D-65《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》.doc

EMC电磁兼容设计与测试案例分析 ? 沈伟 编 ?? 兵器工程师进修大学 2012年8月 《EMC电磁兼容设计与测试案例分析 一、 课程性质与基本要求 1、课程性质 电磁兼容是一门理论性和实践性都非常强，同时涉及知识范围非常广的综合性交叉学科，被广泛应用于多个领域。从事生产、使用电子设备的科研和技术人员都将不可避免地遇到电磁兼容性的问题2、基本要求 本课程的先修课程包括：电路分析、电磁场理论、信号分析模拟电路基础、等。 从实际工作需要出发，论述了电磁兼容的基本概念和原理，。详细阐述了工程中常遇到的。掌握电磁兼容的基本原理能初步解决实际电路和系统中的干扰问题。使学生对电磁兼容的重要性、理论与方法有一个基本的认识今后进一步从事该领域的研究和工程实践奠定基础。 第一章 EMC基础知识及EMC测试实质 1.1 了解电磁兼容的概念。 电磁兼容（EMC）是指电子、电气设备或系统在预期的电磁环境中，按照设计要求正常工作的能力。它是电子、电气设备或系统的一种重要技术性能，它包括电磁干扰（EMI）、电磁抗扰度（EMS），电磁环境。 电磁干扰：处在一定环境中的设备或系统，正常运行时，不应产生超过相应标准所要求的电磁能量，相应的测试项目根据产品类型及标准的不同而不同。 电磁抗干扰度：处在一定环境中的设备或系统，正常运行时，设备或系统能够承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰，相应的测试项目根据产品类型及标准的不同而不同。 电磁环境：系统或设备的工作环境。 1.2 了解传导、辐射和瞬态的概念。 传导干扰：由一个设备中产生的电压/电流通过电源线、信号线传导并影响其他设备时，将这个电压/电流的变化称为“传导干扰”。 辐射干扰：通过空间传播，并对其他设备电路产生无用电压/电流、造成危害的干扰称为“辐射干扰”。 当设备和导线长度比波长短时，主要问题是传导干扰；设备和导线长度比波长长时，主要问题是辐射干扰 瞬态干扰：是指时间短但幅度大的电磁干扰，常见的电磁干扰有三种;各类电快速脉冲瞬变、各类浪涌和静电放电。 1.3 了解电磁兼容的理论基础。 理解时域和频域的概念。 理解分贝的概念。 理解电场、磁场的概念与关系。 了解天线检测信号的方法。 天线具有两种功能：转换电磁波为电路可以使用的电压和电流，转换电压和电流为发射到空间的电磁波。 了解天线形状的重要性。 了解反射的重要性。 了解天线形成和天线辐射的方向。 了解天线阻抗与频率的关系。 天线阻抗是频率的函数，天线上电流和电荷分布是随着频率而变化的。 了解RLC电路串联谐振的原理。 了解RLC电路并联谐振的原理。 1.4 了解电磁兼容意义上的共模和差模。 了解共模和差模的概念。 1.5了解电磁兼容测试的实质。 辐射发射测试实质是测试两种等效天线所产生的辐射信号，第一种是等效天线信号环路，第二种是单极天线或对称偶极子天线。 传导骚扰测试实质上与辐射发射测试中因产品中电缆或长尺寸导体产生的单极天线导致的辐射发射是一致的，只是频段上不一样。 ESD抗扰度测试是一种以共模为主的抗扰度测试。 辐射抗扰度测试实质上是与辐射发射测试相反的一个测试过程。 了解共模传导性抗扰度测试的实质。 共模传导性抗扰度测试以共模电压的形式把干扰叠加到被测产品的各种电源端口和信号端口，并以共模电流的形式注入到被测产品的内部电路，或直接以共模电流的形式注入到被测产品的内部电路，共模电流在产品内部传输过程中会转化为差模电压并干扰内部电路正常工作电压。 了解差模传导性抗扰度测试的实质。 差模传导性抗扰度测试主要是指，差模干扰电压直接加在正常工作电路上，然后观察电路工作是否正常。 了解差模共模混合的传导性抗扰度测试的实质。 差模共模混合的传导性抗扰度测试指，在传导性抗扰度测试中，既要进行差模测试又要进行共模测试，或在差模过程中既有共模干扰直接注入到产品被测端口，又有差模干扰直接注入到产品被测端口的传导性抗扰度测试。 第二章 产品的结构构架、屏蔽、接地与EMC 2.1 理解产品结构构架与EMC。 结构的EMC设计要尽量避免共模干扰电流流过敏感电路或高阻抗的接地路径，结构设计要避免额外的容性耦合和感性耦合，结构设计要注意良好的、低阻抗的瞬态干扰泄放路径。 了解产品屏蔽与EMC的关系。 屏蔽就是对两个空间区域进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。 搭接是在两个金属表面之间构造一个低阻抗的电气连接。 屏蔽设计的关键是电连续性。 有着最优化电连续性的屏蔽体是全封闭的单一金属壳体。 选用什么种类的电磁密封衬垫时，要考虑四个因素：屏蔽效能要求，环境密封要求，安装结构要求，成本要求。 了解产品接地和EMC的关系。 接地是抑制噪声、防止干扰的主要方法。 接地的目的有三个： 接地使电路系统中的所有单元电路都有一个公共参考