电磁兼容论文

课程论文

电磁兼容原理与实验技术

学生姓名：袁晓强

学号：110503231

学院：机械电子

班级：装控112

摘要: 电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术.电磁兼容设计的目的是解决电路之间的相互干扰,防止电子设备产生过强的电磁发射,防止电子设备对外界干扰过度敏感. 电磁兼容(EMC)是一个新概念，它是抗干扰概念的扩展和延伸。从最初的设法防止射频频段内的电磁噪声、电磁干扰，发展到防止和对抗各种电磁干扰。进一步在认识上产生了质的飞跃，把主动采取措施抑制电磁干扰贯穿于设备或系统的设计、生产和使用的整个过程中。这样才能保证电子、电气设备和系统实现电磁兼容性。本文从电磁兼容标准，内容，技术，设计目的及展望未来发展！

关键词：电磁兼容电磁干扰

电磁兼容技术是解决电磁干扰相关问题的一门技术.电磁兼容设计的目的是解决电路之间的相互干扰,防止电子设备产生过强的电磁发射,防止电子设备对外界干扰过度敏感.近年来,电磁兼容设计技术的重要性日益增加,这有两个方面的原因:第一,电子设备日益复杂,特别是模拟电路和数字电路混合的情况越来越多、电路的工作频率越来越高,这导致了电路之间的干扰更加严重,设计人员如果不了解有关的设计技术,会导致产品开发周期过长,甚至开发失败.第二,为了保证电子设备稳定可靠的工作,减小电磁污染,越来越多的国家开始强制执行电磁兼容标准,特别是在美国和欧洲国家,电磁兼容指标已经成为法制性的指标,是电子产品厂商必须通过的指标之一,设计人员如果在设计中不考虑有关的问题,产品最终将不能通过电磁兼容试验,无法走上市场.

因此近年来,电磁兼容教育也在迅速发展,一方面,各种有关电磁兼容设计的书籍层出不穷,各种电子设计的期刊上也不断刊登有关的文章,另一方面,电磁兼容培训越来越受到欢迎.20世纪90年代末,美国参加电磁兼容培训的费用平均为每人每天330美元,目前,已经达到450美元左右,并且企业如果需要专场培训,往往需要与提供培训的公司提前半年签订合同,由此可以看到电子设计人员对电磁兼容技术的需求日益增加.

我国电磁兼容技术起步很晚,无论是理论、技术水平,还是配套产品(屏蔽材料、干扰滤波器等)制造,都与发达国家相差甚远.而与此形成强烈反差的是,在我们加入WTO以后,我们面对的是公平的国际竞争,各国之间唯一的贸易壁垒就是技术壁垒.而电磁兼容指标往往又是众多技术壁垒中最难突破的一道.因此,怎样使设计人员在较短的时间内,掌握电磁兼容设计技术,能够充满信心地面对挑战是

我们努力实现的目标.

本栏目试图向设计人员介绍有关电磁兼容的实用技术,减少设计人员在产品的设计和调试中的盲目性,使产品达到良好的电磁兼容性.由于电磁兼容技术涉及的

范围很宽,限于篇幅和期刊杂志的特点,本栏目并不系统地介绍电磁兼容技术,重点放在告诉读者应该怎样做,而不详细分析为什么要这样做.掌握电磁兼容设计

技术的最好方法是参加资深培训师的培训课程.

对于产品开发人员而言,需要掌握的电磁兼容内容有两个方面,一个是关于标准

内容的,另一个是关于产品设计技术的.对于标准的了解,只要达到能够搞清楚标准的技术要求,从标准的要求中提炼出对设计的要求就可以了.而对设计技术则

要尽量熟悉,如果能够对基本的技术融会贯通,则会在产品的开发中体会到更多

成功的乐趣.

1 什么是电磁兼容标准

为了规范电子产品的电磁兼容性,所有的发达国家和部分发展中国家都制定了电磁兼容标准.电磁兼容标准是使产品在实际电磁环境中能够正常工作的基本要求.之所以称为基本要求,也就是说,产品即使满足了电磁兼容标准,在实际使用中也可能会发生干扰问题.大部分国家的标准都是基于国际电工委员会(IEC)所制定

的标准.

IEC有两个平行的组织负责制定EMC标准,分别是CISPR(国际无线电干扰特别委员会)和TC77(第77技术委员会).CISPR制定的标准编号为:CISPR Pub. XX ,TC77制定的标准编号为IEC XXXXX .

关于CISPR:1934年成立.目前有七个分会:A分会(无线电干扰测量方法与统计方法)、B分会(工、科、医射频设备的无线电干扰)、C分会(电力线、高压设备和电牵引系统的无线电干扰)、D分会(机动车和内燃机的无线电干扰)、E分会(无线接收设备干扰特性)、F分会(家电、电动工具、照明设备及类似电器的无线电干扰)、G分会(信息设备的无线电干扰)

关于TC77:1981年成立.目前有3个分会:SC77A(低频现象)、 SC77B(高频现象)、SC77C(对高空核电磁脉冲的抗扰性).

我国的民用产品电磁兼容标准是基于CISPR和IEC标准,目前已发布57个,编号为GBXXXX - XX,例如GB 9254-98.

欧盟使用的EN标准也是基于CISPR和IEC标准,其对应关系如下:

EN55××× = CISPR标准, (例: EN55011 = CISPR Pub.11)

EN6×××× = IEC标准, (例: EN61000-4-3 = IEC61000-4-3 Pub.11)

EN50××× = 自定标准, (例: EN50801)

我国军用产品采用的标准GJB是基于美国军标,例如GJB151A = MIL-STD -461D. 电磁兼容标准分为基础标准、通用标准、产品类标准和专用产品标准.

基础标准:描述了EMC现象、规定了EMC测试方法、设备,定义了等级和性能判据.基础标准不涉及具体产品.

产品类标准:针对某种产品系列的EMC测试标准.往往引用基础标准,但根据产品的特殊性提出更详细的规定.

通用标准:按照设备使用环境划分的,当产品没有特定的产品类标准可以遵循时,使用通用标准来进行EMC测试.对使设备的功能完全正常,也要满足这些标准的

要求.

2 电磁兼容标准的内容

尽管电磁兼容标准文件繁多,内容复杂,但从对设备的要求方面看,无非是从以下

几个方面进行划分.

两方面的要求:电磁兼容标准对设备的要求有两个方面,一个是设备工作时不会

对外界产生不良的电磁干扰影响,另一个是不能对外界的电磁干扰过度敏感.前

一个方面的要求称为干扰发射(EMI)要求,后一个方面的要求称为敏感度(EMS)或

抗扰度要求.

从能量传播的途径划分:围绕这两个方面的要求,从电磁能量传出设备和传入设

备的途径来进一步划分,又有传导干扰和辐射干扰两个方面,传导干扰是指干扰

能量沿着电缆以电流的形式传播,辐射干扰是指干扰能量以电磁波的形式传播.

因此,对设备的电磁兼容要求可以分为:传导发射、辐射发射、传导敏感度(抗扰度)、辐射敏感度(抗扰度).

按照干扰特性划分:干扰信号的波形有不同的种类,电磁场也有不同的种类,干扰

注入的方式也有不同的种类,按照这些不同进一步划分就得到了全部的要求项目. 静电放电试验是一类特殊的试验,它对设备的干扰途径可以是传导性的,也可以

是辐射性的,取决于静电放电发生的部位和试验的方法.

3 电磁兼容设计的内容

要使产品具有良好的电磁兼容性,需要专门考虑与电磁兼容相关的设计内容.电

磁兼容设计一般包含以下几个方面的内容.

* 地线设计:许多电磁干扰问题是由地线产生的,因为地线电位是整个电路工作

的基准电位,如果地线设计不当,地线电位就不稳,就会导致电路故障.地线设计

的目的是要保证地线电位尽量稳定,从而消除干扰现象.

* 线路板设计:无论设备产生电磁干扰发射还是受到外界干扰的影响,或者电路

之间产生相互干扰,线路板都是问题的核心,因此设计好线路板对于保证设备的

电磁兼容性具有重要的意义.线路板设计的目的就是减小线路板上的电路产生的

电磁辐射和对外界干扰的敏感性,减小线路板上电路之间的相互影响.

* 滤波设计:对于任何设备而言,滤波都是解决电磁干扰的关键技术之一.因为设

备中的导线是效率很高的接收和辐射天线,因此,设备产生的大部分辐射发射都

是通过各种导线实现的,而外界干扰往往也是首先被导线接收到,然后串入设备的.滤波的目的就是消除导线上的这些干扰信号,防止电路中的干扰信号传到导

线上,借助导线辐射,也防止导线接收到的干扰信号传入电路.

* 屏蔽与搭接设计:对于大部分设备而言,屏蔽都是必要的.特别是随着电路工作

的频率日益提高,单纯依靠线路板设计往往不能满足电磁兼容标准的要求.机箱

的屏蔽设计与传统的结构设计有许多不同之处,一般如果在结构设计时没有考虑

电磁屏蔽的要求,很难将屏蔽效果加到机箱上.所以,对于现代电子产品设计,必

须从开始就考虑屏蔽的问题

4电磁兼容展望

电磁兼容是一门新兴技术，包括了电磁学，电子学，材料学，等多方面知识

的综合。随着电子产品的日益普及及对电磁危害的逐渐认识，减少电磁干扰成为

目前电子科学界的重要课题，相信对这门技术的深入研究对今后的电子产品性能

的提高有显著影响。

5总结

通过了解电磁兼容及电磁干扰的含义，认真分析了它的工作原理，了解生产