电磁兼容原理及应用试题(2005)

电磁兼容原理及应用试题(2005)

试题答案及评分标准

一、填空题（每空0.5分，共20分）

1．构成电磁干扰的三要素是【干扰源】、【传输通道】和【接收器】；如果按照传输途径划分，电磁干扰可分为【传导干扰】和【辐射干扰】。

2．电磁兼容裕量是指【抗扰度限值】和【发射限值】之间的差值。

3．抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】、【屏蔽】和【接地】。

4．常见的机电类产品的电磁兼容标志有中国的【CCC】标志、欧洲的【CE】标志和美国的【FCC】标志。

5．IEC/TC77主要负责指定频率低于【9kHz】和【开关操作】等引起的高频瞬间发射的抗扰性标准。

6．电容性干扰的干扰量是【变化的电场】；电感性干扰在干扰源和接受体之间存在【交连的磁通】；电路性干扰是经【公共阻抗】耦合产生的。

7．辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射。如果根据场区远近划分，【近区场】主要是干扰源的感应场，而【远区场】呈现出辐射场特性。

8．随着频率的【增加】，孔隙的泄漏越来越严重。因此，金属网对【微波或超高频】频段不具备屏蔽效能。

9．电磁干扰耦合通道非线性作用模式有互调制、【交叉调制】和【直接混频】10．静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】。

11．电磁屏蔽的材料特性主要由它的【电导率】和【磁导率】所决定。

12．滤波器按工作原理分为【反射式滤波器】和【吸收式滤波器】，其中一种是由有耗元件如【铁氧体】材料所组成的。

13．设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压，则插入损耗可定义为【20lg(U2/U1)】分贝。

14．多级电路的接地点应选择在【低电平级】电路的输入端。

15．电子设备的信号接地方式有【单点接地】、【多点接地】、【混合接地】和【悬浮接地】。

其中，若设备工作频率高于10MHz，应采用【多点接地】方式。

二、简答题（每题5分，共20分）

1．电磁兼容的基本概念？

答：电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能够执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作，且不对该环境中任何其它设备构成不能承担的电磁骚扰的能力。或者说，电磁兼容是指电子线路、设备、系统相互不影响，从电磁角度具有相容性的状态。

2．电磁屏蔽的基本概念和原理？

答：电磁屏蔽是以某种材料（导电体或导磁体）制成的屏蔽壳体，将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，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（或者进入该区域的电磁能量将受到很大的衰减）。

3．高频、低频磁场屏蔽措施的主要区别？

答：

（1）高频磁场屏蔽采用低电阻率的良导体材料，如铜、铝等。其屏蔽原理是利用电磁感应现象在屏蔽体表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目的。

（2）低频磁场屏蔽常用高磁导率的铁磁材料，如铁、硅钢片坡莫合金。其屏蔽原理是利用铁磁材料的高磁导率对干扰磁场进行分路。

4．接地的基本概念和作用？

答：

（1）接地是指系统的某一选定点与某个接地面之间建立低阻的导电通路。

（2）接地的作用是为信号电压提供一个稳定的零电位参考点，消除公共阻抗的耦合，保障人身和设备安全。

三、 分析题（每题10分，共40分）

1. 设干扰源g 对接受体s 的交变电场耦合干扰的等效电路如图3-1所示，试画出插入屏蔽体后的等效电路，写出屏蔽前后接受体上的干扰电压Us ，并给出有关结论。

题图3-1

解：

屏蔽前在接收器上产生的骚扰电压：

Ug Z Z C j Z C j Us g s s

j )(11++=ωω

屏蔽后在接收器上产生的骚扰电压：

1122)(1U Z Z C j Z C j Us s s ++=ωω 其中，g g U Z Z C j Z C j U )

(111111++=ωω 结论：电屏蔽的实质是在保证良好接地的条件下，将干扰源发生的干扰电场终止于由良导体制成的屏蔽体，从而切断干扰源与接收器之间的电场交连。

2. 试画出П型和T型低通滤波器的实用电路，说明各自特点和适用范围。

解：

П型低通滤波器L型低通滤波器

（1）П型低通滤波器：

容易制造、宽带高插入损耗和适中的空间要求，适用于高阻抗的干扰源和负载对象。（2）L型低通滤波器：

能够抑制瞬态干扰，但滤波器总尺寸增加，适用于低阻抗的干扰源和负载对象。

3. 试画出用隔离变压器和纵向扼流圈阻隔地回路的实用电路，并说明各自特点和作用。答：

用隔离变压器阻隔地回路用纵向扼流圈阻隔地回路

（1）隔离变压器阻隔地回路：

对地线中较低频率的干扰具有很好的抑制能力。同时，电路中信号电流只在变压器绕组连线中流过，可避免对其它电路的干扰。

（2）纵向扼流圈阻隔地回路：

适用于传输含直流分量或很低频率的信号，扼流圈对地回路干扰电流呈高阻抗，可

抑制地回路干扰作用。

4. 试画出有源电感和有源电容及其等效电路，并说明它们的特点和作用。

答：

有源电感及其等效电路

有源电容及其等效电路

采用晶体管设计的有源滤波不需要体积和重量很大的电感和电容，功率大，有效抑制频带宽，更适合于低频低阻抗电源电路。

（1）有源电感滤波器模拟电感线圈的频率特性，给干扰信号一个高阻抗电路。（2）有源电容滤波器模拟电容器的频率特性，将干扰信号短路到地。

四、论述题（共20分）

试列举和分析工业或生活中某一电磁干扰现象，论述相关的电磁兼容性设计？答：

（1）正确举例写出电磁干扰现象；（4分）

（2）正确分析和说明其电磁干扰的基本原理；（8分）

（3）正确给出电磁干扰抑制措施。（8分）