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任务9.产品电磁兼容能力检验佘少华兰小海2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）2一、电磁兼容概述主要内容1.1什么叫电磁兼容1.1.1电磁兼容的定义1.1.2电磁兼容的研究领域1.2实施电磁兼容的目的1.2.1电磁干扰及其危害1.2.2国家标准及国际标准的要求2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）31.1什么叫电磁兼容1.1.1电磁兼容的定义国家标准GB/T4365-1995《电磁兼容术语》：“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。”2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）4特色定义：“电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备（分系统、系统，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。”1.1.1电磁兼容的定义(续)2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）5要素：电磁环境是由空间、时间、频谱三个要素组成的。要解决电磁兼容问题，离不开空间、时间、频谱这三要素。这也就是我们说的电磁环境。电磁兼容要求：在共同的电磁环境中，任何设备、分系统、系统都应该不受干扰并且不干扰其他设备。1.1.1电磁兼容的定义(续)2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）61.1.2电磁兼容的研究领域电磁兼容涉及的问题可以归结为五大方面：（1）骚扰源特性的研究包括电磁骚扰产生的机理，频域与时域的特性，表征其特性的主要参数，抑制其发射强度的方法等等。（2）敏感设备的抗干扰性能在电磁兼容领域中，被干扰的设备或可能受电磁骚扰影响的设备称为敏感设备，或者在系统分析中称为骚扰接收器。如何提高敏感设备的抗干扰性能，是电磁兼容领域中的研究问题之一。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）71.1.2电磁兼容的研究领域（续）（3）电磁骚扰的传播特性研究电磁骚扰如何从骚扰源传播到敏感设备上去，包括辐射与传导。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。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）81.1.2电磁兼容的研究领域（续）（4）电磁兼容测量包括测量设备、测量方法、数据处理方法以及测量结果的评价等等。由于电磁兼容问题的复杂性，理论上的结果往往与实际相距较远，因而使得电磁兼容测量显得更为重要。由于电磁骚扰源在频域与时域特性的复杂性，为了各个国家、各个实验室测量结果之间的可比性，必须详细规定测量仪器的各方面指标，并且各个国家的仪器指标应该严格地相同。标准中采用的表征电磁噪声的参数（例如：峰值、准峰值、有效值、平均值）都是用等效于某一个特定参数的正弦信号定标的。亦即：测量得到的电磁噪声电平是等效于某个正弦信号的电平。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）91.1.2电磁兼容的研究领域（续）（5）系统内与系统间的电磁兼容性在一个系统之内或系统之间，EMC问题往往要复杂得多：干扰源可能同时也是敏感设备；传播的途径往往是多通道的；干扰源与敏感设备不只一个等等。这就需要我们对系统内的或系统间的电磁兼容问题进行分析与预测。近年来，对系统内与系统间的电磁兼容问题的研究，除了“分析”以外，已开始研究“综合”。这方面的进展将对电磁兼容学科起到十分重要的促进作用。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）101.2实施电磁兼容的目的1.2.1电磁干扰及其危害在电磁环境中，电磁干扰造成的危害是各种各样的，可能从最简单的令人烦恼的现象直到严重的灾难。一些电磁干扰可能造成的危害：①干扰电视的收看、广播收音机的收听。②在数字系统与数据传输过程中数据的丢失。③在设备、分系统或系统级正常工作的破坏。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）111.2.1电磁干扰及其危害（续）④医疗电子设备（例如：医疗监护仪、心电起搏器等）的工作失常。⑤自动化微处理器控制系统（例如：汽车的刹车系统、防撞气囊保护系统）的工作失控。⑥导航系统的工作失常。⑦起爆装置的无意爆炸。⑧工业过程控制功能（例如：石油或化工）的失效。除此之外，强电场还会对生物体造成影响。由此可见，电磁环境的恶化，会导致多方面的后果。开展电磁兼容研究，加强电磁兼容管理，降低电磁骚扰，避免电磁干扰，是当务之急。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）121.2.2国家标准及国际标准的要求由于电子设备的发展及广泛应用，造成了复杂的电磁环境，干扰日益严重。这就促使电磁兼容（ElectromagneticCompatibility简称为EMC）技术的出现并迅速发展起来。相应的国家及国际标准出台则使对电磁兼容管理提高到法律的高度，从而进一步地促进了电磁兼容的发展。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）131.2.2国家标准及国际标准的要求(续)现在各国家、军队部门以及世界组织均成立了相应的管理组织或部门，出台了许多有关标准、规定和措施。例如欧洲的CE指令、美国的FCC联邦法规都有相应的电磁兼容要求。我们国家对产品的电磁兼容性能也制订了一系列强制性或推荐性标准，并通过市场监督抽查和国家强制性产品认证（即3C认证）等措施来保证市场销售的产品的电磁兼容符合性。因此，产品的电磁兼容符合性是国家标准及国际标准的要求。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）14二、国内外电磁兼容发展动态主要内容2.1电磁兼容起源及其发展2.2世界主要国家、地区的电磁兼容管理及实施情况2.3国内EMC的发展与3C认证的EMC要求2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）152.1电磁兼容起源及其发展在人类尚未发明发电机和使用电能之前，地球上就存在自然界产生的电磁现象。电磁干扰是人们早就发现的电磁现象，它几乎和电磁效应的现象同时被发现。1823年安培发表了电流产生磁力的基本定律。1831年法拉第发现电磁感应现象，总结出电磁感应定律，揭示了变化的磁场在导线中产生感应电动势的规律。1840年美国人亨利成功地获得了高频电磁振荡。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）162.1电磁兼容起源及其发展(续)1864年麦克斯韦综合了电磁感应定律和安培全电流定律，总结出麦克斯韦方程，提出了位移电流的理论，论述了电和磁的相互作用并预言电磁波的存在。为认识和研究电磁干扰现象奠定了理论基础。1881年英国科学家希维赛德发表了“论干扰”的文章，标志着研究干扰问题的开端。1888年德国物理学家赫兹首创了天线，第一次把电磁波辐射到自由空间，同时又成功地接收到电磁波，用实验证实了电磁波的存在，从此开始了对电磁干扰问题的实验研究。1889年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题，使干扰问题研究开始走向工业化和产业化。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）172.1电磁兼容起源及其发展(续)二十世纪以来，随着通信、广播等无线电事业的发展，使人们逐渐认识到需要对各种电磁干扰进行控制。成立了国家级以及国际间的组织，如：德国的电气工程师协会、国际电工委员会（IEC）、国际无线电干扰特别委员会（CISPR）等。开始对电磁干扰问题进行世界性有组织的研究。为了解决干扰问题，40年代初提出电磁兼容性的概念。1944年德国电气工程师协会制订了世界上第一个电磁兼容性规范VDE0878。1945年美国颁布了美国最早的军用规范JAN-I-225。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）182.1电磁兼容起源及其发展(续)电磁兼容性概念的提出，使电磁干扰问题由单纯的排除干扰，逐步发展成为保证设备在电磁环境中正常工作能力的系统工程。电磁兼容学科在认识电磁干扰、研究电磁干扰和控制电磁干扰的过程中得到发展。深入阐述了电磁干扰产生的原因，分清了干扰的性质；深刻研究了干扰传输及耦合的机理，系统地提出了抑制干扰的技术措施；制定了电磁兼容的系列标准和规范；建立了电磁兼容试验和测量的体系；解决了电磁兼容设计、分析和预测的一系列理论和技术问题。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）192.1电磁兼容起源及其发展(续)七十年代以来，电磁兼容技术逐渐成为非常活跃的学科领域之一，较大规模的国际性电磁兼容学术会议，每年召开一次。美国最有影响的电子电气工程师协会“IEEE”的权威杂志，专门设有EMC分册。美国学者B.E.凯瑟撰写了系统性的论著《电磁兼容原理》。美国国防部编辑出版了各种电磁兼容性手册，广泛应用于工程设计。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）202.1电磁兼容起源及其发展(续)到八十年代，美国、德国、日本、前苏联、法国等经济发达国家在电磁兼容研究和应用方面达到了很高的水平。主要研究和应用的内容包括电磁兼容标准和规范、分析设计和预测、试验测量和开发屏蔽导电材料、培训教育和管理等。在工程应用方面研制出高精度的电磁干扰及电磁敏感度自动测量系统。开发出多种系统内和系统间电磁兼容性计算机分析和预测软件。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）212.1电磁兼容起源及其发展(续)形成了一套完整的设计体系，还开发研制成功多种抑制电磁干扰的新材料和新工艺。电磁兼容设计成为民用电子设备和军用武器装备研制中必须严格遵循的原则和步骤。在产品设计、加工、检测、试验和使用的各个阶段都要考虑电磁兼容技术和管理。电磁兼容性成为产品可靠性保证中的重要组成部分。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）222.1电磁兼容起源及其发展(续)九十年代，电磁兼容性工程已经从事后检测处理发展到预先分析评估、预先检验、预先设计。把过去用于研制后期试验测量和处理以及返工补救的费用安排到加强事前设计和预测检验中来。电磁兼容技术已成为现代工业生产并行工程系统的实施项目组成部分。产品电磁兼容性达标认证已由一个国家范围发展到一个地区或一个贸易联盟采取统一行动。从1996年1月1日开始，欧洲共同体12个国家和欧洲自由贸易联盟的北欧6国共同宣布实行电磁兼容性许可证制度，使得电磁兼容性认证与电工电子产品安全性认证处于同等重要的地位。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）232.1电磁兼容起源及其发展(续)在我国对电磁兼容理论和技术的研究起步较晚。80年代初才组织系统地研究并制订国家级和行业级的电磁兼容性标准和规范。1981年颁布了第一个航空工业较为完整的标准HB5662-81《飞机设备电磁兼容性要求和测试方法》。八十年代以来，国内电磁兼容学术组织纷纷成立，学术活动频繁开展。1987年召开了第一届全国性电磁兼容性学术会议。1990年在北京成功地举办了第一次国际电磁兼容性学术会议，标志着我国电磁兼容学科的迅速发展并开始参与世界交流。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）242.1电磁兼容起源及其发展(续)九十年代以来随着国民经济和高科技产业的迅速发展，电磁兼容技术受到格外重视。并投入了较大的财力和人力建立了一批电磁兼容性试验测试中心，引进了许多先进的电磁干扰及敏感度自动测试系统和试验设备。在电磁兼容性工程设计和预测分析方面也开展了研究并逐渐开始实际应用。在部分高等院校中开设了电磁兼容原理及设计课程，翻译和编写了一批教材。1993年由国家军用标准化中心组织编写了《电磁兼容性工程设计手册》，表明我国军用设备的电磁兼容性工程设计进入全面实施阶段。此后，在标准和规范的研究与制订方面有了较大进展，到目前已制定了近百个国家标准和国家军用标准。2019/8/23电器产品强制认证（gdmec）252.2世界主要国家、地区的电磁兼容管理及实施情况经济发达国家和地区对电磁兼容问题都较为重视，政府甚至采取立法和认证程序来管理相关产品的电磁兼容性能，对不符合者采取非常严厉的处罚行动。欧盟的“CEEMC”指令和美国的FCC法规的对世界的影响尤为深远。世界各国对于EMC的管理，一般可分为两种管型式：部份的国家只管制电机、电子产品的电磁辐射干扰部份（