第一章一、决定电磁辐射对生物体影响程度的几个因素:a、场强:场强越大,影响越大。b、频率:在谐振吸收频率处,影响最大一般是频率升高,影响增大,微波段影响最大。c、作用时间:电磁辐射对生物体的影响具有积累作用,作用时间越长,影响越大。d、与辐射源的距离:对于偶极子天线,在天线近区E∝1/r3,在天线远区E∝1/r,辐射场强随距离的增大迅速衰减,影响减小。e、环境温度和湿度:温度高、湿度大,生物体不易散热;脉冲波比连续波的影响大。g、与人体状况的不同而有所差异,人身体条件以及性别、年龄不同,电磁辐射对机体的影响也不相同。二、电磁兼容研究内容电磁兼容是研究在有限的空间、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。三要素:空间、时间、频谱三方面的含义:1、电磁环境应是给定的或可预期的2、设备电磁骚扰发射符合标准要求3、应满足电磁敏感性或抗扰度限值要求三、电磁骚扰源特性研究骚扰源特性:1、电磁骚扰产生的机理2、频域与时域的特性,更关心频域特性3、表征其特性的主要参数4、抑制其发射强度的方法等骚扰源分类:1、自然干扰源2、人为干扰源:系统内和系统外电磁骚扰产生的根本原因:是网络参数的突变如:导体中有电压或电流的变化四、电磁骚扰的传播特性研究电磁骚扰的主要传播途径:传导耦合、电容耦合、电感耦合和辐射耦合。电磁兼容领域中传播特性研究的特点:源的非理想化(源的频域、时域特性的复杂性以及源的几何参数的复杂性)以及宽的频率范围。电磁兼容领域中的传播特性的研究经常需要同时考虑远场与近场,而且传导与辐射并存。从而使传播问题的研究更加复杂化。五、电磁兼容测量研究内容:测量设备、测量方法、数据处理方法以及测量结果的评价测试分类:传导发射测试、传导抗扰度测试辐射发射测试、辐射抗扰度测试传导型沿线电磁环境监测辐射型空间电磁环境监测六、系统内和系统间的电磁兼容性研究特点:1、干扰源可能同时也是敏感设备2、传播的途径往往是多通道的3、干扰源与敏感设备不只一个七、电磁兼容性设计的重要性电磁兼容设计的目的:电子设备达到预期的功能系统内各设备之间相互不干扰对外界电磁环境不构成污染满足电磁兼容标准的要求八、电磁兼容设计的方法1、测试修改法:对需设计部分边测试边修改。2、系统设计法:电磁兼容系统设计的基本方法是指标分配和功能分块设计,也就是首先要根据有关的标准(国际、国家、企业、特殊标准等等)把整体电磁兼容指标逐级分配到各功能块上,细化成系统级的、设备级的、电路级的和元件级的指标。3、分层与综合设计法:可根据防护措施在实现电磁兼容时的重要性,分层依次进行设计。例如,第一层为有源器件的选择和印制板设计,第二层为接地设计,第三层为屏蔽设计,第四层为滤波设计,然后进行综合设计。九、有关EMC的几个基本概念电磁环境:Electromagneticenvironment(EME)存在于给定场所的所有电磁现象的总和。IEEE定义:一个设备、分系统或系统在完成其规定任务时可能遇到的辐射或传导电磁发射电平在各个不同频段内的功率与时间分布。即存在于一个给定位置的电磁现象的总和。电磁环境有时可用场强表示。电磁环境效应:EMEeffects电磁环境对电子或电气系统、设备或装置的工作性能的影响。电磁兼容(electromagneticcompatibility(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。耦合途径(couplingpath)电磁能量从源到另一电路或装置所经的途径。电磁屏蔽(electromagneticscreen)用来减少电磁场向指定区域穿透的措施。人工电源网络(artificialmainsnetwork)串接在被测设备电源进线处的网络。差模电压(differentialmodevoltage)一组规差模电压(differentialmodevoltage):一组规定的带电导体任意两根之间的电压。共模电压(commonmodevoltage):每个导体与规定参考点(通常是机壳或地)之间的电压(电磁)发射(electromagnetic)emission:从源向外发出电磁能的现象。噪声(Noise):影响信号并可能使信号携带的信息产生畸变的一种干扰。敏感度(Susceptibility):一台设备或一个电路承受噪声能量的能力。(性能)降低degradation(ofperformance):装置、设备或系统的工作性能与正常性能的非期望偏离。此种非期望偏离(指向坏的方向偏离)并不意味着一定会被使用者觉察,但也应视为性能降低。电磁骚扰(electromagneticdisturbance):任何可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。电磁干扰(electromagneticinterference):电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。电磁骚扰仅仅是电磁现象,即指客观存在的一种物理现象;它可能引起降级或损害,但不一定已经形成后果。电磁干扰是由电磁骚扰引起的后果无用信号(unwantedsignal,undesiredsignal):可能损害有用信号接收的信号。干扰信号(interferingsignal):损害有用信号接收的信号。抗扰度(immunity):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)敏感性(electromagnetic)susceptibility(EMS):在存在电磁骚扰的情况下,装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。敏感性越高,抗扰度越低。二者从不同的角度反应装置、设备或系统的抗干扰的能力。军用标体系常用敏感性这一术语;而民用标准体系惯用抗扰度一词。电平(level):用规定方式在规定时间间隔内求得的诸如功率或场参数等时变量的平均值或加权值。骚扰限值(允许值)limitofdisturbance:对应于规定测量方法的最大电磁骚扰允许电平。干扰限值(允许值)(limitofinterference):电磁骚扰使装置、设备或系统最大允许的性能降低。干扰限值是性能降低的指标,而不是电磁现象的指标。(电磁)兼容电平(compatibilitylevel):预期加在工作于指定条件的装置、设备或系统上规定的最大电磁骚扰电平。电磁兼容电平并非绝对最大值,而可能以小概率超出。骚扰源的)发射电平emissionlevel(ofadisturbancesource):用规定的方法测得的由某一装置、设备或系统发射的某给定电磁骚扰电平。(来自骚扰源的)发射限值emissionlimit(fromadisturbancesource):规定电磁骚扰源的最大发射电平。该值是人为规定的,而不是骚扰源本身的特性发射裕量(emissionmargin):装置、设备或系统的电磁兼容电平与发射限值之间的差值。抗扰度电平(immunitylevel):将某给定的电磁骚扰施加于某一装置、设备或系统而其仍能正常工作并保持所需性能等级时的最大骚扰电平。超过此电平,装置、设备或系统就会出现性能降低。敏感性电平:是指刚刚开始出现性能降低的电平。(所以对某一装置、设备、或系统而言扰抗性电平与敏感性电平是同一个数值。)抗扰度限值(immunitylimit):规定的最小抗扰度电平。“限值”是人为规定的参数,而“电平”是装置、设备或系统本身的特性。抗扰度裕量(immunitymargin):装置、设备或系统的抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差值。(电磁)兼容裕量(electromagnetic)compatibilitymargin:装置、设备或系统的抗扰度电平与骚扰源的发射限值之间的差值。第二章接地技术(重点)一、接地的目的及分类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:1.安全接地(SafetyGrounds)-保护性接地(1.1设备安全接地、1.2接零保护接地、1.3防雷接地)2.信号接地(SignalGrounds)-功能性接地(2.1单点接地、2.2多点接地、2.3混合接地、2.4悬浮接地)设备安全接地:是指接大地,也就是将电气设备的外壳以低阻抗导体连接大地,以避免当高电压直接接触设备机壳,或者避免由于设备内部绝缘损坏造成漏电打火使机壳带电,人员意外接触遭受电击。安全接地作用:1.采用低阻抗的导体将设备外壳连接到大地上,使操作人员不至于因为外壳漏电而发生触电危险。2.将建筑物或设备接大地,防止雷击的危险。二、信号接地(大题,自己进行相关补充)区别于安全接地,信号接地是为电流提供流回信号源的低阻抗路径。主要是为了保证设备工作状态的稳定及信号的完整性,并可起到抑制电磁干扰的作用。工程中一般将数字地与模拟地,高频地与低频地等分开来设置,但实际的接地规则相同。2信号接地的分类2.1单点接地:传输线效应单点接地:串联单点接地优点:结构简单,将多个电路地线串联接到一起,可以节省很多的导线。缺点:接地电压互相影响,对抑制干扰不利,同时因地线过长,不适用于高频的系统。适用范围:常用于低频设备机柜中的接地。因为低频所以可防止传输线效应的产生,设备机柜中由于空间等限制要求接地线少而且结构简单、清楚。单点接地:并联单点接地优点:各电路的地电压仅与本电路地电流及地阻抗有关,不受其他电路的干扰。缺点:1.各电路都与地点直接相连,需要多个导线,这样的结构费料,比较笨重。2.地线间靠的太近,容易发生电场相互耦合,随着频率的升高会更加严重。3.因为地线较长,不适用于高频情况。适用范围:低频系统的多个机柜间的连接方式。复合式单点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,可同时兼顾降低干扰与节省用料。2.2多点接地优点:地线较短,适用于高频情况。缺点:形成了各种地线回路,造成地回环路干扰,对设备内具有较低频率的电路造成不良影响。适用范围:适用于各线路均为10M以上高频的系统。2.3混合接地低频时单点接地,高频时多点接地的接地系统。主要用于抗高频干扰的传输低频信号的屏蔽电缆上。第三章屏蔽技术一、概述1.含义:用导电或导磁材料制成的屏蔽体将电磁干扰能量限制在一定范围内。2.目的:限制内部能量泄露出内部区域(主动屏蔽)防止外来的干扰能量进入某一区域(被动屏蔽)3.原理:利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用。屏蔽的分类(按工作原理)电场屏蔽:静电屏蔽,交变电场屏蔽(利用良好接地的金属导体制作)磁场屏蔽:磁场屏蔽、交变磁场屏蔽(利用高导磁率材料构成低磁阻通路)电磁屏蔽:用于高频电磁场的屏蔽(利用反射和衰减来隔离电磁场的耦合)5.屏蔽效能屏蔽体的好坏用屏蔽效能来描述。屏蔽效能表现了屏蔽体对电磁波的衰减程度。为了定量的说明屏蔽性能的好坏,通常引入一个新的物理量—屏蔽效能(SE,ShieldingEffectiveness)(简称屏效),它定义为屏蔽前某点的场强与屏蔽后该点场强之比。三、电场屏蔽的设计要点屏蔽体的材料以良导体为好,对厚度无什么要求屏蔽体的形状对效能有明显的影响屏蔽体要靠近受保护的设备屏蔽体要有良好的接地四、电场屏蔽的原理交变电场的屏蔽原理是采用电路理论加以解释较为方便、直观,因为干扰(骚扰)源与接收器之间的电场感应耦合可用它们之间的耦合电容进行描述。低频磁场屏蔽原理:利用高磁导率的铁磁材料(对骚扰磁场进行分路,把磁力线集中在其内部通过,限制在空气中大量发散。高频磁场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,也就是说,利用了涡流反磁场对于原骚扰磁场的排斥作用,来抑制或抵消屏蔽体外的磁场。五、电磁屏蔽:1、时变电磁场中,电场和磁场总是同时存在的,通常所说的屏蔽,多指电磁屏蔽。电磁屏蔽是指同时抑制或削弱电场和磁场。电磁屏蔽一般也是指高频交变电磁屏蔽(10kHz-40GHz)。2、在频率较低的近场区,近场随着骚扰源的性质不同,电场和磁场的大小有很大差别。高电压小电流骚扰源以电场为主,磁场骚扰较小(有时可忽略)。低电压高电流骚扰源以磁场骚扰为主,电场骚扰较小。3、随着频率增高,电磁辐射能力增加,产