降级, 的电磁发射导致或遭受不允许的降级,它也 不会使 同一电磁环境中其他设备(分系统 分系统, 不会 使 同一电磁环境中其他设备 分系统 , 系统)因受其电磁发射而导致或遭受不允许 系统 因受其电磁发射而导致或遭受不允许 的降级
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低频磁场屏蔽 低频磁场屏蔽
铁磁材料的磁导率越高,屏蔽罩越厚, 铁磁材料的磁导率越高,屏蔽罩越厚,则 磁场屏蔽效果越好. 磁阻越小 ,磁场屏蔽效果越好. 屏蔽罩上垂直于磁力线方向上不应开口或有 缝隙,否则会使磁阻增大,屏蔽效果变差. 缝隙,否则会使磁阻增大,屏蔽效果变差. 磁阻增大 铁磁材料的屏蔽只适合于低频. 铁磁材料的屏蔽只适合于低频. 的屏蔽只适合于低频