第一篇：電磁兼容測試

一、前言

自從麥克斯韋建立電磁理論、赫芝發現電磁波百余年來，電磁能得到了充分的利用。尤其在科學發達的今天，廣播、電視、通信、導航、雷達、遙測遙控及計算機等領域得到了迅速的發展，給人類創造了巨大的物質財富，特別是信息、網絡技術的爆炸性發展，使世界的對話距離和時間驟然縮短，世界的面貌煥然一新，地球村的夢想將成為現實。然而，伴隨電磁能的利用，也帶來了電磁干擾的產生。元用的電磁場，通過輻射和傳導的途徑，以場和電流(電壓)的形式，侵人工作著的敏感的電子設備，使其無法正常工作。而且，如同生態環境污染一樣，隨著科學技術的發展.電磁環境的污染也越來越嚴重。它不僅對電子產品的安全與可靠性產生危害，還會對人類及生態產生不良影響。當然，這種污染不會滯留和積累電磁能量，一旦電磁騷擾源停止工作，干擾也即消失。

電磁環境的不斷惡化，引起了世界各工業發達國家的重視，特別是二十世紀七十年代以來，進行了大量的理論研究及實驗工作。進而提出了如何使電子設備或系統在其所處的電磁環境中，能夠正常的運衍，而對在該環境中工作的其它設備或系統也不引人不能承受的電磁干擾的新課題。這就是所謂的電磁兼容。

電磁兼容學是一門新興的跨學科的綜合性應用學科。作為邊緣技術，它以電氣和元線電技術的基本理論為基礎，并涉及許多新的技術領域，如微波技術、微電子技術、計算機技術、通信和網絡技術、以及新材料等等。電磁兼容技術研究的范圍很廣，兒乎所有現代化工業領域，如電力、通信、交通、航天、軍工、計算機和醫療等都必須解決電磁兼容問題。研究的熱點內容主要有：

電磁干擾源的特性及其傳輸特性；

電磁干擾的危害效應；

電磁干擾的抑制技術；

電磁頻譜的利用和管理；

電磁兼容性標準與規范；

電磁兼容性的測量與試驗技術；

電磁泄漏與靜電放電等。

電磁兼容學又是技術與管理并重的實用工程學。開展這樣的工程，需要投入大量的人力和財力。國際標準化組織已經和正在制定EMC的有關標準和規范。我國在這方面的起步雖然較晚，但發展很快。隨著市場經濟的發展，我國要參與世界技術市場的競爭，進出口的電子產品都必須通過EMC檢驗。因此，我國政府和相關部門越來越關注EMC問題，不斷制定了有關的強制性貫徹標準。各部門和軍兵種也都開始研究并建立了不同規模的EMC實驗室和檢測中心。各種形式的技術研討和交流，促進了EMC技術的普及、推廣和應用。我國98年已立法強制對六類進口電子產品(計算機、顯示器、打印機、開關電源、電視機和音響)及通信終端產品施行EMC檢測。99年國家質量監督局發布了《EMC認證管理辦法》。我國電子技術標準化研究所EMC測試實驗室被美國聯邦通信委員會通過了FCC認可。從2000年2月16日起，出口美國的信息技術設備和發射及接收設備，由該實驗室出具的數據將被美國直接接受。目前，國內也正在審定和驗收正式的EMC認證機構和實驗室。

產品的EMC檢測是實現電磁兼容不可缺少的技術手段，強制貫徹電磁兼容標準，則是保證產品質量和提高市場競爭力的先決條件。

二、電磁兼容基本概念

關于EMC的有關概念、定義和術語，在1995年頒布的國家標準GB/T4365“電磁兼容術語”中有詳細的闡述。這里僅就幾個主要概念作一些輔助說明。

1.電磁環境(Electromagnetic Environment)

指存在于給定場所的所有電磁現象的總和。

給定場所即空間。所有電磁現象包括全部時間與全部頻譜。

2.電磁兼容性(Electmmagnetic Compatibiiity-EMC)

設備或系統在其電磁環境中能正常工作且不對該環境中任何事物構成不能承受的電磁騷擾的能力。

對于EMC這一概念，作為一門學科，可譯為“電磁兼容”，而作為一個設備或系統的電磁兼容能力，可稱為“電磁兼容性”。

由定義可以看出，EMC包括兩個方面的含義，即設備或系統產生的電磁發射，不致影響其它設備或系統的功能；而本設備或系統的抗干擾能力，又足以使本設備或系統的功能不受其它干擾的影響。這就又引出了另外兩個概念——電磁干擾和電磁敏感度。

3.電磁干擾(Electromagnetic Interference-EMI)

電磁騷擾引起的設備、傳輸通道或系統性能的下降。

所謂電磁騷擾(Electmmagnetic Disturbance)是指任何可能引起裝置、設備或系統性能降低或者對有生命或元生命物質產生損害作用的電磁現象。它可能是電磁噪聲、無用信號或傳播媒介自身的變化，它可能引起設備或系統降級或損害，但不一定會形成后果。而電磁干擾則是由電磁騷擾引起的后果。電磁干擾是由干擾源、藕合通道和接收器三部分構成的。通常稱作干擾的三要素。

根據干擾傳播的途徑，電磁干擾可分為輻射干擾和傳導干擾。

輻射干擾(Radiated Interference)是通過空間并以電磁波的特性和規律傳播的。但不是任何裝置都能輻射電磁波的。

傳導干擾(Conducted Interference)是沿著導體傳播的干擾。所以傳導干擾的傳播要求在干擾源和接收器之間有一完整的電路連接。

4.電磁敏感度(Electmmagnetic SuseeptibilkrEMS)

在存在電磁騷擾的情況下，裝置、設備或系統不能避免性能降低的能力。敏感度高，抗擾度低。其實二者是一個問題的兩個方面，即從不同角度反映裝置、設備或系統的抗干擾能力。以電平來表示，敏感度電平(剛剛開始出現性能降低時的電平)越小，說明敏感度越高，抗擾度就越低；而抗擾度電平越高，說明抗擾度也越高，敏感度就越低。

電磁敏感度也分為輻射敏感度和傳導敏感度。

三、電磁干擾的危害

人們常說的射頻干擾(Radio Frequency Interference-RFI)是指元線電廣播范圍的干擾。1934年在巴黎舉行的國際無線電干擾特別委員會(CISPR)，就是第一次開始對電磁干擾及其控制技術的世界性有組織的研究。在人類進入信息化社會的今天，電磁波作為一種資源已在OHz~400GHz寬頻范圍內，廣泛地用于信息技術產品中，如汽車、通信、計算機、家電等產品，大量地擁人社會和家庭。伴之而來的電磁干擾也就從甚低頻到微波波段，無孔不入地輻射或傳導至運行中的子設備或系統以及周圍的環境。給設備或系統以及生態帶來各種各樣的危害。現就幾個領域的電磁騷擾現象作簡要介紹。

(一)信息技術設備的電磁干擾不容忽視

信息技術設備(Informatbn Technohgy Equipmem-ITE)是指用于以下目的的設備：

接收來自外部源的數據(如通過鍵盤、數據線輸入)；

對接收到的數據進行某些處理；

提供數據輸出。

過去，人們往往認為，計算機是以邏輯為特征的數字系統，受自身和外來電磁干擾影響不會很大。盡管在系統設計和工程實現中，也自覺或不自覺地進行著防止和消除各種干擾的工作，然而，提到掌握和運用EMC技術上來認識和研究，其意識性還欠缺。然而，隨著微電子技術的發展，計算機己朝高速度、高靈敏度、高集成和多功能方向發展，系統已是含有多種元器件和許多分系統的低壓傳輸信息的復雜設備。高速和高密，會使系統的輻射加重，低壓、高靈敏度會使系統的抗擾度降低。因此，由于電磁環境的干擾和系統內部的相互竄擾，嚴重地威脅著計算機和數字系統工作的穩定性、可靠性和安全性。如兼容機經常出現死機的現象就是典型一例。

(二)信息技術設備的電磁泄揭威脅著信息安全

計算機的鍵盤、顯示屏等都會使信息輻射泄漏出去。如果泄漏的是有用信息，一旦被敵方截獲，將會造成巨大損失。美國是最早利用電磁輻射泄漏獲取情報和重視防信息泄漏的國家。美國曾有人在紐約做過試驗，將輻射信號截獲設備“數據掃描器”裝在汽車上，從曼哈頓南端的貝特利公園，沿華爾街緩行，對沿途的海關大樓、聯邦儲備銀行、世界貿易中心、市政廳、警察總局、紐約電話局以及聯合國總部等單位正在工作的計算機進行輻射信號監測。驚奇地發現，紐約是一個巨大的信息庫。如果截獲者，對其有興趣，便可通過放大、特征提取、解密、解碼等技術或信息處理等，獲得有用的情報。據資料介紹，當今的截獲技術相當先進，可在1公里之內，獲取清晰的屏幕圖像。在通信方面，則往往是以傳導波的方式泄漏和截獲。因為，通信領域的信號傳播方式主要是電纜、光纜和無線電波。所以，網絡時代，傳導形式的泄密更加嚴重。美國曾在20世紀70年代，一個潛水員在前蘇聯領海縱深內部的鄂霍次克海120米深的海底軍事通信電纜上安裝了一個6米長的竊聽設備，它大量記錄了所有經過電纜的通信信號。由于沒有采取任何加密措施，而使大量軍事通信情報輕易地落在了美國人手中。美國在信息泄漏的制技術方面也很高明。美國國家安全局和美國國防部從二十世紀六十年代就開始研究制定和逐步完善的防電磁泄漏標準，就是用于計算機及信息設備防信息泄漏的研究被稱作Tempest技術。IBM開發的Tempest個人計算機、打印機、顯示器等產品.就有明顯的市場競爭力。在網絡時代，信息泄漏被認為是對網絡安全的最大威脅。所以，防信息泄漏已不再只是對軍事領域才有意義，而在經濟領域及各行各業都應引起足夠的重視了。

(三)機載系統的EMI現象

我們都知道，在飛機上不允許使用筆記本電腦、手機和聽CD片等。其原因就在于避免這些設備產生電磁騷擾。一旦電磁騷擾通過飛機上的電纜線藕合到機上的敏感設備，就可能形成干擾，使設備工作不穩，甚至失控。如果這些騷擾通過機艙的窗戶向外輻射，使空間的電磁環境更加復雜，而機身上有大量的傳感器和數十付天線，就會因干擾而增加飛機偏離航線或造成其它事故的可能性。本來飛機設計對電磁兼容性，尤其是抗擾性的要求就是非常高的。

現代交通工具越來越多的依賴于電子系統。對車載接收、監控和定位等電子控制系統來說，如果電磁抗擾度不夠，就很容易受空間電磁環境干擾而不能正常工作，甚至失控造成事故。如氣囊的保護失靈、定位錯誤等。鐵路道岔的信號自動控制，如果因電磁干擾造成誤控，將會給列車的行駛帶來不堪設想的災難。

(四)微波領域的電磁干擾

衛星地面站和雷達裝置都會受到諸如：特高頻波段的電視信號、核電信號等干擾。如美國正在研制的新一代大功率徽波武器，其頻率在l~100GHz范圍，可想，強的微波輻射將會給電子設備或系統以及生物帶來多么嚴重的破壞和殺傷。

移動電話正在我國蓬勃發展，可是它所產生的電磁干擾給持手機的人們帶來許多困擾和驚恐。目前，國家尚無關于移動電話的電磁輻射衛生標準，也無手機電磁輻射測試方法的標準.但據有關部門的初步檢測和分析，認為手機的電磁輻射為點頻微波輻波。手機在使用過程中，其電磁輻射以手機與基站(網)取得聯系時最大，第一聲鈴響后，輻射逐漸減小。所以，在手機接通后的最初幾秒之內，最好不要馬上將手機貼耳接聽。因為人的大腦和眼睛對輻射是比較敏感的，以免造成傷害。當然，在通話過程中，聲調的高低、聲音的大小和快慢也會使輻射有所不同。另外，手機的類型不同，天線的內置或外置，其輻射都會有些差別。

(五)EMI對醫療衛生設備或系統的危害

當今，許多醫療設備都采用了先進的電子和信息技術。這些設備的抗擾度如何，直接關系到人們的生命安危。如心臟起膊器，往往就會受到來自計算機、手機等的電磁干擾，使其功能發生變化。據說，一付由生物電控制的假肢，在高壓線下受到電磁干擾后人仰車翻。所以醫療設備的電磁兼容性設計尤為重要，醫療單位的電磁環境值得關注。

另外，雷電和靜電放電的危害，也屬電磁危害范疇，其危害的嚴重性是人們多有體會和認識的。

四、堅持電磁兼容設計，確保產品質量

EMC學科的建立和一系列電磁兼容標準的制定，為我們從理論與實踐的結合上實現產品或系統的電磁兼容提供了指導。

EMC設計的目標是通過EMC測試和認證。

EMC設計的最終目的是為了使我們的設備或系統能在預定的電磁環境中正常、穩定的工作，并對該電磁環境中的任何事物不構成電磁騷擾，即實現電磁兼容。

EMC設計涉及的內容很多。從原理上講，要研究 干擾的三要素(干擾源、干擾的藕合通道和接收器)和 抑制干擾措施等。從技術來說，主要是如何運用濾波、接地和屏蔽三大技術。

電磁兼容設計的基本原則和方法，首先是根據產品設計對EMC提出的要求和相應的指標，然后，依據電磁兼容的有關標準和規范，將設計產品的電磁兼容性指標要求分解成元器件級、電路級、模塊級和產品級的指標要求，再按照各級要實現的功能要求，逐級分層次的進行設計。

電磁兼容性設計應考慮的問題很多，但從根據上講，就是如何提高設備的抗擾度和防止電磁泄漏。通常采取的措施，一方面設備或系統本身應選用互相干擾最小的設備、電路和部件，并進行合理的布局。再就是通過接地、屏蔽及濾波技術，抑制與隔離電磁騷擾。對不同的設備或系統有不同的設計方法和措施。下面具體談點粗淺認識。

(一)元器件的選擇和電路的分析是EMC設計的基礎

以計算機為例.它是以數字電路為主，以低電平傳輸信號的設備。所用的數字集成電路既是干擾源，又是干擾的敏感器件，以存儲器為代表的MOS器件就是一個典型例子。存儲器瞬間工作時能產生很大電流，加之工作頻率可達百兆以上，因而易產生竄擾，造成誤動作或通過公共阻抗干擾其它電路。但另一方面，MOS器件本身的抗擾性又很差。數字電路傳送脈沖信號，產生的輻射頻率范圍很寬，如時鐘產生器、高速邏輯電路等都會產生高頻干擾和電磁泄漏，同時也會受通信、電視等頻段的電磁騷擾。因此，在設計時要考慮選用抗干擾器件，合理確定指標和運用接地、屏蔽等技術。

(二)電珠系統的電磁兼容性設計

無論是信息技術設備還是無線電電子、電氣產品都要有電源供電。電源有外電源和內電源，電源是典型的也是危害嚴重的電磁干擾源。如電網的沖擊，尖峰電壓可高達千伏以上，會給設備或系統帶來毀滅性的破壞。另外，電源干線是多種干擾信號侵人設備的途徑。因此，電源系統，特別是開關電源的EMC設計是部件級設計的重要環節。其措施多種多樣，諸如供電電纜直接從電網總閘引出，電網引出的交流經穩壓、低通濾波、電源變壓器繞組間的隔離、屏蔽以及浪涌抑制和過壓過流保護等。

(三)接地系統的抗干擾設計

良好的接地可以保護設備或系統的正常操作以及人身安全。可以消除各種電磁干擾和雷擊等。所以接地設計是非常重要的，但也是難度較大的課題。地線的種類很多，有邏輯地、信號地、屏蔽地、保護地等。接地的方式也可分單點接地、多點接地、混合接地和懸浮地等。理想的接地面應為零電位，各接地點之間無電位差。但實際上，任何“地”或接地線都有電阻。當有電流通過時，就會產生壓降，使地線上的電位不為零，兩個接地點之間就會存在地電壓。當電路多點接地，井有信號聯系時，就將構成地環路干擾電壓。因此，接地技術十分講究，如信號接地與電源接地要分開，復雜電路采用多點接地和公共地等。

(四)印制電路板的EMC設計

元器件、電路和地線引起的騷擾都會在印制電路板上反映出來。因此，印制電路板的EMC工程設計非常關鍵。印制電路板的布線要合理，如采用多層板，電源線與地線靠近，時鐘線、信號線與地線的臣離要近等，以減少電路工作時引起內部噪聲。嚴格執行印制電路板的工藝標準和規范，模擬和數字電路分層布局，以達到板上各電路之間的相互兼容。

另外，值得注意的是在進行EMC設計時，一定不能忽略對靜電放電(ESD)的防護。ESD防護的關鍵，一是防止靜電核的產生和積累，再就是阻隔ESD效應的發生。阻止披電的方法和措施很多，這里不做贅述。

五、掌握并運用EMC測試技術

EMC設計與EMC測試是相輔相成的。EMC設計的好壞是要通過EMC測試來衡量的。只有在產品的EMC設計和研制的全過程中，進行EMC的相容性預測和評估，才能及早發現可能存在的電磁干擾，并采取必要的抑制和防護措施，從而確保系統的電磁兼容性。否則，當產品定型或系統建成后再發現不兼容的題，則需在人力、物力上花很大的代價去修改設計或采用補救的措施。然而，往往難以徹底的解決問題，而給系統的使用帶來許多麻煩。

EMC測試包括測試方法、測量儀器和試驗場所，測試方法以各類標準為依據，測量儀器以頻域為基礎，試驗場地是進行EMC測試的先決條件，也是衡量EMC工作水平的重要因素。EMC檢測受場地的影響很大，尤其以電磁輻射發射、輻射接收與輻射敏感度的測試對場地的要求最為嚴格。目前，國內外常用的試驗場地有：開闊場、半電波暗室、屏蔽室和橫電磁波小室等。

作為EMC測試的實驗室大體有兩種類型：一種是經過EMC權威機構審定和質量體系認證而且具有法定測試資格的綜合性設計與測試實驗室。或稱檢測中心。它包括有進行傳導干擾、傳導敏感度及靜電放電敏感度測試的屏蔽室，有進行輻射敏感度測試的消聲屏蔽室，有用來進行輻射發射測試的開闊場地和配備齊全的測試與控制儀器設備。要建立這樣一套完善的實驗室需投入幾百萬甚至數千萬元人民幣。目前，國內已有數家已建成或正在投資興建。

另一種類型就是根據本單位的實際需要和經費情況而建立的具有一定測試功能的EMC實驗室。比起大型的綜合實驗室，這類測試實驗室規模小，造價低。主要適用于預相容測試和EMC評估。也就是為了使產品在最后進行EMC認證之前，具有自測試和評估的手段。如有不足，還可充分利用社會成果，內外合作，相互比對和交流，以達節約開支，改進設計，不斷提高產品的電磁兼容性之目的。

在測試儀器方面，以頻譜分析儀為核心的自動檢測系統，可以快捷、準確地提供EMC有關參數。新型的EMC掃描儀與頻譜儀相結合，實現了電磁輻射的可視化。可對系統的單個元器件，PCB板、整機與電纜等進行全方位的三維測試，顯示真實的電磁輻射狀況。

EMC測試必須依據EMC標準和規范給出的測試方法進行，并以標準規定的極限值作為判據。對于預相容測試，盡管不可能保證產品通過所有項目的標準測試，但至少可以消除絕大部分的電磁干擾，從而提高產品的可信度。而且能夠指出你如何改進設計、抑制EMI發射。

六、結束語

EMC作為一門多學科的高新技術，以其在質量保證體系中的重要作用而逐漸被人們所認識。堅持電磁兼容性設計，提高貫徹EMC標準的意識性。消除電磁干擾，實現電磁兼容，從根本上提高產品的質量與可靠性。

第二篇：電磁兼容作業

題目：電源電磁兼容原理及抑制方法電磁兼容原理作業

姓名：趙軍

學號：S20060151

電源電磁兼容原理及抑制方法

隨著電子設備的大量應用，電源在這些設備中的地位越來越重要，而開關變換器由于體積小、重量輕、效率高等特點，在電源中占的比重越來越大。開關電源大多工作在高頻情況下，在開關器件的開關過程中，寄生元件（如寄生電容、寄生電感等）中能量的高頻變化產生了大量的電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）。

EMI信號占有很寬的頻率范圍，又有一定的幅度，經過在電路、空間中的傳導和輻射，污染了周圍的電磁環境，影響了與其它電子設備的電磁兼容（Electromagnetic Compatibility）性。隨著近年來各國對電子設備的電磁干擾和電磁兼容性能要求的不斷提高，對電磁干擾以及新的抑制方法的研究已成為開關電源研究中的熱點。

本文對電磁干擾產生、傳播的機理進行了簡要的介紹，重點總結了幾種近年來提出的抑制開關電源電磁干擾產生及傳播的新方法。1 電磁干擾的產生和傳播方式

開關電源中的電磁干擾分為傳導干擾和輻射干擾兩種。通常傳導干擾比較好分析，可以將電路理論和數學知識結合起來，對電磁干擾中各種元器件的特性進行研究；但對輻射干擾而言，由于電路中存在不同干擾源的綜合作用，又涉及到電磁場理論，分析起來比較困難。下面將對這兩種干擾的機理作一簡要的介紹。1.1 傳導干擾的產生和傳播

傳導干擾可分為共模（Common Mode-CM）干擾和差模（Differential Mode-DM）干擾。由于寄生參數的存在以及開關電源中開關器件的高頻開通與關斷，使得開關電源在其輸入端（即交流電網側）產生較大的共模干擾和差模干擾。1.1.1 共模（CM）干擾

變換器工作在高頻情況時，由于dv/dt很高，激發變壓器線圈間、以及開關管與散熱片間的寄生電容，從而產生了共模干擾。如圖1所示，共模干擾電流從具有高dv/dt的開關管出發流經接地散熱片和地線，再由高頻LISN網絡（由兩個50Ω電阻等效）流回輸入線路。

圖1 典型開關變換器中共模、差模干擾的傳播路徑

根據共模干擾產生的原理，實際應用時常采用以下幾種抑制方法： 1）優化電路器件布置，盡量減少寄生、耦合電容。

2）延緩開關的開通、關斷時間。但是這與開關電源高頻化的趨勢不符。3）應用緩沖電路，減緩dv/dt的變化率。1.2.2 差模（DM）干擾

開關變換器中的電流在高頻情況下作開關變化，從而在輸入、輸出的濾波電容上產生很高的di/dt，即在濾波電容的等效電感或阻抗上感應了干擾電壓。這時就會產生差模干擾。故選用高質量的濾波電容（等效電感或阻抗很低）可以降低差模干擾。

1.2 輻射干擾的產生和傳播

輻射干擾又可分為近場干擾〔測量點與場源距離<λ/6（λ為干擾電磁波波長）〕和遠場干擾（測量點與場源距離>λ/6）。由麥克斯韋電磁場理論可知，導體中變化的電流會在其周圍空間中產生變化的磁場，而變化的磁場又產生變化的電場，兩者都遵循麥克斯韋方程式。而這一變化電流的幅值和頻率決定了產生的電磁場的大小以及其作用范圍。在輻射研究中天線是電磁輻射源，在開關電源電路中，主電路中的元器件、連線等都可認為是天線，可以應用電偶極子和磁偶極子理論來分析。分析時，二極管、開關管、電容等可看成電偶極子；電感線圈可以認為是磁偶極子，再以相關的電磁場理論進行綜合分析就可以了。

圖2是一個Boost電路的空間分布圖，把元器件看成電偶極子或磁偶極子，應用相關電磁場理論進行分析，可以得出各元器件在空間的輻射電磁干擾，將這些干擾量迭加，就可以得到整個電路在空間產生的輻射干擾。關于電偶極子、磁偶極子，可參考相關的電磁場書籍，此處不再論述。

圖2 Bosst電路在三維空間的分布

需要注意的是，不同支路的電流相位不一定相同，在磁場計算時這一點尤其重要。相位不同一是因為干擾從干擾源傳播到測量點存在時延作用（也稱遲滯效應）；再一個原因是元器件本身的特性導致相位不同。如電感中電流相位比其它元器件要滯后。遲滯效應引起的相位滯后是信號頻率作用的結果，僅在頻率很高時作用才較明顯（如GHz級或更高）；對于功率電子器件而言，頻率相對較低，故遲滯效應作用不是很大。2 幾種新的電磁干擾抑制方法

在開關電源產生的兩類干擾中，傳導干擾由于經電網傳播，會對其它電子設備產生嚴重的干擾，往往引起更嚴重的問題。常用的抑制方法有：緩沖器法，減少耦合路徑法，減少寄生元件法等。近年來，隨著對電子設備電磁干擾的限制越來越嚴格，又出現了一些新的抑制方法，主要集中在新的控制方法與新的無源緩沖電路的設計等幾個方面。下面分別予以介紹。2.1 新的控制方法—調制頻率控制

干擾是根據開關頻率變化的，干擾的能量集中在這些離散的開關頻率點上，所以很難滿足抑制EMI的要求。通過將開關信號的能量調制分布在一個很寬的頻帶上，產生一系列的分立邊頻帶，則干擾頻譜可以展開，干擾能量被分成小份分布在這些分立頻段上，從而更容易達到EMI的標準。調制頻率（Modulated Frequency）控制就是根據這種原理實現對開關電源電磁干擾的抑制。最初人們采用隨機頻率（Randomized Frequency）控制[1]，其主要思想是，在控制電路中加入一個隨機擾動分量，使開關間隔進行不規則變化，則開關噪聲頻譜由原來離散的尖峰脈沖噪聲變成連續分布噪聲，其峰值大大下降。具體辦法 是，由脈沖發生器產生兩種不同占空比的脈沖，再與電壓誤差放大器產生的誤差 信號進行采樣選擇產生最終的控制信號。其具體的控制波形如圖3(a)所示。

(a)隨機頻率控制原理波形圖

(b)調制頻率控制原理波形圖 圖3 兩種不同的頻率調制波形

但是，隨機頻率控制在開通時基本上采用PWM控制的方法，在關斷時才采用隨機頻率，因而其調制干擾能量的效果不是很好，抑制干擾的效果不是很理想。而最新出現的調制頻率控制則很好地解決了這些問題。其原理是，將主開關頻率進行調制，在主頻帶周圍產生一系列的邊頻帶，從而將噪聲能量分布在很寬的頻帶上，降低了干擾。這種控制方法的關鍵是對頻率進行調制，使開關能量分布在邊頻帶的范圍，且幅值受調制系數β的影響（調制系數β=Δf/fm，Δf為相鄰邊頻帶間隔，fm為調制頻率），一般β越大調制效果越好[2][3]，其控制波形如圖3(b)所示。

圖4即為一個根據調制頻率原理設計的控制電路。各種控制方法可以在不影響變換器工作特性的情況下，很好地抑制開通、關斷時的干擾。

圖4 一個典型的調制頻率控制電路

2.2 新的無源緩沖電路設計

開關變換器中電磁干擾是在開關管開關時刻產生的。以整流二極管為例，在開通時，其導通電流不僅引起大量的開通損耗，還產生很大的di/dt，導致電磁干擾；而在關斷時，其兩端的電壓快速升高，有很大的dv/dt，從而產生電磁干擾。緩沖電路不僅可以抑制開通時的di/dt、限制關斷時的dv/dt，還具有電路簡單、成本較低的特點，因而得到了廣泛應用。但是傳統的緩沖電路中往往采用有源輔助開關，電路復雜不易控制，并有可能導致更高的電壓或電流應力，降低了可靠性。因此許多新的無源緩沖器應運而生，以下分別予以總結介紹。2.2.1 二極管反向恢復電流抑制電路

對于圖5(a)的Boost電路，Q1開通后，D1將關斷。但由于此前D1上的電流為工作電流，要降為零，其dv/dt將很高。D1的關斷只能靠反向恢復電流尖峰，而現有的抑制二極管反向恢復電流的方法大多只適用于特定的變換器電路，而且只對應某一種的輸入輸出模式，適用性很差。國外有人提出了圖5(b)的電路[6]，可以較好地解決這一缺陷。

圖5(b)的關鍵在于把一個輔助二極管（D2）、一個小的輔助電感（L2）與主功率電感（L1）的部分線圈串聯，然后與主二極管（D1）并聯。其工作原理是，在Q1開通時，利用輔助電感及輔助二極管構成的輔助電路進行分流，使主二極管D1上的電流降為零，并維持到Q1關斷。由于電感L2的作用，輔助二極管D2上的反向恢復電流是很小的，可以忽略。

(a)Boost電路

(b)二極管反向恢復電路

圖5 Boost電路及其二極管反向恢復電路

這種方法除了可用于一般的變換器電路，以限制主二極管的反向恢復電流，還可以用在輸入輸出整流二極管的恢復電流抑制上。圖6是這種應用的舉例。這種技術應用在一般的電源電路里，都可以獲得有效抑制反向恢復尖峰電流、降低EMI、減少損耗提高效率的效果。

(a)輸入整流電路

(b)輸出整流電路 圖6 輸入輸出整流二極管反向恢復電流抑制電路

2.2.2 無損緩沖電路

在變換器電路中，主二極管反向恢復時，會對開關管造成很大的電流、電壓應力，引起很大的功耗，極易造成器件的損壞。為了抑制這種反向恢復電流，減少損耗，而提出了一種無損緩沖電路[5]，如圖7所示。

圖7 無損緩沖電路

其主要工作原理是，主開關Q開通時的di/dt應力、關斷時的dv/dt應力分別受L1、C1所限制，利用L1、C1、C2之間相互的諧振及能量轉換，實現對主二極管D反向恢復電流的抑制，使開關損耗、EMI大大減少。不僅如此，由于開通時C1上的能量轉移到C2，關斷時C2和L1上的能量轉移到負載，這種緩沖電路的損耗很低，效率很高。2.2.3 無源補償技術

傳統的共模干擾抑制電路如圖8所示。為了使通過濾波電容Cy流入地的漏電流維持在安全范圍，Cy的值都較小，相應的扼流線圈LCM就變大，特別是由于LCM要傳輸全部的功率，其損耗、體積和重量都會變大。應用無源補償技術，則可以在不影響主電路工作的情況下，較好地抑制電路的共模干擾，并可減少LCM、節省成本。

圖8 共模干擾濾波器 由于共模干擾是由開關器件的寄生電容在高頻時的dv/dt產生的，因此，用一個額外的變壓器繞組在補償電容上產生一個180°的反向電壓，產生的補償電流再與寄生電容上的干擾電流迭加，從而消除干擾。這就是無源補償的原理。

圖9(a)為加入補償電路的隔離式半橋電路。由于半橋、全橋電路常用于大功率場合，濾波電感LCM較大，所以補償的效果會更明顯。該電路在變壓器上加了一個補償線圈Nc，匝數與原邊繞組一樣；補償電容CCOMP的大小則與寄生電容CPARA一樣。這樣一來，工作時的Nc使CCOMP產生一個與CPARA上干擾電流大小相同、方向相反的補償電流，迭加后消除了干擾電流。補償線圈不流過全部的功率，僅傳輸干擾電流，補償電路十分簡單。

同樣，對于圖9(b)中的正激式電路，利用其自身的磁復位線圈，可以更加方便地實現補償。無源補償技術還可以應用于非隔離式的變換器電路中，如圖10所示，原理是一樣的。

(b)帶補償電路的正激電路

(a)帶補償電路的隔離式半橋電路

圖9 兩種無源補償電路

(a)Boost電路

(b)Buck電路

圖10 帶補償電路的非隔離式Boost、Buck電路

需要注意的是，無源補償技術有一定的應用條件，它受開關電流、電壓的上升、下降時間，以及變壓器結構等因素的影響，特別當變壓器的線間耦合電容遠大于寄生電容時，干擾電流不經補償線圈而直接進入大地，此時抑制效果就不很理想。3 結語

產生噪聲的來源很多，如外來干擾、機械振動、電路設計不當、元器件選擇不當以及結構布局或布線不合理等。在開關變換器中，功率三極管和二極管在開－關過程中所產生的射頻能量是干擾的主要來源之一。由于頻率較高，或以電磁能的形式直接向空間輻射（輻射干擾），或以干擾電流的形式沿著輸入、輸出導線傳送（傳導干擾），其中后者的危害更為嚴重。

開關電源技術是一項綜合性技術，可以利用先進的半導體電路設計技術、磁性材料、電感元件技術以及開關器件技術等來有效地減少和抑制EMI。目前，開關電源已日益廣泛地應用到各種控制設備、通信設備以及家用電器中，其電磁干擾問題、及與其它電子設備的電磁兼容問題已日益成為人們關注的熱點，未來電磁干擾及其相關問題必將得到更多的研究。

第三篇：電磁兼容作業

電磁兼容學習報告

姓名：時新淦 學號 ： 201230210800 專業：電工理論及技術

1.前言

這學期開設了電磁場理論這門課程，這門課程是一個基礎，當上完這么課后感覺學得還不夠，因此當老師在上第一堂電磁兼容課時，心情是非常喜悅的，一方面是電磁理論知識的又一次溫習和深化，而且電磁兼容是具體的電磁場理論知識的一個實際運用。課程結束之前，最后一堂課給我留下了深刻的印象，一方面是電磁兼容重要性，另一方面是對自己以后學習的一個啟迪。

下面就從電磁兼容的概述，電磁兼容與課題聯系兩方面展開討論。

2.電磁兼容概述

在課程的最后一節課中，老師給我們詳細的介紹了電磁兼容。一個系統應該滿足三個EMC原則：

（一）不對其他系統產生干擾；

（二）對其他系統的輻射不敏感；

（三）不對自身產生干擾。老師還給我們舉了一些例子如：美國的航母曾因電磁兼容問題引發爆炸，手機輻射影響音響設備等，讓我們更好地理解了電磁干擾的危害性和電磁兼容技術的重要性。

后面查了一些相關的資料更加了解電磁兼容，如一些基本術語，電磁干擾三要素（電磁干擾源、干擾傳播途徑和敏感設備），電磁兼容的組織認證等等（如老師上課講的中國的強制性認證“CCC”，還有如美國的強制性“FCC”等等）。

下面將就電磁兼容作下整體的概述。2.1.電磁騷擾

電磁干擾是指電磁騷擾引起的設備、傳輸通道或系統性能的下降。這里，電磁騷擾是指任何可能引起裝置、設備或系統性能降低，或者隊友生命或無生命物質產生損害作用的電磁現象；而電磁干擾是指由電磁騷擾產生的具有危害性的電磁能量或者引起的后果。

依據騷擾的來源分類，電磁騷擾源分為兩大類：自然騷擾源和人為騷擾源。其中，人為騷擾源包括功能性騷擾源和非功能性騷擾源。功能性騷擾源指設備、系統在實現自身功能的過程中所產生的有用電磁能量對其他設備、系統造成干擾的用電裝置。非功能性騷擾源指設備、系統在實現自身功能的過程中所產生的無用電磁能量對其他設備、系統造成干擾的用電裝置。描述電磁騷擾源產生的干擾效應，通常電磁騷擾的性質可以由以下參數描述：1.頻譜寬度 2.幅度或電平3.波形 4.出現率 5.輻射騷擾的極化特性 6.輻射騷擾的方向特性 7.天線有效面積。

關于電磁騷擾的耦合與傳輸理論是電磁兼容理論的另一個重要知識，一般而言，從各種電磁騷擾源傳輸電磁騷擾至敏感設備的通路或媒介，即耦合途徑，有兩種方式：一種是傳導耦合方式；另一種是輻射耦合方式。其中輻射耦合可以劃分為三種：1.天線與天線的耦合 2.場與線的耦合 3.線與線的感應耦合。傳導耦合按其耦合方式可以劃分為電路性耦合、電容性耦合、電感性耦合三種基本方式。2.2.電磁屏蔽

屏蔽理論及其應用這一部分是這門課程的另一個一個重點。

屏蔽就是由導電或導磁材料制成的金屬屏蔽體將電磁騷擾源限制在一定 的范圍內，使騷擾源從屏蔽體的一面耦合或輻射到另一面時受到抑制或衰減。電磁屏蔽按其屏蔽原理可分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽。電場屏蔽包含靜電屏蔽和交變電場屏蔽，磁場屏蔽包含靜磁屏蔽（恒定磁場屏蔽）和交變磁場屏蔽。

靜電屏蔽必須具有講個基本要點：完整的屏蔽導體和良好的接地。交變電場屏蔽的基本原理是采用接地良好的金屬屏蔽體將騷擾源產生的交變電場限制在一定的空間內，從而阻斷了騷擾源至接收器的傳輸途徑。

低頻磁場的屏蔽原理是利用鐵磁材料的高磁導率對騷擾磁場進行分路。高頻磁場的屏蔽采用的是低電阻率的良導體材料。其屏蔽原理是利用電磁感應現象在導體表面所產生的渦流的反磁場來達到屏蔽目的。金屬屏蔽體對電磁波的屏蔽效果包括反射損耗、吸收損耗和多次反射損耗。如何描述屏蔽體的屏蔽效果及如何定量分析和表示屏蔽效果，這里我們主要是引入了屏蔽效能的概念。屏蔽效能是指不存在屏蔽體時某處的電場強度E0與存在屏蔽體時同一處的電場強度Es之比，常用分貝（dB）表示。總而言之電磁兼容問題是一個不可回避的問題，好的電磁兼容工作可以使得系統性能有著完全不一樣的效果。2.3.接地技術

接地技術是任何電子、電氣設備或系統正常工作時必須采用的重要技術，它不僅是保護設施和人身安全的必要手段，也是抑制電磁干擾、保障設備或系統電磁兼容性、提高設備或系統可靠性的重要技術措施。接地的分類，按作用可分為安全接地和信號接地，其中安全接地又有設備安全接地、接零保護接地和防雷接地，信號接地又分為單點接地、多點接地、混合接地和懸浮接地。還有一個是搭接技術，搭接是指兩個金屬物體之間通過機械、化學或物理方法實現結構連接，以建立一條穩定的低阻抗電氣通路的工藝過程。搭接的目的在于為電流的流動提供一個均勻的結構面和低阻抗通路，以避免在相互連接的兩金屬件間形成電位差，因為這種電位差對所有頻率都可能引起電磁干擾。搭接方法可分為永久性搭接和半永久性搭接。搭接類型為兩種基本類型：直接搭接和間接搭接。

3.電磁兼容與課題的聯系

在實際的課題研究中電磁兼容的問題是不可忽略的，在本人所研究的基于FPGA的探傷系統研究中，傳感器如何降低外界干擾源的問題是一個關鍵，這涉及到所采集數據的有效性和準確性。通常情況下在傳感器的外層都有一層屏蔽層，如圖一所示，圖一（1）沒有屏蔽層，圖一（2）有屏蔽層。

圖一（1）圖一（2）屏蔽層的主要作用是將磁場約束在傳感器內部，從而減小外部電磁場的干擾，同時它也可以使得各線圈之間的電位接近，從而減小線圈之間的容性耦合。屏蔽層的的引入使得激勵和接收線圈的磁場發生變化，從而改變了傳感器的靈敏度場。因此，屏蔽層的設計參數（厚度，電導率和線圈之間的距離）對于傳 感器的特性有很大的影響[1]。

實際中傳感器光有屏蔽裝置還不夠，例如當用金屬導體靠近傳感器或者外界有較強的噪聲干擾時都會干擾到傳感器的測量結果，這也說明了當傳感器的靈敏度非常高的時候除了在硬件方面提高抗干擾性，還需要在傳感器的激勵方式，軟件方面還需要下些功夫。

由于選取的被測對象一般是高電導率的金屬，因此具有很強的渦流效應，一般低中頻的激勵信號（<1MHz）就足夠了,然而在檢測低電導率物體時，需要施加高頻率的激勵信號，高頻信號很容易受來至接收線圈小的感應信號的噪聲的干擾，與此同時，由于驅動電路和激勵線圈的連接只有幾米遠，因此激勵信號會衰減。為了更好的解決這個問題，設計了前端電路并且將其放置在每個線圈前面[2][3]。圖二是前端電路的示意圖。

圖二

如圖所示：電路有兩個通道，一個通道作為能量和激勵信號的放大，另一個作為接收線圈中所產生的小的感應信號的放大。當FPGA選擇相應的線圈作為接收線圈時，帶有門控功能的合理集成電路使得該線圈的激勵信號能夠很好的關斷。反之當線圈作為激勵時可以在合適的時間施加激勵信號。

由于感應信號非常的小，所以信號必須經過放大達到一個可以檢測的水平，因此前段電路必須離線圈的距離要足夠的近，在一些信號衰減的非常嚴重的運用中，在信號的放大模塊中我們選擇了高增益（大于50倍）的運放。

此外，為了更好的保護FPGA芯片，需要將FPGA的主板放在絕緣帶上，在人體每次接觸主板之前需要接觸一些金屬物，將人體的靜電給放掉達到保護芯片的作用。

通常在各種實驗中談及到的濾波技術是一個重要的課題，EMI濾波的工作原理和普通濾波器一樣，它允許有用信號的頻率分量通過，同時又阻止其他干擾分量的通過

在課題中在電路中由FPGA內部的DDS產生的激勵信號源經過AD9754的數模轉換后，輸出信號中耦合系統時鐘干擾與大量的諧波分量。在系統中采用低通濾波器能較好的去除輸出信號中的雜波影響，平滑輸出信號。

我們采用的是二階Butterworth有源濾波器如圖二:

圖三

它由兩節RC濾波電路和同相比例放大電路組成，在集成運放輸出到集成運放同相輸入之間引入一個負反饋，在不同的頻段，反饋的極性不相同，當信號頻率f＞＞f0時（f0 為截止頻率），電路的每級RC 電路的相移趨于-90o，兩級RC 電路的移相到-180o，電路的輸出電壓與輸入電壓的相位相反，故此時通過電容c 引到集成運放同相端的反饋是負反饋，反饋信號將起著削弱輸入信號的作用，使電壓放大倍數減小，所以該反饋將使二階有源低通濾波器的幅頻特性高頻端迅速衰減，只允許低頻端信號通過。

除了硬件上的濾波，我們在軟件上也實現數字濾波。系統設計采用的是具有一定數據處理位寬的數字信號處理器FPGA，故在完成濾波器的設計之后，還要對濾波器的系數進行量化，并將量化的系數文件導入設計的濾波器模塊中，濾波模塊和濾波效果圖四所示。

圖四

（一）濾波器模塊

圖四

（二）simulink仿真濾波效果圖 濾波技術是抑制電氣、電子設備傳導電磁干擾，提高電氣、電子設備傳導抗擾度水平的主要手段，也是保證設備整體或局部屏蔽效能的重要輔助措施。描述濾波器特性的技術指標包括插入損耗、頻率特性、阻抗特性、額定電壓、U1表示信號源額定電流等。其中插入損耗Il?20log(U1*U2)，（或者干擾源）與負載阻抗（或者干擾對象）之間沒有接入濾波器時，信號源在負載阻抗上產生的電壓；U2表示信號源與負載阻抗之間接入濾波器時，信號源通過濾波器在同一負載阻抗上產生的電壓。反射式濾波器的工作原理是把不需要的頻率成分的能量反射回信號源或者騷擾源，而讓需要的頻率成分的能量通過濾波器施加于負載，以達到選擇和抑制信號的目的。吸收式濾波器將信號中不需要的頻率分量的能量消耗在濾波器中（或稱被濾波器吸收），而允許需要的頻率分量通過，以達到抑制干擾的目的。

4.小結

雖然這個學期的電磁兼容課程學習時間有限，但我收獲頗豐。一是國外的一些經典的英文教材是非常好參考書，在學習的過程中發現國外的英文教材淺顯易懂但卻不乏深度。

二是就電磁干擾本身而言，電磁干擾往往會給你意想不到的結果，正如老師說的一個系統當你無意間多根接線就可能是整個系統無法工作，這也說明了電磁兼容這門課的重要性。很顯然當我們做實驗時，有些時候達不到預期的結果我們排除一些因素的后應該要往這方面思考，如果在大型的工程中沒有考慮電磁兼容問題，往往會造成不可挽回的損失。

三是作為電磁兼容的基礎知識電磁場理論的掌握是一個逐步的過程，在以前的學習中很少用所學的知識去解釋和解決一些實際遇到的問題，借此機會給自己提個醒，希望以后騰出時間去更深的了解電磁方面的知識。

參考文獻：

[1]尹武良.低頻電磁傳感檢測技術[M].北京:科學出版社:2010:17－154.[2] W.L.Yin，A.J.Peyton.A Planar EMT System for the Detection of Faults on Thin Metallic Plates.Measurement Science and Technology,2006,17(8),2130-2135.[3] Yin W, Peyton A J.Thickness measurement of non-magnetic plates using multi-frequency eddy current sensors[J].NTD&E International, 2007, 40: 43-48.

第四篇：電磁兼容論文

本學期，我選修了電磁兼容這門課程。通過電磁兼容課程的學習，老師教會了我許多，一方面是有關電磁兼容方面的知識，另一方面是有關生活和人生方面的體會和感悟。由于與電機系統的電磁兼容有關的問題大都涉及一些高年級的知識，作為大二的我還沒有學習，所以對于電機系統的電磁兼容問題沒有過于深刻的理解和探究。我想通過以下幾個方面來闡述我所理解的電磁兼容問題。

一．電磁兼容的概念

在國際電工委員會標準IEC對電磁兼容的定義為：系統或設備在所處的電磁環境中能正常工作，同時不會對其他系統和設備造成干擾。

EMC包括EMI（電磁干擾）及EMS（電磁耐受性）兩部分，所謂EMI電磁干擾，乃為機器本身在執行應有功能的過程中所產生不利于其它系統的電磁噪聲；而EMS乃指機器在執行應有功能的過程中不受周圍電磁環境影響的能力。

電磁兼容（electromagnetic compatibility）各種電氣或電子設備在電磁環境復雜的共同空間中，以規定的安全系數滿足設計要求的正常工作能力。也稱電磁兼容性。它的含義包括：①電子系統或設備之間在電磁環境中的相互兼顧；②電子系統或設備在自然界電磁環境中能按照設計要求正常工作。若再擴展到電磁場對生態環境的影響，則又可把電磁兼容學科內容稱作環境電磁學。

電磁兼容的研究是隨著電子技術逐步向高頻、高速、高精度、高可靠性、高靈敏度、高密度（小型化、大規模集成化），大功率、小信號運用、復雜化等方面的需要而逐步發展的。特別是在人造地球衛星、導彈、計算機、通信設備和潛艇中大量采用現代電子技術后，使電磁兼容問題更加突出。

二．系統電磁兼容技術發展現狀

電磁兼容技術是在研究電磁干擾機理和電磁干擾防護技術的過程中發展起來的。電磁干擾是人們早就發現的電磁現象, 它幾乎和電磁效應現象同時被發現, 1881年英國科學家發表“ 論無線電干擾”的文章, 標志著研究干擾問題的開始。1888年德國物理學家赫茲首創了天線, 第一次把電磁波輻射到自由空間, 同時成功地接收到電磁波,用實驗證實了電磁波的存在, 從此開始了對電磁干擾問題的實驗研究。1889年英國郵電部門研究了通信中的干擾問題, 使干擾問題的研究開始走向工程化和產業化。

按照研究對象的不同,可將電磁兼容問題自上向下劃分為如下6 個層次:環境級電磁兼容問題、系統級電磁兼容問題、分系統級電磁兼容問題、設備級電磁兼容問題、電路級電磁兼容問題和器件級電磁兼容問題等。

系統電磁兼容技術在軍事裝備領域發揮著重要作用,它不僅是武器裝備的一種性能,更是武器裝備的一種能力。系統電磁兼容問題是大型復雜系統全壽命周期中必須面對的客觀問題。如果解決不當,其不僅帶來大量研制經費的浪費,同時還將導致系統從根本上喪失使用能力。

系統電磁兼容技術主要包括:系統電磁兼容設計技術和系統電磁兼容試驗技術。設計技術包括:電磁兼容仿真、分析、預測、評估、優化、設計規范、設計方法、工程控制等技術和過程;試驗技術包括:試驗規范制定、標準制定、項目選擇、實施方法、場地建設、誤差處理等技術和過程。

三．電磁干擾的危害

強的電磁場會對人們的健康帶來一定的危害。多年來各國學者對此進行了長期、深入、艱苦的研究工作。研究的結論是，無論工頻還是射頻電磁場，當超過一定強度時，對人體健康都是有害的。關鍵是危害的性質、程度與后果對電磁場強之間的關系。

相對較弱的電磁干擾對設備或系統造成的惡性電磁干擾事故是觸目驚心的。可舉出20 世紀70 年代的兩個例子：美國一煉鋼廠曾經因為控制天車的電路被干擾而造成整個鋼水包的鋼水完全傾倒在車間地面上的事故；一個配載假肢的騎摩托車人，當行車至高壓電力線下時，由于假肢的控制電路受到干擾而造成車毀人亡的事故。

圖 1 示出了殘疾人用的電動輪椅在未采取抗干擾措施之前暴露于20V/m 電場強度下，其工作出現的反常現象。測試時輪椅工作在常用狀態（30r/min）。由圖可見，當加以不同頻率的電磁輻射時，其工作失控，轉速在 0～100r/min 之間變化，干擾頻率從100MHz～700MHz。我們知道，這些頻率被電視廣播、調頻廣播以及移動通信所占用。

還有許多情況，電磁干擾造成的事故也可能是惡性的。例如：電磁輻射可能干擾電爆裝置，使其誤引爆。美國土星火箭上大約使用了150個電爆裝置；一架飛機使用的電爆裝置也在百個以上；航天飛機上大約有500個電爆裝置。可見這一問題的嚴重性。

我們都知道，在民用飛機座艙內不允許使用移動通信手機或游戲機之類的數字型電器。這是由于這些設備產生的電磁騷擾不僅可以通過機內電纜耦合到機的敏感設備上，更嚴重的是，電磁輻射騷擾可能通過機艙窗戶向機外輻射。而在機身上存在有大量的天線與傳感器，可能直接接收電磁騷擾輻射。

四．生活中的電磁兼容

電磁兼容是指器件在工作的過程中即不干擾其它電器，同時也不被其它電器所干擾。有電磁兼容問題意味著有電磁之間的相互干擾問題。機電一體化的大時代背景下，每一個電器元件的核心都是電路板，也就是PCB板。電路板的板間是存在干擾的。在設計板子的過程中應該考慮到這個問題，一般板子不能太大，其頻率也不能太高，頻率如果過高就不能將電氣元件當成理想的集總電氣元件使用，要考慮它在高頻條件下的性質。比如是電腦一般都是有兩個頻率的。這些都是與電磁干擾相關聯的考慮。

另一個與生活息息相關的東西就是手機。手機實際上是“蜂窩”電話。接收手機信號的是分布在各處的手機機站，手機發出的信號會通過附近的機站被發送出去。當我們在長途行駛的車上打電話時，偶爾會出現掉線的情況。這實際是我們在車輛行駛的過程中離一個正在通信著的機站越來越遠，而距離另外一個機站越來越近，這時我們的手機就會選擇切換機站。如果我們手機從一個機站脫離，而另一個機站滿負荷而無法接入，就會出現掉線的情況。在我們的生活中，我們還會遇到許多相類似的問題。我們通常都習以為常。但其實只要我們仔細的思考，我們就會發現電磁干擾和電磁兼容在我們的生活中處處存在。

五．解決電磁兼容的實施辦法

電磁兼容的實施性方法包含了組織措施與技術措施兩個方面。

技術上有合適的接地，合理的布線，屏蔽。濾波，電氣隔離，限幅，續流，計算機軟硬件措施等。組織上有具有一定電磁兼容能力的元器件，標準、規范，頻譜管理，空間分離，時間分隔等。

接地

接地是電子設備的一個很重要問題。接地目的有三個：

（1）接地使整個電路系統中的所有單元電路都有一個公共的參考零電位，保證電路系統能穩定地干作。

（2）防止外界電磁場的干擾。機殼接地可以使得由于靜電感應而積累在機殼上的大量電荷通過大地泄放，否則這些電荷形成的高壓可能引起設備內部的火花放電而造成干擾。另外，對于電路的屏蔽體，若選擇合適的接地，也可獲得良好的屏蔽效果。

（3）保證安全工作。當發生直接雷電的電磁感應時，可避免電子設備的毀壞；當工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其它原因直接與機殼相通時，可避免操作人員的觸電事故發生。此外，很多醫療設備都與病人的人體直接相連，當機殼帶有110V或220V電壓時，將發生致命危險。

因此，接地是抑制噪聲防止干擾的主要方法。接地可以理解為一個等電位點或等電位面，是電路或系統的基準電位，但不一定為大地電位。為了防止雷擊可能造成的損壞和工作人員的人身安全，電子設備的機殼和機房的金屬構件等，必須與大地相連接，而且接地電阻一般要很小，不能超過規定值。

電路的接地方式基本上有三類，即單點接地、多點接地和混合接地。單點接地是指在一個線路中，只有一個物理點被定義為接地參考點。其它各個需要接地的點都直接接到這一點上。多點接地是指某一個系統中各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引線的長度最短。接地平面，可以是設備的底板，也可以是貫通整個系統的地導線，在比較大的系統中，還可以是設備的結構框架等等。混合接地是將那些只需高頻接地點，利用旁路電容和接地平面連接起來。但應盡量防止出現旁路電容和引線電感構成的諧振現象。

屏蔽

屏蔽就是對兩個空間區域之間進行金屬的隔離，以控制電場、磁場和電磁波由一個區域對另一個區域的感應和輻射。具體講，就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統的干擾源包圍起來，防止干擾電磁場向外擴散；用屏蔽體將接收電路、設備或系統包圍起來，防止它們受到外界電磁場的影響。

因為屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統等外部的干擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應在屏蔽層上產生反向電磁場，可抵消部分干擾電磁波）的作用，所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。

屏蔽體材料選擇的原則是：

（1）當干擾電磁場的頻率較高時，利用低電阻率的金屬材料中產生的渦流，形成對外來電磁波的抵消作用，從而達到屏蔽的效果。

（2）當干擾電磁波的頻率較低時，要采用高導磁率的材料，從而使磁力線限制在屏蔽體內部，防止擴散到屏蔽的空間去。

（3）在某些場合下，如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時，往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。

濾波

濾波是抑制和防止干擾的一項重要措施。濾波器可以顯著地減小傳導干擾的電平，因為干擾頻譜成份不網于有用信號的頻率，濾波器對于這些與有用信號頻率不同的成份有良好的抑制能力，從而起到其它干擾抑制難以起到的作用。所以，采用濾波網絡無論是抑制干擾源和消除干擾耦合，或是增強接收設備的抗干擾能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦網絡能把電路與電源隔離開，消除電路之間的耦合，并避免干擾信號進入電路。對高頻電路可采用兩個電容器和一個電感器（高頻扼流圈）組成的CLCMπ型濾波器。濾波器的種類很多，選擇適當的濾波器能消除不希望的耦合。

正確選用無源元件

實用的無源元件并不是“理想”的，其特性與理想的特性是有差異的。實用的元件本身可能就是一個干擾源，因此正確選用無源元件非常重要。有時也可以利用元件具有的特性進行抑制和防止干擾。

電路技術

有時候采用屏蔽后仍不能滿足抑制和防止干擾的要求，可以結合屏蔽，采取平衡措施等電路技術。平衡電路是指雙線電路中的兩根導線與連接到這兩根導線的所有電路，對地或對其它導線都具有相同的阻抗。其目的在于使兩根導線所檢拾到的干擾信號相等。這時的干擾噪聲是一個共態信號，可在負載上自行消失。另外，還可采用其它一些電路技術，例如接點網絡，整形電路，積分電路和選通電路等等。總之，采用電路技術也是抑制和防止干擾的重要措施。

六．結語

從電磁兼容領域來看，無論從理論研究、實驗室水平、標準化工作等方面與工業發達國家相比，我國當前還處在一個較低的水平。但是無論從國家安全還是保護人身安全與健康，保護環境來看，電磁兼容都起著相當重要的作用；而且它又是一個創新力度較強的學科，所以還需要我們這一代人的努力學習與創造，發展我國乃至世界的電磁兼容水平。

第五篇：電磁兼容心得體會

電磁兼容大作業三

電磁兼容課學習心得

在本學期的學習中，我對電磁兼容在理論方面的理解程度大大加深，電磁兼容設計實際上就是針對電子產品中產生的電磁干擾進行優化設計，使之能成為符合各國或地區電磁兼容性標準的產品。EMC的定義是：在同一電磁環境中，設備能夠不因為其它設備的干擾影響正常工作，同時也不對其它設備產生影響工作的干擾。

1，主要學習內容

1、電磁干擾的危害主要體現在兩個方面：一是電氣、電子設備之間的相互影響；二是電磁污染對人體的影響。

2、電磁兼容研究的目的是為了消除或降低自然的和人為的電磁干擾，減少其危害，提高設備或系統的抗電磁干擾能力，保證設備或系統的電磁兼容性。

3、電磁兼容學科的主要研究內容：

1、電磁干擾特性及其傳播原理

研究電磁干擾特性及其傳播耦合理論是電磁兼容學最基本的的任務之一。

2、電磁危害及電磁頻譜管理

有效地管理、合理地利用電磁頻譜是電磁兼容的一項必要內容。

3、電磁干擾的工程分析方法及控制技術

電磁兼容控制技術始終是電磁兼容學科中最活躍的課題。

4、電磁兼容的設計方法 費效比的綜合考慮是電磁兼容性設計中的一項重要內容。

5、電磁兼容性測量和試驗技術

電磁兼容性測量和試驗是一項非常重要的工作，它是產品電磁兼容性的最終考核手段并且應當貫穿于產品開發、試制的整個過程。

6、電磁兼容標準和工程管理

電磁兼容性標準時電磁兼容件設計和試驗的依據。

7、電磁兼容分析和預測

電磁兼容分析和預測是合理的電磁兼容性設計的的基礎。

8、電磁脈沖及其防護

電磁脈沖的干擾及其防護已成為近年來電磁兼容學科的一個重要研究內容。

4、電磁兼容設計方法：

1、問題解決法

問題解決法是先研制設備，然后針對調試中出現的電磁干擾問題，采用各種電磁干擾抑制技術加以解決。

2、規范法

規范法是按頒布的電磁兼容性標準和規范進行設備或系統的設計制造。

3、系統法

系統法是利用計算機軟件對某一特定系統的設計方案進行電磁兼容性分析和預測。

3，對典型問題的體會

1、對振鈴電壓的抑制 由于變壓器的初級有漏感，當電源開關管V1由飽和導通到截止關斷時會產生反電動勢，反電動勢又會對變壓器初級線圈的分布電容進行充放電，從而產生阻尼振蕩，即產生振鈴，如圖4所示。變壓器初級漏感產生反電動勢的電壓幅度一般都很高，其能量也很大，如不采取保護措施，反電動勢一般都會把電源開關管擊穿，同時反電動勢產生的阻尼振蕩還會產生很強的電磁輻射，不但對機器本身造成嚴重干擾，對機器周邊環境也會產生嚴重的電磁干擾。

2、對輻射干擾信號的抑制

電磁輻射干擾也是通過電磁感應的方式，由帶電體或電流回路及磁感應回路對外產生電磁輻射的。任何一根導體都可以看成是一根電磁感應天線，任何一個電流回路都可以看成是一個環形天線，電感線圈和變壓器漏感也是電磁感應輻射的重要器件。要想完全抑制電磁輻射是不可能的，但通過對電路進行合理設計，或者采取部分屏蔽措施，可以大大減輕電磁干擾的輻射。

例如，盡量縮短電路引線的長度和減小電流回路的面積，是減小電磁輻射的有效方法；正確使用儲能濾波電容，把儲能濾波電容盡量近地安裝在有源器件電源引線的兩端，每個有源器件獨立供電，或單獨用一個儲能濾波電容供電(充滿電的電容可以看成是一個獨立電源)，防止各電路中的有源器件(放大器)通過電源線和地線產生串擾；把電源引線的地和信號源的地嚴格分開，或對信號引線采取雙線并行對中交叉的方法，讓干擾信號互相抵消，也是一種減小電磁輻射的有效方法；利用散熱片也可以對電磁干擾進行局部屏蔽，對信號引線還可以采取雙地線并行屏蔽的方法，讓信號線夾在兩條平行地線的中間，這相當于雙回路，干擾信號也會互相抵消，屏蔽效果非常顯著；機器或敏感器件采用金屬外殼是最好的屏蔽電磁干擾方法，但非金屬外殼也可以噴涂導電材料(如石墨)進行電磁干擾屏蔽。