电磁兼容性

范文一:电磁兼容性

高速DSP系统的电路板级电磁兼容性设计

印制线路板(PCB)提供电路元件和器件之间的电气连接,是各种电子设备最基本的组成部分,它的性能直接关系到电子设备质量的好坏。随着电子技术的发展,各种电子产品经常在一起工作,它们之间的干扰越来越严重,所以电磁兼容问题成为一个电子系统能否正常工作的关键。同样,随着PCB的密度越来越高,PCB设计的好坏对电路的干扰及抗干扰能力影响很大。要使电子电路获得最佳性能,除了元器件的选择和电路设计之外,良好的PCB布线在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素。

随着高速DSP技术的广泛应用,相应的高速DSP的PCB设计就显得十分重要。由于DSP是一个相当复杂、种类繁多并有许多分系统的数、模混合系统,所以来自外部的电磁辐射以及内部元器件之间、分系统之间和各传输通道间的串扰对DSP及其数据信息所产生的干扰,已严重地威胁着其工作的稳定性、可靠性和安全性。据统计,干扰引起的DSP事故占其总事故的90%左右。因此设计一个稳定、可靠的DSP系统,电磁兼容和抗干扰至关重要。

1 DSP的电磁干扰环境

电磁干扰的基本模型由电磁干扰源、耦合路径和接收机3部分组成,如图1所示。

电磁干扰源包含微处理器、微控制器、静电放电、瞬时功率执行元件等。随着大量高速半导体器件的应用,其边沿跳变速率非常快,这种电路可以产生高达300 MHz的谐波干扰。耦合路径可以分为空间辐射电磁波和导线传导的电压与电流。噪声被耦合到电路中的最简单方式是通过导体的传递,例如,有一条导线在一个有噪声的环境中经过,这条导线通过感应接收这个噪声并且将其传递到电路的其他部分,所有的电子电路都可以接收传送的电磁干扰。例如,在数字电路中,临界信号最容易受到电磁干扰的影响;模拟的低级放大器、控制电路和电源调整电路也容易受到噪声的影响。

2 DSP电路板的布线和设计

良好的电路板布线在电磁兼容性中是一个非常重要的因素,一个拙劣的电路板布线和设计会产生很多电磁兼容问题,即使加上滤波器和其他元器件也不能解决这些问题。

正确的电路布线和设计应该达到如下3点要求:

(1)电路板上的各部分电路之间存在干扰,电路仍能正常工作;

(2)电路板对外的传导发射和辐射发射尽可能低,达到有关标准要求;

(3)外部的传导干扰和辐射干扰对电路板上的电路没有影响。

2.1 元器件的布置

(1)元器件布置的首要问题是对元器件进行分组。元器件的分组原则有:按电压不同分;按数字电路和模拟电路分;按高速和低速信号分和按电流大小分。一般情况下都按照电压不同分或按数字电路与模拟电路分。

(2)所有的连接器都放在电路板的一侧,尽量避免从两侧引出电缆。

(3)避免让高速信号线靠近连接器。

(4)在元器件安排时应考虑尽可能缩短高速信号线,如时钟线、数据线和地址线等。

2.2 地线和电源线的布置

地线布置的最终目的是为了最小化接地阻抗,以此减小从电路返回到电源之间的接地回路电势,即减小电路从源端到目的端线路和地层形成的环路面积。通常增加环路面积是由于地层隔缝引起的。如果地层上有缝隙,高速信号线的回流线就被迫要绕过隔缝,从而增大了高频环路的面积,如图2所示。

图2中高速线与芯片之间进行信号传输。图2(a)中没有地层隔缝,根据“电流总是走阻抗最小的途径”,此时环路面积最小。图2(b)中,有地层隔缝,此时地环路面积增大,这样就产生如下后果:

(1)增大向空间的辐射干扰,同时易受空间磁场的影响;

(2)加大与板上其他电路产生磁场耦合的可能性;

(3)由于环路电感加大,通过高速线输出的信号容易产生振荡;

(4)环路电感上的高频压降构成共模辐射源,并通过外接电缆产生共模辐射。

通常地层上的隔缝不是在分地时、有意识地加上的,有时隔缝是因为板上的过孔过于接近而产生的,因此在PCB设计中应尽量避免该种情况发生。

电源线的布置要和地线结合起来考虑,以便构成特性阻抗尽可能小的供电线路。为了减小供电用线的特性阻抗,电源线和地线应该尽可能的粗,并且相互靠近,使供电回路面积减到最小,而且不同的供电环路不要相互重叠。在集成芯片的电源脚和地脚之间要加高频去耦电容,容量为0.01~0.1μF,而且为了进一步提高电源的去耦滤波的低频特性,在电源引入端要加上1个高频去耦电容和1个1~10μF的低频滤波电容。

在多层电路板中,电源层和地层要放置在相邻的层中,从而在整个电路板上产生一个大的PCB电容消除噪声。速度最快的关键信号和集成芯片应当布放在临近地层一边,非关键信号则布放在靠近电源层一边。因为地层本身就是用来吸收和消除噪声的,其本身几乎是没有噪声的。

2.3 信号线的布置

不相容的信号线之间能产生耦合干扰,所以在信号线的布置上要把它们隔离,隔离时采取的措施有:

(1)不相容信号线应相互远离,不要平行,分布在不同层上的信号线走向应相互垂直,这样可以减少线间的电场和磁场耦合干扰;

(2)高速信号线特别是时钟线要尽可能的短,必要时可在高速信号线两边加隔离地线;

(3)信号线的布置最好根据信号流向顺序安排,一个电路的输入信号线不要再折回输入信号线区域,因为输入线与输出线通常是不相容的。

当高速数字信号的传输延时时间Td>Tr(Tr为信号的脉冲上升时间)时,应考虑阻抗匹配问题。因为错误的终端阻抗匹配将会引起信号反馈和阻尼振荡。通常线路终端阻抗匹配的方法有串联源端接法、并联端接法、RC端接法、Thevenin端接法4种。

(1)串联源端接法

图3为串联源端接电路。

源端阻抗Zs和分布在传输线上的阻抗Zo之间,加上源端接电阻Rs,用来完成阻抗匹配,Rs还能吸收负载的反馈。这里的Rs必须离源端尽可能的近,理论上应为Rs=Zo-Zs中的实数值。一般Rs取15~75Ω。

(2)并联端接法

图4为并联端接电路。附加1个并联端电阻Rp,这样Rp与ZL并联后就与Zo相匹配。这个方法需要源驱动电路来驱动一个较高的电流,能耗很高,所以在功耗小的系统中不适用。

(3)RC端接法

图5为RC端接电路。该方法类似于并联端接电路,但引入了电容C1,此时R用于提供匹配Zo的阻抗。C1为R提供驱动电流并过滤掉从传输线到地的射频能量。因此与并联端接方法相比,RC端接电路需要的源驱动电流更少。R和C1的值由Zo,Tpd(环路传输延迟)和终端负载电容值Cd决定。时间为常数,RC=3Tpd,其中R∥ZL=Zo,C=C1∥Cd。

(4)Thevenin端接法

图6为Thevenin端接电路。该电路由上拉电阻R1和下拉电阻R2组成,这样就使逻辑高和逻辑低与目标负载相符。其中,R1和R2的值由R1∥R2=Zo决定,R1+R2+ZL的值要保证最大电流不能超过驱动电路容量。

本文通过对电子产品电磁环境的分析,确定高速DSP系统中产生干扰的主要原因,并针对这些原因,通过对高速DSP系统的多层板布局、器件布局以及PCB布线等方面进行分析,给出有效降低DSP系统的干扰、提高电磁兼容性能的措施。从设计层次保证了高速DSP系统的有效性和可靠性。合理布局设计,减少噪声,降低干扰,避开不必要的失误,对系统性能的发挥起到不可低估的作用。

自从20世纪80年代初期第一片数字信号处理器芯片(DSP)问世以来,DSP就以数字器件特有的稳定性、可重复性、可大规模集成、特别是可编程性和易于实现自适应处理等特点,给数字信号处理的发展带来了巨大机遇,应用领域广阔。但由于DSP是一个相当复杂、种类繁多并有许多分系统的数、模混合系统,所以来自外部的电磁辐射以及内部元器件之间、分系统之间和各传输通道间的窜扰对DSP及其数据信息所产生的干扰,己严重地威胁着其工作的稳定性、可靠性和安全性[1]。据统计,干扰引起的DSP事故占其总事故的90%左右。

同时DSP又不可避免地向外辐射电磁波,对环境中的人体、设备产生干扰、妨碍或损伤。并且随着DSP运算速度的提高,能够实时处理的信号带宽也大大增加,它的研究重点也转到了高速、实时应用方面。但正是这样,它的电磁兼容性问题也就越来越突出了,本文在DSP的电磁兼容性问题方面进行了一些探讨。

2 DSP硬件方面的电磁兼容性

电磁兼容性(EMC)Electro Magnetic Compatibility包含系统的发射和敏感度两方面的问题。假若干扰不能完全消除,也要使干扰减少到最小。如果一个DSP系统符合下面三个条件,则该系统是电磁兼容的。(1) 对其它系统不产生干扰;(2) 对其它系统的发射不敏感;(3) 对系统本身不产生干扰。

2.1 DSP中的干扰主要来源

电磁干扰是通过导体或通过辐射产生的,很多电磁发射源,如光照、继电器、DC 电机和日光灯都可引起干扰。AC电源线、互连电缆、金属电缆和子系统的内部电路也都可能产生辐射或接收到不希望的信号。在高速数字电路中,时钟电路通常是宽带噪声的最大产生源。在快速DSP系统中,这些电路可产生高达300MHz 的谐波失真信号,在系统中应该把它们除掉。在数字电路中,最容易受影响的是复位线、中断线和控制线。

2.2 DSP中的传导性干扰

一种最明显能引起电路噪声的传播路径是经过导体。一条穿过噪声环境的导线可捡拾噪声,并把噪声送到另外电路而引起干扰。设计人员必须避免导线捡拾噪声,如噪声通过电源线进入电路后,若电源本身或连接到电源的其它电路是干扰源,则在电源线进入电路之前必须对其去耦。

2.3 DSP中的共阻抗耦合问题

当来自两个不同电路的电流流经一个公共阻抗时就会产生共阻抗耦合。阻抗上的压降由两个电路决定。来自两个电路的地电流流经共地阻抗,电路 1的地电位被地电流2调制,噪声信号或DC补偿经共地阻抗从电路2耦合到电路1。

2.4 DSP中的辐射耦合问题

经辐射产生的耦合通称串扰。串扰是由电流流经导体时产生的电磁场引起的,电磁场会在邻近的导体中感应出瞬态电流。

2.5 DSP中的辐射现象

辐射有两种基本类型:差分(DM)和共模(CM)两种模式。共模辐射或单极天线辐射是由无意的压降引起的,它使电路中所有的地连接抬高到系统地电位之上。就电场大小而言,CM辐射是比 DM辐射更为严重的问题。为使CM辐射最小,必须用切合实际的设计使共模电流降到零。

2.6 影响EMC的因数

(1)电压:电源电压越高,意味着电压振幅越大而发射就更多,而低电源电压影响敏感度。

(2)频率:高频信号与周期性信号会产生更多的辐射。在高频数字系统中,当器件处于开关状态时将产生电流尖峰信号;在模拟系统中,当负载电流变化时也将产生电流尖峰信号。

(3)接地:在电路设计中,没有比采用可靠和完美的地线连接方式更重要的事情了,在所有EMC问题中,大部分问题是由不适当的接地引起的。有单点、多点和混合三种信号接地方法。在频率低于1MHz时可采用单点接地方法;在高频应用中,最好采用多点接地;混合接地是低频用单点接地和高频用多点接地方法的结合。但高频数字电路和低电平模拟电路的地回路绝对不能混合。

(4)PCB设计:适当的印刷电路板(PCB)布线对防止电磁干扰至关重要。

(5)电源去耦:当器件开关时,在电源线上会产生瞬态电流,必须衰减和滤掉这些瞬态电流,来自高di /dt源的瞬态电流导致地和线迹“发射”电压。高d i/dt产生大范围高频电流,激励部件和缆线辐射,流经导线的电流变化和电感会导致压降,减小电感或电流随时间的变化可使该压降最小。

2.7 DSP的硬件降噪技术

2.7.1 板结构、线路安排方面的降噪技术

(1)采用地和电源平板;(2)平板面积要大,以便为电源去耦提供低阻抗;(3)使表面导体最少;(4)采用窄线条(4到8密耳)以增加高频阻尼和降低电容耦合;(5)分开数字、模拟、接收器、发送器地/电源线;(6)根据频率和类型分隔PCB上的电路;(7)不要切痕PCB,切痕附近的线迹可能导致不希望的环路;(8)采用叠层结构是对大多数信号整体性问题和EMC问题的最好防范措施,它能够做到对阻抗的有效控制,其内部的走线可形成易懂和可预测的传输线结构。且要密封电源和地板层之间的线迹;(9)保持相邻激励线迹之间的间距大于线迹的宽度以使串扰最小;(10)时钟信号环路面积应尽量小;(11)高速线路和时钟信号线要短且要直接连接;(12)敏感的线迹不要与传输高电流快速开关转换信号的线迹并行;(13)不要有浮空数字输入,以防止不必要的开关转换和噪声产生;(14)避免在晶振和其它固有噪声电路下面有供电线迹;(15)相应的电源、地、信号和回路线迹要平行布景,以消除噪声;(16)使时钟线、总线和片使能端与输入/输出线和连接器分隔开来;

(17)使路线时钟信号与I/O信号处于正交位置;(18)为使串扰最小,线迹用直角交叉和散置地线;(19)保护关键线迹(用4密耳到8密耳线迹以使电感最小,路线紧靠地板层,板层之间夹层结构,保护夹层的每一边都有地)。

2.7.2 采用滤波技术降噪方法

(1)对电源线和所有进入PCB的信号进行滤波,在IC的每一个点引脚处用高频低电感陶瓷电容(14MHz用0.1 mF,超过15MHz用0.01mF)进行去耦;(2)旁路模拟电路的所有电源供电和基准电压引脚;(3)旁路快速开关器件;(4)在器件引线处对电源/ 地去耦;

(5)用多级滤波来

衰减多频段电源噪声;(6)把晶振安装嵌入到板上并且接地;(7)在适当的地方加屏蔽;(8)安排邻近地线紧靠信号线,以便更有效地阻止出现新的电场;(9)把去耦线驱动器和接收器适当地放置在紧靠实际的I/O接口处,这可降低PCB与其它电路的耦合,并使辐射和敏感度降低;(10)对有干扰的引线进行屏蔽和绞在一起,以消除PCB上的相互耦合;(11)在感性负载上加箝位二极管。

3 DSP软件设计时应采取的措施

软件方面的干扰主要表现在以下几个方面:(1)不正确的算法产生错误的结果,最主要的原因是由于计算机处理器中的程序指数运算是近似计算,产生的结果有时有较大的误差,容易产生误动作;(2)由于计算机的精度不高,而加减法运算时要对阶,大数“吃掉”了小数,产生了误差积累,导致下溢的出现,也是噪声的来源之一;(3)由于硬件方面的干扰引起的计算机出现的诸如:程序计数器PC值变化、数据采集误差增大、控制状态失灵、RAM数据受干扰发生变化以及系统出现“死锁”等现象。

3.1 采用拦截失控程序的方法

(1)在程序设计时应多采用单字节指令,并在关键处插入一些空操作指令,或将有效单字节指令重复几次,这样可保护其后的指令不被拆散,使程序运行走上正轨;(2)加入软件陷阱:当PC值失控使程序失控后,CPU进入非程序区,这时可用一条引导指令,强迫程序进入初始入口状态,进入程序区,可每隔一段设置一个陷阱;(3)软件复位:当程序“走飞”时,运行监视系统,使系统自动复位而重新初始化。

3.2 设立标志判断

定义某单元为标志,在模块主程序中把该单元的值设为某个特征值,然后在主程序的最后判断该单元的值是否不变,若不同了则说明有误,程序就转入错误处理子程序。

3.3 增加数据安全备份

重要的数据用两个以上的存储区存放,还可以用大容量的外部RAM,将数据作备份。永久性数据制成表格固化在EPROM中,这样既能防止数据和表格遭破坏,又能保证程序逻辑混乱时不将数据当指令去运行。

4 利用EDA工具设计时应注意的几个关键因素

高速数字电路的设计一方面需要设计人员的经验,另一方面需要优秀的EDA工具的支持,EDA软件己走向了多功能、智能化。随着球栅阵列封装的高密度单芯片、高密度连接器、微孔内建技术以及3D板在印刷电路板设计中的应用,布局和布线已越来越一体化了,并成为了设计过程的重要组成部分。自动布局和自由角度布线等软件技术已渐渐成为解决这

类高度一体化问题的重要方法,利用此类软件能在规定时间范围内设计出可制造的电路板。在目前,由于产品上市时间越来越短,手动布线极为耗时,己不能适应要求。因此,现在要求布局布线工具具有自动布线功能,以快速响应市场对产品设计提出的更高要求。

4.1 自动布线技术

由于要考虑电磁兼容(EMC)及电磁干扰、串扰、信号延迟和差分对布线等高密度设计因素,布局布线的约束条件每年都在增加。在几年前,一般的电路板仅需6 个差分对来进行布线,而现在则需600对。在一定时间内仅依赖手动布线来实现这600对布线是不可能的,因此自动布线工具是必不可少的。尽管与几年前相比,当今设计中的节点(net)数目没有大的改变,只是硅片复杂性有所增加,但是设计中重要节点的比例大大增加了。当然,对于某些特别重要的节点,要求布局布线工具能够加以区分,但无需对每个管脚或节点都加以限制。

4.2 采用自由角度布线技术应注意的方法

随着单片器件上集成功能的增加,其输出管脚数目也大大增加了,但其封装尺寸并没随之扩大,再加上管脚间距和阻抗因素的限制,这类器件必须采用更细的线宽。同时,由于产品尺寸的总体减小,意味着用于布局布线的空间也大大减小了。在某些DSP产品中,底板的大小与其上的器件大小相差无几,元器件占据的板面积高达80%。某些高密度元器件管脚交错,即使采用具45°布线功能的工具也无法进行自动布线。而自由角度布线工具具有大的灵活性,能最大限度地提高布线密度;它的拉紧(pull-TIght)功能使每个节点在布线后自动缩短,以适应空间要求;它能大大降低信号延迟,同时降低平行路径数,有助于避免串扰的产生。利用自由角度布线技术能使设计具有可制造性,并且设计的电路性能良好。

4.3 对高密度器件应采用的技术

最新的高密度系统级芯片采用BGA或COB封装,管脚间距日益减小,球间距已低至1mm,并且还会继续降低。这样就导致封装件信号线不可能采用传统布线工具来引出。目前有两种方法可解决这个问题:(1)通过球下面的孔,将信号线从下层引出;(2)采用极细布线和自由角度布线,在球栅阵列中找出一条引线通道。对高密度器件而言,采用宽度和空间极小的布线方式是唯一可行的方法,因为只有这样,才能保证较高的成品率。现代的布线技术也要求能自动地应用这些约束条件。自由布线方法可减少布线层数,降低产品成本。同时也意味着在成本不变的情况下,可以增加一些接地层和电源层来提高信号的完整性和EMC性能。

4.4 采用其它新的电路板设计、制作技术

微孔等离子蚀刻技术在DSP中的多层板工艺制作中的应用,大大提高了布局、布线工具的性能。应用等离子蚀刻法在路径宽度内添加一个新孔,不会导致底板本身及制造成本的增加,因为,采用等离子蚀刻法制作一千个孔的成本与制作一个孔的成本一样低廉。这就要求布线工具具有更大的灵活性,它必须能够应用不同的约束条件,适应不同的微孔和构建技术的要求。元器件密度的不断增加也对布局设计产生了影响,布局布线工具总是假设板上有足够的空间让元器件释放机来释放表面,以便安装新的元器件,且不会对板上已有元器件产生影响。但是元器件顺序放置会产生这样一个问题,即每当放置一个新的元器件后,板上每

个元器件的最佳位置都会发生改变。这就是布局设计过程的自动化程度低而人工干预程度高的原因。尽管目前的布局工具对依次布局的元器件数没什么限制,但是某些技术人员认为布局工具用于依次布局时实际上是受到限制的,这个限制大约为500个元器件。还有一些技术人员认为当在一个板上放置的元器件多达 4000个时,会产生很大的问题。同顺序算法技术相比,并行布局技术能实现更好的自动布局效果。

4.5 三维布局工具

3D工具主要用于目前应用日益广泛的异形和定形板的布局、布线工作。如 Zuken的Freedom最新工具,它先采用三维底板模型来进行元件的空间布局,再进行二维布线。布线过程还能告知该板是否具备可制造性。布线工具还必须能处理在两个不同层上采用阴影差分对的设计方法,因为这种设计方法己变得日益重要了。随着信号频率的继续提高,目前己出现了将布局、布线工具同用于虚拟原型的高级仿真工具集成起来的工具,如Zuken的 Hot Stage工具。所以即使在虚拟原型阶段也能对布线问题进行考虑。我们相信,自由角度布线、自动布局和3D布局等新型软件技术也会同自动布线技术一样成为底板设计人员的常用设计工具,设计人员可用这些新工具来解决微孔和单片高密度集成系统中的电磁兼容等新型技术问题。

电磁兼容技术涉及的频率范围宽达0~400GHz,研究对象除传统设施外,涉及从芯片级,到各型舰船、航天飞机、洲际导弹,甚至整个地球的电磁环境。电磁兼容技术也是DSP系统设计所要考虑的重要问题,应采用适当的降噪技术使DSP系统符合EMC标准,它的电磁兼容性是作为重点研究并且有鲜明特点的领域。许多国家不仅各自加强这方面的研究,还成立了国际性的机构,以便交流和统一规范。

范文二:电磁兼容性

历史

过去在军事领域之外,对于电磁兼容性的研究并不严谨,而且大多数设备制造商并不关心电磁兼容性问题。但随着使用更低信号电压的现代数字设备的时钟频率迅速增高,电磁兼容性问题变得越来越重要。许多国家意识到这个凸现的问题,并对相关设备制造商颁布了政令,要求只有满足基本条件的设备才能够销售。

各国的相应的组织机构开始制定标准并维护政府指令,其中较为知名的国家组织有:美国的FCC、欧洲的CEN、CENELEC和ETSI及英国的BSI。还有众多国际组织致力于“推进各项标准化问题的国际合作”,当然也包含电磁兼容性标准。

其中最重要国际组织是国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC),它拥有多个电磁兼容性问题的全职分会。在IEC中协调这些分会的是ACEC,电磁兼容性问题的顾问委员会。

电磁干扰介绍

电磁干扰(Electromagnetic Interference),简称EMI,有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。电磁兼容性EMC标准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是各国政府或经济组织,保护自己利益经常采取的手段。

干扰的形成

干扰源与受干扰源

 无论何种情况下电磁相容的问题出现总是存在两个互补的方面:

 一个是干扰发射源和一个为此干扰敏感的受干扰设备。

 如果一个干扰源与受干扰设备都处在同一设备中称为系统内部的EMC 情况。  不同设备间所产生的干扰状况称为系统间的EMC 情况。

 大多数的设备中都有类似天线的特性的零件如电缆线、PCB 布线、内部配线、机械结构等这些零件透过电路相耦合的电场、磁场或电磁场而将能量转移。

 实际情况下设备间和设备内部的耦合受到了屏蔽与绝缘材料的限制而绝缘材料的吸收与导体相比的影响是微不足道的。

 电缆线对电缆线的耦合既可以是电容性也可以是电感性并且取决于方位、长度及接近程度的影响。

公共阻抗的耦合  公共阻抗耦合线路是干扰源与受干扰设备共用电路阻抗所引起的。

 公共导线也因两个电流环之间的互感而引起或因两个电压节点之间的互容耦合而引起。

 对于传导性的公共阻抗耦合的解决是将连接线分离使系统各自独立避免形成公共阻抗。

发射  来自PCB 的发射:在大多数设备中主要的电流源是流入PCB 板上的电路中这些能量借由PCB 板所模拟成的天线而将干扰辐射出去。

 来自电缆线的幅射:干扰电流以共模形式产生于在PCB 和设备内部其他位置形成的对地噪声并沿着导体或者屏蔽电缆的屏蔽层流动。

 传导发射:干扰也可能从其他电缆以感性或容性方式偶合到电缆线上。

 产生的干扰可能以差模(在火线与中线或在信号线之间)或共模(在火线/中线/信号线与接地间)或者以二者的混合形式出现。

 对于电源部埠需要测量每一个相线/中线与在电源电缆远端地之间的电压。  差模发射通常与来自电源的低频开关噪声联系在一起。

 共模发射则是由于更高频率的开关元件、内部电路源或电缆的内部偶合引起的。  电路的分布电容分布广泛。若没有屏蔽物体的话,取决于与其他物体接近的程度。由于周围环境有较高的电容,部分屏蔽的机壳实际上会使耦合更加严重恶化。

电磁兼容性分析角度编辑

电磁兼容性包括两方面:EMI(电磁干扰),EMS(电磁耐受)两方面。

EMI分类

CE(传导干扰),RE(辐射干扰),PT(干扰功率测试)等等

EMS分类

:ESD(静电放电),RS(辐射耐受),EFT/B(快速脉冲耐受),surge(雷击),CS(传导耐受)等等

以上的各种试验都要由专门的实验室进行测试。是电子类商品进入市场前要取得认证的必要条件。中国这样的实验室很多,大部分集中在深圳等地。

电磁兼容性试验与检测的试验室有环境可靠性与电磁兼容试验服务中心、航天环境可靠性试验中心等机构。

EMC 对策

由于微电脑的依存度正不断提高,设备的大量使用,复杂了我们的电磁环境,因此外来的干扰如脉冲噪声、放射电磁场、静电、雷击、电压变动等,所引发的误动作产生当机甚至破坏的情形,如无线电的通讯、雷达、大哥大、电视游乐器⋯⋯等,往往干扰到电视,甚至于造成医疗器材使用中的误动作,影响到飞航的安全。

国际上对于电子、电器、工业设备产品的抗扰性测试日渐重视,且趋向整合以IEC(International Electrotechnical Commission)国际规格为测试标准,欧 洲共同体率先制定EMC防治法规,于1996 年起全面实施抗扰测试。

电源方面  三相入力电源在NFB(无熔丝断路器)与变压器间装噪声滤波器(Noise Filter),此滤波器的输入线愈短愈好。

 电源及大电流导线紧贴电气箱之底部,并沿着边角布线。

 开关式电源供应器加装隔离罩以防辐射性发射干扰,滤波器选用器选用π型或T 型可抑制宽波段噪声,陶铁磁体(Ferrite)材质可抑制射频噪声。

 电源线两端考虑采隔离接地,以免接地回路(Ground Loop)形成共同阻抗耦合(Common Impedance Coupling)将噪声耦合至信号线。

 电源线与信号线尽量采用隔离或分开配线。

 电源变压器应加隔离(Shielding),外壳须接地良好。

 单相AC 控制线建议采用绞线。

 直流导线建议使用绞线来配线。

 避免将电源与信号线接至同一接头。

信号线方面

 信号输入线与输出线应避免排在一起造成干扰。

 应将CABLE剩余不用之线单端接地,以避免形成感应回路。

 接近电源线附近的信号线考虑采用捻合(Twist)。

 不同类别的信号线避免混杂接在一个连接头上,宜按类别分类并加地线隔离。  输入信号线与输出线尽量避免同在一个接头上,如不能避免时应将输入与输出信号错开。

 敏感性较高之低准位信号线,除采用绞线外可加隔离遮蔽。

模拟信号方面

 高频的类比信号及脉波信号线建议采用隔离线。

 高频类比信号线采用同轴式隔离线,低频之类比信号线采用绞线,必要时可外加隔离遮蔽,绝不可使用同轴隔离线。

 连接头安装位置须清洁处理,接头及金属面的接触电阻须小于2.5m欧姆。  类比电路干扰以波形失真为主,抑制方法主要在滤波器选用的特性,例如;带宽、频率响应值。

 类比信号线与数位排线必须相互垂直。

数字信号  避免使用未隔离遮蔽的导线来传送数位信号,宜使用多股绞线外加隔离线。  数位电路干扰以外在磁场干扰为主,应加隔离措施。

 数位电路易受高能电场干扰,须使用隔离线隔离,以能防止1∼10MHz频段之高能电场200V/m 干扰为最佳隔离选择。

 数位电路以抑制邻近电路脉波与尖波(Spikes)干扰为主。

 数位电路传送避免使用过长且未加隔离之导线。

电路设计方面  具干扰性的回路,如时脉、驱动器、交换式电源的ON和OFF、振荡器式控制信号,应加隔离遮蔽。

 各型PCB电路设计尽可能选用低噪声零组件,且须考虑噪声变化与环境温度变化之关系。

 陶铁磁体铁芯(Ferrite core)适用于高频滤波,但须注意经由此线圈负载功率损耗。  稳压器须考虑抑制线路间共通阻抗耦合(Common Impedance Coupling)EMI问题。  振荡器本身输出越小越好,如须要较大输出,宜由放大器放大。

 功率放大应予隔离以防止辐射性发射。

 电解质电容器适于清除高涟波(High Ripple)及暂态电压(Transient Voltage)变化。

 动力线的干扰有低压(或瞬间断电)超压及突波,这些干扰通常来自于电力开关的动作、重负载的开与关之瞬间、功率半导体动作、保险丝烧断时、雷电感应…等。  须考虑下述项目来抑制:

1. 使用电源滤波器。

2. 适当的电力分配。

3. 受干扰的装置改用另一电路。

4. 将电子零件及滤波器适当的包装。

5. 使用隔离变压器。

6. 装置压敏电阻。

 交流电磁接触器线圈、电磁阀,皆须联结火花消除器。

 电磁开关之热电驿输出侧须联结三相火花消除器。

 直流继电器线圈联结二极管,以供反相电压保护。

 火花消除器距离负载侧愈近愈好。

 把突波吸收器装于电路开关和噪声滤波器之间,线与线间,线与接地之间,将能有效吸收突波。

配电箱设计  配电箱采用金属制,如焊接技术没有问题(不会变形),采用接缝全焊方式,假使无法全焊接合面的空隙尽可能缩小。假使配电箱是用螺丝组立方式,须把接触的面漆刮掉,以便取得较佳的导电性。

 配电箱难免会开孔来做电缆线的出入口,电波会通过这些孔就无法通过测试,因此开孔应尽可能的缩小,没有使用到的孔须用金属做的盖子盖起来,金属与金属的接触面漆须刮掉,且须用工业环境用的导电垫片。

 配电箱的门在关闭时,和配电箱本体的接触面,须用工业环境用的导电垫片,使其紧密的接触,如基于成本的考虑可用分布紧凑的间距采用固定式的螺丝锁紧。  配电箱门须留接地用的端点,接地面必须防漆。

范文三:浅析电磁兼容性

中图分类号:TN 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2013)09-0157-01

当今,各种各样的电子设备被人们在各种场合中使用,这给人们的日常工作和生活带来了一定的帮助,但在某种情况下由于多种多样电子设备的运用难免会产生电磁干扰,所以应该对电子设备的电磁兼容性和抗干扰能力进行一定的研究。

1、电磁兼容和电磁干扰的相关知识

1.1 电磁兼容的概念

国际相关组织对电磁兼容给予了以下的定义:电磁兼容是指电子系统或电子设备在自身所处的电磁环境中可以正常工作,但它们对其他电子系统或设备不造成干扰。所以电磁兼容性包括两个方面:第一个是电磁干扰,第二个是抗电磁干扰。所谓的电磁的干扰是指电子类的产品自身工作后产生的电磁波对产品自身周围的其他电子设备所造成的干扰,抗电磁干扰是指电子类产品自身对外来的电磁波的干扰防御能力。

1.2 电磁兼容设计的目的

电磁兼容设计指的是电子产品设计人员在对电子设备或电子系统进行预期的电磁环境中能够实现电磁兼容的目的。所以说,电磁兼容就是指电子产品设计人员在对电子设备或系统进行设计时能够满足电磁兼容标准所规定的两种能力,第一种是在预期的电磁环境中电子产品性能没有降低,第二种是所设计的产品对自身所在的电磁环境中对其他电子设备不会造成电磁干扰。

1.3 电磁兼容领域的发展概况阐述

世界上所有的国家对电磁干扰都表现出了一定的重视,并且各个国家也早已着手发展电磁干扰技术,对于有关的检测和认证标准也做出了相关的规定。各个国家所规定的标准有所不同,并且一些国家按照自身所规定的标准对电气类产品的引进和流通也做了相关的规定,对于不符合标准的产品,这些国家要么限制对这些产品的引进要么限制对该类产品的销售和流通。世界上一些发达的国家和组织对该标准都十分重视,例如美国制订了FCC标准、欧盟制定了EEC法规、其他发达国家像日本、韩国、新加坡、加拿大等国家都有自己国家的与电磁干扰相关的法律和法规出台。对与电磁干扰的技术标准,国际电工委员会也做了相关的规定并下发了相关的文件。所以我国也应该掌握一定的电磁兼容和电磁干扰的相关知识,这对于我国电子产品的设计、发展和出口都有一定的有利方面。

2、电磁干扰的原理和对电磁兼容性进行改善的相关措施

2.1 电磁干扰产生的原因分析

在多种影响电磁兼容性的原因当中,电磁干扰是对其产生影响的主要原因。所以我们对电磁干扰产生的原因进行分析之后,我们才能采取相应的方法和技术来对电子产品的电磁兼容性进行提高。电磁干扰共分为内部干扰和外部干扰两个方面。内部干扰主要是指电子产品中的各个电子元件之间的相互干扰,它主要分为四个方面:第一是因电源线路和接地不良。第二是导线或信号线之间因互相耦合或互感。第三是因设备内部元件的散热或稳定性。第四是大功率或高压元件所产生的磁场和电场。外部干扰是指电子设备和系统外所产生的干扰。它也包括四个方面:第一是外部高压或电源漏电。第二是外部大功率设备磁场互感耦合。第三是空间电磁。第四是因产品工作环境的温度不稳或系统设备内部元件参数改变。

2.2 电磁干扰的传播途径

电磁干扰的传播途径有三种:第一种是干扰源频率较高的时候干扰信号以平面电磁波的方式向外辐射电磁能量。第二种是干扰信号通过绝缘电介质,以漏电或耦合形式经公共阻抗的耦合进入系统。第三种是通过直接传导方式进入系统。

2.3 对电磁兼容性进行改善的措施

电磁兼容性改善的措施主要有三种:第一种是接地,接地是为电子设备提供安全和为设备提供信号参考地的必经路径,理想的接地平面并不存在,但我们可以对其进行研究和设计从而为接地找出合适的电位。第二种是屏蔽,屏蔽就是利用电磁体的封闭面对电子设备内外两侧的空间进行电磁隔离,在设计的时候可以对干扰源和被干扰体进行屏蔽,一般屏蔽能达到40dB的隔离效果。第三种是滤波,在滤波的时候我们经常使用的是滤波器和电容,这种方式是在各种干扰信号和噪声中提取有用信号的一种技术,该技术能够降低干扰提高系统工作的稳定性。

3、结语

电磁兼容和电磁干扰技术是一种新兴的技术,这当中包含了电子学和电磁学等方面的综合知识。我们在日常生活和工作中经常通过各种手段去减少减小电磁的干扰,但是不能完全避免电磁干扰,只能把它控制在一个合理的范围内,使其不对其他电子设备造成影响。另一方则是面要提高电子设备的抗干扰能力,使其不会被控制在合理范围内的电磁干扰所影响。

参考文献:

[1]张玉怀,电子产品的电磁干扰和控制策略论述。上海:电子技术,2008。

[2]范峰岩,电磁兼容与电子设备设计的屏蔽技术。山西:山西电子技术,2008。

[3]张峰,电磁兼容的分析与可靠性设计。电子质量,2004。

[4]王权利,电磁兼容和电磁干扰探析。武汉:信息通信,2012。

范文四:EMC电磁兼容性

Iemc -电磁兼容性

EMC,Electro Magnetic Compatibility,电磁兼容性是指设备或系统在其电磁环境中

符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。

1 主要包含

电磁兼容性electromagnetic compatibility(EMC)设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中

的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

电磁兼容性包括两方面:EMI(电磁干扰),EMS(电磁耐受)两方面。其中EMI包括:CE(传导干扰),RE(辐射干扰),

PT(干扰功率测试)等等;EMS包括:ESD(静电放电),RS(辐射耐受),EFT/B(快速脉冲耐受),surge(雷击),

CS(传导耐受)等等。

以上的各种试验都要由专门的实验室进行测试。是电子类商品进入市场前要取得认证的必要条件。中国这样的实验室很多,

大部分集中在深圳等地。

电磁兼容性试验与检测的试验室有环境可靠性与电磁兼容试验服务中心、航天环境可靠性试验中心等机构。

电磁干扰(Electromagnetic Interference),简称EMI,有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰主要是电子设备产生的干

扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给

另一个电网络或电子设备。为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一

些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具

有电磁兼容性EMC(Electromagnetic Compatibility)。电磁兼容性EMC标准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是

各国政府或经济组织,保护自己利益经常采取的手段。

2 硬件架构

控制器是锂电池卷绕恒张力控制器,采用符合PC/104总线规范的单板计算机(以下简称PC104)与基于FPGA的专用主机板相

结合的方法构建系统硬件。PC104中运行实时Linux,ClassicLadder及HAL作为实时模块加载到Linux系统中。

系统硬件框图如图1所示。其中ADS8361为12位模/数转换器,用于采集张力值等模拟量;AD5624为数/模转换器,用于控制

直流电机转速及气压阀压力值;FPGA控制所有外围芯片,并产生电机脉冲方向信号,同时对电机编码器信号进行计数;

CPLD控制I/O输入/输出点,并与FPGA交换信息。利用EMC2中HAL的实现原理,可编写组件将硬件系统所有设备抽象成引脚

和函数的形式,供软PLC在需要时加载。

3 相关历史

各种运行的电力设备之间以电磁传导、电磁感应和电磁辐射三种方式彼此关联并相互影响,在一定的条件下会对运行的

设备和人员造成干扰、影响和危害。

20世纪80年代兴起的

电磁兼容EMC学科以研究和解决这一问题为宗旨,主要是研究和解决干扰的产生、传播、接收、抑制

机理及其相应的测量和计量技术,并在此基础上根据技术经济最合理的原则,对产生的干扰水平、抗干扰水平和抑制措施

做出明确的规定,使处于同一电磁环境的设备都是兼容的,同时又不向该环境中的任何实体引入不能允许的电磁扰动。

4 相关事件

6月7日消息,EMC今日宣布与京东商城签署战略合作备忘录,EMC将基于旗下多想技术与京东商城开展技术合作,

在开源云平台、云商业智能和大数据分析方面进行共同研发。据了解,EMC将与京东设立联合研发项目,EMC评估在京东

云平台和开放数据平台上利用Pivotal技术测试和开发面向终端用户的云商业智能解决方案,对京东大数据环境进行分析,

EMC将把一些云应用产品托管在京东云平台上,作为Saas和PaaS服务提供给终端用户,此外京东还将与EMC写作研发开源

Cloud Foundry项目。叶成辉介绍,EMC中国已经成为美国以外的最大基地,EMC在中国的研发团队已经超过了1600人,

分公司数量超过了21个,近五年在华收入增长了近5倍。未来将加速云落地,推进大数据业务,主导企业级的数据中心市场。

范文五:电磁兼容性设计

电源电子设备的电磁兼容

摘要:本文全面地论述了电子设备的电磁兼容性问题。比较详细地分析了干扰源、干扰的传递途径,并介绍了有效抑制和防止干扰的各种措施及其原理。

关键词:电子设备 电磁兼容性 干扰源 有效抑制

1引言

随着电子技术的迅速发展,现代的电子设备已广泛地应用于人类生活的各个领域。当前,电子设备已处于飞速发展的时期,并且这个发展过程仍以日益增长的速度持续着。电子设备的广泛应用和发展,必然导致它们在其周围空间产生的电磁场电平的不断增加。也就是说,电子设备不可避免地在电磁环境(EME)中工作。因此,必须解决电子设备在电磁环境中的适应能力。电磁兼容性(EMC)是一门关于抗电磁干扰(EMI)影响的科学。目前,就世界范围来说,电磁兼容性问题已经形成一门新的学科。电磁兼容的中心课题是研究控制和消除电磁干扰,使电子设备或系统与其它设备联系在一起工作时,不引起设备或系统的任何部分的工作性能的恶化或降低。一个设计理想的电子设备或系统应该既不辐射任何不希望的能量,又应该不受任何不希望有的能量的影响。

2电磁干扰源的分类

各种形式的电磁干扰是影响电子设备电磁兼容性的主要因素,因此,它是电磁兼容性设计中需要研究的重要内容。

2.1 内部干扰

内部干扰是指电子设备内部各元部件之间的相互干扰,包括以下几种。

(1)工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰;(与工作频率有关)

(2)信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合,或导线之间的互感造成的干扰;

(3)设备或系统内部某些元件发热,影响元件本身或其它元件的稳定性造成的干扰;

(4)大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其它部件造成的干扰。

2.2 外部干扰

外部干扰是指电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的干扰,包括以下几种。

(1)外部的高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统;

(2)外部大功率的设备在空间产生很强的磁场,通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统;

(3)空间电磁波对电子线路或系统产生的干扰;

(4)工作环境温度不稳定,引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰;

(5)由工业电网供电的设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。

3干扰的传递途径

当干扰源的频率较高、干扰信号的波长又比被干扰的对象结构尺寸小,或者干扰源与被干扰者之间的距离r>>λ/2π时,则干扰信号可以认为是辐射场,它以平面电磁波形式向外副射电磁场能量进入被干扰对象的通路。

(2)干扰信号以漏电和耦合形式,通过绝缘支承物等(包括空气)为媒介,经公共阻抗的耦合进入被干扰的线路、设备或系统。

如果干扰源的频率较低,干扰信号的波长λ比被干扰对象的结构尺寸长,或者干扰源与干扰对象之间的距离r

(3)干扰信号可以通过直接传导方式引入线路、设备或系统。

4电磁兼容性设计的基本原理

4.1接地

接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个:

(1)接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位,保证电路系统能稳定地干作。

(2)防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放,否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外,对于电路的屏蔽体,若选择合适的接地,也可获得良好的屏蔽效果。

(3)保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时,可避免电子设备的毁坏;当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时,可避免操作人员的触电事故发生。此外,很多医疗设备都与病人的人体直接相连,当机壳带有110V或220V电压时,将发生致命危险。

因此,接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面,是电路或系统的基准电位,但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全,电子设备的机壳和机房的金属构件等,必须与大地相连接,而且接地电阻一般要很小,不能超过规定值。

电路的接地方式基本上有三类,即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地是指在一个线路中,只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上,以使接地引线的长度最短。接地平面,可以是设备的底板,也可以是贯通整个系统的地导线,在比较大的系统中,还可以是设备的结构框架等等。混合接地是将那些只需高频接地点,利用旁路电容和接地平面连接起来。但应尽量防止出现旁路电容和引线电感构成的谐振现象。

4.2屏蔽

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。

因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波)的作用,所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

屏蔽体材料选择的原则是:

(1)当干扰电磁场的频率较高时,利用低电阻率(高电导率)的金属材料中产生的涡流(P=I2R,电阻率越低(电导率越高),消耗的功率越大),形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。

(2)当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏

蔽体内部,防止扩散到屏蔽的空间去。

(3)在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

4.3其它抑制干扰方法

(1)滤波

滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电平,因为干扰频谱成份不等于有用信号的频率,滤波器对于这些与有用信号频率不同的成份有良好的抑制能力,从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以,采用滤波网络无论是抑制干扰源和消除干扰耦合,或是增强接收设备的抗干扰能力,都是有力措施。用阻容和感容去耦网络能把电路与电源隔离开,消除电路之间的耦合,并避免干扰信号进入电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器(高频扼流圈)组成的CLCMπ型滤波器。滤波器的种类很多,选择适当的滤波器能消除不希望的耦合。

(2)正确选用无源元件

实用的无源元件并不是“理想”的,其特性与理想的特性是有差异的。实用的元件本身可能就是一个干扰源,因此正确选用无源元件非常重要。有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。

(3)电路技术

有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求,可以结合屏蔽,采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路,对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目的在于使两根导线所检拾到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号,可在负载上自行消失。另外,还可采用其它一些电路技术,例如接点网络,整形电路,积分电路和选通电路等等。总之,采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施。

5 电磁兼容性问题的规范和标准

干扰特别委员会(CISPR),主要研究无线电系统中干扰噪声的测量。1976年,CISPR开始制订电磁干扰的EMI标准。1900年10月在几经修订基础上公布再版标准,随后该委员会还与国际无线通信资询委员会一起审议,为电子产品电磁兼容性的检测制订数据要求及具体方法。制订了以信息技术装置噪声为对象的“工业、科学及医疗用无线电仪器的干扰

特性允许值及其测量方法”(标准11号);“车辆、机动船和火花点火发动驱动装置无线电干扰特性的测量方法及允许值”(标准12号);“无线电和电视接收机的无线电干扰特性的测量方法及允许值”(标准13号)等。直至1992年中期,国际EMI标准才最终完善起来。CISPR推荐的容限已为世界上许多国家所采纳,并作为其国家条例的基础。

无线电发射机功率电平是影响周围无线电电子设备,产生干扰电平的一个重要因素。因此无线电发射机功率电平应该受到限制。例如,根据无线电通信咨询委员会357-1号建议,在卫星通信系统和地面微波中继通信线路共同使用的(5800~8100MHz)频段上,当给到天线上的功率不超过13dBW时,应该限制微波中继通信线路的发射机有效辐射功率(即发射机功率和天线增益的乘积)数值为55dBW。建议同时限制卫星通信的地面站的功率及通信卫星辐射功率通量密度。许多其它的无线电业务,例如业余无线电爱好者的,移动通信系统等的发射机功率的最大值也应该受到限制。

频率规划在全国和全世界范围内已被广泛采用,是提高射频资源利用率的一种途径,也是保证无线电电子设备电磁兼容性的重要措施之一。因此应严格按照国际协议(无线电频率分配表)和全国文件,实行国家、地区的频带划分和业务之间的频带分配。根据频率—空间分配的原理进行无线频道分配。频率规划必须保证每个无线电电子设备干扰电平最小,或消除干扰,由国家无线电管理委员会负责协调。

近年来,我国许多部门都在开展电磁兼容性的试验研究和有关技术标准的制定工作,制定了一系列标准和规范。例如,国家标准GB3907-83为工业无线电干扰基本测量方法;GB4824.1-84为工业、科学和医疗射频设备无线电干扰允许值;GB6279-86为车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电特性测量方法及允许值等。国家无线电管理委员会对工、科、医等电子设备的使用频率、带宽和最大辐射场强都作出了具体规定。这对保证电子设备的正常工作和人民的正常生活以及促进现代科学技术更迅速发展,都起了重要的作用。

6一些典型电磁兼容性问题的解决

由于电子技术在各行各业中的广泛应用,在人类活动的空间无处不充斥着电磁波,因此,电子设备不解决电磁波干扰问题,就不能兼容工作。在实际应用中,人们在研究抗干扰技术方面也积累了大量的经验,不断地研究出许多实用的方法来消除电磁干扰。

实验发现汽车工作时,电磁干扰相当突出,严重时会损坏电子元器件。因此,汽车电

子设备的电磁环境最为恶劣,汽车电子设备的电磁兼容性问题也特别受到人们的重视。汽车点火所产生的高频辐射最为突出。日本和美国等先进国家的环保部门为防止汽车电气噪声对环境的污染,规定只能使用带阻尼(如碳芯)的屏蔽线作为点火线,实践表明这是很有效的措施。

为了解决微电技术,尤其是计算机在汽车上的应用和推广,根据需要和实际要求,可以设计出效果良好的滤波电路,置于前级可使大多数因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处;可以设置隔离电路,如变压器隔离和光电隔离等解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰,同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰;也可以设置能量吸收回路,从而减少电路、器件吸收的噪声能量;或通过选择元器件和合理安排电路系统,使干扰的影响减小。

微机设备的软件抗干扰主要是稳定内存数据和保证程序指针。微机是一个可编程控制装置,软件可以支持和加强硬件的抗干扰能力。如果微机系统中随机内存RAM主要用于测量和控制时数据的暂时存放,内存空间较小,对存放的数据而言,若将采集到的几组数据求平均值作为采样结果,可避免在采集时因干扰而破坏了数据的真实性;如果存放在随机内存中的数据因干扰而丢失或者数据发生变化,可以在随机内存区设置检验标志;为了减少干扰对随机内存区的破坏,可在随机存储器芯片的写信号线上加触发装置,只有在CPU写数据时才发。软件抗干扰的措施也很多,如数字滤波程序、抗窄脉冲的延时程序、逻辑状态的真伪判别等。有时候,必须采用软件和硬件相结合的办法才能抑制干扰,常用的办法是设置一个定时器,从而保护程序正常运行。

近年来,电子仪器向着“轻、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向发展。塑料机箱、塑料部件或面板广泛地应用于电子仪器上,于是外界电磁波很容易穿透外壳或面板,对仪器的正常工作产生有害的干扰,而仪器所产生的电磁波,也非常容易辐射到周围空间,影响其它电子仪器的正常工作。为了使这种电子仪器能满足电磁兼容性要求,人们在实践中,研究出塑料金属化处理的工艺方法,如溅射镀锌、真空镀(AL)、电镀或化学镀铜、粘贴金属箔(Cu或AL)和涂覆导电涂料等。经过金属化处理之后,使完全绝缘的塑料表面或塑料本身(导电塑料)具有金属那样反射(如手机)。吸收、传导和衰减电磁波的特性,从而起到屏蔽电磁波干扰的作用。实际应用中,采用导电涂料作屏蔽涂层,性能优良而且价格适宜。在需要屏蔽的地方,做成一个封闭的导电壳体并接地,把内外两种不同的电磁波隔离开。实践表明,若屏蔽材料能达到(30~40)dB以上衰减量的屏蔽效果

时,就是实用、可行的。

由于电子技术应用广泛,而且各种干扰设备的辐射很复杂,要完全消除电磁干扰是不可能的。但是,根据电磁兼容性原理,可以采取许多技术措施减小电磁干扰,使电磁干扰控制到一定范围内,从而保证系统或设备的兼容性,例如,通信系统最初设计时,就应该严格进行现场电波测试,有针对性地选择频率及极化方式,避开雷达、移动通信等杂波干扰;高压线选择路径时,应尽量绕开无线电台(站)或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽;接收设备与工业干扰源设备适当配置,使接收设备与各种工业干扰源离开一定距离;在微波通信电路设计中,为了减少干扰,可采用天线高低站方式调整微波电路反射点,并利用山头阻挡反射波,使之不能对直射波形成干扰。另外,微波铁塔是独立的高大建筑物,应采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。

7结束语

保证设备的电磁兼容性是一项复杂的技术任务,对于这个问题不存在万能的解决方法。电磁兼容技术涉及面很广,电磁兼容性领域也正在发展,重要的是掌握有关电磁兼容的基本原理,认真分析和试验,就能选择合适的解决问题方法。

电子信息工程0402班 曾伟

0920409310223

2007-5-24

范文六:电磁兼容性标准

我院可向客户提供优质的电磁兼容技术服务,使您的产品以最低的成本通过电磁兼容标准。可以对各种军用和民用电子设备进行EMC测试与改造,并保证达到国家标准和国家军用标准。

服务内容包括:

1、产品的电磁兼容设计,针对产品的电磁兼容要求,提出电磁兼容设计方案和设计方法。 2、产品的电磁兼容设计咨询,深入到项目组中,指导研发人员进行电磁兼容设计。

3、电磁兼容设计审核,通过对设计方案的审核,及时发现电磁兼容设计缺陷,提出改进建议。 4、电磁兼容问题咨询与解决,对出现的电磁兼容问题进行诊断,提出改进建议,并协助进行改进。 5、电磁兼容技术培训,针对企业的具体要求,设计培训课程,在企业内部进行电磁兼容培训,提高企业技术水平。

6、定期举办电磁兼容技术培训班,普及电磁兼容技术。

检测能力

覆盖军标、国家标准、航空工业标准以及欧洲标准

接收机接收最高频率可达40GHz

辐射敏感度场强(最高频率可达18GHz)

220MHz以下,200V/m

220MHz ~ 18GHz,50V/m

依据标准

GJB 151-86《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》

GJB 152-86《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》

GJB 151A-97 军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》

GJB 152A-97《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》

HJB 34-90《舰船电磁兼容规范》

GJB 181-86《飞机供电特性及对用电设备的要求》

GJB 181A-2003《飞机供电特性》

GJB 3947-2000《军用电子测试设备通用规范》

GJB 5240-2004《军用电子装备通用机箱机柜屏蔽效能要求和测试方法》

另,除可实施几乎所有的环境、可靠性和电磁兼容等相关试验项目如:

1)环境试验:振动试验、冲击试验、噪声试验、结构模态试验、高温试验、低温试验、湿热试验、盐雾试验、低气压试验、振动试验、冲击试验、恒定加速度、静强度试验、热环境试验、热强度试验、特种环境试验(微重力)等;

2)可靠性试验(综合环境试验):温度+振动+湿度、环境应力筛选试验、可靠性验收与验收、可靠性增长等。

我院还能实施以下其它特殊试验:

军/民品电磁兼容检测、霉菌、砂尘、淋雨、外壳防护等级(IP等级)、太阳辐射、离心、热真空试验室,元器件失效分析,元器件筛选等,满足不同产品的多种试验需求。 综合环境可靠性实验室

拥有系列化的确综合环境试验系统,服务范围涉及航天,航空型号及汽车,通讯,医疗等民用产

品,为不同产品提供环境可靠性工程的确整体解决方案。

服务内容

★ 环境适应性实验

▲ 温度试验

▲ 湿度试验

▲ 冲击试验

▲ 振动试验

★ 环境应力筛选试验

★ 综合环境试验(温度+湿度+振动,温度+湿度+气压)

★ 可靠性试验:可靠性增长试验、 可靠性鉴定试验、可靠性验收试验、可靠性摸底试验

★ 可靠性强化试验:HASS、HALT

★ 可靠性试验策划,大纲制订及试验方案设计

★ 系统可靠性分析与试验结果综合评估

★ 产品贮存可靠性分析

★ 产品可靠性故障分析与诊断

综合环境试验箱

综合环境试验设备

全箭振动塔

振动环境试验室

拥有0.8吨,1.2吨,2吨,3.7吨,9吨,20吨,30吨等系列化振动试验系统,是国内最大的振动环境试验室,并具有六自由度多维振动的试验能力,频率范0.1-3000HZ,可以进行各种单

机和系统级产品振动环境试验,最大振动试件重量可到15吨,能够满足国内外各种标准规定的振动环境试验要求。

服务内容

★ 应力筛选试验

★ 地震试验(地震模拟试验、抗地震试验)

★ 包装运输试验:运输振动、三级公路模拟、颠振、跌落、压力堆码等

★ 结构耐振试验

★ 颠簸试验

★ 颠振试验

★ 声振联合试验

★ 结构动强度考核试验

★ 高热振动环境联合试验

★ 低频大位移模拟试验

★ 冲击与跌落环境模拟试验

★ 高G值环境模拟试验

★ 振动台综合试验(环境与动特性等)

★ 结构动特性测试与分析

★ 振动环境控制与分析

★ 试验仿真(虚拟试验)

★ 试验响应预示

★ 系统故障分析与诊断

★ 辅助工装的优化设计

★ 外场振动环境测试

拥有7M3和900M3混响室,混响室最高声压级分别可以达到165dB和152dB,行波场最高声压级可达170dB,能够完成航天航空及其它行业的系统级和部件级产品噪声试验.具有模拟

噪声环境实验室

真实飞行环境(噪声 振动 温度 湿度等)的试验能力和多台(振动台)并激试验能力,是国内唯一从事此类试验技术研究并实现工程应用的单位。

服务内容

★ 部件及系统级噪声试验

★ 系统级综合环境可靠性试验(噪声 振动 温度 湿度)

★ 声振联合试验(声振、声振试验)

★ 多台并激试验

★ 声环境预示与分析

★ 外场声振动环境测试

冲击环境试验室

拥有落锤式,摆锤式和气动式冲击台,可以完成常规冲击,经典冲击,爆炸冲击,着陆冲 击,响应谱冲击,高频冲击等试验项目,具备冲击试验台的研制能力,是目前国内最大的冲击

试验室。

服务内容

★ 冲击响应谱模拟(最大10000g)

★ 爆炸冲击模拟

★ 经典冲击模拟(2500g)

★ 常规落台冲击模拟(800mmx800mm落台:270g), (2000mmx2000mm落台:50g)

★ 冲击试验台研制

★ 复杂冲击信号测试与分析

冲击台

气候环境试验室

拥有0.5~80立方系列温湿度、温度冲击、低气压、热真空、盐雾等环境试验箱及 标准气候环境试验箱,能够满足国防系统单机产品和地面电子设备气候环境试验的要

求。

服务内容

★ 湿热试验

★ 高温试验

★ 低温试验

★ 温度冲击试验

★ 温度循环试验

★ 综合环境试验:温度/湿度综合、声振综合、温度/湿度/振动综合、温度湿度高度

综合

★ 高气压试验(过压试验、正压试验、负高度试验)

★ 低气压试验(负压试验、高度试验)

★ 温度湿度高度试验:温度/湿度/气压综合试验、温度/湿度/振动综合试验、低温低气压试验、高温低气压试验、湿热低气压试验

★ 外场气候环境测试

其它特殊环境试验项目:

1) 气候环境类:风压(风载荷)、霉菌、砂尘、淋雨、外壳防护等级试验(防尘防水、IP防护等级、IP等级、IP代码、电机防护等级)、太阳辐射(阳光辐射、光老化)、离心(加速度),爆炸性减压试验,真空试验(热真空试验)、三防试验等;

2) 元器件类:元器件失效分析,元器件筛选,X-ray拍照,元器件性能参数测试等;

3) 化学相关:金属离子测试、酸碱浓度测试等。

4) 其它难以实施的特殊试验项目我中心也可代为寻找并外协实施,以满足不同产品的多种试验需求。

45m3步入式环境试验箱

范文七:电磁兼容性(EMC)

电磁兼容性(EMC)

9 电磁兼容性(EMC)

关于EMC的信息。9.1

电磁兼容性(EMC)................................................................................................................9-29.1.1自我保证.....................................................................................................................9-29.1.2技术支持文件..............................................................................................................9-29.1.3EC形式的试验证书.....................................................................................................9-29.1.4采用的EMC规范符合新近实施的谐波规程的有关要求..............................................9-29.1.5EMC特性的分类.........................................................................................................9-3

本章的内容:

MICROMASTER 430使用大全9-1

电磁兼容性(EMC)

9.1 电磁兼容性(EMC)

所有制造商/设备集成商的电气产品(这些产品能够实现完整的固有功能,并可以作为单体设备投入市场向最终用户销售)都必须符合EMC规范EEC/89/336的要求。有三种途径允许制造商/设备集成商证明其产品符合上述要求:

9.1.1 自我保证

由制造商声明,本电气产品可以满足欧洲标准对电气环境的要求。制造商的声明中只能引用在欧洲共同体的官方杂志上正式公布的标准。

9.1.2 技术支持文件

可以为电气产品准备一个技术支持文件来说明它的EMC特性。这一文件必须得到有关欧洲国家政府部门法定组织机构的批准。此项批准文件允许引用仍然处于准备阶段的有关标准的文献。

9.1.3 EC形式的试验证书

此项证书只适用于无线电通讯的发射装置。当设备按照本手册第2章中的建议进行安装时,所有的MICROMASTER装置都能够满足EMC规范的要求。

9.1.4 采用的EMC规范符合新近实施的谐波规程的有关要求

从2001年1月1日起,由EMC规范涵盖的所有电气设备都必须符合以下标准的要求:EN 61000-3-2“低压电气及电子设备(设备每相输入电流

西门子公司生产的所有变频调速驱动装置,包括MICROMASTER,MIDIMASTER,MICROMASTEREco和COMBIMASTER系列,它们作为“专用设备”按标准规定的项目分为若干类,分别满足标准的要求。

输入功率大于1kW时,“专用设备”允许的谐波电流标准还没有定义。因此,含有功率超过1kW的上述驱动装置的电气设备不要求提供允许接入电网的批准文件。

输入功率大于1kW时,“专用设备”允许的谐波电流标准还没有定义。因此,含有功率超过1kW的上述驱动装置的电气设备不要求提供允许接入电网的批准文件。

此外,如果安装了产品样本中推荐的进线电抗器,也可以不需要得到官方允许接入电网的批准(550W,230V单相交流变频器除外)。

9-2MICROMASTER 430使用大全

电磁兼容性(EMC)

9.1.5 EMC特性的分类

通常,EMC特性的三种分类详细说明如下:第1类:通用工业型产品

这种产品符合动力驱动系统的 EMC 产品标准 EN 68100-3,适用于第2类环境(工业环境)和限定的范围。

表 9-1 通用工业型产品(变频器不带滤波器,外接有相应的电源滤波器)EMC 现象辐射:无线电辐射传导性辐射

EN 55011EN 55011

A1 级 A1 级

标准

等级

抗扰性:静电放电干扰脉冲列干扰

无线电频率电磁场干扰

EN 61000-4-2EN 61000-4-4IEC 1000-4-3

8 kV 空气放电

2 kV 动力电缆,1 kV控制电缆26-1000 MHz,10 V/m

第2类:装有滤波器的工业型产品

具有这一类特性的产品允许制造商/设备集成商对他们的产品进行自我鉴定,保证这些产品符合工业环境EMC规范中关于动力驱动系统EMC特性的规定。电磁兼容性的限定条件在通用工业发射和抗干扰标准EN 50081-2和EN 50082-2中规定。

表 9-2 具有滤波器的工业型产品EMC 现象辐射:无线电辐射传导性辐射

EN 55011EN 55011

A1级 A1级

标准

等级

抗扰性:电源电压失真

电压波动,电压凹陷,电压的不平衡,频率偏差磁场干扰静电放电干扰脉冲列干扰

无线电频率电磁场干扰,调幅的无线电频率电磁场干扰,脉冲调制的

IEC 1000-2-4(1993)IEC 1000-2-1EN 61000-4-8EN 61000-4-2EN 61000-4-4ENV 50 140ENV 50 204

50 Hz,30 A/m8 kV空气放电

2 kV动力电缆,2 kV控制电缆80-1000 MHz,10 V/m,80% AM,动力线和信号线

900 MHz,10 V/m 50%工作周期,200 Hz重复频率

MICROMASTER 430使用大全9-3

电磁兼容性(EMC)

第3类:装有滤波器-适用于居民区,商业和轻工业的产品

具有这一类性能的产品允许制造商/设备集成商按照有关动力驱动系统电磁兼容性标准中关于居民区,商业和轻工业环境的电磁兼容性规范对其产品进行自我鉴定。电磁兼容性的限制条件在通用发射和抗干扰标准 EN 50081-1和EN 50082-1中规定

表 9-3 适用于居民区,商业和轻工业的带有滤波器的产品EMC 现象辐射:

无线电辐射∗传导性辐射

EN 55011EN 55011

B级 B级

标准等级

抗扰性:电源电压失真

IEC 1000-2-4(1993)

电压波动,电压凹陷,电压的 不平衡,频率IEC 1000-2-1偏差磁场干扰静电放电干扰脉冲列干扰

无线电频率电磁场干扰,调幅的无线电频率电磁场干扰,脉冲调制的

EN 61000-4-8EN 61000-4-2EN 61000-4-4ENV 50 140ENV 50 204

50 Hz,30 A/m8 kV空气放电

2 kV动力电缆,2 kV控制电缆

80-1000 MHz,10 V/m,80% AM,动力和信号线

900 MHz,10 V/m 50% duty cycle,200Hz重复频率

∗ 这些限制条件要求变频器正确地安装在金属的配电装置外壳之内。如果变频器不放在金属外

壳内,就不会满足这些限制条件。提示:

为了达到上述这些等级的性能要求,一定不要超过缺省的调制脉冲频率,也不要使用长度超过25米的电缆。

MICROMASTER变频器是为特定的应用目的而设计的。因此,它们不属于谐波发射技术标准EN61000 - 3 - 2界定的范围

装有滤波器时最大电源电压是480 V。

表 9-4 产品型号表型号

注释

所有电压和功率规格的产品都不带滤波器。全部装置都带有集成的A级滤波器

不带滤波器的变频器装有外置的B级落地式滤波器。

第1类 - 通用工业型产品

6SE6430-2U***-**A0

第2类 - 装有滤波器的工业型产品

6SE6430-2A***-**A06SE6430-2U***-**A0 带有6SE6400-2FB0*-***0* 可以表示任何值

第 3类 - 适用于居民区,商业和轻工业的带有滤波器的产品

9-4MICROMASTER 430使用大全

范文八:EMI(电磁兼容性)

EMI

电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility)缩写EMC,就是指某电子设备既不干扰其它设备,同时也不受其它设备的影响。电磁兼容性和我们所熟悉的安全性一样,是产品质量最重要的指标之一。安全性涉及人身和财产,而电磁兼容性则涉及人身和环境保护。

电磁波会与电子元件作用,产生干扰现象,称为EMI(Electromagnetic Interference)。例如,TV荧光屏上常见的“雪花”,便表示接受到的讯号被干扰。为什么要做EMI纳米喷镀。

1. 技术驱动力

设备的小型化能源与敏感器靠得很近。这使传播路径缩短,增加了干扰的机会。器件的小型化增加了它们对干扰的敏感度。由于设备越来越小并且便于携带,像汽车电话、膝上计算机等设备随处可用,而不一定局限于办公室那样的受控环境。这也带了兼容性问题。例如,许多汽车装有包括防抱死控制系统在内的大量的电子电路,如果汽车电话与这个控制系统不兼容,则会引起误动作。

对于数据保密的要求是屏蔽市场发展的一个重要动力。已有报道揭露美国驻莫斯科使馆追究中的信息已被前苏联窃取到,这是通过接收使馆内设备产生的电磁能量来实现的。同样的技术也被用截获密码,然后攻击银行计算机系统。通过屏蔽,设备的电磁发射能够减小,提高系统的安全性。

现在,人们越来越开始注意各种辐射对健康的影响。过量的X射线和紫外线照射的危险已经被充分证明了。现在讨论的焦点是微波和射频显示单元产生的辐射对妇女健康的伤害,因为已经有充分的证据说明在高压线附近生活会患疾病。

2、法规和标准

现在有许多关于产品辐射和传导发射限制的国家标准和国际标准。有些还规定了对各种干扰的最低敏感度要求。通常,对于不同类型的电子设备有不同的标准。虽然一个产品要获得市场的成功,满足这些标准是必要的,但符合这些标准是自愿的。

但是,有些国家给出的是规范,而不是标准,因此要在这些国家销售产品,符合标准是强制性的。有些规范不仅规定了标准,还赋予当局罚没不符合产品的权力。

3、市场因素

笔记本电脑,ADSL和移动电话等3C产品都会因高频电磁波干扰产生杂讯,影响通讯品质。另若人体长期暴露于强力电磁场下,则可能易患癌症病变。因此防电磁干扰已是必备而且势在必行的制程。

EMI纳米喷镀技术的应用范围

纳米喷镀EMI具有高导电性和高电磁屏蔽效率等特点,广泛应用于通讯制品(移动电话)、电脑(笔记本)、便携式电子产品、消费电子、网络硬件(服务器等)、医疗仪器、家用电子产品和航天及国防等电子设备的EMI屏蔽。

适用于各种塑胶制品的金属屏蔽(PC、PC+ABS、ABS等)

范文九:电磁兼容性测试

电磁兼容性测试

电磁兼容标准,要求电子电机设备相关产品必须符合辐射干扰与传导干扰发射规格,以及辐射耐受性与传导耐受性规格。国内各类电子企业为使产品达到国际EMC 要求,促使EMC 测试场地快速成长,大型企业都趋向自行筹建EMC 实验室。为了验证电子电机设备EMC 设计是否良好,必须在研发之整个过程中,对各种电磁干扰源之发射干扰、传输特性及受干扰设备能否负荷耐受性测试,验证设备是否符合相关电磁兼容性标准和规范;找出设备设计及生产过程中,在EMC 方面之盲点。在客户安装和使用设备时,提供了既真实又有效之数据,因此,EMC 测试是EMC 设计所不可或缺之重要环节。本文将针对EMC 测试最新之军规、商规、车辆规范等作一比较分析测试方法差异及相关经验。

电磁兼容性测试包含电磁干扰测试(EMI)及电磁耐受性测试(EMS)。由于电磁兼容性测试种类太多,实在无法逐一详细说明,本文就表1及表2摘要列举了几个典型EMC 测试标准和规范(含常见美军军规、欧美商规及车辆用EMC 标准),在不同频率范围中之测试项目,从军规EMC 标准之演变,就可观察到欧美商规EMC 标准之趋势。近年来,车辆工业界面对二十一世纪车辆设计新颖要求,纷纷成立车辆研发中心,由于国内主要汽车制造厂均需符合相关车辆用EMC 标准和规范,因此更需了解比较车辆EMC 设计与测试验证之方法。此二表中CE 表示可以传导发射(Conducted Emission),CS 表示传导耐受性(Conducted usceptibility),RE 表示辐射发射(Radiated Emission),RS 表示辐射耐受性(Radiated Susceptibility)。一般电磁干扰(EMI,包括CE 及RE)测试主要内容有:电子电机产品和设备在各种电磁杂讯环境中之传导干扰和辐射干扰发射量之测试(例如电子电机设备之交换式电源之脉冲干扰和连续干扰)及各种讯号传输时,干扰传递特性之测试(例如如各种传输线之传输特性和屏蔽效果)。

而电磁耐受性(EMS,包括CS 及RS)测试主要内容则有:

1.对电场、磁场之辐射耐受性测试

2.对电源线、控制线、讯号线、地线等注入干扰之传导耐受性测试

3.对静电放电和各种暂态电磁波(突波或电性快速暂态)之耐受性测试

范文十:电子产品的电磁兼容性

[摘要]近年来,随着电子信息的不断发展与完善,人们不断地研究发展具有多功能的电子设备,并将其广泛地应用于生活的各个领域、各个方面。在目前看来,现代电子产品以处在不断发展优化的阶段,而且电子信息的规划过程依然不断地前进着。本文系统的对电子产品的电磁兼容性问题进行研究与讨论。比较全面的将电子产品的发展趋势概括起来,将电子产品的运用范围,运用形式规划起来。系统的从不同的方面论述电子产品电磁兼容性可使电子产品以更好的方式发展下去。

[关键词]电子产品电磁兼容性原理有效抑制

中图分类号:O361 文献标识码:O 文章编号:1009�914X(2013)31�0495�01

随着电子产品的逐渐推广与发展,导致了周围产生的电磁场电平的不断增强。可以说,电子产品无法避免在有电磁感应的环境中运行与发展。而且目前来说单片机的通信也都是通过动态数据交换或自己开发通讯驱动程序的方式进行的。这与电子产品的电磁兼容有一定得联系之处。通过动态数据交换(DDE)使应用程序之间彼此能交换数据和发送指令。但使用DDE会带来一些额外的开销。但是自己开发通讯驱动程序又有一定的难度,且开发周期较长。在石化运输煤皮带监控系统的设计中,基于MSP430单片机的智能仪表作为下位机,一些公司利用工控机作为上位机,采用ADAM-5000的协议,实现了数据的实时采集、处理和显示。所以,我们应该以更优化的方式来解决电子产品在电磁环境中适应方式上的不足。从而使电子产品、电子设备更好的发展与进步下去。目前看来,在世界范围内电磁兼容性问题已成为新的研究方向。

一、电磁兼容性

1、什么是电磁兼容性:电磁的兼容性有比较完整的叙述内容,是电子产品在电磁环境中按照正确的运行方式运行起来的一种形式,而且不对其他电子产品产生具有破坏性质的电磁干扰能力。因此,可以说电磁兼容性有一定的系统要求:一是电子产品在正常运行的环境中对环境中产生的电磁干扰不能超过规定的预期值;二是电磁兼容对环境中存在的电磁干扰具有较强的抗干扰能力。电子产品的电磁兼容性具体的说明了系统或设备在一定条件下可以常规运行,并且不对其他的电子产品造成危害。电磁干扰能力强度及电磁的耐受性两部份,对于电磁干扰是由于电子产品本身在运行条件中产生不利的电子电磁噪声;而电磁的耐受性是说明电子设备在运行必备功能的条件上,受电磁环境的影响并不能完全的体现出来。据资料记载,在20世纪80年代推广起来的电磁兼容EMC学科,具体是以规划和解决问题为宗旨,主要是研究和解决由于电磁兼容干扰的形式、发展、规划、及控制形式和理念统计模式等。然后在此基础上根据系统的规划,计划出最合理的原则进行实施。对于开始进行的能力和控制措施做出较为规范的条例,使其在其他电磁设备的环境下都具有兼容性,这样的电磁兼容性可以说是较为具体规范的。

2、电磁兼容性的要求与完善:电子产品的电磁兼容性主要发展无线电规模中干扰噪声的形式。经过经济技术不断地发展与变化,市场规模的不断扩大,在电子信息技术方面,在电子产品的技术方面有着很大的提高。在电磁兼容性发展规划的同时,委员会也与国际无线通信资询委员会共同审议研究着电磁兼容性在各个方面的完善。另一方面为现代化方式的电子产品电磁兼容性的检测制订了完整的规范与系统规划上的要求。在研究方面,研制了以电子信息技术完善以噪声性质为对象,用无线电产品的干扰方法进行完善与运用,对于其测量方式可以在汽车等带有驱动装置的无线电的测量方式和各方面的允许值问题上进行优化。在这些值得优化与完善的电子产品的电磁兼容性上显示出来,这些电磁兼容性层面,优化方式与完善方法都有一定的效用。随着时代的不断发展,电子信息技术水平也随之不断完善与发展,因为电子产品的不断推广,电磁兼容性的标准要求才不断地完善起来。CISPR的推荐也被世界上许多国家所采纳运用,并作为其国家条例的基础实施。无线电发射机功率电平是影响周围无线电电子设备的,是产生干扰电平的一个重要因素。因此无线电发射机功率电平应该受到限制。据资料显示,根据无线电通信咨询委员会的特殊建议,在卫星通信系统和地面微波中继通信线路共同使用的频段上,应该限制微波中通信线路发射机的有效辐射功率和天线增益的乘积数值。建议同时限制卫星通信地面站的功率及通信卫星辐射功率通量密度。许多其它的无线电业务,例如业余无线电爱好者的移动通信系统等发射机功率的最大值也应该受到限制。频率规划在全国和全世界范围内已被广泛采用,是提高射频资源利用率的一种途径,也是保证无线电电子设备电磁兼容性的重要措施之一。因此应严格按照国际协议所谓无线电频率分配表和全国文件,实行国家、地区的频带划分和业务之间的频带分配。根据频率―空间分配的原理进行无线频道分配。频率规划必须保证每个无线电电子设备干扰电平最小,或消除干扰,由国家无线电管理委员会负责协调。

近些年来,我国多个研发部门也都在研究各种电磁兼容性的试验规律和有关电子信息技术完善的规划项目,制定出了一系列的研发标准和系统规范。这对于保证电子产品的有规律运行和人们在生活上的方式及促进对现代科技基础更完好快速的优化,对现代电子科技创新更好的规划,对现代经济技术的不断追求,都起到了较为重要的作用。

二、电磁兼容产品开发

1、接地:电磁兼容性接地是电子产品研发的重要问题的一个方面。电磁的接地目的有三个:(1)电磁的接地可以使较为完整的电路系统中的所有电路层次都有共同的按需要参考的零电位,以为了保证电路系统可以更加稳定地实施与研发。(2)为了进一步防止外界电磁场对研究范围的干扰。在电子产品的研究过程中也对电子的机壳接地进行了一系列的发展规划。这样就使由于静电形式积累在机壳上的部分电荷通过大地的形式可以导出设备。这样电子产品就会摆脱电磁兼容性的障碍。另一方面,对于电子产品的电磁屏蔽体,如果选择正确合适的接地,则也可获得良好的屏蔽效果与目的。(3)可进一步保证安全的规划工作。正当发生直接感应的电磁感应时,就可以避免电子产品的毁坏,也可避免操作人员的触电事故发生。目前许多医疗设备都与病人的人体直接相连,当机壳带有电压时,可能会发生不必要的危险。因此,接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面,是电路或系统的基准电位,但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全,电子设备的机壳和机房的金属构件等,必须与大地相连接,而且接地电阻一般要很小,不能超过规定值。

2、屏蔽:所谓屏蔽就是在两个不同的空间区域内进行金属的分隔模式,目的是为了控制电场与电磁波共同的由一个地点向另一个地点的传发与扩散。屏蔽体可以将组织部件、混合物体与整个系统联合的干扰源包围规划起来,以便防止干扰到电磁场向外挥散。防止受到外以及内部的电磁兼容的影响。

结语:在电子信息技术的范围之内,由于电子技术的广泛应用与推广,在各种干扰设备的辐射较为复杂的情况下,想要完全消除电磁干扰是不可能的。但是,由于电子产品在电磁兼容性运用的各个方面的优势与劣势,我们可以根据需要采取多种在信息技术方面带来的方法上,来进一步规划并减小电磁感应的干扰,从而把电磁干扰这一劣势方面尽可能的控制在一定范围之内,从而以一定的规律保证电子产品的兼容性。现在电磁兼容性的研究方式,是研究控制和消除电磁干扰导致的一些后果。以使得电子产品与其它电子设备共同工作时,消除其各类不必要地危害。一个理想的电子产品或系统应该是既没有辐射任何对各方面有危害的内容,同时也不受任何感应能量的影响。这样的电子产品对于电磁的兼容性才算得上是完美的配合。

参考文献

[1] 陈必群:电子产品的电磁兼容陈

[2] 俞文英:电子设备电磁干扰及电磁兼容设计

[3] 王泓泉:浅谈电源电子设备的电磁兼容性

[4] 叶志琼:电子设备的电磁兼容技术

[5] 张桐:电磁兼容性设计在电源系统设计中的应用