2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、課程介紹,電磁場和電磁兼容,重點:電磁兼容原理,理論基礎(chǔ):,電磁場的基本理論,傳輸線理論,天線理論,集中參數(shù)電路理論,,電磁兼容原理的主要內(nèi)容,電磁兼容的基本概念電磁騷擾的耦合(傳輸)途徑電磁兼容標準與測量電磁干擾抑制技術(shù)干擾抑制器件屏蔽、接地、濾波,本課程的學(xué)習(xí)要求,對電磁兼容技術(shù)有較全面的了解初步掌握常見干擾問題的診斷和解決方法掌握接地、濾波、屏蔽等關(guān)鍵技術(shù)了解電磁兼容試驗要求具備進一步學(xué)習(xí)的能力,第1章電磁兼容

2、概述,電磁兼容(EMC)基本概念,電磁兼容性(ElectroMagnetic Compatibility):設(shè)備(分系統(tǒng)、系統(tǒng))在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài),既該設(shè)備不會由于受到處于同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備的電磁發(fā)射導(dǎo)致或遭受不容許的降級;它也不會使同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備(分系統(tǒng)、系統(tǒng))因受其電磁發(fā)射而導(dǎo)致或遭受不容許的降級。,GJB 72-85《電磁干擾和電磁兼容性名詞術(shù)語》,電磁兼容性/電磁兼容Electromagn

3、etic Compatibility-EMC,“設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力” GB/T 4365-2003《電工術(shù)語 電磁兼容》 電磁環(huán)境(electromagnetic environment) “存在于給定場所的所有電磁現(xiàn)象的總和”,電磁兼容性/電磁兼容Electromagnetic Compatibility-EMC,“電磁兼容是研究在有

4、限的空間、時間、頻譜資源條件下,各種用電設(shè)備(廣義的還包括生物體)可以共存,并不致引起降級的一門科學(xué)?!?ITU已規(guī)劃頻率 10kHz~400GHz(頻譜) CISPR-24 0Hz~400GHz (頻譜),電磁兼容性/電磁兼容Electromagnetic Compatibility-EMC,使處于同一電磁環(huán)境下的各種電子電氣設(shè)備或系統(tǒng)能夠正常工作而又

5、互不干擾,達到所謂的“兼容”狀態(tài)。,電磁兼容(EMC),,干擾(EMI),發(fā)射:輻射發(fā)射,傳導(dǎo)發(fā)射,抗干擾(EMS),敏感度:輻射敏感度,傳導(dǎo)敏感度等,如果一個電子系統(tǒng)即不產(chǎn)生干擾又能忍受外界干擾的話,我們就稱該電子系統(tǒng)的電磁兼容性合格。,電磁騷擾/電磁干擾,電磁騷擾 electromagnetic disturbance:任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對有生命或無生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。注:電磁騷擾可能是電磁噪聲

6、、無用信號或傳播媒介自身的變化。電磁干擾 electromagnetic interference(EMI):電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。,抗擾性,(對騷擾的)抗擾性 immunity (to a disturbance):裝置、設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾不降低運行性能的能力。(電磁)敏感性(electromagnetic) susceptibility:在存在電磁騷擾的情況下,裝置、設(shè)備或系統(tǒng)不能避免性能降低的能力。

7、注:敏感性高,抗擾性低。,限值,騷擾限值(允許值) limit of disturbance:對應(yīng)于規(guī)定測量方法的最大電磁騷擾允許電平。干擾限值(允許值) limit of interference:電磁騷擾使裝置、設(shè)備或系統(tǒng)最大允許的性能降低。,(電磁)兼容裕量(electromagnetic) compatibility margin:裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的抗擾性電平與騷擾源的發(fā)射限值之間的差值。(電磁)兼容電平(electroma

8、gnetic) compatibility level:預(yù)期加在工作于指定條件的裝置、設(shè)備或系統(tǒng)上的規(guī)定的最大電磁騷擾電平。注:實際上電磁兼容電平并非絕對最大值,而可能以小概率超出。,為什么要研究電磁兼容,正常運行的電子設(shè)備同時向外發(fā)射電磁能量,形成電磁騷擾電磁騷擾可能會影響其它設(shè)備的正常工作,形成電磁干擾隨著電子產(chǎn)品應(yīng)用的增加,電磁環(huán)境日益惡化電子產(chǎn)品中的電子電路日益復(fù)雜,調(diào)試越來越困難電磁兼容標準強制實施,電磁干擾的危害,電

9、磁干擾對設(shè)備的危害電磁干擾破壞或降低電子設(shè)備的工作性能電磁干擾可以造成災(zāi)難性后果強電磁輻射對人體有害,電磁干擾的危害舉例,(1)中波、短波、超短波電磁場感應(yīng)入導(dǎo)彈的電爆管中或其他設(shè)備中能引起電爆管引爆、或性能劣化。(2)由于各種摩擦力產(chǎn)生的靜電及大功率電磁輻射可能產(chǎn)生火花,從而導(dǎo)致易燃、易報爆品意外點燃。(3)大功率無線電發(fā)射機發(fā)射時,可以使附近通信設(shè)備性能下降或根本無法工作。(4)工科醫(yī)設(shè)備發(fā)射的電磁場干擾附近的電視和廣播

10、(5)雷電電磁脈沖形成的電擊造成電力和通信線路的中斷及大量的干擾現(xiàn)象。 (6)強電電磁輻射可以對生物產(chǎn)生有害影響。,收音機和調(diào)光燈共用插座帶來的問題,現(xiàn)象:收音機收聽調(diào)幅波段時會出現(xiàn)“喀拉” 聲,而在收聽調(diào)頻節(jié)目時沒有;不用交流電時很?。桓蓴_聲的大小與燈的亮度有關(guān);燈關(guān)閉沒有,燈全亮很小。 原因:出現(xiàn)了脈沖電流。 電吹風會出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。,飛機受到的電磁干擾(EMI),公眾照射導(dǎo)出限值 GB 8702-88,產(chǎn)

11、生電磁干擾的條件,要有產(chǎn)生電磁能量的物體或現(xiàn)象要有受害設(shè)備要有干擾能量的傳播途徑,電磁兼容的三要素,電磁騷擾源、傳輸途徑(耦合途徑)和敏感設(shè)備,,,,,,騷擾源(N),耦合途徑 (T),敏感設(shè)備 (R),,,電磁騷擾,電磁干擾,,,其中:R表示接受器的敏感性; N表示源;T表示電磁能量的耦合。,電磁兼容的研究內(nèi)容,1.騷擾源的研究2.傳輸途徑的研究3.干擾接收器的抗干擾性能研究4.電磁兼容控制技術(shù)的研究

12、5.測量技術(shù)的研究6.電磁兼容標準的研究7.電磁兼容分析、預(yù)測與電磁兼容設(shè)計,1.騷擾源的研究,研究騷擾產(chǎn)生的機理研究騷擾源的發(fā)射特性研究騷擾源發(fā)射的抑制技術(shù),2.傳播途徑的研究,導(dǎo)線傳導(dǎo) 指通過一個或多個導(dǎo)體(如:電源線、信號線、控制線或其他金屬體)傳播電磁噪聲能量的過程。從廣義上說,傳導(dǎo)發(fā)射還包括不同設(shè)備、不同電路使用公共地線或公共電源線所產(chǎn)生的公共阻抗耦合??臻g輻射 指以電磁波的形式通過空間傳播電磁噪聲

13、能量的過程。輻射發(fā)射有時也將感應(yīng)現(xiàn)象包括在內(nèi)。具體包括電場耦合(容性耦合)、磁場耦合(感性耦合)以及電磁耦合。,3.干擾接收器的研究,研究干擾接收器對干擾的響應(yīng)研究干擾接收器的抗干擾能力接受器的規(guī)模根據(jù)研究層次的不同,可以是系統(tǒng)、分系統(tǒng)、設(shè)備、印刷電路板和各種元器件。,4.電磁兼容控制技術(shù)的研究,屏蔽主要用于切斷通過空間輻射的干擾的傳播途徑。分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁屏蔽濾波主要用來抑制沿導(dǎo)線傳輸?shù)膫鲗?dǎo)干擾,包括對共模、

14、差模干擾和浪涌的濾波接地提供設(shè)備的保護地以及干擾的泄放通道,屏蔽、濾波和接地主要是用來切斷干擾的傳播途徑。實際電磁兼容控制技術(shù)還包括對干擾源發(fā)射的抑制和對接受器抗干擾能力的提高。,5.電磁兼容測量技術(shù)的研究,測量方法的研究包括騷擾源的發(fā)射特性的測量和接受器敏感度的測量方法測量儀器設(shè)備的研究電磁兼容測量的專用儀器,由于測量的是寬帶干擾,所以往往具有良好的脈沖響應(yīng)測量場所的研究開闊場,屏蔽室,半電波暗室,全電波暗室,TEM C

15、ell, GTEM Tell, 混響室,對應(yīng)騷擾傳播途徑的測試項目,傳導(dǎo)發(fā)射和傳導(dǎo)抗擾度(射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度) 傳導(dǎo)干擾主要指的是通過電源線、控制線和信號線和其他金屬體傳輸?shù)墓材8蓴_和差模干擾,以及不同設(shè)備使用公共電源和公共地線所產(chǎn)生的共阻抗干擾。輻射發(fā)射和輻射抗擾度 主要指線與線,機殼與機殼,天線與天線和場與導(dǎo)線、機殼、天線間的耦合問題。,6.標準的研究,標準規(guī)定了測量限值電子設(shè)備必須符合標準要求是電子設(shè)備達

16、到電磁兼容性的先決條件,因此,制定和執(zhí)行標準本身也是解決電磁兼容問題的一個重要措施。標準規(guī)定了測量方法由于大部分干擾具有脈沖性質(zhì),因此,采用不同的測量方法和測量設(shè)備將導(dǎo)致不同的測量結(jié)果,因此,為了使測量結(jié)果有可比性,標準中必須具體規(guī)定每項測量的具體的測量方法以及對測量儀器和測量場地的要求。,7.電磁兼容分析、預(yù)測與電磁兼容設(shè)計,數(shù)學(xué)模型 包括根據(jù)實際電路、布線和參數(shù)建立所有騷擾源、傳播途徑與騷擾接受器的模型。分析程序

17、 應(yīng)能計算所有騷擾源通過各種可能傳播途徑對每個騷擾接受器的影響,并判斷這些綜合影響的危害是否符合相應(yīng)的標準要求。這些程序的優(yōu)劣,不僅僅取決于能夠處理多少個騷擾源與多少個騷擾接受器,而且還在于其預(yù)測的精確性。,電磁兼容領(lǐng)域預(yù)測的復(fù)雜性,第一、研究的頻率范圍很寬(例如:9kHz~1000MHz覆蓋13個倍頻程以上),在某個規(guī)定距離上,對較高頻率為遠場,而對較低頻率為近場,所以電磁兼容傳播的數(shù)學(xué)模型遠、近場需同時考慮。第二、建模時必需

18、將源(噪聲的產(chǎn)生系統(tǒng))與通道(噪聲傳播系統(tǒng))同時建在一個模型中。第三、由于需要工程上的實用化,所以邊界條件比較復(fù)雜,理想化有一定難度。,3C認證介紹,國家對強制性產(chǎn)品認證使用統(tǒng)一的標志。新的國家強制性認證標志名稱為“中國強制認證”,英文名稱為“China Compulsory Certification”,英文縮寫可簡稱為“3C”標志。2002年5月1日起實施 2003年8月1日起,對列入目錄的產(chǎn)品,凡未獲得強制性產(chǎn)品認證證書和

19、未加施"CCC"強制性認證標志的產(chǎn)品,不得出廠、進口和銷售。,3C認證標志,,歐盟,北美,韓國,臺灣,日本,澳大利亞、新西蘭,第一批實施強制性產(chǎn)品認證的產(chǎn)品目錄,第一批實施強制性認證的產(chǎn)品目錄包括19類,132種產(chǎn)品。19類產(chǎn)品包括:1.電線電纜;2.電路開關(guān)及保護或連接用電器裝置;3.低壓電器;4.小功率電動機;5.電動工具;6.電焊機;7.家用和類似用途設(shè)備;8.音視頻設(shè)備;9.信號技術(shù)設(shè)備;10.照明設(shè)備;11

20、.電信終端設(shè)備;12.機動車輛及安全附件;13.機動車輛輪胎;14.安全玻璃;15.農(nóng)機產(chǎn)品;16.乳膠制品;17.醫(yī)療器械產(chǎn)品;18.消防產(chǎn)品;19.安全技術(shù)防范產(chǎn)品,其中一部分產(chǎn)品涉及電磁兼容認證。,電磁兼容的發(fā)展歷史,19世紀后期,馬可尼的第一個火花隙實驗被認為是電磁兼容的開端1920年左右,有關(guān)抗干擾技術(shù)的文章開始出現(xiàn)30年代,成立CISPR(國際無線電干擾特別委員會),以保護音頻廣播業(yè)務(wù),電磁兼容的發(fā)展歷史,19世紀40年

21、代提出了電磁兼容的概念1945年,美國頒布了世界上第一個軍用標準——JAN-I-225(用于控制機載電氣設(shè)備的電磁干擾)60年代以后,世界發(fā)達國家開始研究電磁兼容的測試儀表和測試技術(shù),并開始制定系列軍標和民標,我國電磁兼容的發(fā)展歷史,70年代以后,我國開始重視電磁兼容問題。起因是海軍軍艦上的電子設(shè)備相互干擾,使通信、探測和導(dǎo)航能力大大下降。目前為止,已制定了一整套軍用和民用電磁兼容標準,但均以國外標準為藍本。當前,為了和國際貿(mào)易

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