电磁干扰(EMI)如何理解分贝的含义
EMC电磁兼容基本术语解释
由无线电骚扰引起的有用信号接收性能的下降。
1.15系统间干扰 inter-system interference由其它系统产生的电磁骚扰对一个系统造成的电磁干扰。
1.16系统内干扰 intra-system interference系统中出现的由本系统内部电磁骚扰引起的电磁干扰。
1.17 自然噪声 natural noise来源于自然现象而非人工装置产生的电磁噪声。
1.18 人为噪声 man-made noise来源于人工装置的电磁噪声。
1.19(性能)降低 degradation (of performance)装置、设备或系统的工作性能与正常性能的非期望偏离。
1.20(对骚扰的)抗扰性 immunity (to a disturbance)装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。
1.21(电磁)敏感性(electromagnetic) susceptibility在存在电磁骚扰的情况下,装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。
注:敏感性高,抗扰性低。
1.22静电放电 electrostatic discharge (ESD)具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。
2骚扰波形2.1瞬态(的) transient (adjective and noun)在两相邻稳定状态之间变化的物理量或物理现象,其变化时间小于所关注的时间尺度。
2.2脉冲Pulse在短时间内突变,随后又迅速返回其初始值的物理量。
2.3冲激脉冲 impulse针对某给定用途,近似于一单位脉冲或狄拉克函数的脉冲。
2.4尖峰脉冲 spike持续时间较短的单向脉冲。
2. 5(脉冲的)上升时间 rise time (of a pluse)脉冲瞬时值首次从给定下限值匕升到给定上限值所经历的时间。
注:除特别指明外,下限值及上限值分别定为脉冲幅值的10%和90%。
2.6上升率 rate of rise一个量在规定数值范围内,即从峰值的10%到90%,随时间变化的平均速率。
新手必看 如何快速理解EMI的含义
新手必看如何快速理解EMI的含义
不止在开关电源当中,在所有电源当中EMI是非常重要的,其关系到电路能否正常运行,以及产品是否能够通过检测而顺利售出,但是很多新手在入门阶段很难理解EMI,在本文中,小编将为大家介绍如何通俗易懂的对EMI来进行理解。
其实所有的电器设备,都会有电磁干扰。
只不过严重程度各有不同,电磁干扰会影响各种电器设备的正常工作,会干扰通信数据的正常传递,虽然对人体的伤害尚无定论,但是普遍认为对人体不利。
所以很多国家和地区对电器的电磁干扰程度有严格的规定。
当然电源也不例外的,所以我们有理由好好了解EMI以及其抑制方法。
下面结合一些专家的文献来描述EMI。
首先EMI有三个基本面噪音源:发射干扰的源头,如同传染病的传染源耦合途径:传播干扰的载体,如同传染病传播的载体,食物,水,空气。
接收器:被干扰的对象,被传染的人。
缺少一样,电磁干扰就不成立了。
所以,降低电磁干扰的危害,也有三种办法:1.从源头抑制干扰.2.切断传播途径3.增强抵抗力,这个就是所谓的EMC(电磁兼容)。
解释以下名词:
传导干扰:也就是噪音通过导线传递的方式。
辐射干扰:也就是噪音通过空间辐射的方式传递。
差模干扰:由于电路中的自身电势差,电流所产成的干扰,比如火线和零线,正极和负极。
共模干扰:由于电路和大地之间的电势差,电流所产生的干扰。
电磁干扰(EMI)定义
无线通信
功能性
人为 干扰源
非功能性
电视 雷达 导航
办公设备
家用电器
点火系统
开关系统
工业、 医疗设备
6பைடு நூலகம்
1.4、电磁干扰的定义-传输途径
任何电磁干扰的发生都必然存在干扰能量的传输和传输途径。 电磁干扰传输有两种方式:一种是传导传输方式,另一种是辐射传输 方式。 根据耦合的方式不同,干扰的耦合可分为辐射耦合和传导耦合两类。
定义:
电磁干扰(Electromagnetic Interference)是 指由电磁噪声所引起的设备、传输通道或系统性能下 降的电磁现象。
三要素:
1.干扰源 2.传输途径 3.敏感设备
图1.2.1 EMI示意图
5
1.3、电磁干扰的定义-干扰源的分类
大气干扰
雷电干扰
宇宙干扰
自然 干扰源
热噪声
无线电广播
a11、电场感应
a1、近场感应耦合
a、辐射耦合
a12、磁场感应
a2、远场辐射耦合
b、传导耦合 b1、电容性耦合 b2、电感性耦合
7
电磁干扰的定义
1.1 干扰现象 1.2 三要素 1.3 干扰源的分类 1.4 传输途径
3
1.1、电磁干扰的定义-干扰现象
可感知的现象 : ★开灯时电视机中产生雪花; ★雷电使收音机产生嗞嗞的噪声; ★手机来电时,旁边的音响有杂音; ★相机误拍摄; ★运行中的系统无规律重新启动;
★ ……
4
1.2、电磁干扰的定义-三要素
EMI电磁干扰
方面的含义: 1、EMI电磁干扰:即处在一定环境中设备 或系统,在正常运行时,不应超过相应标 准 2、EMS电磁敏感度:即处在一定环境中设 备或系统,在正常运行时,设备或系统能 承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰 3、电磁环境:即系统或设备的工作环境。 离开了具体的电磁环境,谈电磁兼容没有 什么实际意义。
ISM AV 家电 灯具 ITE
GB4824 GB13837 GB9383 GB4343 GB17743 GB18595 GB9254 GB17618
EN55011 EN55013 EN55020 EN55014-1/2 EN55015 EN61547 EN55022 EN55024
水平板间接放电
参考地板 > 1m2 边沿比耦合板外延 > 500mm
绝缘桌
耦合板通过470k电阻接地 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
浪涌(模拟雷电干扰)试验装置
信号电缆用的 耦合解耦网络 接辅助设备 接电网
EUT发生器或耦合器之 间的电缆小于2米
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
保护地线要能够 承受浪涌电流
一、EMC的定义 EMC即电磁兼容,Electromagnetic Compatibility我们把电磁能量对电子设备的这 种影响称之为电磁干扰。
EMC
就是它不会因为周边的电磁环境而导致性能降低、 功能丧失或损坏,也不会在周边环境中产生过量 的电磁能量,以致影响周边设备的正常工作。
从上面的定义可看出EMC包含了以下三个
传导噪声与辐射噪声的区别是什么? 当我们开空调时,室内的荧光灯会出现瞬间变暗的现象,这是因为大量 电流流向空调,电压急速下降,利用同一电源的荧光灯受到影响。还有 使用吸尘器时收音机会出现啪啦啪啦的杂音。原因是吸尘器的马达产生 的微弱(低强度高频的)电压/电流变化通过电源线传递进入收音机,以 杂音的形式放了出来。 这种由一个设备中产生的电压/电流通过电源线、信号线传导并影响 其它设备时,将这个电压/电流的变化叫做“传导干扰”。所以为对症下 药,通常采用的方法是给发生源及被干扰设备的电源线等安装滤波器, 阻止传导干扰的传输。另外,当当信号线上出现噪声时,将信号线改为 光纤,也可隔断传输途径。 当摩托车从附近道路通过时,电视会出现雪花状干扰。这是因为摩 托车点火装置的脉冲电流产生了电磁波,传到空间再传给附近的电视天 线、电路上,产生了干扰电压/电流。 象这种通过空间传播,并对其它设备电路产生无用电压/电流,造成 危害的干扰称为“辐射干扰”。由于传播途径是空间,解决辐射干扰的 方法除前面所讲的滤波之外,还要对设备进行屏蔽方能有效。
常用综合布线术语
常用综合布线术语➢数据传输速率在数字通信系统中,电信号把数据从一个节点送到另一个节点,数字信号是一系列的电脉冲,如用正电压表示二进制的1,负电压表示二进制的0,则数据传输速率是指每秒钟传送的二进制脉冲的信息量,其单位通常为bit/s。
➢带宽传输介质的带宽定义为介质所能拾的信息的容量,用mhz表示,表示介质所支持的频率范围。
大多数铜质通信电缆规定mhz范围可以从1mhz到介质所能支持的最高频率范围,例如6类双绞线支持的带宽范围为1-250mhz。
对于光纤来说,光纤频率范围也被指定为mhz,光纤的带宽指标根据光纤类型的不同而不同,一般认为单模光纤的带宽是无极限的,多模光纤有非常确定的带宽极限.➢特性阻抗与阻抗匹配1特性阻抗特性阻抗定义为通信电缆对电流的总抵抗力,用欧姆作为计量单位。
双绞线通信电缆有如下特性阻抗指标:●UTP电缆的特性阻抗指标为100Ω±15%●ScTP电缆的特性阻抗指标为100Ω±15%●STP-A电缆的特性阻抗指标为150Ω±15%不同类型同轴电缆的特性阻抗指标包括如下几项:●RG-58电缆的特性阻抗指标为50Ω±1%●RG-59电缆的阻抗指标为75Ω±1%●RG-62电缆的特性阻抗指标为93Ω±1%2 阻抗匹配设备的特性阻抗必须与同通信电缆的特性阻抗指标相匹配,通信电缆与通信设备的阻抗部匹配会导致信号反射。
➢平衡电缆和非平衡电缆通信电缆分为平衡电缆和非平衡电缆。
同轴电缆属于非平衡电缆,就是说中心导线和电缆屏蔽层的电气特性是不相等的。
双绞线电缆属于平衡电缆,即电缆线对中的两根导体对地具有相同的电压。
平衡电缆更适合于传输通信信号。
➢电磁干扰与电磁兼容性1 电磁干扰(EMI)噪声也是电磁干扰。
有许多种不同的EMI源。
其中一些是人工干扰源,另一些是自然干扰源。
EMI的人工干扰源的例子包括:电子电力电缆和设备、通信设备和系统、具有大型电机的大型设备、加热器和荧光灯EMI;自然干扰源的例子包括:静电、闪电和电磁干扰。
分贝的概念及计算方法(一)
分贝的概念及计算方法(一)分贝的概念及计算方法什么是分贝?分贝(dB)是一种用于测量声音、电信号和电磁波等信号强度的单位。
它是一种对数单位,表示相对于某个参考点的比率。
分贝的计算方法分贝的计算方法是将信号的强度与参考点进行比较,然后将比值取以10为底对数,并乘以10。
声音分贝的计算方法声音分贝是用于测量声音强度的单位。
它的参考点为声压级为0分贝的空气振动,其声压值为20微帕。
声压级为x分贝的声音的声压值可以通过下面的公式计算:P2 = P1 * 10^(x/10)其中,P1为参考值20微帕,P2为待测声音的声压值。
电信号分贝的计算方法电信号分贝是用于测量电信号强度的单位。
它的参考点为1毫瓦的功率,其信号强度为0分贝。
信号强度为x分贝的电信号功率可以通过下面的公式计算:P2 = P1 * 10^(x/10)其中,P1为参考值1毫瓦,P2为待测电信号的功率。
光信号分贝的计算方法光信号分贝是用于测量光信号强度的单位。
它的参考点为1毫瓦的功率,其光信号强度为0分贝。
光信号强度为x分贝的光信号功率可以通过下面的公式计算:P2 = P1 * 10^(x/10)其中,P1为参考值1毫瓦,P2为待测光信号的功率。
分贝的应用场景分贝常用于测试声音、电信号和光信号等信号强度的场景中。
在音乐工程中,分贝可以用来测量音响系统的输出功率,并调整音响系统的音量。
在网络工程中,分贝可以用来测量网络设备之间的信号强度,并优化网络设备的布局和配置。
在光纤通信中,分贝可以用来测量光纤传输过程中的损耗和信号强度,从而调整光纤通信的参数。
分贝的注意事项使用分贝时需要注意以下几点:1.分贝只是一种表示信号强度的单位,并不代表信号的质量;2.分贝是一种对数单位,所以它的增长量相当于原来的幅度乘以一个常数,而不是一个线性增长;3.分贝只有在同样的参考点下才能进行比较,因此在使用分贝进行比较时需要注意参考点的一致性;4.分贝在计算时需要知道参考值和待测值的单位,因此在使用分贝进行计算时需要注意单位的一致性。
EMC知识总结
EMC知识总结电磁干扰(Electromagnetic Interference),简称EMI,有传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。
为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。
电磁兼容性EMC 标准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是各国政府或经济组织,保护自己利益经常采取的手段。
EMC标准及测试国际标准1、国际电工委员为IEC2、国际标准华组织ISO3、电气电子工程师学会IEEE4、欧盟电信标准委员会ETSI5、国际无线电通信咨询委员CCIR6、国际通讯联盟ITU6、国际电工委员会IEC有以下分会进行EMC标准研究-CISPR:国际无线电干扰特别委员会-TC77:电气设备(包括电网)内电磁兼容技术委员会-TC65:工业过程测量和控制国际标准化组织1、FCC联邦通2、VDE德国电气工程师协会3、VCCI日本民间干扰4、BS英国标准5、ABSI美国国家标准6、GOSTR俄罗斯政府标准7、GB、GB/T中国国家标准EMI测试1、辐射骚扰电磁场(RE)2、骚扰功率(DP)3、传导骚扰(CE)4、谐波电路(Harmonic)5、电压波动及闪烁(Flicker)6、瞬态骚扰电源(TDV)EMS测试1、辐射敏感度试验(RS)2、工频次次辐射敏感度试验(PMS)3、静电放电抗扰度(ESD)4、射频场感应的传导骚扰抗扰度测试(CS)5、电压暂降,短时中断和电压变化抗扰度测试(DIP)6、浪涌(冲击)抗扰度测试(SURGE)7、电快速瞬变脉冲群抗扰度测试(EFT/B)8、电力线感应/接触(Power induction/contact)EMC测试结果的评价A级:实验中技术性能指标正常B级:试验中性能暂时降低,功能不丧失,实验后能自行恢复C级:功能允许丧失,但能自恢复,或操作者干预后能恢复R级:除保护元件外,不允许出现因设备(元件)或软件损坏数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。
分贝和磁场
分贝和磁场在我们的生活中,分贝和磁场是两个不可或缺的概念。
它们在不同的领域中具有重要的意义,但又相互关联。
本文将从以下几个方面探讨分贝与磁场的关系以及它们在实际生活中的应用。
首先,我们来了解一下分贝和磁场的概念及关系。
分贝(dB)是一种对声音强度的计量单位,它用于描述声音的相对大小。
磁场则是磁力线在空间中的分布情况,它对自然界和人类生活产生着重要影响。
在某些情况下,声音和磁场之间存在一定的关联,例如,在磁场较强的环境中,人们可能会感受到声音的异常。
其次,分贝的测量单位及应用场景。
分贝是一种对声强比值的对数表示,它能够直观地反映声音的强度。
分贝的测量范围广泛,可以从0分贝(静音)到120分贝(极度嘈杂)。
在现实生活中,人们常常用分贝来衡量噪声、声音传播损失等。
此外,分贝还被应用于通信、声学、航空航天等领域。
接下来,磁场对人类生活的影响。
磁场是一种无形的力,它对生物体、电子设备等产生影响。
在日常生活中,磁场表现为指南针的指向、电视信号的传输、电磁炉的工作等。
此外,磁场还在医学、通信、能源等领域发挥着重要作用。
分贝与磁场在实际生活中的应用。
在实际生活中,分贝和磁场在很多方面都有应用。
例如,在噪声控制领域,人们可以通过降低分贝来改善生活环境;在电子信息产业,磁场屏蔽技术可以有效保护电子设备免受干扰。
此外,磁悬浮列车、风力发电等也都是磁场在实际生活中的应用。
最后,如何保护自己免受分贝与磁场的危害。
在日常生活中,我们应关注噪声对听力的损害,采取措施降低噪声污染。
同时,在使用电子设备时,尽量远离磁场较强的地方,避免长时间处于磁场辐射环境中。
此外,关注相关法规和标准,选购合格的产品,也是保护自己免受分贝与磁场危害的有效方法。
总之,分贝和磁场在我们的生活中具有重要意义。
了解它们的概念、应用及危害,有助于我们更好地保护自己的健康,提高生活质量。
EMI及EMS测试项目介绍
EMI及EMS测试项目介绍一、 EMI(Electro Magnetic Interference,电磁干扰),即处在一定环境中的设备或系统,在正常运行时,不应产生超出相应标准所要求的电磁能量,想对应的测试项目有:1、CE,传导骚扰;测量设备从电源口、信号端口向电网或信号网络传输的骚扰。
2、RE,辐射骚扰;测试电子、电气和机电设备及其部件的辐射发射,包括来所有组建、电缆及其连接线上的辐射发射,用于鉴定其辐射是否符合标准的要求,以致在正常使用过程中影响同一环境中的其他设备。
3、Harmonic,谐波电流测量。
4、Fluctuation and Flicker,电压波动和闪烁测量。
二、EMS(Electro Magnetic Susceptibility,电磁抗扰度),处在一定的环境中的设备或系统,在正常工作时,设备或系统能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰,相对应的测试项目有:1、ESD,静电抗扰度;测试单个设备或系统的抗静电放电干扰的能力。
他模拟操作人员或物体在接触设备时的放电,人或物体对临近物体的放电。
2、EFT/B,电快速瞬变脉冲群抗扰度;对电气和电子设备建立一个评价抗电快速瞬变脉冲群冲击的共同依据。
测试机理是利用脉冲群产生的共模电流流过线路时,分别对电路分布电容能量的积累效应,当积累到一定程度时就有可能引起线路(乃至设备)工作出错。
3、SURGE,浪涌(也叫雷击);通过模拟测试的方法来建立一个评价电气和电子设备抗浪涌干扰的能力的共同标准。
4、RS,辐射抗扰度;射频辐射电磁场对设备的干扰往往是由设备操作、维修和安全检查人员在使用移动电话是产生的,无线电台、电视发射台、移动无线发射机和各种工业电磁辐射源,以及电焊机、晶闸整流器、荧光等工作室产生的计生辐射也都会产生射频辐射干扰。
测试的目的是建立一个共同的标准来评价电气和电子设备的抗射频电磁场干扰的能力。
5、CS,传导抗扰度;通常情况下,干扰频率比较低,其波长有可能大于被干扰设备的尺寸,或波长的整数倍与设备的引线(电源线、通信线和接口电缆等)长度相当时,这些引线就可以通过传导方式对设备产生干扰。
emi se值的计算公式
emi se值的计算公式
在电磁兼容(EMC)领域,SE(Shielding Effectiveness)值是用来衡量屏蔽材料对电磁波的屏蔽能力的一个重要参数。
SE值通常用分贝(dB)来表示,计算公式如下:
SE = 20 log10 (Ei / Er)。
其中,Ei代表入射电磁波的电场强度,Er代表透射电磁波的电场强度。
这个公式基于电磁波的功率比例,因为分贝是以10为底的对数单位,所以乘以20是为了将功率比例转换为分贝单位。
在实际应用中,SE值的计算需要考虑许多因素,包括材料的厚度、材料的导电性能、频率范围、波长等。
另外,对于不同类型的电磁波(如射频信号、微波、电磁脉冲等),SE值的计算方法也可能有所不同。
总的来说,SE值的计算公式是一个基本的表达式,但在具体的工程设计和测试中,可能需要结合更多的实际因素来进行精确的计算和评估。
电磁干扰(EMI)
电磁干扰(EMI)所谓的电磁干扰,广义来说,一切进入信道或通信系统的非有用信号,均称之为电磁干扰。
电磁干扰已经深入到我们日常的生活。
例如,观看电视时,附近有人使用电钻、电吹风等电器,会使电视画面出现雪花点,所声器里发出剌耳的噪声……等等。
这类现象人们早已司空见惯、习以为常了,但是电磁干扰的危害却远不止如此。
事实上,电磁干扰已使民航系统失效、通信不畅、计算机运行错误、自控设备误动作等,甚至危及人身安全。
因此如何有效的抑制电磁干扰成为模拟工程师必须具备和考虑的因素,在这里小编为大家详述了什么是电磁干扰,如何有效的抑制电磁干扰。
电子线路与电磁干扰的分析现代的电子产品,功能越来越强大,电子线路也越来越复杂,电磁干扰(EMI)和电磁兼容性问题变成了主要问题,电路设计对设计师的技术水平要求也越来越高。
电磁干扰一般都分为两种,传导干扰和辐射干扰。
传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。
辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络。
因此对EMC问题的研究就是对干扰源、耦合途径、敏感设备三者之间关系的研究。
美国联邦通讯委员会在1990年、欧盟在1992提出了对商业数码产品的有关规章,这些规章要求各个公司确保他们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。
符合这些规章的产品称为具有电磁兼容性。
目前全球各地区基本都设置了EMC相应的市场准入认证,用以保护本地区的电磁环境和本土产品的竞争优势。
如:北美的FCC、NEBC认证、欧盟的CE认证、日本的VCCEI认证、澳洲的C-tick人证、台湾地区的BSMI认证、中国的3C认证等都是进入这些市场的“通行证”。
电磁感应与电磁干扰很多人从事电子线路设计的时候,都是从认识电子元器件开始,但从事电磁兼容设计实际上应从电磁场理论开始,即从电磁感应认识开始。
一般电子线路都是由电阻器、电容器、电感器、变压器、有源器件和导线组成,当电路中有电压存在的时候,在所有带电的元器件周围都会产生电场,当电路中有电流流过的时候,在所有载流体的周围都存在磁场。
EMI的定义、影响因素和相关介绍
Class B 满足B级ITE骚扰限值的设备,主要在生活环境中使用,包括: ------不在固定场所使用的设备,例如靠内置电池供电的便携式设备 ------靠电信网络供电的电信终端设备 ------个人计算机及相关辅助设备 Class A 满足A级限值但不满足B级限值的设备,不限制其销售,但须在
电磁
干扰
Electromagnetic energy emanating from one device which causes another device to have degraded performance
引起EMI的三大要素
1.干扰源
雷电 NEMP
脉冲电路
常见干扰源
ESD
无线通信
Control computer Two is company, but three is none
Harmonics Test
谐波测量
测试目的
测量设备在工作时向电网注入的电源高 次谐波的强度。看其是否符合法规要求。
质量技术监督 局, 国防部门
标准编号
CISPR Pub. IEC EN
FCC Part , MIL-STD.
VCCI GB -
GJB -
国际上常用EMI法规
C IS F C C PR
11 P art 18
EN
E N 55011
內容
工 业 、科 学 及 医 学 ( I S M )
5 E7405A频谱仪,测量频率为9
Limit
Frequency(MHz)
简述EMI的概念
简述EMI的概念EMI(电磁干扰)是指在电子设备及其系统集成过程中由于电路之间的相互作用,使一个电器的正常工作受到无线电设备、电子设备或其他电源的干扰所产生的电磁波信号。
这种信号包含了多个频率的信号,它们产生的原因主要分为三种类型:1)导线辐射,2)接地引入,3)并行耦合干扰。
在现代电子通讯技术日新月异的今天,飞速发展的电子通讯技术已经带来了许多便利与好处,但同时也给我们的生产和生活带来了一些麻烦。
电磁干扰,就是其中最常见的麻烦之一。
产生EMI的原因有很多,如电流突变或滞后、电磁波辐射等。
如今,所有高端设备都非常注重EMI,至关重要的原因是如果EMI不能得到很好的控制,很有可能带来电气危险以及设备损坏,从而极大地威胁到人们的安全。
为了更好地控制Emission(电磁辐射,即产生EMI的源),它应该在设计阶段开始着眼。
设计方案的正确采取,有助于避免一些错误和不必要的Emission。
例如:1. 典型案例-电源穿越说明:针对当前普遍的问题,Electromagnetic Compatibility Expert Group (ECEG)在日常维护中针对这类问题进行了总结。
首先,电源穿越是一种“动态EMI问题”。
在现实生活中,很难通过实验测试来找出电路中的电源微镜积累精雕细作的过程。
因此,如果不正确地预测电源穿越的情况,就会在设计后出现感知电源漏电的电磁问题。
为了避免人们感知到这种漏电情况,若想避免电源穿越带来的电磁问题,应采取以下措施:使用环形电感器、添加屏蔽、最大限度地减小电源穿越等。
2.编写脚本有时我们需要编写一些有关EMI的脚本。
这些脚本通常在印刷电路板(PCB)等场景下使用。
开发者需要通过这些脚本实现对印刷电路板中的信号线的控制和管理,以防止EMI的产生。
这些脚本主要包括如下信息:*设备布局、绘图方法以及PCB原理;*针对信号线的特定要求,如特定线材;*线路电磁耦合的预测和调节。
所以,在开发板的设计下期时间,编写脚本是一种有力的方法。
EMI(电磁干扰)
Electromagnetic Interference(Electromagnetic Interference 简称EMI)电磁干扰(Electromagnetic Interference 简称EMI),是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象,有传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。
辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络,在高速PCB及系统设计中,高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。
所谓“干扰”,指设备受到干扰后性能降低以及对设备产生干扰的干扰源这二层意思。
第一层意思如雷电使收音机产生杂音,摩托车在附近行驶后电视画面出现雪花,拿起电话后听到无线电声音等,这些可以简称其为与“BC I”“TV I”“Tel I”,这些缩写中都有相同的“I”(干扰)(B C:广播)那么EMI标准和EMI检测是EMI的哪部分呢?理所当然是第二层含义,即干扰源,也包括受到干扰之前的电磁能量。
区别EMI与EMS和EMC的区别在哪里?EMS(Electro Magnetic Susceptibility)直译是“电磁敏感度”。
其意是指由于电磁能量造成性能下降的容易程度。
为通俗易懂,我们将电子设备比喻为人,将电磁能量比做感冒病毒,敏感度就是是否易患感冒。
如果不易患感冒,说明免疫力强,也就是英语单词Immunity,即抗电磁干扰性强。
EMC(Electro Magnetic Compatibility)直译是“电磁兼容性”。
意指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰,也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。
EMC这个术语有其非常广的含义。
如同盲人摸象,你摸到的与实际还有很大区别。
特别是与设计意图相反的电磁现象,都应看成是EMC问题。
电磁能量的检测、抗电磁干扰性试验、检测结果的统计处理、电磁能量辐射抑制技术、雷电和地磁等自然电磁现象、电场磁场对人体的影响、电场强度的国际标准、电磁能量的传输途径、相关标准及限制等均包含在EMC之内。
6.3电磁干扰的危害及电磁兼容常用单位—分贝
接收机读数dBμ与dBm之间的关系
PV2 R
式中 P —— 功率,W; V —— 降在电阻R上的电压,V; R —— 电阻,Ω。
若令R =50 Ω,将上式取分贝:
PdBm
30dB
VdBμ
12010lg
R 1
PdBm VdBμ 12016.99 30 VdBμ 107dB
7
接收机读数dBμ与dBm之间的关系
PdBmW VdBV 107
工程上用得最多的一个公式:
E(dBμV/m)=P(dBm)+107(dB)+K(dB)+L(dB)
式中:E(dBμV/m) —— 接收天线口面处的电场强度 P(dBm) —— 接收机读数(接收机负载所消耗的功率) K(dB) —— 接收天线的天线因子 L(dB) —— 接收天线与接收机之间电缆的损耗
第6章电磁兼容 基本概念
6.3电磁干扰的危害及电磁 兼容常用单位—分贝
1
五、电磁兼容领域常用单位 ——分贝
分贝是两个功率的比值的对数,英文缩写为dB:
由于在EMC中,干扰的幅度范围和频率范围都很宽, 电磁兼容中使用分贝数的好处是,可以用较小的坐标可 以描述很宽的范围,因此用分贝描述更加方便。
功率:dBm 常用单位: 电压:dB
8
线性值与分贝值之间的转换关系为:
U
(dBV
)
20
lg
U (V )
1V
I
(dBA
)
20
lg
I ( A)
1A
E (dBV
/
m
)
20
lg
E (V
1V
/ m)
EMC中常用计量单位分贝(dB)及其换算
EMC中常用计量单位分贝(dB)及其换算EMC测量的常用计量单位分贝(dB)及其换算分贝(dB)是测量的物理量与作为比较的参考物理量之间的比值的对数(以10为底的),用以表示两者的倍率关系。
一、EMC测量采用分贝(dB)作计量单位的意义1)分贝(dB)具有压缩数据的特点,用其计量可使测量的精确性提高。
2)分贝(dB)具有使物理量之间的换算便捷的特点,使较复杂的乘除及方幂的运算变为简单的加减和对数运算。
3)分贝(dB)作计量单位具有反映人耳对声音干扰实际响应的特点。
二、EMC测量常用参考量及其测量值分贝(dB)数的计算公式(测量值量纲同参考量量纲)三、EMC测量中的各分贝(dB)单位(量)的换算1.电压测量值(伏,)的分贝(dB)单位换算1) dB = 20lg2) dBm = 20lg + 60dBm3)dBμ = 20lg+ 120dBμ2.电流测量值(安,A)的分贝(dB)单位换算1) dBA = 20lg2) dBmA = 20lg + 60dBmA3)dBμA = 20lg + 120dBμA3.电场强度测量值(伏/米,V/m)的分贝(dB)单位换算1) dB V/m = 20lg2) dBmV/m =20lg + 60dBmV/m3)dBμV/m = 20lg + 120dBμV/m4.磁场强度测量值(安/米, A/m)的分贝(dB)单位换算1) dB A/m = 20lg2) dBmA/m = 20lg + 60dBmA/m3)dBμA/m = 20lg+ 120dBμA/m5.辐射功率测量值(瓦, W)的分贝(dB)单位换算1)dBW = 10lg2) dBmW = 10lg+ 30dBmW3) dBμW= 10lg + 60dBμW4) dBnW= 10lg + 90dBnW5) dBpW = 10lg+ 120dBnW6. dBμV与dBm之间的换算(电压dBμV与功率dBm之换算)dBm = dBμV-107dB7. dBμA与dBm之间的换算(电流dBμA与功率dBm之换算)dBm= dBμA -73dB8. dBμV/m与dBμA/m之间的换算(电场强度dBμV/m与磁场强度dBμA/m之换算)dBμA/m = dBμV/m- 51.5dB9. dBμV/m与dBm/m之间的换算(电场强度dBμV/m与功率密度dBm/m2之换算)dBm/m2= dBμV/m-116dB10. 功率密度值的换算(功率密度dBW/m2与功率密度dBm/m2之换算)dBm/m = dBW/m+ 30dB11. dBpT与dBμA/m之间的换算(磁通密度dBpT与磁场强度dBμA/m之换算)dBpT= dBμA + 2dB12. dBV/m与dBpT之间的换算(电场强度dBV/m与磁通密度dBpT之换算)dBpT= dBV/m + 70dB13. dBA/m与dBpT之间的换算(磁场强度dBA/m与磁通密度dBpT之换算)dBpT= dBA/m + 122dB14 .dBμV/m(被测电场强度)和dBμV(接收机输出端电压)及dB/m(天线系数)之间的关系(dBμV/m) = (dBμV) + (dB/m)15. dBμV/m(被测电场强度)和dBμV(天线开路感应电压)及dB/m(天线有效长度)之间的关系(dBμV/m) = (dBμV) -(dB/m)16.dBGs(高斯分贝)与dBpT(皮特斯拉分贝)之间的换算dBGs = dBpT + 160dB17.Gs(高斯)与T(特斯拉)之间的换算1T = 10 Gs1mT = 10Gs1μT = 10-2Gs1pT = 10 Gs。
电磁干扰场强单位及其换算
电磁干扰场强单位及其换算中国计量科学研究院 杨盛祥 北京成功信息处理有限公司 杨秀薇━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 摘要 电磁干扰场强单位及其换算,是广大电磁兼容工作者经常遇到的、关切的问题之一。
电磁干扰场强既有电场强度、磁场强度和功率通量密度等基本单位,又有分贝制导出单位。
在某些情况下,单位之间还可相互换算。
本文将就这些单位的使用及换算作一简要的介绍。
一、电磁干扰场强的基本单位高频、微波电磁干扰场强有三种基本单位:电场强度V /m 、磁场强度A /m 和功率通量密度w /m 2。
在测量电场时,若仪器的表头刻度用的是电场强度单位时,则用V /m 单位表示之。
所测干扰场强小于1V /m 时,可用mV /m 、V /m 单位。
当使用环天线、框天线或磁性天线等来测量磁场,且仪器的表头刻度按磁场强度单位A /m 刻度时,则可用A /m 、mA /m 、A /m 等单位表示之。
当电磁场频率高至微波段时,由于对电场、磁场的单独测量在技术上有一定困难;或者功率密度测量比电场、磁场测量要方便,所以可采用功率通量密度测量。
功率通量密度的单位为W /m 2。
国外生产的全向宽带场强仪、辐射危险计,因其工作频率范围极宽,从260kHz ~26GHz ,故测试电路中实现2E ϖ、2H ϖ较为方便。
因此,大多采用功率通量密度测量,并以mW /cm 2为表头刻度单位。
场强仪测得的功率通量密度值是Poynting 矢量模的时间平均值,亦代表电磁场的强度。
它的单位W /m 2和电场强度单位V /m 、磁场强度单位A /m 同为电磁干扰场强的基本单位。
它们的地位是等同的。
二、电磁干扰场强单位间的相互换算在一般情况下,V /m 、A /m 和mV /cm 之间不能相互换算。
只有在被测场为平面波情况下,三者间才能相互换算。
否则,只能“等效换算”。
何谓平面波?凡远离发射天线,在自由空间中传播的电磁波,皆为平面波。
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= -107 dBm
伏特,毫瓦特和阻抗
1mW = 10 log V=
= dBm = 0.2236 volts对于50-ohm
R=50 Ω
1mW 消失了!!
经示波器或频谱分析仪分析会发现0 dBm 的输入等效于 224 mV (或者相当于 50 Ω 的阻抗)
1 μV →
= 2 ×10-11mW
10 log ×
一般使用功率密度来表示天线的电磁辐射功率的描述单位;
PD = (瓦特/平方米)Watts/meter2
PD = × =
.
= Pointing .Vector = “能量向量”
2 = ( W/m2 )
因此 μV/m 也可以被称为投放的电场强度,
PD=| |2/ZAIR = 10 log
/
= -146dB (W/m2)
= -116dBm/m2
= 10 log
W/m2 )
= -146dB (W/m2) = (-146dB + 30dB) mW/m2
因此, μV/m = 0 dB μV/m = -116dBm/m2 为空气/真空中的辐射功率密度.
伏特,毫瓦特和阻抗
需要记住的几个有用的log值
Log 2 ≈ 0.3
为了表示方便,有时候可自己规定标准单位,例如: dB(μV), dB(V/m), dB(W), 等等…
比如:10 volts 相对于 1 volt-reference可以这样表示:
20 log
或
.
分贝的使用场合
功率比用dB表示
= 10 log
电压或电流比率用dB表示 = 20 log
or 20 log
log
Log 3 ≈ 0.5
log
Log 5 ≈ 0.7
Log 7 ≈ 0.85
Log 8 ≈ 0.90
Log 9 ≈ 0.95
≈ - 0.3 ≈ - 0.5
分贝(dB)在其他领域的应用,了解即可 dBj = dB(焦耳joule) 功率谱密度
dBi = dB(各项同性isotropic) 天线以及各项同性天线的正向增益
dBd = dB(偶极dipole) 增益
dBk = dB(开尔文kelvin)针对噪声,温度等等…
附录-B1
相邻耦合电容或电感的封装
相邻耦合 14-pin DIP 68-pin SMT, PLCC Wire bonded to Hybrid Substrate Solder bump to Hybrid Substrate
= 20 log (106) = +120 dB = +120 dB( )
参考量为 1 V-ref 输入 1 μV 20 log
= 20 log (10-6) = -120 dB = -120 dB(V)
关于毫分贝dBm
使用dBm = dB(mW), 参考量为1mW
参考量为1 mW 1 W = 1000 mW
dB “真实功率” 使用mW为参考量时,有10 log “真实功率”
.
= 10 log(
)
= 10 log
.
=
.
=
= -107 dB(mW)
= -107 dBm
因此, X dB(W) =(X dB + 30 dB)= ( X + 30 ) dBm
定义毫分贝
同样:
Y dBm =(Y dB -30 dB)= ( Y – 30 ) dB(W)
分贝举例
dBm与dB(W)如何表示输入电压 Power = U2/R m = (amp)2.ohm
强度为1μV的信号通过一个50 Ω的阻抗时:
P(dB power) = 10 log
= 10 log
(W)
2
=
–
=−
–
= -137 dB(W)
= -137 + 30
1 W = 103 mW = 10 log
= 30 dB(mW) = 30 dBm
参考量为1 20 log
= 0 dB( )
0 dB( ) 信号通过50 Ω阻抗, = ������������
������
P = 10log
(见下页)
= -137 dB(W) = (-137 + 30) dBm = -107 dBm
dB(V)
输入 1 μV 参考量为1 μV = 20 log
要得到������������值,必须取对数log 比率
输入10 V 20 log
0
dB(μV)
输入 10 μV 20 log
(使用dB(*) ,必须当心参考量的单位量纲,否则结果会发生混淆!)
参考量为 1 μV-ref, 输入 1 V 20 log
电容 4 pF 7 pF 1 pF 0.5 pF
不同介质中横向电磁波的传输延迟
介质 Air Coax-cable FR4-PCB
传输延迟 85 ps/in 113 – 129 ps/in 140 – 180 ps/in
(传输延迟= 传输速率 )
电感 8 nH 7 nH 1 nH 0.1 nH
介电常数 =1 = 1.8 = 2.8-4.5
附录-B2: 不同电缆的串扰 (摩托罗拉MECL手册)
电线类型
并联导线 (Parallel wires in bundle)
长度 2 ft
两端接地 (S-Gnd-S-Gnd 2 ft In bundle)
串扰程度 240mV 60 mV
图例
受害线 驱动线 受害线 驱动线
单端双绞线 (Twisted Pair,
( 设V2(I2)和 V1(I1)具有相同阻抗 )
场强比率用dB表示
= 20 log /
/
放大器增益( = 比率) in dB = 10 log
or 20 log
注意 : 6dB对于电压来说是2倍关系,而对于功率来说是4倍关系
分贝 (Ref-to-X) 实例
输入 1 V 参考量为1 V = 20 log
2 ft
12 mV
受害线
Single-Ended)
驱动线
单端带屏蔽
双绞线 (Shielded
2 ft
Twisted Pair,
Single-Ended)
6 mV
受害线 驱动线
关于分贝(Decibels)
规定: 分贝是一种单位,表示两种信号能量或者强度的比率,一般采用标准对数
(以10为底)来表示.
dB(能量-单位为瓦特) = 10 log
dB(强度-单位为伏特,安培等) = 20 log
这种比率是无量纲的实数.
这里规定对数值不可≤ 0; 即仅讨论值为正实数的情况.
= -107dBm
2 μV → -101 dBm 10 μV → -87 dBm
1V → +13 dBm 2V → +19 dBm 10V → +33 dBm
定义毫分贝
通常1watt的功率= 30 dBm , 那么-137dB(W) 怎么表示成 dBm? -137 dB(W) =“真实功率”= 10 -137/10 = 10-13.7(watts) = 10-13.7.10+3(mW)