电磁兼容及PCB设计教程

电磁兼容基础
电磁兼容性的规定和规范（标准）
产品标准 包括辐射和抗扰度的极限值 2) ISM—设备 发射 DIN VDE 0875 T11 1） 干扰 家用器具 发射 DIN VDE 0875 T14—1 DIN VDE 0875 T14—2 干扰 DIN VDE 0875 T15—1 灯具 发射 DIN VDE 0875 T15—2 干扰 收音机和 发射 DIN VDE 0872 T13 电视接收设备 干 DIN VDE 0872 T20 扰 高压设备 DIN VDE 0873 发射 ITE—设备 发射 干扰 运输工具 发射 干扰
EN 50081-1 EN 50081-2 EN 50082-1 EN 50082-2
— —
EN 61000
EN 61000—4—1 EN 60555—2 EN 61000—4—2 EN 61000—4—3 EN 61000—4—4 EN 61000—4—5
IEC 1000 CISPR 16—1 CISPR 16—2 IEC 1000—4—1 IEC 1000—3—2 EN 1000—4—2 EN 1000—4—3 EN 1000—4—4 EN 1000—4—5
电磁兼容基础
电磁发射（ 抗电磁干扰度（ 电磁发射（EME）和敏感度 抗电磁干扰度（EMS） ）和敏感度/抗电磁干扰度 ） 电磁兼容性的概念包括电磁发射（EME）和抗电磁干扰（EMS）两个方面， 参见图1-1-1。
Fig1-1-1
由干扰源散发出的电磁能可以是导线传导的或空间发射的。制定出经济的解 决EMC方法不仅需要注意区分电磁波段，而且要重视干扰的传播方式和途径。
DIN VDE 0878 DIN VDE 0878 DIN VDE 0879 DIN VDE 0839
1)在产品系列的安全标准和质量标准中规定。 2)工业的、科研的和医疗设备。 3)信息技术设备
电磁兼容基础
电磁兼容性的规定和规范（标准）
下表列出用于抗扰度领域的最主要的标准 表2
标 准 传导引起的干扰 EN 61000-4-4 IEC 1000-4-4 EN 61000-4-5 IEC 1000-4-5 EN 61000-4-6 IEC 801-6 场有关的干扰 EN 61000-4-3 IEC 801-3 静电放电（ESD） EN 61000-4-2 IEC 1000-4-2 测 试 量 5/50ns（单个脉冲） 15KHz瞬时短脉冲 1.2/50us（空载电压） 8/20us（短路电流） 1V,3V,10V 150KHz到80MHz 150KHz 80MHz 3V/m,10V/m 80到1000MHz 直到8KV 5/50ns 现 象 爆裂 原因：换向（开关）操作 浪涌（高能的瞬变现象） 原因：在电源中雷击， 换向（开关）操作 高频的馈电 窄频带的干扰量
3)
EN 55011 1） EN 55014—1 EN 55014—2 EN 55015—1 EN 55015—2 EN 55013 EN 55020 EN 55018 EN 55022 EN 55022 EN 72245 EN 55022
CISPR 11 1） CISPR 14—1 CISPR 14—2 CISPR 15 IEC 349 CISPR 13 CISPR 20 CISPR 18 CISPR 22 CISPR 22 CISPR 25 ISO 11451/S2
CISPR16-1（93）
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电磁兼容性的规定和规范（标准）
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 GB13937-1992 GB/T13838-1992 GB/T13838-1992 GB/T13926.1-1992 GB/T13926.2-1992 GB/T13926.3-1992 GB/T13926.4-1992 GB14023-1992 GB15734-1995 GB15949-1995 GB16787-1997 GB16788-1997 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性 允许值和测量方法（替代GB6114-85和GB7236-87） 声音和电视广播接收机及有关设备辐射抗扰度特性 CISPR20 允许值和测量方法 （90） 声音和电视广播接收机及有关设备内部抗扰度允许 值和测量方法 工业过程测量和控制装置的电磁兼性总论 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性静电放电要 求 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性辐射电磁场 要求 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性电快速 瞬变脉冲要求 CISPR12 车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线 （90） 电干扰特性的测量方法及允许值 电子调光设备无线电骚扰特性限值及测量方法 声音和电视信号的电缆分配系统设备与部件抗 度特性限值和测量方法 30MHz—1GHz声音和电视信号的电缆分配系 统辐射测量方法和限值 30MHz—1GHz声音和电视信号的电缆分配系 统辐射测量方法和限值
总规范原则上适用于所有的设备，适用于没有特有的产品系统标准或者没有 产品专用标准的。基础标准包含有关于干扰现象的说明和一般的测量方法。
电磁兼容基础
中国电磁兼容国家标准来源
中国电磁兼容标准的主要来源有： ① CISPR出版物 出版物 CISPR是国际无线电干扰标准化特别委员会的法文缩写，是IEC下设的一个特别委员会。它成立的初 衷是避免无线电业务中出现障碍，为此对各种用电设备的无线电骚扰提出了限值与测量方法。 目前世界各国对用电设备的无线电骚扰的限制大多取材于它。迄今几乎所有的CISPR出版物都已被转 换成我国的国家标准。 由于用电设备的无线电骚扰会影响其他用电设备的正常工作，故从CISPR出版物转换过来的国家标准 大都定为强制标准，如GB4343、GB9254 、GB13837 GB14023等等。 制定的IEC61000系列标准 ② IEC/TC77 制定的 系列标准 TC77 是IEC下设的一个技术委员会，其全称是电气设备（包括网络）的电磁兼容性技术委员会，它 是研究电气设备电磁兼容性的专业委员会。工作范围有：A)整个频率范围内的抗干扰度；B）低频范 围内（≤9kHz）的骚扰发射现象。 TC77的工作成果莫过于目前世界各国广泛采用的IEC61000系列标准。它涉及电磁环境、发射、抗干 扰、试验程序和测量规范，其中IEC61000-4系列是比较完整的抗干扰度测试基础标准。我国的国家标 准，如GB/17624、 GB17625 、GB/T17626 、GB/T17799等系列标准均由相应内容转化过来。这些标 准较少直接采用，往往变成条款但包含在各个产品标准中，一旦相应的产品被列为强制性检测产品， 则相应项目也就变成强制性标准检测项目，所以对这些标准的内容绝对不能掉以轻心。 ③ 美国军用标准 我国军用标准主要取材于它，其中电磁兼容的标准号为GJB151和GJB152。 ④ 国外先进企业的内控标准 这部分标准数目甚少。、 ⑤ 部分根据国内自主科研成果而制定的标准 目前国内执行的一些系统间的电磁兼容标准有一部分是国内自主编制的。 `
高频的干扰场
源自文库
静电的放电
标准系列IEC1000或者EN 61000计划作为主要的EMC标准，近期在这些 标准中将所有的EMC规范统成一体（例如IEC801，IEC555）。
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电磁兼容性的规定和规范（标准）
我国电磁兼容有关的国家标准一览表 （国家强制性标准和推荐性标准） 表3
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 国家标准号 GB3907 GB4343-1995 GB4365-1996 GB4824-1996 GB4859-1984 GB/T6113-1995 GB6364-1986 GB6830-1986 GB6833-1987 GB7343-1987 GB8702 GB9254-1988 GB9383-1995 GB13421-1992 GB13836-1992 标 准 名 称 工业无线电干扰基本测量方法（正在修订） 家用和类似用途电动、电热器具，电动工具以 及类似电路的无线电干扰特性的测量方法的允 许值 电磁兼容术语 工业、科学和医疗射频设备无线电干扰特性的 测量方法及允许值 电气设备的抗干扰特性基本测量方法 无线电干扰和抗扰度测量设备规范 航空无线电导航台站电磁环境要求 电信线路遭受强电线路危险影响的容许值 电子测量仪器电磁兼容性试验规范 无源无线电干扰滤波器和抑制元件抑制特性的 测量方法 电磁辐射防护规定 信息技术设备的无线电干扰极限值和测量方法 声音和电视广播接收机及有关设备传导抗扰度 限值及测量方法 无线电发射机杂散功率电平的限值和测量方法 30MHz—1GHz声音和电视信号的电缆分配系统 设备与部件辐射干扰特性允许值和测量方法 CISPR22（85） CISPR20（90） CISPR17（81） 对应的CISR标准 CISPR16（77） CISPR14（93） IEV50,IEV161(90) CISPR11（90）
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电磁兼容基础
一 电磁兼容性（EMC） 电磁兼容性（ ） 电磁兼容性的规定和规范（标准） 二 电磁兼容性的规定和规范（标准） 三 产品使用环境与电磁兼容测试限值 及项目
电磁兼容基础
电磁兼容性（ 电磁兼容性（EMC） ）
自从电子设备问世以来，就知道它们之间存在相互干扰。国际 上自1928年起已经有抗无线电干扰（EMI-电磁干扰和RFI-射频干扰） 的法规。 随着电气的和电子的装备越来越广泛地被使用，不仅要重视抗无线 电干扰，而且要考虑到能使所有的设备在没有功能损害的情况下正 常运行。电磁兼容性是在电磁环境中电气设备满意地进行工作的能 力，同时这种环境也属于其他的设备共有，不允许被干扰。 自1996年1月1日，欧共体EMI（89/336/EWG）确定生效以来，欧盟 （EU）各成员国将其转换成相应的法规。要遵守对于干扰发射和 抗扰度方面相应的欧洲标准（EN-Normen），此标准亦为其它各国 引用，其中包括中国。
电磁兼容基础
电磁干扰的传播和电磁兼容性测量技术
干扰源和干扰装置 干扰源 干扰源是发射电磁干扰的一种电气设备。这可以按照发射的频谱的类型分成两个主要 部分（图1-2-1）。
Fig1-2-1
具有不连续的频谱设备如收音机和电视机发射的干扰能量集中在窄的频带上。 开关设备和在家用器具中的电动机的干扰能量分布在宽的频带上，并且归属于具有连 续的频谱的干扰源。 干扰装置 产生干扰和被干扰的电子、电气装置或设备称作为干扰装置。干扰装置也可以用 与干扰源相同的方法按频率特性进行分类。人们以窄带的抗扰度与宽带的抗扰度来区 分（图1-2-2）。 窄带系统如收音机和电视机，而数据处理设备通常是归属于宽带系统。
电磁兼容基础
电磁兼容性的规定和规范（标准） 电磁兼容性的规定和规范（标准） 下列的标准和规范组成了用于认证——测试的框架：
表3
EMC—标准
德国
欧洲
世界
总规范 如果EMC—环境规定，设备应按照规定运行时 DIN EN 50081-1 辐射 住宅区 DIN EN 50081-2 工业区 DIN EN 50082-1 干扰 住宅区 DIN EN 50082-2 工业区 基础标准 包括物理的现象和测量方法 DIN VDE 0843 基本规则 DIN VDE 0876 测量设备 测量方法 发射 DIN VDE 0877 干扰 DIN VDE 0838 谐波 DIN VDE 0843-2 干扰因素 DIN VDE 0843-3 例如 静电放电(ESD) DIN VDE 0843-4 电磁场 DIN VDE 0843-5 快速瞬变(群脉冲) 浪涌
电磁兼容基础
电磁兼容性的规定和规范（标准） 电磁兼容性的规定和规范（标准）
1中国电磁兼容国家标准来源 中国电磁兼容国家标准来源 2强制性产品认证制度和认证中的电磁兼容问题 强制性产品认证制度和认证中的电磁兼容问题 3强制性产品的认证方法 强制性产品的认证方法
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电磁兼容性的规定和规范（标准） 电磁兼容性的规定和规范（标准）
在电磁兼容性领域，近几年来许多法规开始生效，并公布了标准。在欧盟中自1996年 1月1日起欧共体委员会的EMC准则89/336/EWG生效。任何电子设备自该日起必须符合 EMC准则的保护目的。相应标准的认证将由制造商或进口商用一个认证说明来作书面证 明。设备必须标有CE标志。 原则上，所有的电气或电子仪器、设备和系统必须满足EMC准则或国家的EMC法规的 保护要求。对于大多数的仪器，需要制造高或者进口商的一个认证说明以及推行标上CE 标志。特殊情况和特殊的规则将在EMC法规中进一步的进行说明。 欧共体将制钉出新的一致的欧洲标准。这个标准包括测量方法和极限值以及严酷度， 既用于电子仪器、设备和系统的发射，又用于抗扰度。 欧洲标准不同类别的分类（参见表1和表2）可以很容易的对各自设备规定的规范进行 选择，我国也相应等效采用上述分类标准（参见表3），即基础标准、通用标准、产品系 统标准和专用产品标准。
电磁兼容基础
电磁干扰的传播和电磁兼容性测量技术
Fig1-2-2
由干扰源产生导线传导的和辐射的电磁干扰可以通过测量干扰电流和干扰 电压来证实（图1-2-3）。
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电磁干扰的传播和电磁兼容性测量技术
Fig1-2-3
为了能对干扰装置的抗扰度进行检验，同样是考虑导线传导的和辐射的两种途径。 为此，作为干扰发生器将使用正弦波振荡器，也可用各种脉冲波形的脉冲发生器。