第一篇：常見電磁兼容和電性能檢測檢測項目

常見電磁兼容和電性能檢測檢測項目

廣電計量 杜亞俊

電磁兼容和電性能檢測綜述...........................................................................................................1 汽車整車及零部件...........................................................................................................................1

汽車整車...................................................................................................................................2 汽車電子部件...........................................................................................................................2 航空機載...........................................................................................................................................3 軌道交通...........................................................................................................................................4 國防軍工...........................................................................................................................................5 電磁..................................................................................................................................................7 無線通信與通信基站干擾排查.......................................................................................................8

無線通信產品...........................................................................................................................9 其他電子設備.........................................................................................................................12 多國認證.........................................................................................................................................14 產品電磁兼容設計整改服務.........................................................................................................16 研發設計服務.........................................................................................................................16 失效分析與整改調試服務.....................................................................................................16 技術培訓服務.........................................................................................................................17 電磁兼容和電性能檢測綜述

廣電計量在廣州、武漢、北京、無錫檢測基地建有電磁兼容實驗室，并與各 地電磁兼容檢測機構和實驗室達成戰略合作，為各大企業解決電磁兼容與電 磁輻射影響的各類安全問題。下設技術研究院所屬的電磁兼容研究所為客戶 提供電磁兼容設計、標準建立以及科研項目驗收等服務。

服務類型：

? 汽車整車及零部件 ? 航空機載 ? 軌道交通 ? 電力設備 ? 醫療用電子設備 ? 國防軍工 ? 電磁

? 無線通信及其他電子設備 ? 船載電子設備

汽車整車及零部件

廣電計量汽車電磁兼容檢測能力獲日產、神龍、江淮、吉利、宇通等整車廠認可，完全滿足民品汽車整車及零部件電磁兼容檢測領域有關國際、國家和行業標準，以及各車廠標準，汽車電子電磁兼容檢測技術能力處于行業領先水平。

審核認可：

日產認可實驗室 神龍認可實驗室 江鈴認可實驗室 廣汽認可實驗室 一汽轎車認可實驗室

E8/E9/E11認可實驗室 北汽認可實驗室 眾泰認可實驗室 ……

汽車整車

所有乘用車、商用車、貨車及掛車

■檢測項目

■ 檢測標準 整車對外電磁輻射

GB14023/CISPR 12 整車對內輻射

GB18655/CISPR 25 整車輻射抗干擾

ISO 11451-2 整車大電流（BCI）

ISO 11451-4 整車靜電放電（ESD）

GB/T 19951/ISO 10605 汽車電子部件

汽車電子控制裝置：包括動力總成控制、底盤和車身電子控制、舒適和防盜系統等。車載汽車電子裝置：包括汽車信息系統(車載電腦)、車燈、汽車胎壓監測系統、導航系統、汽車視聽娛樂系統、車載通信系統、車載網絡、倒車影像后視系統、車載領航員后視攝像頭等。

新能源高壓部件：包括高壓電池包、DC/DC轉換器、充電機、高壓空調等。

■ 檢測項目

■ 檢測標準

CE傳導騷擾

中國標準 GB系列、QC/T系列 RE輻射騷擾

國際標準 ISO系列 低頻磁場騷擾測試

歐盟標準 ECER10 BCI 大電流注入

美國SAE J系列

RI電波暗室法輻射抗擾度

NISSAN尼桑 28401NDS02 瞬態抗擾度低頻磁場抗擾度

BMW寶馬 Gs95002 2 瞬態噪音抗擾度測試，高周波，低周波實驗

FORD福特 EMC-CS2009 靜電放電抗擾度

GMW通用 GMW30972004、GMW3172 手持發射設備輻射抗擾度

TOYOTA豐田 Ts系列

電源間斷跌落實驗

VOLKSWAGEN大眾 TL系列、VW系列

電源微斷路的穩定性

…… 接地偏移 電源偏移

航空機載

廣電計量航空機載電磁兼容檢測的電磁干擾頻率最高達到40GHz，電磁敏感度EMS最高場強達300V/m，為國內多家民航飛機制造企業提供相關安全問題方案的技術咨詢和檢測服務。

航空機載產品：民航飛機電子及通信產品 ■ 檢測項目 ? 電源輸入 ? 電壓尖峰

? 電源線音頻傳導敏感度 ? 感應信號敏感度 ? 傳導敏感度 ? 輻射敏感度 ? 射頻傳導發射 ? 射頻輻射發射 ? 靜電放電

? RTCA DO-294B/C全項目 ? RTCA DO-307BIC項目 ■ 檢測標準 ? RTCA DO-160D ? RTCA DO-160E ? RTCA DO-160F ? RTCA DO-160G ? RTCA DO-294B/C 軌道交通

廣電計量作為軌道交通裝備控制和安全專業實驗室，滿足EN，IEC，GB/T,TB/Td的國際、國家和行業標準，提供軌道交通電氣和電子設備型式試驗電磁兼容檢測服務。

軌道交通裝備：軌道機車車輛電氣和電子設備（包括零部件、大樣品和整車）■ 檢測項目 ? 輻射騷擾 ? 傳導騷擾 ? 靜電放電抗擾度 ? 射頻電磁場輻射抗擾度 ? 電快速瞬變脈沖群抗擾度 ? 浪涌抗擾度

? 射頻場感應的傳導騷擾抗擾度 ? 工頻磁場抗擾度

? 電壓暫降、短時中斷和電壓變化 ? 電源電壓變化 ? 電源過電壓 ■ 檢測標準 ? EN 50121-1 ? EN 50121-3-1 ? EN 50121-3-2 ? EN 50121-4 4 ? EN 50121-5 ? EN 50155 ? EN 50500 ? GB/T 25119 ? GB/T 24338.1/2/3/4/5/6系列 ? TB/T 3034

IEC 60571 ? IEC 62236-1 ? IEC 62236-2 ? IEC 62236-3-1 ? IEC 62236-3-2 ? IEC 62236-4 ? IEC 62236-

……

國防軍工

廣電計量形成中大型軍用裝備電磁兼容檢測、設計評估和咨詢整改的技術服務能力，滿足國防軍工設備、系統級和分系統電磁兼容測試需求。軍用設備與分系統電磁兼容試驗： ? CE101 25Hz-10kHz電源線傳導發射 ? CE102 10kHz-10MHz電源線傳導發射 ? CE106 10kHz-40GHz天線端子傳導發射 ? CE107 電源線尖峰信號(時域)傳導發射 ? CS101 25Hz-150kHz電源線傳導敏感度 ? CS102 25Hz～50kHz地線傳導敏感度

? CS103 15kHz-10GHz天線端子互調傳導敏感度 ? CS104 25Hz-20GHz天線端子無用信號抑制傳導敏感度 ? CS105 25Hz-20GHz天線端子交調傳導敏感度 ? CS106 電源線尖峰信號傳導敏感度 ? CS109 50Hz-100kHz殼體電流傳導敏感度 ? CS112 靜電放電敏感度

? CS114 10kHz-400MHz電纜束注入傳導敏感度 ? CS115 電纜束注入脈沖激勵傳導敏感度

? CS116 10kHz-100MHz電纜和電源線阻尼正弦瞬變傳導敏感度 ? RE101 25Hz-100kHz磁場輻射發射 ? RE102 10kHz-18GHz電場輻射發射測試

? RE103 10kHz-40GHz天線諧波和亂真輸出輻射發射 ? RS101 25Hz-100kHz磁場輻射敏感度 ? RS103 10kHz-40GHz電場輻射敏感度 系統級電磁兼容試驗： 安全裕度測量 ?電磁輻射危害 ?發射控制

系統內電磁兼容性

電搭接 譜兼容性管理 ?外部射頻電磁環境 ?外部接地

?分系統和設備電磁干擾 ?靜電電荷控制 ?天線間耦合度測試 ?艙體屏蔽效能測試 ?電源系統特性測試

■ 檢測標準 ? GJB 151A ? GJB 152A ? GJB 151B ? GJB 181A/B ? GJB 322A ? GJB 3947A ? GJB 1389A ? GJB 8848 ? GJB 298 ? GJB 5313 ? GJB 6785 ? MIL-STD-461D/E/F/G ? MIL-STD-704E/F ? MIL-STD-1275D 電磁

廣電計量提供通信基站的電磁輻射干擾信號測量及干擾排查服務和通信基站電臺執照申請的電磁輻射綜合檢測服務，以及數據機房，變電站等環境評估與職業場所中的電磁輻射、等電磁檢測服務，同時提供電磁防護及培訓。

環境評估與職業場所中的電磁輻射，紫外線輻射安全監測 ■ 被檢對象

? 通信網絡中的基站電磁輻射 ? 高壓交流架空送電線無線電干擾測量 ? 變電站 ? 職業場所 ? 作業場所 ? 居民小區 ? 超市商場 ■ 檢測項目 ? 電場強度 ? 磁場強度 ? 功率密度 ? 工頻電場 ? 工頻磁場 ? 超高頻輻射測量 ? 高頻輻射測量 ? 頻輻射測量 ? 微波輻射測量 ? 紫外光 ■ 檢測標準

? 移動通信基站電磁輻 ? 射環境監測方法 ? GB 8702 ? GB 9175 ? GB 15707 ? GB/T 7349 ? HJ/T24 ? HJ/T 10.2 ? HJ/T 10.3 ? DL/T 988 ? DL/T 334 ? GBZ 2.2 ? GBZ/T 189系列

無線通信與通信基站干擾排查

廣電計量配備了國際領先，高端的無線通信電磁兼容測試設備和系統，擁有三米法半電波/全電波暗室，40GHz頻譜儀，配套EMC測 試 設 備，滿 足 無 線 通 信 產 品 射 頻 性 能、電 磁 兼 容 測 試 ； 配 備 了 無 線 通 信 產 品 寬 帶 數 據 傳 輸 設 備 射 頻 測試 系 統（RSTs8997測試系統），滿足EN 300 328 V1.8.1/1.9.1、EN 301 893 V1.7.1、ETSI DFS測試需求；可同時實現4天線通道同步測試需求，配有帶有雷達波信號、AWGN信號的矢量信號源、模擬信號源、4通道功率測量設備、頻譜儀及自動控制配件，滿足無線產品射頻性能測試需求。配合常規EMC測試設備及10/700?s，6kV雷擊（浪涌）通信端口測試、ISN電信端口人工電源網絡，三環天線等完全滿足目前配備無線通信功能的智 能家居產品射頻和電磁兼容測試需求。

配合頻譜儀、掃頻儀，定向天線等可對通信基站干擾源進行排查。

配合汽車專用EMC測試設備，可滿足目前發展迅速的車載無線多媒體終端產品的多國檢測認證需求。

無線通信產品

檢測范圍：

藍牙產品(Bluetooth BDR,EDR,BLE)? WiFi無線局域網產品(802.11a/b/g/n/ac)? 移動通信手機、數據終端、直放站等

?(GSM/GPRS/CDMA/CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA/LTE）? 無線麥克風

? 對講機（手持，車載，船用）? GPS/北斗設備/電子海圖 ? 家用無線遙控、無線門鈴 ? 無線視頻監控系統 ? 遙控玩具 ? 智能遙控鎖 ? 無線胎壓監測系統 ? 運動脈搏無線監測系統 ? 智能無線家電 ? 無線鼠標、鍵盤

? 基站天線，連接器，功分器等無源器件 檢測項目：

無線通信產品射頻檢測 無線通信產品電磁兼容檢測 無線射頻通信產品的型號核準服務 海上導航和無線電通信設備及系統認證服務 直放站，無源器件產品檢測認證服務

無線產品CE檢測認證，FCC/IC檢測認證服務 ■ 檢測標準 中國

? 信部無[2002]353號 ? 信部無[2002]277號 ? …… 歐洲

? ETSI EN300220 ? ETSI EN300330 ? ETSI EN300440 ? ETSI EN300328 ? ETSI EN301511 ? ETSI EN301357 ? ETSI EN301025 ? ETSI EN301178 ? ETSI EN301489 系列 ? ETSI EN301908 系列 ? EN 301893 ? …… 美國

? FCC PART 15 ? FCC PART 22 ? FCC PART 24 ? FCC PART 27 ? FCC PART 80 ? FCC PART 90 ? FCC PART 95 ? …… 日本 ? STD-T66 ? STD-T74 ? STD-T33 ? …… 加拿大 ? RSS GEN ? RSS 210 ? RSS 310 ? RSS 133 ? RSS 123 ? RSS 139 ? …… 韓國 ? KC 22 ? KC 24 ? KC 301 489-1 巴西 ? Res.n 442 ? Res.n 506 ? Res.n 529 通信標準 ? GR-1089 ? YD 1214 ? YD 1215 ? YD 1032 ? YD/T 1337 ? YD/T 1711 ? YD/T 1547 ? YD/T 1548 ? …… 其他電子設備

檢測范圍：

家電、電子玩具、燈具、音視頻產品、IT類產品、以及居住、商業、輕工業以 及工業環境中三相電源供電產品(工業空 調、商用電磁爐、工業電腦等)? 大型電子機械產品（登機橋、升降電 梯、電動扶梯、大型吊機)檢測項目： ? 輻射騷擾 ? 傳導騷擾 ? 靜電放電抗擾度 ? 射頻電磁場輻射抗擾度 ? 電快速瞬變脈沖群抗擾度 ? 浪涌（雷擊）抗擾度 ? 射頻場感應的傳導騷擾抗擾度 ? 工頻磁場抗擾度 ? 脈沖磁場抗擾度

? 電壓暫降、短時中斷和電壓變化抗擾度 ? 感應電流密度 ? 諧波電流發射

? 電壓變化、電壓波動和閃爍

? 交流電源端口諧波、諧間波及電網信號的低頻抗擾度

…… ■ 檢測標準 中國 ? GB 9254 ? GB 13837 ? GB 17743

? GB 4343.1 ? GB 4343.2 ? GB 17625.1 ? GB 17625.2 ? …… 臺灣 ? CNS 13438 ? CNS 13439 ? …… 美國

? FCC PART 15B ? FCC PART 18 加拿? ? ICES-003 日本 ? VCCI-V3 檢測范圍 ■ 檢測標準其他電子設備 13 14 歐洲 ? EN 55011 ? EN 55013 ? EN 55014-1/-2 ? EN 55015 ? EN 55022 ? EN 55024 ? EN 300 386 ? EN 61547 ? EN 62493

? EN 61000-3-2 ? EN 61000-3-3 ? EN 61000-4-2 ? EN 61000-4-3 ? EN 61000-4-4 ? EN 61000-4-5 ? EN 61000-4-6 ? EN 61000-4-8 ? EN 61000-4-11 ? ……

多國認證

多國認證EMC及RF測試 認證項目

可提供全球100多個國家進出口認證服務：? SRRC 中國無線電發射產品型號核準 ? CTA入網認證代理

? R&TTE 歐洲射頻及通信終端認證 ? FCC ID 美國聯邦通信委員會認證 ? IC NO.加拿大工業局型式認可 ? JAPAN MIC 日本電波法認可 ? ANATEL 巴西電信局認證 ? KCC 韓國認證

? IDA 新加坡通信產品認證 ? … … 主要服務國家 亞洲 ? 中國 ? 日本

? 韓國 ? 柬埔寨 ? 越南 ? …… 歐洲 ? 歐盟 ? 塞爾維亞 ? 俄羅斯 ? 白俄羅斯 ? 哈薩克斯坦? …… 南美洲 ? 阿根廷 ? 巴西 ? 哥倫比亞 ? 厄瓜多爾 ? 委內瑞拉 ? …… 北美 ? 美國 ? 加拿大 ? 尼加拉瓜 ? 洪都拉斯 ? 哥斯達黎加…… 非洲

? 阿爾及利亞? 埃及 ? 突尼斯 ? 多哥

? 科特迪瓦 ……

產品電磁兼容設計整改服務

廣電計量具有電磁兼容設計及整改服務能力，縮短和降低企業產品在電磁兼容設計中的周期與成本，加快產品定型定樣的設計過程，從而幫助企業提高其產品的市場競爭力。■ 研發與設計服務

■失效分析與整改調試

■技術培訓服務

研發設計服務

廣電計量提供電子電器產品在設計開發階段的電磁兼容設計咨詢服務，服務項 目包括電磁兼容設計及風險評估。電磁兼容設計

在產品架構、PCB Layout設計、產品結構設計、材料與封裝工藝等基礎上，充分融入電磁兼容設計方案，對現有的設計方案進行簡化和優化，簡化高成本 和高風險設計，優化產品性能和電磁兼容性能，最大限度地縮短后期的調試工 作，達到成本和性能雙贏的效果。風險評估

對研發階段或設計定型的產品，根據檢測標準和測試項目，結合電路原理、產 品結構、生產工藝等，有效地評估在電磁兼容性與可靠性方面的潛在風險，正 確合理地采取彌補措施手段，將失敗的風險降至最低。

失效分析與整改調試服務

產品在檢測認證過程中，出現有不通過的測試項目，廣電計量可提供失效分析 與整改調試服務，針對產品特性和測試原理，從結構、原理、布局、軟件、工 藝上，由簡至繁，從易到難地分析排查，分析并找出引起失敗的潛在因素，并 形成正式的分析報告。同時在產品現有的結構基礎上，通過電路器件參數的微 調、線束與布局的調整、端口處理、屏蔽與接地改良等等一系列措施手段進行 有效地整改調試，以保證測試通過，測試通過后，對后期整改方案進行量產方

案評估、成本評估和可靠性評估，最終形成正式的整改方案報告。

技術培訓服務

廣電計量技術研究院電磁兼容研究所一直致力于產品電磁兼容研究工作，并以培 訓、講座、大型技術研討會等形式，通過講解電磁兼容基礎知識和技術應用，分析 經典案例，分享技術成果，交流日常工作問題解決方案，幫助廣大企業順利通過檢 測和認證，提高對電磁兼容性能的認識，增強技術人員在產品設計開發中對風險的 評估和控制，有效地控制周期和成本，提升產品的競爭力。培訓內容包含電路的原 理設計、生產工藝的設計、PCB電磁兼容設計、屏蔽機理、結構設計等內容，也 可根據企業的實際需要進行量身定制培訓計劃和培訓內容，真正有效地讓受訓人員 做到能了解電磁兼容、能分析電磁兼容、能掌握電磁兼容、能設計電磁兼容。

第二篇：電磁兼容認證檢測工程師的五項修煉

電磁兼容認證檢測工程師的五項修煉

電磁兼容應用學者：毛洪濤

隨著中國3C認證的不斷深入，電磁兼容標準被列入強制執行的電子產品幾乎覆蓋了所有的電子消費產品，2008年金融危機卻推動了中國電磁兼容實驗室建設的高潮，各省級的質量監督檢驗機構，計量站等紛紛獲得政府的投資建起了現代化的電磁兼容實驗室，使得中國現在擁有的電磁兼容實驗室比世界上其他國家的總和還多，設備只要花錢買來就可以，但是電磁兼容檢驗工程師可不是短期內能夠培養出來的，所有實驗室的服務宗旨基本上都是“科學、公正、準確、誠信”，這一切都需要有一只職業素質過硬的檢測工程師隊伍才能做到，否則就不過是空喊口號自欺欺人！為了準備中國的3C認證，我在2000年調到信息產業部電子第五研究所電磁兼容實驗室，專門從事電磁兼容檢測和對策研究工作。電磁兼容檢測工程師要面對的問題，就是針對被檢測的產品按照相應標準規定的實驗方法進行實驗，獲得準確的實驗數據，根據實驗數據和相應的判定規則，對被檢測的產品做出是否合格的結論。這是個嚴謹細致的科學任務，由于其技術含量比較高，因此電磁兼容在國際貿易中常被用于限制對方進入市場的技術壁壘。電磁兼容檢驗工程師必須要眼明心細，公正不阿。我總結了多年的工作經驗，認為電磁兼容檢驗工程師應該長期進行下列五項修煉。

一、知和曰常，知常曰明

所有的電子產品都是想辦法把公用電源的能量轉換成實現其功能的能量，在這個能量轉換過程中和者電磁兼容，不和者變成了電磁干擾，危害人類的身體健康和其它電子產品使用的功能。電磁兼容檢測工程師在工作中接觸到大量同類型的電子產品，經過長期認真的積累，對電子產品為實現其功能的能量轉換過程中的和與不和就會有直觀的感覺。實驗室檢測的依據是標準，各類標準隨著國際、國內經濟形勢經常變動，要檢測的科學、準確，首先就要保證實驗室的檢測標準跟隨標準化組織協調一致。是電磁兼容標準支撐著這個行業，也是由電磁兼容標準構筑起一道技術壁壘，檢測認證工程師就是這個壁壘的守門員。電磁兼容的標準門類繁多，沒有哪個人能夠精通所有的標準，對于電磁兼容檢測工程師，卻必須精通他所承擔檢測任務的產品相應的電磁兼容標準，通過電磁兼容檢測設備觀察到產品的電磁幅頻特性，既可以明確地判斷出產品的電磁兼容設計狀況，就像高明的醫生看到病人的心電圖、血壓等指標就能判斷病人的身體狀況一樣。

二、知己知彼，換位思考

電磁兼容檢測最大的問題就是不確定性，檢測機構質量控制的核心就是保證其檢測結果不確定性盡可能小，如果不能將不確定性控制在有效的范圍內，不能夠清楚明白自己檢測能力的確定范圍，檢測機構就沒有判定檢測產品合格或不合格的權威。知道自己的檢測能力，還要熟悉電子產品設計的功能，使用過程中可能產生最大輻射騷擾的狀態，檢測到產品在正常使用過程中可能出現的電磁兼容問題。換一個角度想，如果我送產品到實驗室檢測當然希望一次就能通過，沒有什么電磁兼容問題，當實驗室告訴我什么項目被檢測不合格時，首先會對這些我在沒有專門設備很難直觀感覺到的內容產生懷疑，也想知道產品能夠達到的限度，盡早發現產品發布后可能存在的電磁兼容風險。發現一個不合格的項目，既可判定整個產品不合格，優秀的電磁兼容工程師絕不會這樣，一定是全部項目評估完畢以后，考慮到系統不確定程度才會慎重地判定不合格，同時還會從產品設計工程師懷疑的角度來反觀檢測的細節，這也是電磁兼容檢測工程師走向更高職業生涯的途徑。

三、知進知退，堅守規則

設置這個技術壁壘的作用是為了建立一個公正的產品競爭秩序，保護消費者使用個人無法識別的合格產品的權利，因此檢測認證工程師肩負著保護消費者不受非法電磁騷擾的責任，公平地行使競爭性電子產品市場準入的裁判權。電磁兼容檢測是基于相關產品電磁兼容標準給定的實驗條件下的一次電路實驗，其測試的數據只有在標準規定的相同的實驗條件下才有與標準限值的可比性和可重復性。如果沒有嚴格的操作規則，實驗室產生的實驗數據將不符合標準，也就失去了權威性，因此認證實驗室每年都有嚴格的資格審查和整改。電磁兼容檢測以小時計算其成本，不斷地提高檢測的效率也是電磁兼容檢測工程師追求的目標，在標準許可的范圍內盡量簡化EUT的實驗布置，如EUT配置了連接線可以按實際使用情況檢測，而非堅持國際化標準中操作性不強的標準配置，教條化地執行標準，而忘了執行標準的宗旨。

四、精益求精，一絲不茍

電磁兼容檢測核心的問題還是精確性，由于現代電子產品中晶體管非線性工作狀態產生的電磁輻射也是量子態的，尤其現在的檢測頻率擴展到1GHz以上后，根據量子力學的不確定性原理，又稱“測不準原理”、“不確定關系”，該原理表明：以共軛量為自變量的概率幅函數（波函數）構成傅立葉變換對；比如位置和速度，時間和能量就是一對共軛量，人們能對一對共軛量之一進行測量，但不能同時測得另一個與之共軛的量，比如對頻率進行準確測量的同時，破壞了對幅度進行準確測量的可能性。其中一個量越確定，另一個量的不確定程度就越大。電子產品的電磁兼容性總是在它們與其他體系，特別是電磁兼容檢測儀器系統的相互作用中表現出來。電磁兼容檢測工程師作為這個檢測系統中最關鍵的一環，必須要有精益求精，一絲不茍的工作態度，否則就不可能保證檢測結果的準確可靠。影響電磁兼容檢測一致性的因素復雜多變，找到一個成熟的實驗室系統配置方案往往要經歷很多次篩選，每一個接頭、每一根信號電纜、每一根電纜走線的布置，都要經過選擇和定置管理，要用目前先進的系統校驗方法校準電磁兼容設備。保持這個檢測系統穩定運行也要不厭其煩的日常校驗，這也有賴于電磁兼容檢測工程師長期細致的工作積累。

五、上善若水，善解自在如果你的電磁兼容實驗室有兩個以上電波暗室，你就會發現要保持自己實驗室兩個暗室的實驗數據偏差在3dB以內都不是很容易，更不要說與其他實驗室的實驗數據偏差了，經驗數據表明，不同的電磁兼容實驗室之間數據偏差4～6dB都不是太離譜，但是電子產品生產廠家要為這幾個dB的偏差進行整改和重新設計麻煩可就大了，尤其是產品到了境外以后。這可能也是歐洲除了把電磁兼容作為貿易技術壁壘之外，并沒有在內部進行強制認證的原因，CE認證80年代末就在準備，到了96年才開始執行如能力實驗室出具檢測報告，電子產品生產廠家自我宣告的認證模式，電磁兼容檢測不確定的風險主要由生產廠家自己承擔，十年之內都可以追償生產廠家的法律責任。理解了這一切，電磁兼容檢測工程師應該學習水性之利萬物而不爭，現在的電磁兼容標準已經要求實驗室在檢測報告中標明檢測的不確定度，電子產品的生產廠家只是選擇一個電磁兼容檢測系統，來配合它顯示其產品的電磁兼容性能，他有充分的理由選擇最準確，不確定度最小的實驗室進行認證檢測，因此電磁兼容檢測工程師必須想盡一切辦法，做最大的努力保證電磁兼容檢測的準確性和一致性。

結語：

以上所列五項修煉其實也是電磁兼容認證檢測工程師在所面對復雜嚴謹的工作中不斷提升的職業素質，電磁兼容認證檢測工程師的隊伍在我們國家來說快速擴張而又比較年輕，相對于現在經過了十年建設的3C認證體系和集中投資的現代化實驗設備來說，檢測工程師的人員素質是最薄弱的環節，就我所了解的情況，由于目前大量采用電腦自動化測試，檢測工程師對儀器操作的步驟就生疏了，同時缺乏系統性分析和解決電磁兼容檢測的準確性和一致性的能力。希望通過本文的分享引起年輕的電磁兼容檢測工程師們重視，加強內功修煉。

作者：毛洪濤；技術交流信箱：2264130870@qq.com

第三篇：電磁兼容理論、檢測與設計基礎部分講義[mphome]

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注冊：2006年12月2日樓主 電磁兼容理論、檢測與設計基礎部分講義電磁兼容理論、檢測與設計基礎部分講義 1．電磁兼容概述 1.1什么叫電磁兼容

1.1.1電磁兼容的定義：

國家標準GB/T4365-1995《電磁兼容術語》對電磁兼容（EMC）所下的定義為“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。” 國家軍用標準GJB72-1985《電磁干擾與電磁兼容性名詞術語》的定義為“設備（分系統、系統）在共同的電磁環境中能一起執行各自的功能的共存狀態。即：該設備不會由于受到處于同一電磁環境中其他設備的電磁發射導致或遭受不允許的降級；它也不會使同一電磁環境中其他設備（系統、分系統）因受其電磁發射而導致或遭受不允許的降級。”

下列定義在闡明電磁兼容方面也有其特色：“電磁兼容是研究在有限的空間、有限的時間、有限的頻譜資源條件下，各種用電設備（分系統、系統；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。”

在以上的各定義中，都涉及電磁環境這一概念。實際上，電磁環境是由空間、時間、頻譜三個要素組成的。在頻譜方面，現在由國際電聯（ITU）已經規劃的可以利用的無線電頻譜在10kHz～400GHz之間。頻率再低則進入聲頻，而再高則進入光波，任何一種無線電業務都脫離不開這一頻譜范圍。實際上，要解決電磁兼容問題，離不開空間、時間、頻譜這三要素，這也就是我們說的電磁環境。

對于上述的電磁兼容定義，無論文字如何表述，都反映了這樣一個基本事實，即：在共同的電磁環境中，任何設備、分系統、系統都應該不受干擾并且不干擾其他設備。1.1.2電磁兼容的研究領域：

作為一門科學，電磁兼容涉及的問題可以歸結為五大方面：(1)騷擾源特性的研究

包括電磁騷擾產生的機理，頻域與時域的特性，表征其特性的主要參數，抑制其發射強度的方法等等。

(2)敏感設備的抗干擾性能

在電磁兼容領域中，被干擾的設備或可能受電磁騷擾影響的設備稱為敏感設備，或者在系統分析中稱為騷擾接收器。如何提高敏感設備的抗干擾性能，是電磁兼容領域中的研究問題之一。

(3)電磁騷擾的傳播特性

即研究電磁騷擾如何從騷擾源傳播到敏感設備上去，包括輻射與傳導兩種傳播形式。與一般研究有用信號的天線與電波傳播相比，電磁兼容領域中傳播特性研究的特點在于：源的非理想化（源的頻域、時域特性的復雜性和源“天線”的幾何參數的復雜性）以及寬的頻率范圍。(4)電磁兼容測量

包括測量設備、測量方法、數據處理方法以及測量結果的評價等等。由于上述的電磁兼容問題的復雜性，理論上的結果往往與實際相距較遠，因而使得電磁兼容測量顯得更為重要。美國肯塔基大學的帕爾博士曾說過“在判定最后結果方面，也許沒有任何其他學科像電磁兼容那樣更依賴于測量。”此外，由于電磁騷擾源在頻域與時域特性的復雜性，為了各個國家、各個實驗室測量結果之間的可比性，必須詳細規定測量儀器的各方面指標。當前標準中采用的表征電磁噪聲電平的參數有峰值、準峰值、有效值、平均值等。這些參數有各自不同的定義和測量方法，用來表征電磁噪聲的不同方面的頻域特性。對一個恒定的連續正弦波，峰值、準峰值、有效值、平均值的測量結果都是相同的。(5)系統內與系統間的電磁兼容性

欲解決電磁兼容問題，分別研究源、傳播以及被干擾對象是不夠的。在一個系統之內或系統之間，電磁兼容的問題往往要復雜得多。例如：干擾源可能同時也是敏感設備；傳播的途徑往往是多通道的；干擾源與敏感設備不只一個等等。這就需要我們對系統內的或系統間的電磁兼容問題進行分析與預測。為此，人們開發了一些容量很大的軟件進行這方面仿真計算，但關鍵問題在于預測的精確性。由于電磁兼容問題的復雜性，不可能要求分析系統內與系統間的問題達到非常高的精度，但預測誤差過大又失去了實用意義。近年來，對系統內與系統間的電磁兼容問題的研究，除了“分析”以外，已開始研究“綜合”。這方面的進展將對電磁兼容學科起到十分重要的促進作用。1.2實施電磁兼容規范的目的 1.2.1電磁干擾及其危害

在電磁環境中，電磁干擾造成的危害是各種各樣的，可能從最簡單的令人煩惱的現象直到嚴重的災難。

下面還可以舉出一些電磁干擾可能造成的危害： ①干擾電視機的收看、廣播收音機的收聽。②數字系統與數據傳輸過程中數據的丟失。

③設備、分系統或系統級正常工作的破壞。

④醫療電子設備（例如：醫療監護儀、心電起搏器等）的工作失常。

⑤自動化微處理器控制系統（例如：汽車的剎車系統、防撞氣囊保護系統）的工作失控。⑥民航導航系統的工作失常。⑦起爆裝置的意外引爆。

⑧工業過程控制功能的失效。

除以上所舉的例子之外，強電場還會對生物體造成影響。

由上可見，電磁環境的惡化，會導致多方面的后果。開展電磁兼容研究，加強電磁兼容管理，降低電磁騷擾，避免電磁干擾，是整個社會生活、環境保護等工作的當務之急。1.2.2國內外電磁兼容技術法規

由于電子設備的發展及廣泛應用，造成了電磁環境的復雜化；由于頻譜資源有限，造成頻道擁擠，干擾日益嚴重。隨著對電子設備的性能要求越來越高，由于相互間的干擾越來越嚴重，可能造成電子設備或系統不能正常工作，甚至出現故障。

現在很多國家政府、軍隊部門以及世界組織均成立了相應的管理或部門組織，出臺了許多有關標準、規定和措施。例如歐洲的CE指令、美國的FCC聯邦法規都有相應的電磁兼容要求。這些技術法規的出臺則使對電磁兼容管理提高到技術法規的高度，從而進一步地促進了電磁兼容技術的發展。

我國對相關產品的電磁兼容性能也制訂了一系列強制性或推薦性標準，并通過市場監督抽查和國家強制性產品認證等措施來保證市場銷售的產品的電磁兼容符合性。2．國內外電磁兼容發展動態

2.1電磁兼容起源及其發展

在人類尚未發明發電機和使用電能之前，地球上就已經存在自然界的電磁現象。自從1866年世界上第一臺發電機發電以來，利用電磁效應工作的電氣設備越來越廣泛，同時也產生了越來越多的有害的電磁干擾，造成了所謂電磁環境“污染”。

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。早在19世紀初，隨著電磁學的萌芽和發展，1823年安培發表了電流產生磁力的基本定律，1831年法拉第發現電磁感應現象，總結出電磁感應定律，揭示了變化的磁場在導線中產生感應電動勢的規律。1840年美國人亨利成功地獲得了高頻電磁振蕩。1864年麥克斯韋綜合了電磁感應定律和安培全電流定律，總結出麥克斯韋方程，提出了位移電流的理論，全面地論述了電和磁的相互作用并預言電磁波的存在。麥克斯韋的電磁場理論為認識和研究電磁干擾現象奠定了理論基礎。1881年英國科學家希維賽德發表了“論干擾”的文章，標志著研究干擾問題的開端。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，同時又成功地接收到電磁波，用實驗證實了電磁波的存在，從此開始了人類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，使干擾技術問題研究開始走向工業化和產業化。

二十世紀以來，由于電氣電子技術的發展和應用，隨著通信、廣播等無線電事業的發展，使人們逐漸認識到需要對各種電磁干擾進行控制。特別是工業發達國家格外重視控制干擾，他們成立了國家級以及國際間的組織，如德國的電氣工程師協會、國際電工委員會（IEC）、國際無線電干擾特別委員會（CISPR）等，均投入大量人力開始對電磁干擾問題進行世界性有組織的研究。為了解決干擾問題，保證設備和系統的高可靠性，四十年代初有人提出了電磁兼容性的概念。1944年德國電氣工程師協會制訂了世界上第一個電磁兼容性規范VDE0878。接著美國在1945年頒布了美國最早的軍用規范JAN-I-225。

雖然電磁干擾問題由來已久，但電磁兼容這個新興的綜合性學科卻是近代形成的。從四十年代提出電磁兼容性概念起，電磁干擾問題由單純的排除干擾逐步發展成為從理論上、技術上全面保證用電設備在其電磁環境中正常工作的系統工程。電磁兼容學科在認識電磁干擾、研究電磁干擾和控制電磁干擾的過程中得到發展。它深入闡述了電磁干擾產生的原因，分清了干擾的性質，深刻研究了干擾傳輸及耦合的機理，系統地提出了抑制干擾的技術措施，促進了電磁兼容的系列標準和規范的制訂，建立了電磁兼容試驗和測量的體系，解決了電磁兼容設計、分析和預測的一系列理論和技術問題。

七十年代以來，電磁兼容技術逐漸成為非常活躍的學科領域之一，每年都會召開幾次較大規模的國際性電磁兼容學術會議。美國最有影響的電子電氣工程師協會“IEEE”的權威雜志，專門設有EMC分冊。美國學者B.E.凱瑟撰寫了系統性的論著《電磁兼容原理》。美國國防部編輯出版了各種電磁兼容性手冊，廣泛應用于工程設計。

到八十年代，美國、德國、日本、前蘇聯、法國等經濟發達國家在電磁兼容研究和應用方面達到了很高的水平。主要研究和應用的內容包括電磁兼容標準和規范、分析設計和預測、試驗測量和開發屏蔽導電材料、培訓教育和管理等。在工程應用方面研制出高精度的電磁干擾及電磁敏感度自動測量系統，開發出多種系統內和系統間電磁兼容性計算機分析和預測軟件，形成了一套完整的設計體系，還開發研制成功多種抑制電磁干擾的新材料和新工藝。電磁兼容設計成為民用電子設備和軍用武器裝備研制中必須嚴格遵循的原則和步驟。在產品設計、加工、檢測、試驗和使用的各個階段都要考慮電磁兼容技術和管理。電磁兼容性成為產品可靠性保證中的重要組成部分。

九十年代，電磁兼容性工程已經從事后檢測處理發展到預先分析評估、預先檢驗、預先設計。電磁兼容工程師必須與產品設計師、制造商以及各方面的專家共同合作，在方案設計階段就開展有針對性的預測分析工作。并把過去用于研制后期試驗測量和處理以及返工補救的費用安排到加強事前設計和預測檢驗中來。電磁兼容技術已成為現代工業生產并行工程系統的實施項目組成部分。

產品電磁兼容性達標認證已由一個國家范圍發展到一個地區或一個貿易聯盟采取統一行動。從1996年1月1日開始，歐洲共同體12個國家和歐洲自由貿易聯盟的北歐6國共同宣布實行電磁兼容認證制度，使得電磁兼容性認證與電工電子產品安全性認證處于同等重要的地位。可以預言，在21世紀，電磁兼容學科將獲得更加迅速的發展，將得到全人類的高度重視。在我國對電磁兼容理論和技術的研究起步較晚，直到80年代初才有組織系統地研究并制訂國家級和行業級的電磁兼容性標準和規范。1981年頒布了第一個航空工業部較為完整的標準HB5662-81《飛機設備電磁兼容性要求和測試方法》。此后，我國在標準和規范的研究與制訂方面有了較大進展，到目前已制定了近百個國家標準和國家軍用標準。八十年代以來，國內電磁兼容學術組織紛紛成立，學術活動頻繁開展。1987年召開了第一屆全國性電磁兼容性學術會議。1990年在北京成功地舉辦了第一次國際電磁兼容性學術會議，標志著我國電磁兼容學科的迅速發展并開始參與世界交流。

九十年代以來隨著國民經濟和高科技產業的迅速發展，在航空、航天、通信、電子等部門，電磁兼容技術受到格外重視，并投入了較大的財力和人力建立了一批電磁兼容性試驗測試中心，引進了許多先進的電磁干擾及敏感度自動測試系統和試驗設備。

我國在電磁兼容性工程設計和預測分析方面也開展了研究并逐漸開始實際應用。近年來，部分高等院校中相繼開設了電磁兼容原理及設計課程，翻譯和編寫了一批教材。1993年由國家軍用標準化中心組織編寫了《電磁兼容性工程設計手冊》，表明我國軍用設備的電磁兼容性工程設計進入全面實施階段。

2.2世界主要國家、地區的電磁兼容管理及實施情況

經濟發達國家和地區對電磁兼容問題都較為重視，政府甚至采取立法和認證程序來管理相關產品的電磁兼容性能，對不符合者采取非常嚴厲的處罰行動。歐盟的“CE EMC”指令和美國的FCC法規的對世界的影響尤為深遠。

世界各國對于EMC的管理，一般可分為兩種管理型式：部份的國家只管制電機、電子產品的電磁輻射干擾部份（EMI），如美國；另有部份國家也增加了電磁抗擾性（EMS）的管制，如歐盟地區。以下將介紹世界各國對于EMC的管制項目及依據標準。2.2.1歐盟(1)CE指令

歐盟地區為了讓市場內的貨品能在加盟國內自由流通，歐盟執行委員會即通過歐洲標準委員會（CEN）制定出各種標準并頒布了指令。其中電機、電子產品的標準（包括電磁兼容標準）由歐洲電器標準委員會（CENELEC）所制定。早期歐盟所制定的EMC標準，主要取自于國際電工委員會（IEC）及國際無線電干擾特別委員會（CISPR）的標準。歐盟EMC指令，即1989年所公布的89/336/EEC指令。歐盟89/336/EEC EMC指令要求從1996年開始，凡欲進入歐共體市場的電子、電器和相關產品一定要符合有關電磁兼容標準要求，并在產品上粘貼符合性標記“CE”。歐盟對有關產品的電磁兼容性要求一般包括電磁騷擾和抗擾度兩個方面的內容。(2)CE標記

歐洲聯盟包括十五個國家：英、法、荷、比利時、西班牙、盧森堡、奧地利、芬蘭、瑞典、丹麥、德、希臘、葡萄牙、愛爾蘭、意大利。CE指令由歐盟總部所制訂，于發布時并不具有強制執行意義，但該指令落實到各會員國，由會員國立法成為國內法令之后，就具有強制性。而CE標記的“CE”二個字是法語歐共體的簡寫。

CE標記是采取自我宣告（EC Declaration of conformity ,Doc）的方式。如果產品滿足了EMC要求，檢測單位會將產品的型式試驗（Type Test）報告等證明文件給廠商，此時廠商建立產品技術檔案，自我宣告產品已符合相關指令，按規定作成CE標記，貼示于適當位置。2.2.2美國(1)FCC法規

美國是世界比較早對電子、電器產品及相關設備的電磁兼容性進行控制的國家之一，并利用認證體系進行強制性管理。認證所依據的技術文件和管理條例便是具有法律效力的《聯邦法規法典》（Code of Federal Regulation2006 Cndw.Com Powered By Dvbbs Version 7.1.0 Sp1 頁面執行時間 03.68750 秒, 4 次數據查詢

第四篇：西電EMC電磁兼容復習資料+習題集

? EMC基本問題

問題一

? ?以親身經歷的EMI案例及其解決方法，闡述EMC的重要性。? ?什么是電磁干擾與電磁騷擾？它們的區別何在？

P10 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。

電磁騷擾是指任何可能引起裝置、設備或系統性能降低，或者對有生命或無生命物質產生損害作用的電磁現象。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，電磁騷擾強調任何可能的電磁危害現象，而電磁干擾強調這種電磁危害現象產生的后果。

? ?EMC的定義是什么？依據系統組成，電磁兼容性應該如何分類？

P11 電磁兼容性：“設備（分系統、系統）在共同的電磁環境中能一起執行各自功能的共存狀態。

即：該設備不會由于受到處于同一電磁環境中其它設備的電磁發射導致或遭受不允許的降級；它也不會使同一電磁環境中其它設備（分系統、系統）因受其電磁發射而導致或遭受不允許的降級”

電磁兼容：研究在有限的空間、時間和頻譜資源等條件下，各種用電設備（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。

分類：系統電磁兼容性分為系統之間的電磁兼容性和系統內部的電磁兼容性。

? ?EMC學科形成的標志、起源是什么？

P13 標志：1933年CISPR成立，第一次會議提出的兩個問題：可以接受的無線電干擾限制和測量無線電干擾的方法。

? ?電磁兼容學科的研究內容、特點是什么

P17 研究內容：

電磁干擾特性及其傳播理論 電磁危害及電磁頻譜的利用和管理

電磁兼容性的工程分析和電磁兼容性控制技術 電磁兼容設計理論和設計方法 電磁兼容性測量和試驗技術 電磁兼容性標準、規范與工程管理 電磁兼容性分析和預測

信息設備的電磁泄漏及防護技術 環境電磁脈沖及其防護 系統內與系統間的電磁兼容性 特點：

1、電磁兼容學科的理論體系以電磁場理論為基礎

2、電磁兼容學科是一門新興的綜合性交叉學科

3、計量單位的特殊性

4、大量引用無線電技術的概念和術語

5、極強的實用性

6、強烈的依賴于測量

? Tips：最有用的

2dB =

3、lg2=0.3 3dB=4.77、lg3=0.477 電壓電流乘20，功率乘10 dBm 表示法Prec=電纜增益+Psource 問題二

? ?功能性干擾源與非功能性干擾源有什么區別？舉例說明。

P49 功能性干擾源：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，例如廣播信號、雷達信號產生的干擾。

非功能性干擾源：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，例如開關閉合斷開產生電弧的放電干擾。

? ?什么是傳導干擾與輻射干擾？騷擾主要通過什么途徑傳輸（傳播）。

P27 輻射干擾：由任何部件、天線、電纜或連接線輻射的電磁干擾 傳導干擾：沿著導體附近傳輸的電磁干擾 輻射和傳導

? ?怎樣描述電磁騷擾的性質？

P53 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

? ?環境的電磁現象如何分類、怎樣界定？

P56 分類：

低頻現象、高頻現象、靜電放電

低頻現象是指電磁騷擾頻譜中低于9kHz分量占主要成分的情況 高頻現象是指電磁騷擾頻譜遠大于9kHz分量占主要成分的情況 ? ?舉例說明應用輻射騷擾的極化特性解決干擾問題。問題三 傳導耦合

? ?傳導耦合

? ?電基本振子與磁基本振子的概念

在分析騷擾源時，常常用到兩個基本的騷擾源（天線）模型：長為l的電基本陣子（短線天線）以及半徑為a的磁基本陣子（小圓環天線）

“短”和“小”是相對于其輻射的電磁波的波長λ而言的，即l?λ，a?λ。

? ?近區場與遠區場的概念、劃分準則、特征

P82 當 kr>>1或r>>人/2π時

場點P與源點的距離r遠大于波長，與這些點相應的區域稱為遠區。場點P與源點的距離r遠小于波長，與這些點相應的區域稱為近區。在近區場主要取決于分母中含的kr的最低次項 在近區場主要取決于分母中含的kr的最高次項

在遠區，電、磁基本陣子的波阻抗均趨于媒質的波阻抗ZW ；

在近區，電基本陣子產生的電場占優勢，在電磁兼容工程中稱電基本振子的騷擾源模型為電場騷擾源； 在近區，磁基本陣子產生的磁場 占優勢，在電磁兼容工程中稱磁基本振子的騷擾源模型為磁場騷擾源。在近區場中，由于波阻抗不是常數，必須分別考慮電場和磁場；

在遠區場中，電場和磁場結合起來形成了平面電磁波（具有媒質的波阻抗）；

當討論平面電磁波的時候，假定電場、磁場處于遠區場；當分開討論電場、磁場時，認為電場、磁場處于近區場。

? ?電流元長度和磁流元長度相同，哪一個輻射的電磁能大，比值是多少？

? ?近場阻抗的概念、表達式、工程應用

P85 通常將空間某處的電場與磁場的橫向分量的比值稱為波阻抗ZW

E?E?Z??H?H?

電基本振子：ZEW16)kr?Zw2?1?1????kr?1?（近區：r遠區：???2?ZEW?Zw??Zw kr2?rZEW?Zw

磁基本振子：

在遠區，電、磁基本陣子的波阻抗均趨于媒質的波阻抗ZW；

在近區，電基本陣子產生的電場占優勢，在電磁兼容工程中稱電基本振子的騷擾源模型為電場騷擾源； 在近區，磁基本陣子產生的磁場占優勢，在電磁兼容工程中稱磁基本振子的騷擾源模型為磁場騷擾源。

? ?輻射耦合的主要方式有哪些？詳述之

P89 天線耦合 導線感應耦合 閉合回路耦合 孔縫耦合 問題四

? ?實現并行和系統的電磁兼容性設計，需要采取的技術措施如何分類，包含哪些內容。

P92

1、盡可能選用互相干擾最小、符合電磁兼容性要求的器件、部件、電路，并進行合理布局、裝配、已組成設備或系統。

2、考慮形成電磁干擾的三要素，實施屏蔽、濾波、接地和搭接等技術以抑制和隔離電磁干擾。

? ?分析和解決電磁兼容性問題的一般方法有哪些？各有什么優缺點。

P92 問題解決法：在電路、設備和系統建立之前不專門考慮電磁兼容問題，而后根據出現的電磁兼容問題應用各種抑制干擾的技術去解決。由于設備和系統可能已經裝配好，為解決問題可能要進行大量的拆卸和修改，也可能要進行重新設計，可能造成人力物力的浪費，延誤電路設備和系統的研制周期，有可能會使性能下降。

規范法：這種方法在一定程度上可以預防電磁干擾的出現，比問題解決發法更加合理，但是標準和規范不是針對某一設備和系統制定，因此不一定能夠解決問題。而且沒有進行電磁兼容的分析和預測，有可能導致過量的預防儲備，導致成本增加。

系統法：在設計階段就用分析程序預測在設備系統中將要遇到的電磁干擾問題，并在設計、實驗、制造、裝配環節不斷進行分析和預測，一般可以避免出現電磁干擾過量。

? ?抑制電磁騷擾的策略采用什么思維方法？

P94 主動預防、整體規劃、對抗疏導相結合

? ?抑制電磁騷擾的方法如何分類？具體方法包含哪些技術措施。

P95 傳輸途徑抑制：濾波、屏蔽、接地、搭接、布線

空間分離：地點位置、自然地形、方位角、電磁場矢量方向

時間分隔：時間公用準則、雷達脈沖同步、主動時間分隔、被動時間分隔 頻域管理：頻譜管制、濾波、頻率調制、數字傳輸、光電轉換

電器隔離：變壓器隔離、光電隔離、繼電器隔離、DC/DC變換、電動-發電機組

問題五

? ?何謂屏蔽？抑制何種類型的電磁騷擾。

P102 屏蔽：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范圍內 凡是通過空間傳輸的電磁騷擾可以采用屏蔽的方法抑制。

? ?靜電屏蔽、交變電場的屏蔽、低頻磁場的屏蔽、高頻磁場的屏蔽、電磁屏蔽的原理及其應用時的注意問題。

P102 靜電屏蔽：完整的屏蔽導體和良好的接地

交變電場的屏蔽：采用接地良好的金屬屏蔽體將騷擾源

低頻磁場的屏蔽：利用鐵磁材料的高磁導率對騷擾磁場進行分離；注意問題，磁導率越高、屏蔽罩越厚、磁阻越小則屏蔽效果越好。

用鐵磁材料做的屏蔽罩，在垂直磁力線方向不應開口或者有縫隙。鐵磁材料的屏蔽不能用于高頻磁場屏蔽。

高頻磁場的屏蔽：利用磁感現象在屏蔽體表面所產生的渦流的反磁場達到屏蔽目的；注意問題：無需考慮屏蔽盒厚度；垂直渦流方向不應該有縫隙或開口，實際中應接地。

? ?屏蔽效果怎樣定量表示？如何計算屏蔽效能。

P109 屏蔽系數：加屏蔽體后的感應電壓與未加屏蔽的電壓之比。

傳輸系數：存在屏蔽體時的電場強度與無屏蔽的電場（或磁場）強度之比

屏蔽效能：不存在屏蔽體時某處的電場強度與存在屏蔽體時同一處的電場強度之比，常用分貝表示。SEE=20lg（E0/ES）系數與效能互為倒數關系

? ?當屏蔽盒為長方形時，如何放置屏蔽盒，才能是其低頻磁屏蔽效能最大？

P114 屏蔽盒為長方形時，應使長邊平行于磁場方向，而短邊垂直于磁場方向

? ?相同半徑的球形屏蔽體，其高頻、低頻電場及磁場的屏蔽效果隨頻率如何變化。

P119 頻率越高，吸收損耗越大。

平面波的反射損耗以頻率一次方的速率減小，磁場的反射損耗以頻率的一次方的速率增加，電場的反射損耗以頻率的三次方的速率減小。

計算：

靜磁場：無限長磁性材料屏蔽效能計算公式： 圓柱體腔壁厚度：t=b-a平均半徑R =(a+b)/2 SE?20log(1??rt2R)?20log[1??(b?a)?a?b)]0(低頻磁場： 矩形截面盒：

?2?a為垂直磁場方向邊長

SE?20log(1rt

a)圓柱體：

SE?20log(1??rtR為平均半徑e2R)e球形：

SE?20log(?rt3r?1)e

問題六

? ?屏蔽體的屏蔽效能由什么損耗組成。利用屏蔽效能計算的解析方法，如何選擇屏蔽體材料？

P127 P128 吸收損耗、反射損耗

隨著頻率的增加，需要的屏蔽殼體厚度也越小 屏蔽材料的電導率越高，磁導率越低，反射損耗就越大

? ?比較常見孔縫的幾何形狀、線度對孔縫屏蔽效能的影響，如何設計孔縫的幾何形狀、線度以降低電磁泄漏。

P131 孔隙的電磁泄漏與孔隙的最大線性尺寸、孔隙的數量和騷擾源的波長有密切關系； 隨著頻率的增高，孔隙電磁泄漏將更嚴重；

在相同面積情況下，縫隙比孔隙的電磁泄漏嚴重，矩形孔比圓形孔的電磁泄漏嚴重； 當縫隙長度接近工作波長時，縫隙就成為電磁波輻射器，即縫隙天線；

對于孔隙，要求其最大線性尺寸小于λ/5；對于縫隙，要求其最大線性尺寸小于λ/10，λ為最小工作波長。帶孔隙的金屬板、金屬網，對超高頻以上的頻率基本上沒有屏蔽效果。因此超高頻以上的頻率需要采用截止波導管來屏蔽。

? ?舉例闡述你在工程實踐中抑制電磁泄漏的具體方法、效果和理論依據。P139 ? 計算

問題七

? ?為什么要進行接地設計，工程實踐接地如何詳細分類。

p156 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。接地一方面可引起接地阻抗干擾，另一方面良好的接地還可抑制干擾。

? ?2.導體的直流電阻與交流電阻存在怎樣的關系(p161)，為什么電磁兼容性設計中要求元器件的引線盡可能的短(p156)。如何選擇接地線(p163 p166)。

高頻交流電阻與工作頻率的平方根成正比RAC?K?RDC?f 為了降低電路的地電位，每個電路的地線應盡可能短，以降低地線阻抗。

在高頻時，由于集膚效應，高頻電流只流經導體表面，即使加大導體厚度也不能降低阻抗。為了在高頻時降低地線阻抗，通常要將地線和公共地鍍銀。

在導體截面積相同的情況下，為了減小地線阻抗，常用矩形截面導體做成接地導體帶。

? ?從系統的觀點出發，如何進行接地設計？闡述單點接地、多點接地、混合接地、懸浮接地的特點和應用限制。

p164

單點接地適用于低頻，多點接地適用于高頻 頻率在1MHz以下可采用單點接地方式 頻率高于10MHz應采用多點接地方式

頻率在1~10MHz之間可以采用混合接地（在電性能上實現單點接地、多點接地混合使用）如用一點接地，其地線長度不得超過λ/20，否則應采用多點接地 問題八

? ?地回路騷擾的成因，你遇到的地回路騷擾案例及排除方法。

P172 共地阻抗的共模干擾； 場對導線的共模干擾

接地電流的存在是產生接地干擾的根源: 導電耦合引起的接地電流 電容耦合形成的接地電流 電磁耦合形成的感應電流 金屬導體的天線效應形成地電流

? ?抑制電磁騷擾，如何設計電纜屏蔽層的接地方式，為什么？

P169 P171 當電路有一個接地信號源與一個不接地的放大器連接時，連接電纜的屏蔽層接地應接至信號源的公共端 當電路有一個不接地信號源與一個接地的放大器連接時，連接電纜的屏蔽層接地應接至放大器的公共端

? ?如何選擇多級電路的接地點，使參考地電位最小。

P175 一般來說，電子設備中的低電平級電路是受干擾的電路，因此接地點的選擇應使低電平級電路受干擾最小。多極電路的接地點應選擇在低電平級電路的輸入端。

? ?抑制地回路騷擾的主要技術措施有哪些？

P176 信號回路隔離變壓器 信號回路縱向扼流圈 信號線上使用磁環

在數據線路中使用光電耦合器或光纖 使用差分放大器

? ?簡述隔離變壓器抑制地回路騷擾的原理，應用注意事項。

P177 原理：電路1的輸出信號經變壓器耦合到電路2，地回路被隔離變壓器阻隔

注意事項：不能傳輸直流信號，對低頻信號影響較大。因此，對直流和低頻信號電路不宜采用, 對低頻干擾有較好的抑制能力。

? ?闡述縱向扼流圈抑制地回路騷擾的原理，選用原則。

P178 原理：對于流過接地線的共模干擾電流，流經兩線電流方向相同,所產生的磁場相長，故扼流圈對回路干擾電流呈現高阻抗，起到抑制地回路的作用。

注意事項：縱向扼流圈的鐵芯截面積應該足夠大，以便有一定數量的不平衡直流流過時不致飽和。

問題九 ? EMI濾波器的特點（p199）

1、電磁干擾濾波器往往在阻抗失配的條件下工作。

2、騷擾源的電平變化幅度大，有可能使電磁干擾濾波器出現飽和效應。

3、電磁騷擾源的頻帶范圍很寬，其高頻特性非常復雜，難以用集總參數電路來模擬濾波電路的高頻特性。

4、工作頻帶內必須具有較高的可靠性。

? 反射式濾波器的工作原理(p201)原理：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。

? 吸收式濾波器的工作原理(p205)吸收式濾波器：由有耗元件構成，將信號中不需要的頻率分量的 能量消耗在濾波器中，而允許需要的頻率分量 通過。? 電源線濾波器的構成與設計(210)為了抑制共模干擾和差模干擾，電源線濾波器由許多LC低通網絡構成，分為共模濾波器和差模濾波器。

? 濾波器安裝需要考慮的問題(212)

1、位置: 取決于騷擾的入侵途徑。

2、輸入端引線與輸出端引線的屏蔽隔離。

3、高頻接地。濾波器應加屏蔽，其屏蔽體應良好接地，否則高頻接地阻抗將直接降低高頻濾波效果。因此，濾波器的安裝位置應盡量接近金屬設備殼體的接地點，濾波器的接地線應盡量短。

4、搭接方法。一半將濾波器的屏蔽體外殼直接安裝在設備的金屬外殼上，以降低連接電阻。

5、電源線濾波器應安裝在敏感設備或者屏蔽體的入口處，并對濾波器加以屏蔽。問題十

? 什么為標準(p220)？我國制定標準的原則和方法(p245)？

標準：一個一般性的導則或者預期要滿足的準則 原則和方法：

1、積極采用國際標準和國外先進標準；

2、我國的EMC標準絕大多數引自國際標準；

3、大量系統間電磁兼容標準是根據我國自己的科研成果制定的。

? 表述IEC電磁兼容性標準體系的構成(p225)基礎發射標準通用發射標準基礎標準通用標準基礎抗擾度標準通用抗擾度標準

B類：居民區、商業區、輕工業區A類：工業區產品標準B類：居民區、商業區、輕工業區A類：工業區在基礎標準、通用標準和產品標準三層次中，下一層次的標準通過引用上一個層次的標準來構成本層次標準的一部分。標準層次越低，規定越詳細、明確，操作性就越強；反之米標準的包容性越強，使用范圍越寬。

? 簡述國家EMC標準編號的形式，并舉例(p245)舉例：GB4824-1995：GB代表強制性國家標準；4824代表工業、科學和醫療射頻設備無線電干擾特性的測量方法和限值；1995代表制定年份。

GB/T17618-1998：GB/T代表推薦性國家標準；17618代表信息技術設備擾度限值和測量方法；1998代表制定年份。

? 我國三軍通用的軍用EMC標準(p252)、美國最新軍用EMC標準是什么(p251)？

三軍通用的新的電磁兼容標準GJB151A-97和GJB152A-97。MIL-STD-461E ? 闡述GJB151A-97及GJB152A-97的頻率范圍要求？以及標準適應性的具體要求？

? 習題集

? 名詞解釋：

電磁兼容：略

傳導干擾：沿著導體附近傳輸的電磁干擾。

輻射干擾：由任何部件、天線、電纜或連接線輻射的電磁干擾

電磁敏感性：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。電磁環境：存在于給定場所的所有電磁現象的總和

電磁干擾：指電磁騷擾引起的設備、傳輸通道或系統性能的下降

電磁騷擾：任何可能引起裝置、設備或系統性能降低，或者對有生命或無生命物質產生損害作用的電磁現象。電磁干擾安全系數：敏感度門限與出現在關鍵試驗點或信號線上的干擾之比

? 如何根據近區場的波阻抗判斷干擾源的性質，并給出干擾源的波阻抗表達式（10分）。

答：在近場（the near field）中，波阻抗取決于源的性質和源到觀察點的距離。如果源具有高電流、低電壓（近場波阻抗小于媒質的波阻抗）的特性，那么近場中占優勢的場是磁場。相反地，如果源具有低電流、高電壓（近場波阻抗大于媒質的波阻抗）的特性，那么近場中占優勢的場是電場。

在近場中，必須分別考慮電場和磁場，因為近區場的波阻抗不是常數。然而，在遠場（the far field）中，電場和磁場結合起來形成了平面電磁波（具有媒質的波阻抗）。因為近區場的波阻抗表示式比較復雜，且電基本振子和磁基本振子的近區場的波阻抗表示式完全不同，所以我1． 電基本振子近場的波阻抗

電基本振子產生的輻射場的波阻抗定義為：們分開討論。

EZW??H?；

將Ilk3sin?E??4????j1j??jkr??e?23??kr???kr?kr?k2Ilsin?H??4??j1??jkr?e?2??kr?kr??

兩個式子帶入上式，簡化后得到下式：

ZEW所以波阻抗ZEW的模為：

ZW?1?k2?jk/r?1/r2?3????1?j1/kr2j??jk?1/r1??1/kr???

ZEW?ZW對于近區場，r1??1/kr?1??1/kr?26

???/2?，在上式的分子和分母中，相對于1/kr的高次冪項而言1可以忽略，所以近區場的波阻抗的模近似為：

ZEW2． 磁基本振子近場的波阻抗

磁基本振子產生的輻射場的波阻抗定義為：

?

?ZW/kr?ZW2?rZW?將

E?H?

?1jkk2??jkrISH??sin???2??e3??4?rr??r；

ISk?jk1?E???j?sin???2?e?jkr4??rr?

兩個式子帶入上式，簡化后得到下式：

ZHW??所以波阻抗的模為：

??1/kr??1??1/kr2222ZW?1?j?1/kr??36

ZHW?ZW對于磁基本振子的近區場，r??1/kr??1??1/kr2?r

1??1/kr?

???/2?，在上式的分子和分母中，相對于1/kr的高次冪項而言1可以忽略，所以近區場的波阻抗的模近似為：

ZHW?ZWkr?ZW? 在近場區，電基本振子的波阻抗大于媒質的波阻抗，它產生的近區場中電場占優勢，在電磁兼容性工程中，簡單地稱電基本振子的騷擾源模型為電場騷擾源；磁基本振子的波阻抗小于媒質的波阻抗，它產生的近區場中磁場占優勢，在電磁兼容性工程中，簡單地將其稱為磁場騷擾源

? 屏蔽同軸電纜一端與信號源相連，另一端與運算放大器相連，試說明在低頻、高頻情況下，屏蔽同軸電纜的屏蔽層如何接地（10分）。

答：頻率低于1MHz時 電纜屏蔽層的接地一般采用一端接地方式，以防止騷擾電流流經電纜屏蔽層，使信號電路受到干擾。當電路有一個不接地的信號源與一個接地的放大器連接時，連接電纜的屏蔽層應接至放大器的公共端。當一個接地的信號源與一個不接地的放大器連接時，連接電纜的屏蔽層應接至信號源的公共端。

當頻率高于1MHz時或電纜長度超過信號波長的1/20時，常采用多點接地方式，以保證屏蔽層上的地電位，最常用的是兩端接地。長電纜應在每隔1/10波長處接地一次。同軸電纜在高頻時多點接地能提供一定的屏蔽作用。另外由于高頻雜散電容的耦合會形成地環路，這時電纜屏蔽層通過雜散電容實際上已被接地。若用一個小電容代替雜散電容，則可形成混合接地（復合接地）。在高頻時，小電容的阻抗變得很低，電路變成多點接地，所以這種接地方法對寬頻帶工作是有利的。

? 什么是屏蔽？簡述低頻磁屏蔽的原理，應用低頻磁屏蔽體時應注意什么（10分）。

答：屏蔽就是用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當其輻射到另一面時受到抑制或衰減。

低頻磁場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。

注意要點： ①選用高磁導率材料，并要使屏蔽罩有足夠的厚度，有時需用多層屏蔽。②用鐵磁材料做的屏蔽罩在垂直磁力線方向不應開口或有縫隙。③鐵磁材料的屏蔽不能用于高頻磁場屏蔽。

? 屏蔽抑制何種類型的電磁騷擾、屏蔽效果怎樣定量表示？ 電場屏蔽：靜電屏蔽、交變電場屏蔽 磁場屏蔽：靜磁屏蔽、交變電場屏蔽 電磁場屏蔽

屏蔽效能：不存在屏蔽體時某處的電場強度與存在屏蔽體時同一處的電場強度之比，常用分貝表示。SEE=20lg（E0/ES）

? 表述EMI濾波器和信號濾波器的異同？敘述反射式EMI濾波器與吸收式EMI濾波器抑制電磁騷擾的原理，及它們在EMC工程應用中的注意問題（10分）。

答：EMI濾波器是以能夠有效抑制電磁干擾為目的的濾波器。信號濾波器是指能有效去除不需要的信號分量，同時對被選擇信號的幅度、相位影響最小的濾波器。兩者既具有共同的特點，又具有不同點，相同點是：在一定的通頻帶內，濾波器的衰減很小，能量可以很容易地通過，在此通頻帶之外則衰減很大，抑制了能量的傳輸，因此凡與需要傳輸的信號頻率不同的騷擾，都可以采用濾波器加以抑制。

EMI濾波器與信號濾波器相比有如下幾點不同：

1.EMI濾波器往往在阻抗失配的條件下工作；

2.騷擾源的電平變化幅度大，有可能使EMI濾波器出現飽和效應；

3.電磁騷擾源的頻帶范圍很寬，其高頻特性非常復雜，難以用集總參數電路來 模擬濾波電路的高頻特性；

4.EMI濾波器的工作頻帶必須具有較高的可靠性。

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。

注意問題：反射式濾波器的應用選擇，由濾波器型式、源阻抗和負載阻抗之間的組合關系確定。使用電源干擾抑制濾波器時，遵循輸入端、輸出端最大限度失配原則，以求獲得最佳抑制效果。

吸收式EMI濾波器又名損耗濾波器。它將信號中不需要的頻率分量的能量消耗在濾波器中（或被濾波器吸收），而允許需要的頻率分量通過，來達到抑制干擾的目的。

注意問題：吸收式濾波器的缺點在于濾波器通帶內有一定得插入損耗，這是由于吸收式濾波器中的有耗媒質引起的。因此，必須選擇合適的損耗材料，合理的設計吸收式濾波器，以減小濾波器通帶內的損耗。

? 一臺50?的信號發生器與輸入阻抗為25?的信號測量儀相連，信號發生器指示的輸出電平為?20dBm，求信號測量儀的輸入電壓，以dB?V為單位（15分）。

解： P??20dBm=10?5W=0.01mW 當?20dBm輸出到50?負載上得到的電壓為： Uout?50?P?22.36mV 所以此時開路電壓（由于Rs?RL?50?）為：

Uoc?2?Uout=44.72mV 所以當50?的信號發生器與輸入阻抗為25?的信號測量儀相連時，信號測量儀的輸入電壓為 25Uin??Voc?14.9067mV?83.5dB?V25?50

? 簡述國家EMC標準編號的形式，并舉例。適用于我國各種軍用電子、電氣和機電設備及分系統的EMC標準及其主題內容是什么？陸軍地面設備EMC測試要求項目有哪些?（10分）

答：我國的民用產品電磁兼容標準是基于CISPR和IEC標準，目前已發布57個，編號為GB/T XXXX – XX、GB XXXX0dB?W= 60dB?W

? 為什么大量的現代EMC測試設備具有50?的純電阻輸入阻抗和源阻抗，并且用50?同軸電纜來連接。

解：如果電纜的終端阻抗不等于電纜的特性阻抗，那么從信號源向負載方向看過去的電纜輸入阻抗也不再對所有長度的電纜都是50?，而是會隨著頻率和電纜長度的變化而變化。選擇50?以外的其他任何阻抗都是合適的，但是50?已經成為工業標準。這就是為什么大量的現代化EMC測試設備具有50?的純輸入阻抗和信號源阻抗，并且用50?的同軸電纜來連接。

?? 將內外半徑分別為a和b，磁導率為?的無限長磁性材料圓柱腔置于均勻磁場B0中。假設均?勻磁場B0的取向與無限長磁性材料圓柱腔的軸線平行，試求解此圓柱腔的磁屏蔽效能。

解：由題意有，圓柱腔壁厚度t?b?a，平均半徑

a?bR?2。

相對磁導率??r??0（?0為真空的磁導率）

故由屏蔽效能定義有：

?(b?a)

SE?20log(1?)?20log[1?]2R?0(a?b)?rt? 將內外半徑分別為a和b，磁導率為?的磁性材料球殼置于均勻磁場B0中，試求解此球殼的磁屏蔽效能。

解：由題意有，球形磁屏蔽殼的平均半徑

?a?b。屏蔽殼厚度t?b?a，re?2相對磁導率??r??0（?0為真空的磁導率）。

由屏蔽效能定義有：

2?t4?(b?a)SE?20log(r?1)?20log[]3re3?0(a?b)。

? 適用于我國各種軍用電子、電氣和機電設備及分系統的EMC標準及其主題內容是什么？羅列主要的國際EMC標準化組織？

解：

GJB151《軍用設備和分系統電磁發射和敏感度要求》和GJB152《軍用設備和分系統電磁發射和敏感度測量》于1986年正式頒布實施，在1997年在原標準基礎上等效采用MIL-STD-461D和MIT-STD-462D頒布了三軍通用的新的電磁兼容標準GJB151A-97和GJB152A-97。其主要內容是：（1）它將分系統和設備的電磁發射和電磁敏感度測量方法合成一個標準；（2）它明確指出這些標準對于特定的分系統和設備時進行必要的剪裁。由于具體的分系統和設備的所安裝的平臺及電磁環境不盡相同，因此在分系統和設備訂貨時就要進行這種剪裁，在設計中依靠設計人員的EMC知識對其EMC進行控制。（3）本標準的附錄《應用指南》給出每個要求的原理和背景，這對理解和貫徹標準十分有用。

MIL-STD-461E美軍！

主要的國際EMC標準化組織有：國際電工委員會（IEC）、國際無線電干擾特別委員會（CISPR）、國際大電網會議（CIGRE）、國際電信聯盟（ITU）、國際標準化組織（ISO）、跨國電氣和電子工程師協會（IEEE）等。

? 圖示IEC標準體系？表述基礎標準、通用標準和產品（類）標準的相互關系。

解：

IEC標準體系圖如下：

基礎發射標準通用發射標準基礎標準通用標準基礎抗擾度標準通用抗擾度標準

B類：居民區、商業區、輕工業區A類：工業區產品標準B類：居民區、商業區、輕工業區A類：工業區在基礎標準、通用標準和產品標準三層次中，下一層次的標準通過引用上一個層次的標準來構成本層次標準的一部分。標準層次越低，規定越詳細、明確，操作性就越強；反之米標準的包容性越強，使用范圍越寬。

? 舉例說明國家EMC標準編號的形式？

解：

舉例：GB4824-1995：GB代表強制性國家標準；4824代表工業、科學和醫療射頻設備無線電干擾特性的測量方法和限值；1995代表制定年份。

GB/T17618-1998：GB/T代表推薦性國家標準；17618代表信息技術設備擾度限值和測量方法；1998代表制定年份。

? EUT的EMC測試通常如何分類，它們的頻率范圍怎樣界定？ EMC預測試與EMC標準測試有何異同？ EMC測試設施通常有哪些？EMI接收機與頻譜分析儀有何異同？

解：EUT的EMC測試可分為四類：傳導發射測量、輻射發射測量、傳導敏感度測量和輻射敏感度測量。傳導發射測量的頻率范圍通常為25Hz-30MHz；輻射發射測量的頻率范圍通常為10KHz-1GHz。

EMC預測試與EMC標準測試的不同點：EMC預測試是產品研制過程中進行的一種EMC測量，一般情況下只能做定性測量且測量儀器簡單，費用較低；而EMC標準測試是在產品完成，定型階段進行，可以定量評價EUT的EMC標準，其儀器及實驗室復雜，費用昂貴。相同點：兩者都可以確定干擾源的位置、頻譜以及敏感部件周圍的電磁環境。

EMC測試設備通常有：開闊試驗場，屏蔽室，電波暗室，橫電磁波小室，混響室等。

EMI接受機與頻譜分析儀的不同點是：頻譜分析儀靈敏度低、數值測量不準等且掃描測量速度慢。相同點是：可以對頻段進行，測量和掃描，且可以給出頻譜分布圖形。

第五篇：認證檢測中常見的電磁兼容問題與對策

認證檢測中常見的電磁兼容問題與對策

（一）1．概述

1.1 什么時候需要電磁兼容整改及對策

對一個電子、電氣產品來說，在設計階段就應該考慮其電磁兼容性，這樣可以將產品在生產階段出現電磁兼容問題的可能性減少到一個較低的程度。但其是否滿足要求，最終要通過電磁兼容測試檢驗其電磁兼容標準的符合性。

由于電磁兼容的復雜性，即使對一個電磁兼容設計問題考慮得比較周全得產品，在設計制造過程中，難免出現一些電磁干擾的因素，造成最終電磁兼容測試不合格。在電磁兼容測試中，這種情況還是比較常見的。

當然，對產品定型前的電磁兼容測試不合格的問題，我們完全可以遵循正常的電磁兼容設計思路，按照電磁兼容設計規范法和系統法，針對產品存在的電磁兼容問題重新進行設計。從源頭上解決存在的電磁兼容隱患。這屬于電磁兼容設計范疇。

而目前國內電子、電氣產品比較普遍存在的情況是：產品在進行電磁兼容型式試驗時，產品設計已經定型，產品外殼已經開模，PCB板已經設計生產，部件板卡已經加工，甚至產品已經生產出來等著出貨放行。

對此類產品存在的電磁兼容問題，只能采取“出現什么問題，解決什么問題”的問題解決法，以對產品的最小改動使其達到電磁兼容要求。這就屬于電磁兼容整改對策的范疇，這是我們這次課程需要探討的問題。1.2 常見的電磁兼容整改措施

對常見的電磁兼容問題，我們通過綜合采用以下幾個方面的整改措施，一般可以解決大部分的問題：

可以在屏蔽體的裝配面處涂導電膠，或者在裝配面處加導電襯墊，甚至采用導電金屬膠帶進行補救。導電襯墊可以是編織的金屬絲線、硬度較低易于塑型的軟金屬(銅、鉛等)、包裝金屬層的橡膠、導電橡膠或者是梳狀簧片接觸指狀物等。

在不影響性能的前提下，適當調整設備電纜走向和排列，做到不同類型的電纜相互隔離。改變普通的小信號或高頻信號電纜為帶屏蔽的電纜，改變普通的大電流信號或數據傳輸信號電纜為對稱絞線電纜。

加強接地的機械性能，降低接地電阻。同時對于設備整體要有單獨的低阻抗接地。在設備電源輸入線上加裝或串聯電源濾波器。

在可能的情況下，對重要器件進行屏蔽、隔離處理，如加裝接地良好的金屬隔離板或小的屏蔽罩等。

在各器件電源輸入端并聯小電容，以旁路電源帶來的高頻干擾。

下面，我們分別就電子、電器產品在傳導發射、輻射發射、諧波電流、靜電放電、電快速脈沖、浪涌等電磁兼容測試項目試驗過程中較常出項的問題及解決方案和補救措施與大家共同探討。我們根據各項目的特點，將這些內容分為三大類分別進行討論： 電磁騷擾發射類：傳導發射、輻射發射 諧波電流類

瞬態脈沖抗擾度類：靜電放電、電快速脈沖、浪涌沖擊 2．電磁騷擾發射測試常見問題對策及整改措施

對于電磁發射測試對策及整改，我們將在下個專題《電子產品3C認證檢測中常見電磁兼容問題與對策》中以AV和IT類產品為例加以詳細探討，在這兒僅進行一些提綱性介紹，不再深入展開探討。

2.1 電子、電氣產品內的主要電磁騷擾源

設備開關電源的開關回路：騷擾源主頻幾十kHz到百余kHz，高次諧波可延伸到數十MHz。設備直流電源的整流回路：工頻整流噪聲頻率上限可延伸到數百kHz；高頻整流噪聲頻率上限可延伸到數十MHz。

電動設備直流電機的電刷噪聲：噪聲頻率上限可延伸到數百MHz。電動設備交流電機的運行噪聲：高次諧波可延伸到數十MHz。變頻調速電路的騷擾發射：騷擾源頻率從幾十kHz到幾十MHz 設備運行狀態切換的開關噪聲：噪聲頻率上限可延伸到數百MHz。

智能控制設備的晶振及數字電路電磁騷擾：騷擾源主頻幾十kHz到幾十MHz，高次諧波可延伸到數百MHz。

微波設備的微波泄漏：騷擾源主頻數GHz。

電磁感應加熱設備的電磁騷擾發射：騷擾源主頻幾十kHz，高次諧波可延伸到數十MHz。電視電聲接收設備的高頻調諧回路的本振及其諧波：騷擾源主頻數十MHz到數百MHz，高次諧波可延伸到數GHz。

信息技術設備的及各類自動控制設備數字處理電路：騷擾源主頻數十MHz到數百MHz，高次諧波可延伸到數GHz。2.2 騷擾源定位

2.2.1 根據測量曲線定位：

依據：超標騷擾頻率范圍、超標騷擾頻域分布、窄帶騷擾還是寬帶騷擾等 根據被測設備工作方式和內部結構定位：

有沒有使用標準不建議使用的半波整流和對稱/非對稱電源調整電路？ 內部結構中電路板布局是否合理？ 內部電纜走線是否合理？

內部濾波器（濾波電路）安裝是否合理？ 內部電路接地和搭接方式是否合理？ 機箱屏蔽是否滿足對應產品的需求？ 2.2.2 根據被測設備組成和功能定位： 設備內部有否二次電源，其工作方式？ 設備內是否有驅動電機，電機類型？ 設備內是否有變頻調速電路？

設備內是否有數碼控制或智能控制電路？是否使用晶振？ 設備內是否存在程控的繼電器或開關電路？ 設備正常工作是否利用電磁波或微波？ 設備內是否存在工作中的無線收發電路？ 2.2.3 根據功能模塊工作情況進行故障定位： 若設備的各個模塊可以暫停和恢復工作，可以通過逐個暫停這些模塊的工作來判斷騷擾來源。若模塊不可以獨立暫停和恢復工作，可以通過與設備其它功能模塊一起組合進行暫停和恢復工作，從而判斷騷擾的大概來源。

若模塊不可以獨立暫停和恢復工作，可以通過與其它設備的合格功能模塊一起組合進行暫停和恢復工作，從而判斷騷擾的大概來源。

對懷疑騷擾超標的模塊，可以用置換的方式來進行騷擾判定。2.3 電子、電氣產品連續傳導發射超標問題及對策

家電類產品連續傳導騷擾標稱測量頻率范圍148.5kHz-30MHz（實際為150kHz-30MHz）。測量分別在電源端子及負載端子和附加端子上進行。連續傳導騷擾的主要來源：

開關電源的開關頻率及諧波騷擾、電源整流回路的整流噪聲、交流電機的運行噪聲、直流電機的電刷噪聲、電磁感應加熱設備的電磁騷擾、智能控制設備的晶振及數字電路電磁騷擾等 當我們通過騷擾定位方式找到超標點的騷擾來源后，即可采用相對應的騷擾抑制措施。（針對故障定位及傳導騷擾來源分別展開說明）

對一般的電源端連續傳導騷擾可以通過以下的電路加以抑制：

圖1：交流電源濾波網絡

對于負載端子和附加端子的傳導騷擾可以通過以下的電路加以抑制

圖2：直流輸出濾波網絡

無論是對電源端子、負載端子和附加端子采取抑制措施，若使用獨立的濾波器時，需注意其安裝方式。

圖3：濾波器的安裝方法

2.4電子、電氣產品斷續傳導發射超標問題及對策

家電類產品斷續傳導騷擾標稱測量頻率范圍148.5kHz-30MHz（實際為150kHz-30MHz）。測量在電源端子上進行，喀嚦聲測量的頻率點為：150kHz、500kHz、1.4MHz、30MHz 斷續傳導騷擾的主要來源：

恒溫控制器具，程序自動的機器和其他電氣控制或操作的器具的開關操作會產生斷續騷擾。此類操作一般通過繼電器和程控電子/機械開關等實現。

此類騷擾一般由繼電器、開關的觸點抖動及非純阻負載通斷所產生的電涌沖擊形成。可采用相對應的騷擾抑制措施主要針對以上兩個方面進行。2.5 電子、電氣產品輻射騷擾超標問題及對策

電子、電氣產品輻射騷擾場強測量頻率范圍30MHz-1000MHz。測量一般在開闊場或半電波暗室中進行。輻射騷擾的主要騷擾來源： 開關電源的開關頻率及諧波騷擾

交流電機的運行噪聲、直流電機的電刷噪聲 電磁感應設備的電磁騷擾

智能控制設備的晶振及數字電路電磁騷擾等

當我們通過騷擾定位方式找到輻射騷擾超標點的騷擾源后，即可采用相對應的騷擾源抑制措施。（針對故障定位及騷擾來源分別展開說明）

一般來說，首先抑制騷擾源，這可以通過優化電路設計、電路結構和排版，加強濾波和正確的接地來達到。

其次是要切斷耦合途徑，這可以通過正確的機殼屏蔽和傳輸線濾波達到。3．諧波電流測試常見問題對策及整改措施

對于由交流市電供電的電子、電氣產品，諧波電流是一個很重要的電磁兼容測量項目。

在低壓市電網絡使用的電子電氣設備，其供電電壓是正弦波，但其電流波形未必是正弦波，可能有或多或少的畸變。大量的此類設備應用，會造成電網電壓波形畸變，使電網電能質量下降。

圖4：高壓整流電路及對應的畸變電流波形

一個周期函數可以分解為傅立葉級數，表示為多級正弦函數的和式，即可把周期信號當作是正弦函數的基波與高次諧波的合成。所以，我們可以將設備的畸變電流波形分解為基波和高次諧波，通過特定的儀器測量高次諧波含量，就可以分析出設備電流波形畸變的程度。這些高次諧波電流分量我們簡稱為諧波電流。

圖6：畸變電流波形的傅立葉展開示意圖

當電網中存在過量的諧波電流，不僅會使發電機的效率降低，嚴重時還會造成發電機和電網設備的損壞，同時還會影響電網用戶設備的正常工作，比如計算機運算出錯，電視機畫面翻滾。正是出于保護共用電網電能質量，保障電網和用戶設備的正常進行，IEC提出了諧波電流限值標準。

諧波電流測試不適用于由非市電的低壓交、直流和電池供電的電子、電氣產品。3.1測量標準介紹

下面以GB17625.1標準為例，對諧波電流的測量作一個簡要介紹。

標準名稱：GB17625.1-2003 idt IEC61000-3-2:2001 《電磁兼容 限值 諧波電流發射限值（設備每相輸入電流≤16A）》

GB17625.1-2003是眾多電子電器產品認證檢驗的一個重要依據標準。該標準測量和限制的就是由低壓市電供電的電子、電氣產品（設備每相輸入電流≤16A）在使用時其供電電流波形畸變的程度。

GB17625.1-2003標準是通過限制設備電流的高次諧波分量的大小來限制設備電流波形的畸變的。GB17625.1考慮到第40次諧波電流含量。3.1.1標準的適用范圍

該標準只對接入頻率為50Hz/60Hz、相電壓為220V/230V/240V的低壓供電系統且每相輸入電流不大于16A的設備提出諧波電流限值要求。

該標準是一個通用電磁兼容標準。適合于本標準的產品類別較多，如家用電器、電動工具、電氣照明設備、信息技術設備、影音設備等等。3.1.2設備的分類

分類是按照諧波電流限值不同而進行的。A 類：平衡的三相設備;家用電器，不包括列入D 類的設備； 工具，不包括便攜式工具； 白熾燈調光器； 音頻設備；

以及除以下幾類設備外的所有其他設備。

B 類：便攜式工具；不屬于專用設備的電弧焊設備 C 類：照明設備

D 類：有功功率不大于600W 下列設備：個人計算機和個人計算機顯示器；電視接收機。B 類、C 類和D 類設備定義比較簡單，A 類的區分比較復雜。

3.1.3諧波電流限值

下列類型設備的限值在該標準中未作規定：

額定功率75W 及以下的設備，照明設備除外（將來該值可能從75W 減小到50W）； 總額定功率大于1kW 的專用設備；

額定功率不大于200W 的對稱控制加熱元件； 額定功率不大于1kW 的白熾燈獨立調光器。

（通常有生產廠家利用此條的限制項來達到免于進行諧波電流限制的目的）3.1.3.1 A類設備的諧波電流限值

A類設備的諧波電流限值見標準相應表格，限值是有效值，單位為安培。該限值是固定值，與產品的功率和基波電流大小不相關。3.1.3.2 B類設備的諧波電流限值

B類設備的諧波電流限值是A類設備的限值的1.5倍。3.1.3.3 C類設備的諧波電流限值 a）有功輸入功率大于25W

對于有功輸入功率大于25W的照明電器，諧波電流不應超過C類設備的相關限值。該限值與產品基波電流大小不相關。b）有功輸入功率不大于25W

對于有功功率不大于25W的放電燈，標準規定了其特定的合格判定條件。3.1.3.4 D類設備的諧波電流限值 a）只限制奇次諧波電流。

b）奇次諧波電流不僅要符合最大允許諧波電流，還要符合“每瓦功率允許的最大諧波電流”。可以說對D類設備的要求是比較嚴格的，而實際情況卻是D類設備的諧波電流往往比較大。該規定是考慮到D類設備應用非常廣泛，又經常是連續運轉，客觀上又經常同時使用。如此多的D類設備同時工作，它們產生的諧波電流在合成（矢量合成）后對電網電能質量的影響將是不能不考慮的。

3.1.4諧波電流測量儀器

諧波測量設備一般由兩部分組成：精密電源單元與測量儀表單元。

要求電源部分能向被測設備提供良好波形的電壓源、負載能力和平坦的阻抗特性。

標準規定測量儀表單元必須是離散付氏變換（FFT）的時域測量儀器，能夠連續、準確地同時測量全部各次諧波所涉及的幅值、相位角等需要量。

目前實驗室多采用以FFT為頻譜分析原理的諧波測量儀。測量儀的前級為采樣電路、模-數變化器，后級是FFT分析儀（可以利用PC機實現）。3.1.5試驗條件

標準中規定了部分類型設備諧波電流的試驗條件。

對于沒有提到的設備，發射測量應在用戶操作控制下或自動程序設定在正常工作狀態下，預計產生最大總諧波電流（THC）的模式進行。

這是規定了發射試驗時設備的配置，而不是要求測量THC值或尋找最惡劣狀態下的發射。3.2 諧波電流發射的基本對策

解決諧波發射超標問題的基本辦法是在原來的電源電路中增加功率因數校正（PFC）電路。或改變已有的PFC電路，使其滿足測試標準要求。

功率因數校正一般分為兩種類型，即主動式和被動式。

當然對于中小功率的電子、電器設備，盡可能將其消耗的有功功率降低到75W以下，也不失為一種有效的方法。因為標準沒有對75W及以下的設備給出限值（照明設備除外）。對于一些專用的或特殊用途的設備，使其滿足標準限值中免于限制條款，也是可行的。3.2.1主動式功率因數校正 主動式功率因數校正電路可以最大限度的提高功率因數，使其接近于1，這是目前較為理想的諧波電流解決方案。

這樣的開關電源電路必須使用二級開關電路控制，其中一級開關電路用來控制電流諧波，另外一級開關電路用作電壓調整。

該方案電路比較復雜，對電路元件要求高，增加的改進成本較高，而且對原來電源電路的設計概念必須作徹底的更新。

使用中還應該注意到，設備注入電源的射頻傳導騷擾可能因此而增加，這時必須再根據需要增加抑制電源傳導騷擾的元件。

顯然，因為技術的原因，該方案一般不能應用在采用線形電源變壓器供電的設備上。由于該方案對電路改動太大，一般少在諧波電流測試不通過時作為整改對策使用。

3.2.2被動式功率因數校正

目前消費類電子、電氣產品所采用的開關電源電路多是開關頻率比較低、電路結構簡單、成本較低的那種形式，其諧波電流發射超過限值的問題也較普遍。在這種情況下，成本控制可能是主要的考慮。

采用低頻濾波電路可以降低諧波成份到標準限值以下，這種措施屬于被動式功率因數校正。這種方案適合于中小功率設備。

因為需要濾除的是工頻諧波，對功率較大的設備，濾波器的重量和成本可能會超過設備電源本身。3.2.3其它解決措施

對那些設備整體呈感性或容性的電子、電氣設備（如電動設備等），在正常工作時，其電流波形的峰值出現時間可能會滯后或超前電壓波形的峰值，造成產品的功率因素的下降。

對此類設備較常采用的方式是對應的容性或感性補償，使補償后的電流波形的峰值出現時間與電壓波形的峰值出現時間保持同步。

此類補償需注意，不要出現過補償，否則，效果適得其反。

此類補償方式多用于電力系統的功率因素補償，一般的電子、電氣設備上較少采用。

因為，一般的電子、電氣設備的諧波問題主要表現為波形畸變，而不僅是電流波形相位滯后、超前的問題，這種補償方式效果不明顯。

下面首先介紹兩種被動式功率因數校正電路，然后再介紹主動式功率因數校正電路。

對一般用電設備來說，這兩種被動式功率因數校正電路所增加的元件成本均比較低，體積也不大，一般是可以接受的。

采用主動式功率因數校正電路的比被動式成本略高,但校正效果會比被動式好的多。對有些采用其它方案不能湊效的產品，主動式功率因數校正電路可能是最后唯一的選擇。當然，有些產品為提高產品質量和檔次，也會主動采用主動式功率因數校正電路。

3.3 利用電感儲能電流泵式解決方案 該方案適用于直接利用高壓整流方式來供電的產品。電路如圖7所示。

這個電路僅僅由一個扼流圈L1、一個快速開關二極管D1和一個耐沖擊電容C組成。用這三只元件構成一個電流泵電路，取代原來開關電源里的由二極管和RC網絡組成的限幅緩沖電路。扼流圈的電感L1大概是開關變壓器的主電感L的4倍。耦合電容C應該能夠耐高壓和沖擊，它的容量是10到30nF。對應開關電源的功率從75W到300W的范圍。

C1電容應該大到足夠滿足最大的諧波電流限值，二極管選用快恢復特性功率二極管。此電路結合主動功率因數校正的原理，利用電感儲能延長整流導通的時間，從而有效減少了輸入的諧波電流幅度。

應用此電路時，應注意調整開關變壓器和開關晶體管的參數，否則易損壞開關晶體管。此電路宜應用在電源開關頻率較高，開關晶體管導通電流大，內阻很小的電源電路中。

圖7：電流泵式被動功率因數校正電路 3.4 低頻諧波電流抑制濾波解決方案

電路如圖8所示。該方案適用于直接利用高壓整流方式來供電的產品。這個電路僅僅由一個低頻扼流圈組成，插入整流橋和濾波電容之間。

其工作原理非常簡單，低頻扼流圈的電感和整流電容以及低頻扼流圈的分布電容共同組成一個低頻諧波電流濾波器。

圖8：低頻濾波器被動功率因數校正電路 電路參數要設計成對50Hz 的基波成份衰減很小，對三次以上諧波成份衰減很大，尤其是第三次諧波（150Hz）的衰減最大。

低頻諧波電流抑制濾波器在電源整流之后或者之前的某些點插入電流回路，就可以起到抑制諧波電流的目的。

可以解決300W 以下產品的諧波電流問題，并且不需要電路其它參數作任何改變，也不會降低原電源電路的其它性能。

其缺點是體積較大，重量約100-200 克。

3.5 主動PFC解決方案

該方案是在主電源上串聯另一個電源變換器，它強迫電源緊密跟隨正弦型線電壓獲取電流。圖9為其原理示意圖。

該方案適用于直接利用高壓整流方式來供電的產品。

圖9：主動式PFC原理示意圖

工頻交流經過整流器整流后變成波動的直流，該波動直流提供給PFC 轉換電路進行轉換。對一般普通的開關電源來說，由于PFC 控制電路相當于在原開關電源的整流和濾波回路之間增加了一級開關回路。

一方面增加了電路的復雜程度，可能需要對原系統的電源部分重新設計和排版；

另一方面，由于相當于增加了一級開關轉換電路，電源產生的射頻騷擾必然有所增加甚至超標，這時可能需要采取一些措施使其重新符合相關標準的要求。3.6 諧波問題的其它對策

以上三種諧波電流問題解決方案主要適用于直接利用高壓整流方式來供電的產品。因為此類產品諧波電流非常大，若不采取相應對策，則難以滿足諧波標準要求。

對通過工頻變壓器供電的產品和直接使用交流電源而不通過電源變換電路二次供電的家電產品，一般情況下諧波電流不大，且其波電流限值比較寬松，即使不采取諧波電流抑制措施，其諧波電流測試合格率還是非常高的。

但我們依然需要注意以下幾個方面的內容。

對那些非高壓整流方式來供電的家電產品，低次諧波電流限值比較寬松，合格是比較容易的，此時，應注意的是20 次以上的高次諧波電流容易出現問題。

對此類的高次諧波超標問題，一般在電源回路中增加適當的高次諧波濾波電感（高頻扼流圈）即可解決問題。

由于半波整流方式和利用相位截波方式調節（如可控硅非過零控制）對電源進行對稱和非對稱控制都很容易產生非常大的諧波電流。諧波電流標準一般不允許采用半波整流方式和對電源進行對稱和非對稱控制。

若測試時諧波電流超標，建議將電源半波整流方式和對稱/非對稱控制方式改為其他的控制方式。如將半波整流改為全波整流或橋式整流方式。將利用相位截波方式調節的對稱/非對稱控制方式改成對稱的過零觸發控制方式。可以有效地解決此類諧波問題。4．瞬態脈沖抗擾度測試常見問題對策及整改措施 4.1 綜述

電磁兼容所說的瞬態脈沖是指干擾脈沖是斷續性的，一般具有較高的干擾電壓，較快速的脈沖上升時間，較寬的頻譜范圍。一般包括：靜電放電、電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊等。

由于它們具有以上共同特點，因此在試驗結果的判斷及抑制電路上有較大的共同點。在此處先進行介紹。

4.1.1 瞬態脈沖抗擾度測試常見的試驗結果說明

對不同試驗結果，可以根據該產品的工作條件和功能規范按以下內容分類： A：技術要求范圍內的性能正常；

B：功能暫時降低或喪失，但可自行恢復性能；

C：功能暫時降低或喪失，要求操作人員干預或系統復位；

D：由于設備（元件）或軟件的損壞或數據的喪失，而造成不可恢復的功能降低或喪失。符合A 的產品，試驗結果判合格。這意味著產品在整個試驗過程中功能正常，性能指標符合技術要求。

符合B 的產品，試驗結果應視其產品標準、產品使用說明書或者試驗大綱的規定，當認為某些影響不重要時，可以判為合格。

符合C 的產品，試驗結果除了特殊情況并且不會造成危害以外，多數判為不合格。符合D 的產品判別為不合格。

符合B 和C 的產品試驗報告中應寫明B 類或C 類評判依據。符合B 類應記錄其喪失功能的時間。

4.1.2 常用的瞬態脈沖抑制電路： 4.1.2.1 箝位二極管保護電路： 工作原理如圖10。

使用2 只二極管的目的是為了同時抑制正、負極性的瞬態電壓。瞬態電壓被箝位在V++VPN~V--VPN 范圍內，串聯電阻擔負功率耗散的作用。利用現有電源的電壓范圍作為瞬態電壓的抑制范圍，二極管的正向導通電流和串聯電阻的阻值決定了該電路的保護能力。本電路具有極好的保護效果，同時其代價低廉，適合成本控制比較嚴、靜電放電強度和頻率不十分嚴重的場合。

4.1.2.2 壓敏電阻保護電路：

壓敏電阻的阻值隨兩端電壓變化而呈非線性變化。當施加在其兩端的電壓小于閥值電壓時，器件呈現無窮大的電阻；當施加在其兩端的電壓大于閥值電壓時，器件呈現很小電阻值。此物理現象類似穩壓管的齊納擊穿現象，不同的是壓敏電阻無電壓極性要求。使用壓敏電阻保護電路的特點是簡單、經濟、瞬態抑制效果好，且可以獲得較大的保護功率。4.1.2.3 穩壓管保護電路：

背對背串接的穩壓管對瞬態抑制電路的工作原理是顯而易見的。當瞬態電壓超過V1 的穩壓值時，V1 反向擊穿，V2 正向導通；當瞬態電壓是負極性時，V2 反向擊穿，V1 正向導通。將這2 只穩壓管制作在同一硅片上就制成了穩壓管對，使用更加方便。圖10 二極管保護電路

4.1.2.4 TVS（瞬態電壓抑制器）二極管：

這是最近發展起來的一種固態二極管，適用用于ESD 保護。一般選擇工作電壓大于或等于電路正常工作電壓的器件。TVS 二極管是和被保護電路并聯的，當瞬態電壓超過電路的正常工作電壓時，二極管發生雪崩，為瞬態電流提供通路，使內部電路免遭超額電壓的擊穿或超額電流的過熱燒毀。由于TVS二極管的結面積較大，使得它具有泄放瞬態大電流的優點，具有理想的保護作用。但同時必須注意，結

面積大造成結電容增大，因而不適合高頻信號電路的保護。改進后的TVS 二極管還具有適應低壓電路(＜5V)的特點，且封裝集成度高，適用于在印制電路板面積緊張的情況下使用。這些特點決定了它有廣泛的適用范圍，尤其在高檔便攜設備的接口電路中有很好的使用價值。下面將對靜電放電、電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊的測試及常見問題對策及整改措施分別展開進行探討。由于，這三個有較大的共同點，因此在測試及對策上都有較大共同點，下面將對靜電放電問題展開詳細深入的討論，而在電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊的討論中出現的相同之處將不再重復探討。

4.2 靜電放電抗擾度測試常見問題對策及整改措施 4.2.1 靜電放電形成的機理及其對電子產品的危害

靜電是兩種介電系數不同的物質磨擦時，正負極性的電荷分別積累在兩個物體上而形成。就人體而言，衣服與皮膚之間的磨擦發生的靜電是人體帶電的主要原因之一。

靜電源跟其它物體接觸時，存在著電荷流動以抵消電壓，這個高速電量的傳送，將產生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場，這就是靜電放電。

在電子產品的生產和使用過程中，操作者是最活躍的靜電源，可能積累一定數量的電荷，當人體接觸與地相連的元件、裝置的時候就會產生靜電放電。靜電放電一般用ESD 表示。ESD 會導致電子設備嚴重地損壞或操作失常。

大多數半導體器件都很容易受靜電放電而損壞，特別是大規模集成電路器件更為脆弱。靜電對器件造成的損壞有顯性的和隱性的兩種。隱性損壞在當時看不出來，但器件變得更脆弱，在過壓、高溫等條件下極易損壞。

ESD 兩種主要的破壞機制是：由于ESD 電流產生熱量導致設備的熱失效；由于ESD 感應出高的電壓導致絕緣擊穿。

除容易造成電路損害外，ESD 也會對電子電路造成干擾。ESD 電路的干擾有二種方式。一種是傳導方式，若電路的某個部分構成了放電路徑，即ESD 接侵入設備內的電路,ESD 電流流過集成片的輸入端，造成干擾。

ESD 干擾的另一種方式是輻射干擾。即靜電放電時伴隨火花產生了尖峰電流，這種電流中包含有豐富的高頻成分。從而產生輻射磁場和電場，磁場能夠在附近電路的各個信號環路中感應出干擾電動勢。

該干擾電動勢很可能超過邏輯電路的閥值電平，引起誤觸發。輻射干擾的大小還取決于電路與靜電放電點的距離。ESD 產生的磁場隨距離的平方衰減。ESD 產生的電場隨距離立方衰減。當距離較近時，無論是電場還是磁場都是很強的。ESD 發生時，在附近位置的電路一般會受到影響。

ESD 在近場，輻射耦合的基本方式可以是電容或電感方式，取決于ESD 源和接受器的阻抗。在遠場，則存在電磁場耦合。

與ESD 相關的電磁干擾（EMI）能量上限頻率可以超過1GHz。在這個頻率上，典型的設備電纜甚至印制板上的走線會變成非常有效的接收天線。因而，對于典型的模擬或數字電子設備，ESD 會感應出高電平的噪聲。

一般來說，造成損壞，ESD 電火花必須直接接觸電路線，而輻射耦合通常只導致失常。在ESD 作用下，電路中的器件在通電條件下比不通電條件下更易損壞。4.2.2 電子產品的靜電放電測試及相關要求

對不同使用環境、不同用途、不同ESD 敏感度的電子產品標準對靜電放電抗擾度試驗的要求是不同的，但這些標準關于ESD 抗擾度試驗大多都直接或間接引用GB/T17626.2-1998（idt IEC 61000-4-2:1995）：

《電磁兼容 試驗和測量技術 靜電放電抗擾度試驗》這一國家電磁兼容基礎標準，并按其中的試驗方法進行試驗。下面就簡要介紹一下該標準的內容、試驗方法及相關要求。4.2.2.1 試驗對象：

該標準所涉及的是處于靜電放電環境中和安裝條件下的裝置、系統、子系統和外部設備。4.2.2.2 試驗內容：

靜電放電的起因有多種，但該標準主要描述在低濕度情況下，通過摩擦等因素，使操作者積累了靜電。電子和電氣設備遭受直接來自操作者的靜電放電和對臨近物體的靜電放電時的抗擾度要求和試驗方法。4.2.2.3 試驗目的：

試驗單個設備或系統的抗靜電干擾的能力。它模擬：（1）操作人員或物體在接觸設備時的放電。（2）

人或物體對鄰近物體的放電。4.2.2.4 ESD 的模擬：

圖11 和圖12 分別給出了ESD 發生器的基本線路和放電電流的波形。放電線路中的儲能電容CS 代表人體電

容，現公認150pF 比較合適。放電電阻Rd 為330Ω，用以代表手握鑰匙或其他金屬工具的人體電阻。現已證明，用這種放電狀態來體現人體放電的模型是足夠嚴酷的。4.2.2.5 試驗方法

該標準規定的試驗方法有兩種：接觸放電法和空氣放電法。

接觸放電法：試驗發生器的電極保持與受試設備的接觸并由發生器內的放電開關激勵放電的一種試驗方法。

空氣放電法：將試驗發生器的充電電極靠近受試設備并由火花對受試設備激勵放電的一種試驗方法。

接觸放電是優先選擇的試驗方法，空氣放電則用在不能使用接觸放電的場合中。4.2.2.6 試驗等級及其選擇：

試驗電平以最切合實際的安裝環境和條件來選擇，表1 提供了一個指導原則。表1 同時也給出了靜電放電試驗等級的優先選擇范圍，試驗應滿足該表所列的較低等級。表1：試驗等級選擇

接觸放電 空氣放電 安裝條件 環境條件

等級 電壓kV 等級 電壓kV 抗靜電材料 合成材料 相對濕度 %RH 1 2 1 2 √ / 35 2 4 2 4 √ / 10 3 6 3 8 / √ 50 4 8 4 15 / √ 10 X* 特殊 X* 特殊 / / / 注：*“X”是一個開放等級，必須在專用設備的規范中加以規定。

等級的選擇取決于環境等因素，對具體的產品來說，往往已在相應的產品或產品族標準中加以規定。

4.2.2.7 試驗環境

對空氣放電該標準規定了環境條件：

環境溫度：15℃~35℃、相對濕度：30%~60%RH、大氣壓力：86kPa~106kPa 對接觸放電該標準未規定特定的環境條件。4.2.2.8 試驗布置

標準對試驗布置也做出了詳細的規定，圖13 所示為臺式設備的試驗布置示意圖。4.2.2.9 試驗實施

實施部位：直接放電施加于操作人員在正常使用受試設備時可能接觸到的點或面上；間接放電施加于水平耦合板和垂直耦合板。

直接放電模擬了操作人員對受試設備直接接觸時發生的靜電放電情況。

間接放電則是對水平耦合板和垂直耦合板進行放電，模擬了操作人員對放置于或安裝在受試設備附近的物體放電時的情況。

直接放電時，接觸放電為首選形式；只有在不能用接觸放電的地方（如表面涂有絕緣層，計算機鍵盤縫隙等情況）才改用氣隙（空氣）放電。

圖11：靜電放電發生器

圖12：靜電放電的電流波形 間接放電：選用接觸放電方式。

試驗電壓要由低到高逐漸增加到規定值。

不同的產品或產品族標準對試驗的實施可能根據產品的特點有特定的規定。

圖13：臺式設備靜電放電布置示意圖 4.2.2.10 試驗結果

若靜電放電測試通不過，可能產生如下后果：（1）直接通過能量交換引起半導體器件的損壞。

（2）放電所引起的電場與磁場變化，造成設備的誤動作。4.2.3 電子產品的靜電放電對策及改進要點

有很多辦法減小ESD 產生的電磁干擾（EMI）影響電子產品或設備：完全阻止ESD 產生，阻止EMI（本文中專指因ESD 產生的EMI）耦合到電路或設備以及通過設計工藝增加設備固有的ESD 抗擾性。

ESD 通常發生在產品自身暴露在外的導電物體，或者發生在鄰近的導電物體上。對設備而言，容易產生靜電放電的部位是：電纜、鍵盤及暴露在外的金屬框架以及設備外殼上的孔、洞、縫隙等。

常用的改進方法是在產品ESD 發生或侵入危險點，例如輸入點和地之間設置瞬態保護電路，這些電路僅僅在ESD 感應電壓超過極限時發揮作用。保護電路可以包括多個電流分流單元。有多種電路可以達到ESD 保護的目的，但選用時必須考慮以下原則，并在性能和成本之間加以權衡：速度要快，這是ESD 干擾的特點決定的；能應付大的電流通過；考慮瞬態電壓會在正、負極性兩個方向發生；對信號增加的電容效應和電阻效應控制在允許范圍內；考慮體積因素；考慮產品成本因素。

我們可以從以下幾種抑制ESD 干擾的方法中選擇適用的對策： 4.2.3.1 外殼設計：

外殼在人手和內部電路間建立隔離層，阻止ESD 的發生，金屬外殼同時也是阻止ESD 間接放電形成的輻射及傳導耦合的關鍵。

一個完整的封閉金屬殼能在輻射噪聲中屏蔽電路，但由于從電路到屏蔽殼體的ESD 副級電弧可能產生傳導耦合，因而一些外殼設計使用絕緣體，在絕緣殼中，放置一個金屬的屏蔽體。這種設計的好處是既可以防止因操作者對金屬外殼的直接接觸放電造成干擾，又可以防止操作者對周圍物體放電時形成的EMI 耦合到內部形成干擾，同時在操作者對外殼的孔、洞、縫隙放電時給放電電流一個泄放通道，防止對內部電路直接放電。這種做法的簡化是在設備金屬外殼上涂絕緣漆或貼一層絕緣物質，使絕緣能力大于20kV。

因為靜電會穿過孔洞、縫隙放電，所以絕緣外殼的孔洞、縫隙與內部電路間應留有足夠的空間，2cm 左右的空氣隙可以阻止靜電放電的發生。對外殼上的孔、洞、排氣口等，用幾個小孔代替一個大孔，從EMI 抑制的角度來說更好。為減小EMI 噪聲，縫隙邊沿每隔一定距離處使用電連接。

對金屬外殼而言，外殼各部分之間的搭接非常重要，若機箱兩部分之間的搭接阻抗較高，當靜電放電電流流過搭接點時，會產生電壓降，這可能會影響電路的正常工作。

解決這個問題的方法有兩個：1）盡量使外殼保持導電連續，減少搭接阻抗。2）在電路與機箱之間增加一層屏蔽，減小電路與機箱之間的電容耦合。內層屏蔽要與外殼連接起來。

如果是塑料外殼，則要求對電路的接地進行仔細布置，以防止放電電流感應到電路上去。塑料外殼的優點是不會產生直接放電現象。如果塑料外殼上沒有大的開孔，則塑料外殼能對電路起到保護作用，但塑料外殼對防止操作者對周圍物體放電時耦合到內部形成干擾無抑制能力。4.2.3.2 接地設計：

一旦發生了靜電放電，應該讓其盡快旁路人地，不要直接侵入內部電路。例如內部電路如用金屬機箱屏蔽，則機箱應良好接地，接地電阻要盡量小，這樣放電電流可以由機箱外層流入大地，同時也可以將對周圍物體放電時形成的騷擾導入大地，不會影響內部電路。

對金屬機箱，通常機箱內的電路會通過I/O 電纜、電源線等接地，當機箱上發生靜電放電時，機箱的電位上升，而內部電路由于接地，電位保持在地電位附近。這時，機箱與電路之間存在著很大的電位差。這會在機箱與電路之間引起二次電弧。使電路造成損壞。通過增加電路與外殼之間的距離可以避免二次電弧的發生。當電路與外殼之間的距離不能增加時，可以在外殼與電路之間加一層接地的金屬擋板，擋住電弧。

如果電路與機箱連在一起，則只應通過一點連接。防止電流流過電路。線路板與機箱連接的點應在電纜入口處。

對塑料機箱，則不存在機箱接地的問題。4.2.3.3 電纜設計：

一個正確設計的電纜保護系統可能是提高系統ESD 非易感性的關鍵。作為大多數系統中的最大的“天線”— I/O 電纜特別易于被ESD 干擾感應出大的電壓或電流。從另一方面，電纜也對ESD 干擾提供低阻抗通道，如果電纜屏蔽同機殼地連接的話。通過該通道ESD 干擾能量可從系統接地回路中釋放，因而可間接地避免傳導耦合。為減少ESD 干擾輻射耦合到電纜，線長和回路面積要減小，應抑制共模耦合并且使用金屬屏蔽。對于輸入/輸出電纜可采用使用屏蔽電纜、共模扼流圈、過壓箝位電路及電纜旁路濾波器措施。在電纜的兩端，電纜屏蔽必須與殼體屏蔽連接。在互聯電纜上安裝一個共模扼流圈可以使靜電放電造成的共模電壓降在扼流圈上，而不是另一端的電路上。

兩個機箱之間用屏蔽電纜連接時，通過電纜的屏蔽層將兩個機箱連接在一起，這樣可以使兩個機箱之間的電位差盡量小。這里，機箱與電纜屏蔽層之間的搭接方式很重要。強烈建議在電纜兩端的機箱與電纜屏蔽層之間360°搭接。4.2.3.4 鍵盤和面板：

鍵盤和控制面板的設計必須保證放電電流能夠直接流到地，而不會經過敏感電路。

對于絕緣鍵盤，在鍵與電路之間要安裝一個放電防護器（如金屬支架），為放電電流提供一條放電路徑。放電防護器要直接連接到機箱或機架上，而不能連接到電路地上。當然，用較大的旅鈕（增加操作者到內部線路的距離）能夠直接防止靜電放電。鍵盤和控制面板的設計應能使放電電流不經過敏感電路而直接到地。采用絕緣軸和大旋鈕可以防止向控制鍵或電位器放電。現在，較多的電子產品面板采用薄膜按鍵和薄膜顯示窗，由于該薄膜由耐高壓的絕緣材料構成，可有效防止ESD 通過按鍵和顯示窗進入內部電路形成干擾。另外，現在大多數鍵盤的按鍵內部均有由耐高壓的絕緣薄膜構成的襯墊，可有效防止ESD 的干擾。4.2.3.5 電路設計：

設備中不用的輸入端不允許處于不連接或懸浮狀態，而應當直接或通過適當電阻與地線或電源端相連通。

一般來說，與外部設備連接的接口電路都需要加保護電路，其中也包括電源線，這一點往往被硬件設計所忽視。以微機為例來講，應該考慮安排保護電路的環節有：串行通信接口、并行通信接口、鍵盤接口、顯示接口等。

濾波器（分流電容或一系列電感或兩者的結合）必須用在電路中以阻止EMI 耦合到設備。如果輸入為高阻抗，一個分流電容濾波器最有效，因為它的低阻抗將有效地旁路高的輸入阻抗，分流電容越接近輸入端越好。如果輸入阻抗低，使用一系列鐵氧體可以提供最好的濾波器，這些鐵氧體也應盡可能接近輸入端。

在內部電路上加強防護措施。對于可能遭受直接傳導的靜電放電干擾的端口，可以在I/O 接口處串接電阻或并聯二極管至正負電源端。MOS 管的輸入端串接100kΩ電阻，輸出端串接1kΩ電阻，以限制放電電流量。TTL 管輸人端串接22～100Ω電阻，輸出端串接22～47Ω電阻。模擬管輸入端串接100Ω～100kΩ，并且加并聯二極管，分流放電電流至電源正或負極，模擬管輸出端串接100Ω的電阻。

在I/O 信號線上安裝一個對地的電容能夠將接口電纜上感應的靜電放電電流分流到機箱，避免流到電路上。但這個電容也會將機殼上的電流分流到信號線上。為了避免這種情況的發生，可以在旁路電容與線路板之間安裝一只鐵氧體磁珠，增加流向線路板的路徑的阻抗。需要注意的是，電容的耐壓一定要滿足要求。靜電放電的電壓可以高達數千伏。

用一個瞬態防護二極管也能夠對靜電放電起到有效的保護，但需要注意，用二極管雖然將瞬態干擾的電壓限制住了，但高頻干擾成分并沒有減少，該電路中一般應有與瞬態防護二極管并聯的高頻旁路電容抑制高頻干擾。

在電路設計及電路板布線方面，應采用門電路和選通脈沖。這種輸入方式只有在靜電放電和選通同時發生時才能造成損壞。而脈沖邊沿觸發輸入方式對靜電放電引起的瞬變很敏感，不宜采用。4.2.3.6 PCB 設計：

良好的PCB 設計可以有效地減少ESD 干擾對產品造成的影響，這也是電磁兼容設計中ESD 設計部分的一個重要的內容，大家可以從那部分課程中得到詳細的指引。對一個成品進行電磁兼容對策時，很難再對PCB 進行重新設計（改進成本太高），此處不再加以介紹。4.2.3.7 軟件：

除了硬件措施外，軟件抑制方案也是減少系統鎖定等嚴重失常的有力方法。

軟件ESD 抑制措施分為兩種常用的類別：刷新、檢查并且恢復。刷新涉及到周期性地復位到休止狀態，并且刷新顯示器和指示器狀態。只需進行一次刷新然后假設狀態是正確的，其它的事就不用做了。

檢查/恢復過程用于決定程序是否正確執行，它們在一定間隔時間被激活，以確認程序是否在完成某個功能。如果這些功能沒有實現，一個恢復程序被激活。4.2.4 一般ESD 對策準則：

（1）在易感CMOS、MOS 器件中加入保護二極管；

（2）在易感傳輸線上（地線在內）串幾十歐姆的電阻或鐵氧體磁珠；（3）使用靜電保護表面涂敷技術，使ESD 難以機芯放電，經證明十分有效；（4）盡量使用屏蔽電纜；

（5）在易感接口處安裝濾波器；并將無法安裝濾波器的敏感接口加以隔離；（6）選擇低脈沖頻率的邏輯電路；（7）外殼屏蔽加良好的接地。

4.3 電快速瞬變脈沖群抗擾度測試常見問題對策及整改措施 4.3.1 電快速瞬變脈沖群形成的機理及其對電子產品的影響

電快速瞬變脈沖群是由電感性負載（如繼電器、接觸器等）在斷開時，由于開關觸點間隙的絕緣擊穿或觸點彈跳等原因，在斷開處產生的暫態騷擾。當電感性負載多次重復開關，則脈沖群又會以相應的時間間隙多次重復出現。這種暫態騷擾能量較小，一般不會引起設備的損壞，但由于其頻譜分布較寬，所以會對電子、電氣設備的可靠工作產生影響。

一般認為電快速瞬變脈沖群之所以會造成設備的誤動作，是因為脈沖群對線路中半導體結電容充電，當結電容上的能量累積到一定程度，便會引起線路乃至設備的誤動作。4.3.2 電快速瞬變脈沖群測試及相關要求

不同的電子、電氣產品標準對電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗的要求是不同的，但這些標準關于電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗大多都直接或間接引用GB/T17626.4-1998（idt IEC 61000-4-4:1995）：《電磁兼容試驗和測量技術 電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗》這一國家電磁兼容基礎標準，并按其中的試驗方法進行試驗。下面就簡要介紹一下該標準的內容、試驗方法及相關要求。

4.3.2.1 試驗對象：

適用于在住宅區和商業區/工業區使用的在運行條件下的電子、電氣設備的電快速瞬變脈沖群的抗擾性能測試。4.3.2.2 試驗內容：

對電氣和電子設備的供電電源端口、信號和控制端口在受到重復性快速瞬變脈沖群干擾時的性能進 行評定。

4.3.2.3 試驗目的：

重復快速瞬變試驗是一種將由許多快速瞬變脈沖組成的脈沖群耦合到電氣和電子設備的電源端口、信號和控制端口的試驗。試驗的要點是瞬變的短上升時間、重復率和低能量。

電快速速變脈沖群試驗的目的就是為了檢驗電子、電氣設備在遭受這類暫態騷擾影響時的性能。4.3.2.4 試驗發生器

試驗發生器性能的主要指標有三個：單個脈沖波形、脈沖的重復頻率和輸出電壓峰值。GB/T 17626.4 要求試驗發生器輸出波形應如圖14，15 所示。

圖14：快速瞬變脈沖群概略圖

圖15：接50Ω 負載時單個脈沖的波形 4.3.2.5 試驗方法

對交/直流電源端子的選擇耦合/去耦網絡來施加快速瞬變脈沖群干擾信號。

對I/O 信號、數據和控制端口選擇快速瞬變脈沖群測試專用的容性耦合夾來施加快速瞬變脈沖群干擾信號。

4.3.2.6 試驗等級及其選擇： 表2：試驗等級

供電電源端口、保護接地 I/O、數據和控制端口 等級 電壓峰值 kV 重復頻率 kHz 電壓峰值 kV 重復頻率 kHz 1 0.5 5 0.25 5 2 1 5 0.5 5 3 2 5 1 5 4 4 2.5 2 5 x 特定 特定 特定 特定

注：X 是一個開放等級。開路輸出試驗電壓精度±10％；和脈沖的重復頻率精度±20％ 試驗等級應根據下列情況來選擇：

----電磁環境；----騷擾源與關心的設備的鄰近情況；----兼容性裕度。對具體的產品來說，試驗等級選擇往往已在相應的產品或產品族標準中加以規定。4.3.2.7 試驗環境 該標準規定的環境條件：

環境溫度：15℃~35℃、相對濕度：25%~75%RH、大氣壓力：86kPa~106kPa 4.3.2.8 試驗布置

標準對試驗布置也做出了詳細的規定，圖16 所示為用于實驗室型式試驗的一般試驗配置示意圖。

L=耦合夾與EUT 之間的距離，不應大于1m；（A）=電源線耦合位置；（B）=信號線耦合位置

圖16：用于實驗室型式試驗的一般試驗配置 4.3.2.9 試驗實施

電源、信號和其他功能電量應在其額定的范圍內使用，并處于正常的工作狀態。根據要進行試驗的EUT 的端口類型選擇相應的試驗等級和耦合方式。

使受試設備處于典型工作條件下，根據受試設備端口及其組合，依次對各端口施加試驗電壓。每種組合應針對不同脈沖極性進行測試，每種狀態的試驗持續時間不少于1min。不同的產品或產品族標準對試驗的實施可能根據產品的特點有特定的規定。4.3.2.10 試驗結果

若電快速速變脈沖群測試通不過，可能產生如下后果：造成設備的誤動作。4.3.3 導致電快速脈沖試驗失敗的原因

從脈沖群試驗主要是進行電源線和信號/控制線的傳導差/共模干擾試驗，只是干擾脈沖的波形前沿非常陡峭，持續時間非常短暫，因此含有極其豐富的高頻成分，這就導致在干擾波形的傳輸過程中，會有一部分干擾從傳輸的線纜中逸出，這樣設備最終受到的是傳導和輻射的復合干擾。電快速脈沖試驗波形的上升沿很陡，包含了很豐富的高頻成分。另外，由于試驗脈沖是持續一段時間的脈沖串，因此它對電路的干擾有一個累積效應，大多數電路為了抗瞬態干擾，在輸入端安裝了積分電路，這種電路對單個脈沖具有很好的抑制作用，但是對于一串脈沖則不能有效地抑制。電快速脈沖對設備影響的原因有三種，包括：

a）通過電源線直接傳導進設備的電源，導致電路的電源線上有過大的噪聲電壓。當單獨對火線或零線注入時，在火線和零線之間存在著差模干擾，這種差模電壓會出現在電源的直流輸出端。當同時對火線和零線注入時，僅存在著共模電壓，由于大部分電源的輸入都是平衡的（無論是變壓器輸入，還是整流橋輸入），因此實際共模干擾轉變成差模電壓的成分很少，對電源的輸出影響并不大。

b）干擾能量在電流線上傳導的過程中，向空間輻射，這些輻射能量感應到鄰近的信號電纜上，對信號電纜連接的電路形成干擾（如果發生這種情況，往往會在直接向信號電纜注入試驗脈沖時，導致試驗失敗）。

c）干擾脈沖信號在電纜（包括信號電纜和電源電纜）上傳輸時產生的二次輻射能量感應進電路，對電路形成干擾。

4.3.4 通過電快速脈沖試驗的整改措施

針對脈沖群干擾，主要采用濾波（電源線和信號線的濾波）及吸收（用鐵氧體磁芯來吸收）。采用鐵氧體磁芯吸收的方案非常便宜也非常有效，但要注意做試驗時鐵氧體磁芯的擺放位置，就是今后要使用鐵氧體磁芯的位置，千萬不要隨意更改，因為脈沖群干擾不僅僅是一個傳導干擾，更麻煩的是它還含有輻射的成分，不同的安裝位置，輻射干擾的逸出情況各不相同，難以捉摸。一般將鐵氧體磁芯用在干擾的源頭和設備的入口處最為有效。下面根據端口的不同分別進行探討。4.3.4.1 針對電源線試驗的措施

解決電源線干擾問題的主要方法是在電源線入口處安裝電源線濾波器，阻止干擾進入設備。快速脈沖通過電源線注入時，可以是差模方式注入，也可以是共模方式注入。對差模方式注入的一般可以通過差模電容（X 電容）和電感濾波器加以吸收。

若注入到電源線上的電壓是共模電壓，濾波器必須能對這種共模電壓起到抑制作用才能使受試設備順利通過試驗。

下面是用濾波器抑制電源線上的電快速脈沖的方法。a）設備的機箱是金屬的：

這種情況是最容易的。因為機箱是金屬的，它與地線面之間有較大的雜散電容，能夠為共模電流提供比較固定的通路。這時，只要在電源線的入口處安裝一只含有共模濾波電容的電源線濾波器，共模濾波電容就能將干擾旁路掉，使其回到干擾源。由于電源線濾波器中的共模濾波電容受到漏電流的限制，容量較小，因此對于干擾中較低的頻率成分主要依靠共模電感抑制。另外，由于設備與地線面之間的接地線具有較大的電感，對于高頻干擾成分阻抗較大，因此設備接地與否對試驗的結果一般沒有什么影響。除了選擇高頻性能良好的濾波器以外，在安裝濾波器時，注意濾波器應靠近金屬機箱上的電源入口處，防止電源線二次輻射造成的干擾。b）設備機箱是非金屬的

如果設備的機箱是非金屬的，必須在機箱底部加一塊金屬板，供濾波器中的共模濾波電容接地。這時的共模干擾電流通路通過金屬板與地線面之間的雜散電容形成通路。如果設備的尺寸較小，意味著金屬板尺寸也較小，這時金屬板與地線面之間的電容量較小，不能起到較好的旁路作用。在這種情況下，主要靠電感發揮作用。此時，需要采用各種措施提高電感高頻特性，必要時可用多個電感串聯。

4.3.4.2 針對信號線試驗應采取的措施

快速脈沖通過信號/控制線注入時，由于是采用容性耦合夾注入，屬共模注入方式。a）信號電纜屏蔽： 從試驗方法可知，干擾脈沖耦合進信號電纜的方式為電容性耦合。消除電容性耦合的方法是將電纜屏蔽起來，并且接地。因此，用電纜屏蔽的方法解決電快速脈沖干擾的條件是電纜屏蔽層能夠與試驗中的參考地線面可靠連接。如果設備的外殼是金屬的并是接地的設備，這個條件容易滿足。當設備的外殼是金屬的，但是不接地時，屏蔽電纜只能對電快速脈沖中的高頻成分起到抑制作用，這是通過金屬機殼與地之間的雜散電容來接地的。如果機箱是非金屬機箱，則電纜屏蔽的方法就沒有什么效果。

b）信號電纜上安裝共模扼流圈：

共模扼流圈實際是一種低通濾波器，只有當電感量足夠大時，才能對電快速脈沖群有效果。但是當扼流圈的電感量較大時（往往匝數較多），雜散電容也較大，扼流圈的高頻抑制效果降低。而電快速脈沖波形中包含了大量的高頻成分。因此，在實際使用時，需要注意調整扼流圈的匝數，必要時用兩個不同匝數扼流圈串聯起來，兼顧高頻和低頻的要求。

c）信號電纜上安裝共模濾波電容。這種濾波方法比扼流圈具有更好的效果，但是需要金屬機箱作為濾波電容的地。另外，這種方法會對差模信號有一定的衰減，在使用時需要注意。d）對敏感電路局部屏蔽。當設備的機箱為非金屬機箱，或者電纜的屏蔽和濾波措施不易實施時，干擾會直接耦合進電路。這時只能對敏感電路進行局部屏蔽。屏蔽體應該是一個完整的六面體。4.4 浪涌沖擊抗擾度測試常見問題對策及整改措施 4.4.1 浪涌沖擊形成的機理

電磁兼容領域所指的浪涌沖擊一般來源于開關瞬態和雷擊瞬態。4.4.1.1 開關瞬態

系統開關瞬態與以下內容有關：

a）主電源系統切換騷擾，例如電容器組的切換；

b）配電系統內在儀器附近的輕微開關動作或者負荷變化； c）與開關裝置有關的諧振電路，如晶閘管；

d）各種系統故障，例如對設備組接地系統的短路和電弧故障。4.4.1.2 雷擊瞬態

雷電產生浪涌（沖擊）電壓的主要原理如下：

a）直接雷擊于外部電路（戶外），注入的大電流流過接地電阻或外部電路阻抗而產生電壓； b）在建筑物內、外導體上產生感應電壓和電流的間接雷擊（即云層之間或云層中的雷擊或擊于附近物體的雷擊，這種雷擊產生的磁場）；

c）附近直接對地放電地雷電入地電流耦合到設備組接地系統的公共接地路徑。當保護裝置動作時，電壓和電流可能發生迅速變化，并可能耦合到內部電路。4.4.2 浪涌沖擊測試及相關要求

不同的電子、電氣產品標準對浪涌（沖擊）抗擾度試驗的要求是不同的，但這些標準關于浪涌（沖擊）抗擾度試驗大多都直接或間接引用GB/T17626.5-1999（idt IEC 61000-4-5:1995）：《電磁兼容 試驗和測量技術 浪涌（沖擊）抗擾度試驗》這一國家電磁兼容基礎標準，并按其中的試驗方法進行試驗。下面就簡要介紹一下該標準的內容、試驗方法及相關要求。4.4.2.1 適用范圍：

適用于電氣和電子設備在規定的工作狀態下工作時，對由開關或雷電作用所產生的有一定危害電平的浪涌（沖擊）電壓的反應。

該標準不對絕緣物耐高壓的能力進行試驗。該標準不考慮直擊雷。4.4.2.2 試驗內容：

對電氣和電子設備的供電電源端口、信號和控制端口在受到浪涌（沖擊）干擾時的性能進行評定。4.4.2.3 試驗目的： 評定設備在遭受到來自電力線和互連線上高能量浪涌（沖擊）騷擾時產品的性能。4.4.2.4 試驗發生器

a）信號發生器的特性應盡可能地模擬開關瞬態和雷擊瞬態現象；

b）如果干擾源與受試設備的端口在同一線路中，例如在電源網絡中（直接耦合），那么信號發生器

在受試設備的端口能夠模擬一個低阻抗源；

c）如果干擾源與受試設備的端口不在同一線路中（間接耦合），那么信號發生器能夠模擬一個高阻抗源。

對于不同場合使用的產品及產品的不同端口，由于相應的浪涌（沖擊）瞬態波形，各不相同，因此對應的模擬信號發生器的參數也各不相同。

圖17：浪涌（沖擊）信號電壓及電流波形

例如：對交流電源端口，通常采用的是1.2/50μs(8/20μs)組合波信號發生器；對電信端口，通常采用的是10/700μs 的符合CCITT 要求的試驗信號發生器。浪涌（沖擊）波形見圖17 所示。

4.4.2.5 試驗方法

浪涌（沖擊）測試一般應在線進行。

測試時，應根據不同的端口選擇對應的波形發生器和相應的耦合/去耦單元，同時也應注意不同狀態下的信號源內阻選擇。4.4.2.6 試驗等級及其選擇： 表3：試驗等級

等級 開路試驗電壓（±10%），kV 1 0.5 2 1.0 3 2.0 4 4.0 X 特定

注：X 是一個開放等級，可以在產品要求中加以規定。試驗等級應根據安裝情況來選擇。

對較高等級測試時，試驗應滿足該表所列的較低等級。

對具體的產品來說，試驗等級選擇往往已在相應的產品或產品族標準中加以規定。4.4.2.7 試驗環境 該標準規定的環境條件：

環境溫度：15℃~35℃、相對濕度：10%~75%RH、大氣壓力：86kPa~106kPa 4.4.2.8 試驗布置

圖

18、圖19 是交/直流電源端浪涌（沖擊）差模和共模試驗配置示意圖。

圖18：用于電源端浪涌（沖擊）試驗配置（差模方式）

圖19：用于電源端浪涌（沖擊）試驗配置（共模方式）4.4.2.9 試驗實施

電源、信號和其他功能電量應在其額定的范圍內使用，并處于正常的工作狀態。根據要進行試驗的EUT 的端口類型選擇相應的試驗試驗波形發生器和耦合單元及相應的信號源內 阻。

使受試設備處于典型工作條件下，根據受試設備端口及其組合，依次對各端口施加沖擊電壓。每種組合應針對不同脈沖極性進行測試，兩次脈沖間隔時間不少于1min。

對電源端子進行浪涌測試時，應在交流電壓波形的正、負峰值和過零點分別施加試驗電壓。對電源線和信號線應分別在不同組合的共模和差模狀態下施加脈沖沖擊。每種組合狀態至少進行5 次脈沖沖擊。

若需滿足較高等級的測試要求，也應同時進行較低等級的測試，只有兩者同時滿足，我們才認為測試通過。

不同的產品或產品族標準對試驗的實施可能根據產品的特點有特定的規定。4.4.2.10 試驗結果

若電快速速變脈沖群測試通不過，可能產生如下后果：（1）引起接口電路器件的擊穿損壞。（2）造成設備的誤動作。

4.4.3 導致浪涌沖擊抗擾度試驗失敗的原因

浪涌脈沖的上升時間較長，脈寬較寬，不含有較高的頻率成分，因此對電路的干擾以傳導為主。主要體現在過高的差模電壓幅度導致輸入器件擊穿損壞，或者過高的共模電壓導致線路與地之間的絕緣層擊穿。由于器件擊穿后阻抗很低，浪涌發生器產生的很大的電流隨之使器件過熱發生損壞。

對于有較大平滑電容的整流電路，過電流使器件損壞也可能是首先發生的。例如，對開關電源的高壓整流濾波電路而言，浪涌到來時，整流電路和平滑電容提供了很低的阻抗，浪涌發生器輸出的很大的電流流過整流二極管，當整流二極管不能承受這個電流時，就發生過熱而燒毀。隨著電容的充電，電容上的電壓也會達到很高，有可能導致電容擊穿損壞。

4.4.4 通過浪涌抗擾度試驗應采取的措施

雷擊浪涌試驗有共模和差模兩種，因此浪涌吸收器件的使用要考慮到與試驗的對應情況。為保證使用效果，浪涌吸收器件要用在進線入口處。由于浪涌吸收過程中的di/dt 特別大，在器件附近不能有信號線和電源線經過，以防止因電磁耦合將干擾引入信號和電源線路。此外，浪涌吸收器件的引腳要短；吸收器件的吸收容量要與浪涌電壓和電流的試驗等級相匹配。

雷擊浪涌試驗的最大特點是能量特別大，所以采用普通濾波器和鐵氧體磁芯來濾波、吸收的方案基本無效，必須使用氣體放電管、壓敏電阻、硅瞬變電壓吸收二極管和半導體放電管等專門的浪涌抑制器件才行。

浪涌抑制器件的一個共同特性就是阻抗在有浪涌電壓與沒浪涌電壓時不同。正常電壓下，它的阻抗很高，對電路的工作沒有影響，當有很高的浪涌電壓加在它上面時，它的阻抗變得很低，將浪涌能量旁路掉這類器件的使用方法是并聯在線路與參考地之間，當浪涌電壓出現時，迅速導通，以將電壓幅度限制在一定的值上。

壓敏電阻、瞬態抑制二極管和氣體放電管具有不同的伏安特性，因此浪涌通過它們時發生的變化不同，圖20 對浪涌通過這三種器件時的變化進行了比較。

圖20：浪涌沖擊通過不同的抑制器件時的電壓波形示意圖 4.4.4.1 壓敏電阻

當壓敏電阻上的電壓超過一定幅度時，電阻的阻值大幅度降低，從而浪涌能量泄放掉。在浪涌電壓作用下，導通后的壓敏電阻上的電壓（一般稱為鉗位電壓），等于流過壓敏電阻的電流乘以壓敏電阻的

阻值，因此在浪涌電流的峰值處鉗位電壓達到最高。（1）優點：峰值電流承受能力較大，價格低。

（2）缺點：鉗位電壓較高（取決于最大浪涌電流），一般可以達到工作電壓的2～3 倍，因此電路必須能承受這么高的浪涌電壓。另外，壓敏電阻隨著受到浪涌沖擊次數的增加，漏電流增加。如果在交流電源線上應用會導致漏電流超過安全規定的現象，嚴重時，壓敏電阻會因過熱而爆炸。壓敏電阻的其他缺點還有：響應時間較長，寄生電容較大。

（3）適用場合：直流電源線、低頻信號線，或者與氣體放電管串聯起來用在交流電源線上。4.4.4.2 瞬態抑制二極管（TVS）

當TVS 上的電壓超過一定幅度時，器件迅速導通，從而將浪涌能量泄放掉。由于這類器件導通后阻抗很小，因此它的鉗位電壓很平坦，并且很接近工作電壓。（1）優點：響應時間短，鉗位電壓低（相對于工作電壓）。

（2）缺點：由于所有功率都耗散在二極管的PN 結上，因此它所承受的功率值較小，允許流過的電流較小。一般的TVS 器件的寄生電容較大，如在高速數據線上使用，要用特制的低電容器件，但是低電容器件的額定功率往往較小。

（3）適用場合：浪涌能量較小的場合。如果浪涌能量較大，要與其他大功率浪涌抑制器件一同使

用，TVS 作為后級防護。4.4.4.3 氣體放電管

當氣體放電管上的電壓超過一定幅度時，器件變為短路狀態，阻抗幾乎為零。這種導通原理與控制電感性負載的開關觸點被擊穿的原理相同，只是這里兩個觸點之間的距離和氣體環境是控制好的，可使擊穿電壓為一個確定值。氣體放電管一旦導通后，它上面的電壓會很低。（1）優點：承受電流大，寄生電容小。

（2）缺點：響應時間長。另外，由于維持它導通所需要的電壓很低，因此當浪涌電壓過后，只要加在氣體放電管上的電壓高于維持電壓，它就會保持導通，在交流場合應用時，只有當交流電過零點時，它才會斷開，因此會有一定的慣用電流。由于跟隨電流的時間較長，會導致放電管觸點迅速燒毀，從而縮短放電管的壽命。

（3）適用場合：信號線或工作電壓低于導通維持電壓的直流電源線上（一般低于10V）；與壓敏電阻組合起來用在交流電源線上。4.4.4.3 氣體放電管和壓敏電阻組合應用

氣體放電管和壓敏電阻都不適合單獨在交流電源線上使用。氣體放電管的問題是它的電流效應。壓

敏電阻的問題是隨著受浪涌作用的次數增加交流漏電流增加。一個實用的方案是將氣體放電管與壓敏電阻串聯起來使用。如果同時敏電阻上并聯一個電容，浪涌電壓到來時，可以更快地將電壓加到氣體放電管上，縮短導通時間。

這種氣體放電管與壓敏電阻的組合除了可以避免上述缺點以外，還有一個好處就是可以降低限幅電

壓值。在這里可以使用導通電壓較低（低于工作電壓）的壓敏電阻。從而可以降低限幅電壓值。該連接方式對浪涌電壓的抑制作用如圖21 所示。

圖21：氣體放電管和壓敏電阻串聯使用的效果

采用組合式保護方案能發揮不同保護器件的各自特點，從而取得最好的保護效果。浪涌經過壓敏電阻和氣體放電管后，會殘留一個較窄的脈沖，這是由于氣體放電管導通點較高所致。

由于這個脈沖較窄，因此很容易用低通濾波器濾除。實用的浪涌防護電路是在浪涌抑制器的后面加低通濾波器。

4.4.4.4 地線反彈的抑制

當并聯型的浪涌抑制器發揮作用時，它將浪涌能量旁路到地線上。由于地線都是有一定阻的，因此當電流流過地線時，地線上會有電壓。這種現象一般稱為地線反彈。地線反彈對設備的影響如下：

（1）浪涌抑制器的地與設備的地不在同一點，設備的線路實際上沒有受到保護，較高的浪源電壓仍然加到了設備的電源線與地之間。解決辦法是在線路與設備的外殼（地）之間再并聯一只浪涌抑制器。

（2）浪涌抑制器的地與設備的地在同一點，這時，該臺設備的線路與地之間沒有浪涌電壓，受到了保護，但是如果這個設備與其他設備連接在一起，另一臺設備就要承受共模電壓。這個共模電壓會出現在所有連接設備1 與設備2 的電纜上。解決的方法是在互連電纜的設備2 一端安裝浪涌抑制器。

4.4.4.5 浪涌抑制器件的正確使用

需要注意的是，浪涌抑制器件的壽命不是永久的，總會失效。因此，在結構設計上，應該便于更換浪涌抑制器件。并且，當浪涌抑制器件失效時，應該有明顯的顯示，提醒維護人員進行更換。浪涌抑制器件的失效模式一般為短路，這可以稱為安全模式。因為當浪涌抑制器短路時，線路會出現故障，從而提醒維修人員更換浪涌抑制器。但是，也有開路失效模式的可能性，這時往往會給設備帶來潛在危險，因為設備會直接處于沒有保護的狀態下。參考文獻：

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