电磁骚扰与电磁干扰检测

在有限的时间、空间和有限的频率资源条件下，由于 电气电子设备的数量与日俱增，使用的密集程度越来 越大，电磁干扰的严重性受到了人们的普遍关注。
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1.1 EMCBiblioteka Baidu基本概念
在这种复杂的电磁环境中，如何减少相互间的电 磁骚扰： 使各种设备能正常运转。 减轻恶劣的电磁环境对人类及生态产生不良的影响。
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1.1 EMC的基本概念
事例
电磁辐射防护规定：在生活环境中，电磁辐射的功率密 度不能超过40uW/平方厘米（约等于4毫高斯）。 电磁波的值是以磁束密度单位MG（毫高斯）计。 家用电器中，微波炉、吸尘器、移动电话的电磁波辐射 最强，均可达到200MG（约等于2000微瓦）。
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1.1 EMC的基本概念
事例
1967年，美国Forrestal航空母舰驶离北越的海岸，甲 板上停留了众多的加满燃油的歼击机，机上装载了 1000磅的炸弹。其中一枚导弹不经意间发射，击中了 另一辆飞机，造成油箱爆炸，死亡134名现役军人。
1.1 EMC的基本概念
历史
1979 年 ， 美 国 联 邦 通 信 委 员 会 （ FCC ） 规 定 所 有 的 “数字设备”的电磁发射必须低于某个限定值。 使得自愿行为变为法定的符合性程序要求。 1933年国际电工技术委员会（IEC）在巴黎成立国际无 线电干扰特别委员会（CISPR）。
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“一种明显不传送信息的时变电磁现象，它可能与有用 信号叠加或组合。”
自然噪声 natural noise
“来源于自然现象而不是由机械或其他人造装置产生的 噪声。”
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1.1 EMC的基本概念
人为噪声 man-made noise “由机械或其它人造装置所产生的噪声。”
300~30GHz 30~3GHz 3GHz~300MHz 300MHz~30MHz 30MHz~3MHz 3MHz~300KHz 300KHz~30KHz 30KHz~3KHz 3KHz~300Hz 300Hz~30Hz
波长(m)
频段名称 用途
1mm~10mm
极高频 雷达，空间通信
10mm~100mm 100mm~1m 1m~10m 10m~100m
1920年左右，开始出现各种抗电磁干扰的文章；
1930：电气设备的干扰，如电机、电气化铁道和电信 号灯之间的无线电干扰成为主要问题。
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1.1 EMC的基本概念
历史
第二次世界大战：无线电收发设备、导航设备以及雷 达的使用，飞行器上的无线电收发设备和导航设备之 间的干扰增多；
或无生命物质产生损害作用的电磁现象。” 电磁干扰 Electromagnetic Interference
“电磁骚扰引起的设备、传输通道、系统性能的下降。”
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1.1 EMC的基本概念
电磁骚扰与电磁干扰
电磁骚扰仅仅是电磁现象，既客观存在的一种物理现象； 他可能引起降级或损害，但不一定已经形成后果。而电磁 干扰是由电磁骚扰引起的后果。 虽然电磁骚扰与电磁干扰有一定的区别，但是工程上往往 不以明确划分，并统一缩写为—EMI。
电磁兼容学正是为解决这类问题而迅速发展起来 的一门新兴学科。
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研究在有限空间、时间和频谱资源等条件下，各 种用电设备（广义的还包括生物体）可以共存， 并不致引起降级的一门科学。
电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境下能正 常工作，并且不对该环境中任何事物构成不能承 受的电磁骚扰的能力
电磁兼容技术是近年来的新兴交叉性学科，从社会 需求层面上来说，企业电子产品的设计与生产都离不开 抗电磁干扰技术。学习和掌握必要的抗电磁干扰技术， 对于了解掌握新技术、进入社会后能尽快从事专业研发、 技术支持工作等都有直接的益处。
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两层含义：（1）设备应该能在一定的电磁环境下工作， 具备一定的电磁抗扰度；（2）设备自身产生的电磁干扰 不能对其他设备产生过大的影响。
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1.1 EMC的基本概念
电磁骚扰与电磁干扰
电磁骚扰 Electromagnetic Disturbance “任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命
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电磁兼容技术与应用
电子信息工程学院 朱斌
E-mail: 2489832893@qq.com
2014 -2015 秋期
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关于课程
随着电磁兼容标准逐步成为电子与电气设备的强制 性标准，电磁兼容技术逐步成为电子与电气类工科学生 必须掌握的专业知识。
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1.1 EMC的基本概念
事例
真空吸尘器、吹风机或带直流电机的家用电器打开时， 电视屏幕上会有“线条”出现。 运载火箭故障： 1967年大力神ⅢC发生故障。 火花放电
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1.1 EMC的基本概念
事例
小型电暖器的磁场就可以高达200mG 。 微波炉即使仅是插着电没有使用它，有的机型前方按 键板的磁场仍可高达30~60mG(毫高斯)，使用时的磁 场则超过200mG。 带变压器的低压电源一般磁场都很高，在接线的地方 可以测到300mG以上，不过距离仅30厘米远就马上掉 到1mG以下了。
大功率搜索雷达在屏蔽连接器接触片两端产生的 射频（RF）电压导致了这场灾难。
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1.1 EMC的基本概念
事例
天然电磁辐射，如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子 活动引起的磁暴等；
人工电磁辐射，如空调机、计算机、电视机、电冰箱、 微波炉、卡拉OK机、电热毯、移动电话、微波发射站、 高压电线、X光放射线发生器、激光发射器等，在正常 工作时所产生的各种不同波长和频率的电磁波。
衡量运算放大器对共模电压抑制能力的参数。
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1.1 EMC的基本概念
耦合路径（Coupling Path）
传导或辐射路径。干扰能量通过该路径从干扰源传输到 被干扰对象。
串扰（串音）（Crosstalk）
在被干扰电缆上，从邻近干扰源电缆耦合的电压与该邻 近电缆上的电压之比，单位是分贝（db）。
喀呖声 click “持续时间不大于200ms，两个扰动之间的间隔至少
为200ms的扰动。一个喀呖声可以包括几个脉冲。” 电磁环境 electromagnetic environment
“存在于给定场所的所有电磁现象总和。”
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1.1 EMC的基本概念
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1.1 EMC的基本概念
历史
1887年德国，赫兹实验；
19世纪后期，马可尼火花隙实验；
1901年，马可尼使用铜线阵列实现了首次跨大西洋的 电波发射;
难点：
基本术语的理解。
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1.1 EMC的基本概念
引言
各种电气电子设备已广泛应用于国民经济的各个部门 以及人们的日常生活中。
这些设备在正常运行的同时也往外发射电磁能量，可 能对其他设备产生不良影响，甚至造成严重的危害， 这就是电磁干扰。
电子器件的密度(主要是电子真空管)小，可逐步排查；
20世纪50年代，场效应晶体管发明，60年代发明的集 成电路（IC），70年代发明微处理器芯片;
语音和数据传输需要增加，频谱变得越来越拥挤;
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电磁波的频谱划分:
频率(MHz)
（2）而对于设备、分系统、系统的性能参数来说，则应译 为“电磁兼容性” 。
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1.1 EMC的基本概念
GB/T 4365—1995 ，IEC 60050（161） 电磁兼容的定义为：设备或系统在其电磁环境中能正
常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰 的能力。
1.1 EMC的基本概念
无用信号 unwanted signal，undesired signal “可能损害有用信号接收的信号。”
干扰信号 interfering signal “损害有用信号接收的信号。” 干扰信号是任何情况下都是有害的；而无用信号在某
些条件下还是有用的无害的。
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1.1 EMC的基本概念
事例
1982 年 ， 英 国 与 阿 根 廷 马 岛 战 役 ， 英 国 驱 逐 舰 HMS“谢菲尔德号”受到导弹攻击。 1988年11月8日，美国UH-60黑鹰直升机。该直升机对 电磁发射敏感。从1982年以来，共死亡22名军人。
飞机与雷达发射机、无线电发射机，甚至城市波 段（CB）发射机太近。
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1.1 EMC的基本概念
电磁兼容 ：
Electromagnetic Compatibility ,直译为电磁兼容性。 国家标准GB/T436—1995制定工作组 ： （1）对一门学科、一个领域、一个工业或技术范围来讲， 应译为“电磁兼容”，以便反映整个领域，而不仅仅是一 项技术指标；
超高频 特高频 甚高频 高频
雷达，空间通信 视距无线通信与广播 视距无限通信与广播 短波通信，广播
100m~1km 1km~10km
中频 低频
无线通信与广播 无线电导航
10km~100km
甚低频 无线电导航
100km~1Mm 1Mm~10Mm
极低频 工频
海底通信 输电
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项目1 项目准备
目标：
掌握电磁兼容检测技术的基本内容和概念； 熟悉常见的电磁兼容检测的项目； 了解电磁兼容检测的方法和步骤；
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项目1 项目准备
重点：
电磁兼容检测技术的基本内容。 电磁兼容检测技术的基本概念； 电磁兼容检测的项目。
差模（ Differential Mode, DM）
在导线对上，极性相反的电压或电流。
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（电磁）发射 （electromagnetic）emission
“从源向外发出电磁能的现象。”
电磁噪声 electromagnetic noise
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带宽（Bandwidth）
一个接收机响应信号的上升3db点和下降3db点之间的 频率间隔。
共模（Common Mode, CM）
存在于两根或多根导线中，流经所有导线的电流都是同 极性的。
共模抑制比（ Common-mode Rejection Ratio, CMRR）
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（对骚扰的）抗扰度 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。”
（电磁）敏感度 (electromagnetic) susceptibility—EMS