电磁兼容设计讲座

单点接地
➢ 系统或装备上仅有一点接地，分为： ➢ 串联单点接地； ➢ 并联单点接地；
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串联单点接地
➢ 若系统各线路或装备所产生或需要的能量变化太大，则 不适用串联单点接地，因为高能量的线路或装备所产生大 量的地电位会严重地影响低能量线路或装备的正常运作。
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并联单点接地
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为什么要考虑EMC？
➢国内外技术壁垒、强制要求 ➢产品的可靠性
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EMI试验:(参照CISPR22/GB9254)
§ 传导发射试验 § 辐射发射试验
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EMS试验 (GB/T17626.系列)
§ 静电放电抗扰性试验（.2） § 射频电磁场辐射抗扰性试验（.3） § 电快速瞬变脉冲群抗扰性试验（.4） § 雷击浪涌抗扰性试验（.5） § 射频场传导抗扰性试验（.6） § 工频磁场抗扰性试验（.8） § 电压瞬时跌落,短时中断和电压渐 变
电磁兼容讲座系列
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定义
➢ 电磁兼容（EMC)：
➢ Electromagnetic Compatibility
➢ 电磁干扰（EMI)：
➢ Electromagnetic Interference
➢ 电磁敏感性（EMS〕：
➢ Electromagnetic Susceptibility
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EMC设计三阶段
➢ 问题解决阶段 ➢ 规范设计阶段 ➢ 分析预测阶段
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接地(Grounding)
➢ 接地的目的一是防电击，一是去除干扰。可将 接地分为两大类：
➢ 安全接地(Safety Grounding) ➢ 信号接地
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安全接地(Safety Grounding)
同之回路（Return ）,如信号、屏蔽、电源、机壳或组架。 唯这些回路最后可接在一起，然后以单点接地； ➢ 接地面应具有高传导性（Conductivity）； ➢ 线路中之元件若经常产生大量的急变电流，则该线路应备 有单独的接地系统，或至少应备有单独之回路，以免影响 其它线路。 ➢ 低能量信号之接地应与其它接地隔离； ➢ 切忌双股电缆分开安装；
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注意之二
➢ 低频宜采用单点接地系统，高频应采用多点接地系统； ➢ 良好的接地系统； ➢ 减少由共同导体所引入的杂讯电压，尽量避免产生接地环
路； ➢ 已接地的放大器接于未接地之电源，其输入导线之屏蔽应
接于放大器之接地点。若未接地之放大器接于接地之电源， 则输入导线之屏蔽应于电源端接地。高增益放大器之屏蔽 应接于放大器之接地点； ➢ 若信号线路两端接地，则所产生的接地环路易受磁场及地 电位差的干扰； ➢ 去除接地环路的方法有使用隔离变压器、光电耦合器、差 动放大器、扼流圈。
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搭接的功能
➢搭接是在两金属之间建立一低阻抗通路，其目 的在为电流提供一均称的结构体以避免干扰。 ➢处理良好的搭接能彻底发挥屏蔽与滤波的功能， 减少接地系统中的射频电位差，以及电流环路， 并可防止静电产生，减少雷击与电磁脉冲的危险， 同时能防止人员误遭电击。 ➢然而未经仔细处理的搭接会增加干扰的程度， 此诚不良之设计较不设计为害更甚。
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搭接之处理
➢ 搭接时，金属面应予以清洁，不得有油漆或其 它杂物，搭接完成后，可涂以油漆或施以其它 之防蚀保护。此外，搭接时应考虑不同金属之 电化效应，并应尽量减少接触盐水、汽油等， 以防电能作用。
➢ 不论何种接地法，最大的困扰均起自于地电流 的产生，因此去除地环路就成了设计者的考验。
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接地环路
下图即为接地环路的形成：
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打破接地环路的方法
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常用的电缆
➢ 双绞线 ➢ 同轴电缆 ➢ 带状电缆
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注意之一
➢ 接地线愈短愈好； ➢ 电缆屏蔽层终接时应环接； ➢ 电子线路中及低频使用时应规划不同的接地系统以配合不
点可视为机壳或接地板：
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复合式接地
➢ 复合式单点接地将线路或装备加以归类，而同时 使用串联与并联法，可同时兼顾降低杂讯以及减 化施工与节省用料。
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机架系统的接地树（例〕
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保护地 电源地 工作地
背板 背板 背板 背板 背板
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注意
➢ 由于频率的关系，无论何种接地方法均应尽量 缩短接地线，否则其非但增加阻抗，同时更会 产生辐射杂讯，因其作用有如天线，接地线的 长度L<λ/20。
的抗扰性试验（.11）
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何时解决EMC
可采取的措施
ห้องสมุดไป่ตู้
解决EMC的成本
设计
生产
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使用
生产进程
EMC 三要素
➢干扰源 ➢敏感设备 ➢传播途径
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EMC设计
➢ 接地（Grounding) ➢ 屏蔽(Shielding) ➢ 滤波(Filtering) ➢ 内部设计（PCB板〕
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搭接的形态
➢ 直接搭接：即搭接体间之直接连接； ➢ 间接搭接：即搭接体间以金属导线相连，其适
合于经常移动的装备，以及将安装防震垫 〔Shock Mounts〕的装备，间接搭接时应特别 注意共振效应（Resonant Effect）,否则引入杂 讯。
➢ 搭接的方法有熔接(Welding)、硬焊〔Brazing〕、 软 焊 （ Sweating ） 、 砧 接 〔Swaging〕 、 铆 接 (Riveting)以及螺丝连接。
➢ 安全接地是指接大地(Earthing)，也就是将电气设 备的外壳以低阻抗导体连接大当人员意外触及时 不易遭受电击。
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信号接地
➢信号接地除提供参考点之外，同时还可以大量 消除杂讯的干扰。由于杂讯本身的特性，考虑接 地时有不同的处理方法：
➢ 单点接地 ➢ 多点接地 ➢复合式接地
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➢并联单点接地最大的缺点是耗时费料，由于接地线太多太 长，以至增加各地阻抗，尤其在高频范围中更加严重。
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多点接地
z 在频率低于10MHz时，较适于单点接地。若在高频 (>10MHz)情况下，由于接地线的长度以及接地电路的影 响，故单点接地无法达到去除干扰的效果，此时就得使用 多点接地。此时接地线的长度亦应尽量缩短。下图各接地