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本书主要介绍了电磁兼容技术概述、电磁兼容的预测与建模技术、干扰耦合机理、电磁兼容滤波、接地及屏蔽技术、传输线及干扰分析、开关电源中的电磁兼容技术、计算机系统中的电磁兼容技术等内容。 本书内容丰富、资料翔实,图文并茂,适合作为电气与电子工程、信息和计算机技术、生物医学工程、自动控制与机电一体化、仪器和测试技术等专业师生的教学参考书,还可供从事电气和电子产品研发、设计、制造、质量管理、检测与维修工程技术人员使用。
第1章 电磁兼容技术概述
1.1 电磁兼容概述
1.1.1 电磁兼容的含义
1.1.2 电磁干扰的三要素
1.1.3 电磁干扰(骚扰)源的分类
1.1.4 电磁干扰(骚扰)源的时、空、频谱特性
1.1.5 电磁兼容性分析与设计方法
1.1.6 电磁兼容性研究的基本内容
1.2 电磁兼容技术术语
1.2.1 一般术语
1.2.2 干扰术语
1.2.3 发射术语
1.2.4 电磁兼容性能术语
1.3 电磁干扰(骚扰)的数学描述方法
1.3.1 周期性函数的傅里叶变换
1.3.2 非周期性干扰信号的频谱分析
1.3.3 脉冲信号的傅里叶积分
1.3.4 脉冲信号的快速时频域转换
第2章 电磁兼容的预测与建模技术
2.1 明确EMC预测与建模的目的
2.2 判断EMC问题所属的电磁场性质
2.2.1 场的分类及特性
2.2.2 确定EMC问题所属的电磁场性质
2.3 EMC预测与建模计算方法的选择
2.3.1 场的方法
2.3.2 路的方法
2.3.3 场路结合
第3章 干扰耦合机理
3.1 传导耦合
3.1.1 电容性耦合
3.1.2 电感性耦合
3.1.3 电容性耦合与电感性耦合的综合考虑
3.2 高频耦合
3.2.1 分布参数电路的基本理论
3.2.2 高频线间的耦合
3.2.3 低频情况的耦合
3.3 辐射耦合
3.3.1 电磁辐射
3.3.2 近场区与远场区的特性
3.3.3 电磁波的极化
3.3.4 辐射耦合
第4章 电磁兼容滤波、接地及屏蔽技术
4.1 电磁干扰滤波器
4.1.1 电磁干扰滤波器的工作原理
4.1.2 电磁干扰滤波器的特殊性
4.1.3 滤波器的插入损耗
4.2 滤波器的分类及特性
4.2.1 反射式滤波器
4.2.2 吸收式滤波器
4.2.3 滤波器的安装
4.3 接地的概念
4.4 接地的技术
4.5 接地分类
4.6 屏蔽
4.6.1 静电屏蔽
4.6.2 电磁屏蔽
4.6.3 低频磁场屏蔽
4.6.4 屏蔽材料的选择
4.6.5 屏蔽的应用
4.6.6 不均匀屏蔽理论
4.7 设备最佳设计法
第5章 传输线及干扰分析
5.1 传输线的信号传输特征
5.1.1 传输线方程组
5.1.2 无限长传输线
5.1.3 传输线的基本参数
5.1.4 传输线方程的双曲线函数解
5.1.5 实际传输线
5.1.6 传输线的输入阻抗
5.1.7 终端开路或短路的传输线
5.2 双导线传输线
5.2.1 双导线传输线的基本假设
5.2.2 均匀双导体传输线的信号传输特征
5.3 干扰源位子传输线任意位置时沿线电压电流的分布
5.4 多导体传输线
5.4.1 均匀介质中的无损耗多导体传输线
5.4.2 不均匀介质中的无损多导体传输线
5.5 导线间的串扰
第6章 开关电源中的电磁兼容技术
6.1 开关电源电磁干扰的机理分析
6.1.1 整流电路的谐波干扰
6.1.2 高频变压器造成的干扰
6.1.3 输出整流二极管的尖峰干扰
6.1.4 开关电源电磁噪声的耦合通道
6.2 开关电源电磁干扰的抑制
6.2.1 采用EMI滤波器
6.2.2 改善开关管的波形
6.2.3 输出二极管电压尖峰抑制
6.3 开关电源变压器中的谐波分析
6.3.1 应用于磁路的谐波平衡分析的概念.
6.3.2 由电流源产生的磁场的谐波平衡有限元法
第7章 计算机系统中的电磁兼容技术
7.1 计算机电磁兼容性问题的特殊性
7.1.1 数字计算机中的干扰
7.1.2 特殊环境中的计算机电磁兼容问题
7.1.3 计算机病毒
7.1.4 计算机的电磁泄漏
7.1.5 计算机电磁兼容性问题的新动向
7.2 计算机元、部件抗干扰措施
7.2.1 一般数字集成电路的抗干扰措施
7.2.2 动态RAM的抗干扰分析
7.2.3 A/D转换器的抗干扰措施
7.2.4 计算机接口电路的抗干扰措施
7.2.5 微型计算机总线的抗干扰措施
7.3 工业控制环境中计算机的抗干扰技术
7.3.1 IPC硬件的抗干扰设计
7.3.2 IPC软件的抗干扰设计
7.3.3 IPC抗干扰用到的软件技术
7.4 计算机电磁信息泄漏与防护
7.4.1 计算机电磁信息辐射泄漏的途径
7.4.2 计算机电磁信息辐射的特点
7.4.3 计算机电磁信息辐射泄漏的防护技术
附录A 电磁兼容国家标准
附录B 部分电磁兼容国际标准
附录C 电磁干扰(骚扰)源的频谱
参考文献2100433B
作 者:何宏 等 著出 版 社:国防工业出版社ISBN:9787118053005出版时间:2007-10-01版 次:1页 数:203装 帧:平装开 本:16开所属分类:图书 > 科技 > 电子与通信
解决开关电源电磁干扰:可以优化电路元器件布置,尽量减少寄生、糯合电容。延缓开关的开通、关断时间,但这与开关电源高频化的趋势不符。选用高质量的滤波电容(等效电感或阻抗很低)可以降低常模干扰。或者采用随机...
电磁干扰基本概念 广告插播信息 维库最新热卖芯片: OPA620KU LM376N ICS9111 SSM2126A BCM4306KFB EPF6016ATI144-2 SNJ54L...
1、原理上将所有的电容都有抗电磁干扰的功能。一般对高频干扰出没的地方,用容值很小的陶瓷介质电容或独石电容;在有低频干扰出没的地方,用容值较大的电容;直流信号或直流电压时可选用容值较大的钽电解电容和铝电...
PCB电磁兼容设计要点印制电路板中的电磁干扰问题包括公共阻抗...
PCB 电磁兼容设计要点 印制电路板中的电磁干扰问题包括公共阻抗耦合、 串扰、高频载流导线产生的辐射,以及印制线条对高频辐 射的感应等。以下阐述了在 PCB 设计时为满足电磁兼容性必须注意的事项。 1. PCB 中的公共阻抗耦合问题 让模拟和数字电路分别拥有自己的电源和地线通路,在可能的情况下,应尽量加宽这两部分电路的电源与 地线或采用分开的电源层与接地层,以便减小电源与地线回路的阻抗,减小任何可能在电源与地线回路中 的干扰电压。 一单独工作的 PCB 的模拟地和数字地可在系统接地点附近单点汇接,如电源电压一致,模拟和数字电路 的电源在电源入口单点汇接,如电源电压不一致,在两电源较近处并一 1~2nf 的电容,给两电源间的信 号返回电流提供通路。 如此 PCB 是插在母板上的,则母板的模拟和数字电路的电源和地也要分开,模拟地和数字地在母板的接 地处接地,电源处理与上面一样。 2.
文 | 传感器技术(WW_CGQJS)
随着电子产品越来越多地采用低功耗、高速度、高集成度的LSI电路,而使得这些装置比以往任何时候更容易受到电磁干扰的威胁。而与此同时,大功率家电及办公自动化设备的增多,以及移动通信、无线网络的广泛应用等,又大大增加了电磁骚扰源。这些变化迫使人们把电磁兼容作为重要的技术问题加以关注。
电磁兼容
采用一定的技术手段,使同一电磁环境中的各种电子、电气设备都能正常工作,并且不干扰其他设备的正常工作,这就是电磁兼容(ElectromagneticCompatibility,缩写为EMC)。
在国家标准GB/T4365-1995中对电磁兼容严格的定义是: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。
电磁兼容性包括两方面:电磁干扰(electromagnetic interference ;EMI)、电磁耐受(electromagnetic susceptibility; EMS)。
EMI指的是电气产品本身通电后,因电磁感应效应所产生的电磁波对周围电子设备所造成的干扰影响;EMS则是指电气产品本身对外来电磁波的干扰防御能力。
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。
常见的骚扰源
显然,EMC 设计的目的就是使所设计的电子设备或系统在预期的电磁环境中能够实现电磁兼容。换而言之,就是说设计的电子设备或系统必须能够满足EMC 标准规定的两方面的能力。
常见EMC测试项目
电磁干扰(EMI)的原理
EMI的产生原因
各种形式的电磁干扰是影响电子设备兼容性的主要原因。因此,了解电磁干扰的产生原因是抑制电磁干扰,提高电子产品电磁兼容性的重要前提。电磁干扰的产生可以分为:
1. 内部干扰内部电子元件之间的相互干扰
(1) 工作电源通过线路的分布电源和绝缘电阻产生漏电造成的干扰。
(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影响。
(3) 设备或系统内部某些元件发热,影响元件本身及其他元件的稳定性造成的干扰。
(4) 大功率和高点压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其他部件造成的干扰。
2.外部干扰——电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的影响。
(1)外部高电压、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。
电磁干扰的传播途径
1.当干扰源频率较高,且干扰信号波长比被干扰对象结构尺寸小,则干扰信号可认为是辐射场,以平面电磁波形式向外辐射电磁场能量,并进入被干扰对象的通路。
2.干扰信号以漏电和耦合的形式,通过绝缘电介质,经公共阻抗的耦合进入被干扰系统。
3.干扰信号可通过直接传导方式进入系统。
改善电磁兼容性的措施
要改善电子产品的电磁兼容性,接地、屏蔽和滤波是抑制EMI的基本方法。
1. 接地
接地就是一个系统内电气与电子元件至地参考点之间的电传导路径。接地除了提供设备的安全保护地以外,还提供设备运行所必需的信号参考地。理想的接地平面是一个零电位、零阻抗的物理体,它可作为电路中所有信号点评的参考点,并且任何干扰信号通过它,都不会产生电压降。但是,理想的接地平面是不存在的,这就需要我们考虑和分析地电位分布,进行接地设计与研究,找出合适的接地电位。
接地的方式可分为:浮地、单点接地、多点接地、混合接地。对于电路系统来说可选择:电路接地、电源接地和信号接地等方法。
2. 屏蔽
屏蔽就是用导电或电磁体的封闭面将其内外两侧空间进行电磁性隔离。主要抑制过空间的辐射干扰。分为电磁屏蔽、电场屏蔽和磁场屏蔽。
屏蔽的设计既可以针对干扰源,也可以针对被干扰体。对于干扰源,设计屏蔽部分可以使其减小对周边其他设备的影响;对于被干扰体,则可减小外界干扰电磁波对本设备的影响。
主动屏蔽:把干扰源置于屏蔽体之内,防止电磁能量和干扰信号泄漏到外部空间。
被动屏蔽:把敏感设备置于屏蔽体内,使其不受外部干扰的影响。
3. 滤波
滤波的含义是指从混有噪声或干扰的原信号中,提取到有用信号的一门技术,滤波器是实现滤波的元器件。
事实上,器件在工作时,也会产生各种各样的噪声。开关电源就是一种很强的干扰源,它产生的EMI信号即占有很宽的频率范围,又具有较大的振幅。这些噪声随着信号的传播,对下一级的元器件产生了干扰,这样的干扰一级级的累积,最终可能导致整个电路的不正常工作。假设在产生噪声大,对下级器件干扰明显的器件输出信号之后做一次滤波,将噪声信号滤掉,它对下级产生的干扰便会降低,系统便能稳定的工作。
EMC滤波器的分类
① 反射式滤波器:
由电感器和电容器组成,利用反射或旁路,使干扰信号不能通过。
② 损耗滤波器
选用具有高损耗系数或高损耗角正切的材料,把高频电磁能量通过涡流转换成热能。
例如:铁氧体管,铁氧体磁环,磁环扼流圈等。
③ 有源滤波器:
使用晶体管等有源器件,以较小的体积和重量可以提供较大值的等效L和C。
有源电感滤波器:用晶体管模拟电感线圈的频率特性(f越高,阻抗越大)。
有源电容滤波器:用晶体管模拟电容器的频率特性(f越高,阻抗越小)。
对消滤波器(陷波器):能产生与干扰信号幅度相同,相位相反(差180°)的电流,把干扰信号抵消。
电磁兼容认证
产品的EMC认证是依据产品的电磁兼容标准和相应的技术要求,经过认证机构测试确认,并通过颁发认证证书和认证标志来证明某一产品符合相应标准和相应技术的要求。
在我国EMC认证已纳入3C认证范围(中国强制认证,英文名称为“China Compulsory Certification”,英文缩写为“CCC”,也可简称为“3C”),国家对有强制性电磁兼容国家标准或强制性电磁兼容行业标准以及标准中有电磁兼容强制条款的产品实行安全认证制度,对这些实施电磁兼容安全认证的产品在进入流通领域实施强制性监督管理(没有进行电磁兼容安全认证就不能进入流通领域)。
对有推荐性电磁兼容国家标准或推荐性电磁兼容行业标准的产品实行合格认证制度,企业可以根据自愿的原则向认证机构申请认证。
中国3C认证标志
CE认证标志(欧共体)
EMC认证机构:中国电磁兼容认证委员会 (CEMC)
认证测试必须在国家技术监督局认可的EMC测试机构进行。
电磁兼容技术包括了对电磁学、电子学、材料学、等多方面知识的综合。随着电子产品的日益普及以及对电磁危害的逐渐认识,减小电磁干扰已经成为了目前电子科学界的重要课题,如今的电路都已集成化、模块化,所以现在的电路分析和设计也可以说成是系统的分析和设计,相信对这门技术的深入研究会对今后的电子产品性能的提高有显著影响。
本书介绍了电磁兼容的基本知识,并提供了电磁干扰源、电磁兼容/电磁干扰测量、控制电磁干扰的技术工艺、计算机仿真与设计以及国际电磁兼容标准的新信息。本书将以严格解为基础的电磁兼容基本理论与最新的实际应用相结合,简明直观,实用性强。
本书可供有实际经验的工程师参考,也可作为高年级本科生及硕士研究生教材。
第1章电磁兼容概论()
11电磁干扰及其危害()
12电磁兼容的基本概念()
121电磁兼容的含义()
122基本电磁兼容技术术语()
123电磁干扰效应()
13电磁兼容学科的研究领域()
14电磁兼容的研究方法()
141电磁兼容学科的特点()
142电磁兼容的实施()
143电磁兼容研究的几个重要发展
趋势()
15电磁兼容性标准概况()
151电磁兼容性标准的基本内容()
152国内外电磁兼容性标准简介()
16电磁兼容计量单位和换算
关系()
习题()
第2章电磁干扰源()
21电磁干扰源的分类()
22自然电磁干扰源()
23人为电磁干扰源()
24电磁干扰源的基本性质()
习题()
第3章电磁干扰的耦合与传播()
31电磁干扰的传播途径()
32传导干扰传输线路的性质()
33传导耦合分析()
331电阻性耦合()
332电容性耦合()
333电感性耦合()
34辐射耦合分析()
341电基本振子的辐射()
342磁基本振子(磁流元)的辐射()
343辐射耦合方式()
习题()
第4章接地与搭接技术()
41接地的概念()
42安全接地()
43信号接地()
431单点接地()
432多点接地()
433浮地()
434混合接地()
435转换接地()
44地线回路的干扰及抑制
技术()
441地线回路中的电磁干扰()
442两点接地时的噪声电压()
443抑制地回路耦合电磁干扰的
技术()
45电缆屏蔽体的接地()
451低频电缆屏蔽体接地点的
选择()
452高频电缆屏蔽体的接地()
46屏蔽盒的接地()
461单层屏蔽盒的接地()
462双层屏蔽盒的接地()
47搭接()
习题()
第5章屏蔽技术()
51概述()
52电屏蔽()
521电屏蔽的原理和分析()
522低频电屏蔽效能的计算()
523电屏蔽的设计要点()
524多级级联电路的屏蔽盒结构()
53磁屏蔽()
531磁屏蔽的原理和分析()
532磁屏蔽效能的计算()
533磁屏蔽体的设计要点()
54电磁屏蔽()
541电磁屏蔽的原理和分析()
542单层金属板的电磁屏蔽
效能()
543双层屏蔽的电磁屏蔽效能()
544薄膜屏蔽的电磁屏蔽效能()
545非实心型屏蔽体的电磁屏蔽
效能()
546装配面处接缝泄漏的抑制()
547通风孔的屏蔽()
548观察窗口(显示器件)泄漏的
抑制()
549器件调谐孔(有连接杆的操作
器件)泄漏的抑制()
55电磁屏蔽设计要点()
习题()
第6章滤波技术()
61电磁干扰滤波器的特性和
分类()
62插入损耗的计算方法()
63反射式滤波器()
631低通滤波器()
632高通滤波器()
633带通滤波器()
634带阻滤波器()
64电容、电感的高频特性()
641电容的频率特性()
642电感的频率特性()
65有源滤波器()
66吸收式滤波器()
67反射-吸收组合式低通
滤波器()
68电源滤波器()
69滤波器的选择和使用()
习题()
第7章电磁干扰预测()
71电磁干扰预测的目的和
作用()
72电磁干扰预测建模()
73电磁干扰发射机模型()
731基波发射模型()
732谐波发射模型()
733非谐波发射模型()
74电磁干扰接收机模型()
741接收机的选择性()
742基本接收通道模型()
743乱真响应模型()
744接收机互调()
745接收机交调()
746接收机减敏()
75天线模型()
751天线的方向性()
752全向天线的方向性图()
753定向天线的方向性图()
754发射天线-接收天线对的极化
匹配修正()
755近场天线模型()
756发射天线-接收天线对的
配置()
757天线扫描()
76电磁干扰预测方法()
761电磁干扰预测的基本步骤()
762分级预测方法()
77系统间电磁干扰预测()
771干扰预测方程()
772系统间干扰预测实施过程()
78系统间电磁干扰控制()
781频率管理()
782时间管理()
783空间管理()
79系统内部电磁干扰预测()
791系统内部电磁干扰预测
流程()
792系统内部EMI预测实例()
习题()
第8章电磁兼容性测试技术()
81电磁兼容性测试项目()
82测试场地()
821开阔测试场地()
822屏蔽室()
823电波暗室()
824混波室()
825平行板线()
826横电磁波传输室()
827吉赫横电磁波(GTEM)
传输室()
83常用测试仪器与设备()
831电磁干扰测量仪/电磁干扰
接收机()
832频谱分析仪/电磁干扰
接收机()
833线路阻抗稳定网络
(LISN)()
834亥姆霍兹线圈()
835电流探头()
836功率吸收钳()
837信号发生器()
838功率放大器()
84电磁兼容性试验用天线()
841电磁兼容性试验用天线的
特点()
842各种天线简介()
85电磁发射与电磁敏感度
测量()
851一般要求()
852传导发射测量()
853传导敏感度测量()
854辐射发射测量()
855辐射敏感度测量()
86电磁兼容的自动测试技术
简介()
861电磁干扰自动测试系统()
862电流传导敏感度自动测试
系统()
87电磁干扰扫描装置()
88移动电话比吸收率(SAR)
测试系统()
习题()
第9章电磁兼容性教学实验()
实验一传导干扰抑制与滤波
实验()
实验二微波频谱分析仪测量小信号
实验()
实验三电磁屏蔽效能测量实验…()
实验四利用手机开展电磁兼容
实验()
实验五安全接地实验()
参考文献() 2100433B