第一篇：電磁兼容課學(xué)習(xí)心得

電磁兼容——屏蔽學(xué)習(xí)心得

本人通過(guò)對(duì)多篇有關(guān)電磁兼容方面的論文的仔細(xì)研讀和有關(guān)知識(shí)的了解，發(fā)現(xiàn)收獲頗多，于是得到些許心得體會(huì)如下：

EMC（電磁兼容）是設(shè)備的一種能力，它要求設(shè)備在其電磁環(huán)境中能正常完成它的功能，又不至于因?yàn)榄h(huán)境干擾而影響其正常工作。產(chǎn)品的 EMC 性能直接關(guān)系到產(chǎn)品的工作穩(wěn)定性、環(huán)境適應(yīng)能力。EMC 設(shè)計(jì)是通信產(chǎn)品設(shè)計(jì)中不可缺少的重要組成部分。EMC 設(shè)計(jì)中比較關(guān)鍵的一項(xiàng)就是有關(guān)設(shè)備的屏蔽設(shè)計(jì)。屏蔽能有效地抑制通過(guò)空間傳播的電磁干擾。采用屏蔽的目的有兩個(gè)：一是限制內(nèi)部的輻射電磁能越過(guò)某一區(qū)域；二是防止外來(lái)的輻射進(jìn)入某一區(qū)域，現(xiàn)有的屏蔽措施都是基于這兩個(gè)目的而施行。

目前，屏蔽系統(tǒng)已經(jīng)為越來(lái)越多的用戶所認(rèn)識(shí)，它在電磁兼容方面的良好性能也正在為越來(lái)越多的人所認(rèn)可。屏蔽系統(tǒng)具有良好的電磁兼容性，可以提供安全、高速、穩(wěn)定的信息傳輸通道。屏蔽系統(tǒng)擁有一套完整的屏蔽、接地體系，提供最完整、最全面的電纜、部件及端到端全屏蔽解決方案，以滿足當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)日益提升的需求。對(duì)于屏蔽系統(tǒng)而言，接地是至關(guān)重要的過(guò)程，只有正確有效地接地才能體現(xiàn)出屏蔽的優(yōu)越性和價(jià)值。

一．屏蔽系統(tǒng)的應(yīng)用

1．信息安全：提高信息傳輸?shù)陌踩员ＷC敏感數(shù)據(jù)不外漏，是選擇屏蔽系統(tǒng)最重要的一個(gè)原因。隨著網(wǎng)絡(luò)信息化的普及，信息安全的重要性已經(jīng)越來(lái)越被廣大用戶所重視，防止信息泄露就成為一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。

2．高速網(wǎng)絡(luò)：相對(duì)于100M和1000M的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)高速網(wǎng)絡(luò)由于編碼更復(fù)雜等原因，對(duì)外界的干擾更加敏感，通訊更容易受到外界的干擾。對(duì)屏蔽系統(tǒng)而言，屏蔽層屏蔽的不僅僅是外界電磁干擾，線纜之間的干擾也同樣被隔離，屏蔽布線系統(tǒng)對(duì)ANEXT產(chǎn)生的影響具有先天的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，所以屏蔽系統(tǒng)相對(duì)高速的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠。

3．特殊的傳輸環(huán)境：特殊的安裝環(huán)境需要對(duì)外界的電磁干擾加以防護(hù)，比如建筑物附近有電臺(tái)、電視臺(tái)等強(qiáng)射頻源，或者在大型動(dòng)力裝置附近，或者是各種的工業(yè)環(huán)境。這些環(huán)境中均有明確存在的連續(xù)或間斷工作的強(qiáng)電磁干擾。在布線系統(tǒng)實(shí)施之前，雖然這些干擾對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的影響很難定量分析，但使用屏蔽系 1 統(tǒng)可以更好地保障網(wǎng)絡(luò)通訊正常運(yùn)行。

二．屏弊的設(shè)計(jì)

1．屏蔽室：能提供電平低而穩(wěn)定的環(huán)境，它為測(cè)量精度的提高，測(cè)量的可靠性和重復(fù)性的改善帶來(lái)了較大的益處。但是由于被測(cè)設(shè)備在屏蔽室中產(chǎn)生的干擾信號(hào)通過(guò)屏蔽室的6個(gè)面產(chǎn)生無(wú)規(guī)則的漫反射，特別在輻射發(fā)射測(cè)量和輻射敏感測(cè)量中表現(xiàn)更為嚴(yán)重導(dǎo)致在屏蔽室里產(chǎn)生巨大的誤差。

2．混合波室：在一個(gè)長(zhǎng)方體屏蔽室里放置一個(gè)旋轉(zhuǎn)的大的金屬反射體來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)均勻場(chǎng)環(huán)境。所以在涽波室內(nèi)某點(diǎn)的電磁場(chǎng)是來(lái)自各個(gè)方向反射波在這一點(diǎn)的矢量和。另外扇葉的旋轉(zhuǎn)改變了電磁波抵達(dá)這一點(diǎn)的路徑長(zhǎng)度和波的反射次數(shù)。從統(tǒng)計(jì)意義上講，腔體內(nèi)的場(chǎng)將不會(huì)有明顯的諧振場(chǎng)結(jié)構(gòu)，最終在腔體的測(cè)試區(qū)內(nèi)得到統(tǒng)計(jì)上均勻的，認(rèn)意極化的，各項(xiàng)通行的場(chǎng)環(huán)境。

3．橫電磁室：由3個(gè)部分組成：主體段、過(guò)渡段、矩形同軸連接線，橫電磁室將輸入能量轉(zhuǎn)換為均勻磁場(chǎng)，因而消除了由使用天線可能帶來(lái)的長(zhǎng)得不均勻性問(wèn)題。同時(shí)GTEM室地隔板與漸變的波導(dǎo)壁在終端都是匹配連接地，因此消除了其他設(shè)備所固有的反射和諧振現(xiàn)象。

三．屏蔽的應(yīng)用

1．機(jī)柜（或屏蔽盒）的屏蔽：

實(shí)際中的電磁屏蔽體都不是一個(gè)全封閉的屏蔽體，亦即它在電氣上不是連續(xù)均勻的。在實(shí)際的機(jī)箱和屏蔽盒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常都有電源線和控制線的引入和引出，在面板部分還有操作鍵、顯示屏的開(kāi)孔，后面板上還有通風(fēng)孔等等，所以實(shí)際機(jī)箱在電氣上并不連續(xù)，而電氣不連續(xù)的機(jī)箱會(huì)降低其屏蔽效能。下面是對(duì)機(jī)箱設(shè)計(jì)中的一些基本做法：

（1）結(jié)構(gòu)材料 ① 適用于底板和機(jī)殼的材料大多數(shù)是良導(dǎo)體，如銅、鋁等，可以屏蔽電場(chǎng)，主要的屏蔽機(jī)理是反射而不是吸收； ② 對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽需用鐵磁材料，如高導(dǎo)磁率合金和鐵。主要的屏蔽機(jī)理是吸收而不是反射； ③ 在強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境中，要求材料能屏蔽電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩種成分，因此需要結(jié)構(gòu)上完好的鐵磁材料。屏蔽效率直接受材料厚度以及搭接和接地方法好壞的影響；④ 對(duì)于塑料殼體，是在其內(nèi)壁噴涂屏蔽層，或在汽塑時(shí)摻入金屬纖維。

（2）縫隙：① 在底板和機(jī)殼的每一條縫和不連續(xù)處要盡可能好地搭接。最 2 壞的電搭接對(duì)殼體的屏蔽效能起決定性作用；② 保證接縫處金屬對(duì)金屬的接觸，以防電磁能的泄漏和輻射。

（3）穿透和開(kāi)口：① 要注意由于電纜穿過(guò)機(jī)殼使整體屏蔽效能降低的程度，典型的未濾波的導(dǎo)線穿過(guò)屏蔽體時(shí)，屏蔽效能降低 30dB以上。② 電源線進(jìn)入機(jī)殼時(shí)，全部應(yīng)通過(guò)濾波器盒。濾波器的輸入端最好能穿出到屏蔽機(jī)殼外；若濾波器結(jié)構(gòu)不宜穿出機(jī)殼，則應(yīng)在電源線進(jìn)入機(jī)殼處專(zhuān)為濾波器設(shè)置一隔艙。③ 信號(hào)線、控制線進(jìn)入或穿出機(jī)殼時(shí)，要通過(guò)適當(dāng)?shù)臑V波器。具有濾波插針的多芯連接器（插座）適用于這種場(chǎng)合使用。

（4）搭接：① 盡可能用同樣的金屬搭接。保證搭接的直流電阻不大于 2.5 毫歐；② 對(duì)不同金屬進(jìn)行搭接要注意各種金屬在電化學(xué)序列表中的相對(duì)位置。電位差要盡可能小，并有合適的防腐蝕措施。當(dāng)級(jí)別相差較遠(yuǎn)的金屬搭接時(shí)，需在兩金屬表面間放入一個(gè)中間級(jí)別的金屬墊圈； ③ 修整搭接表面，以便得到最大的接觸面積 ；④ 搭接前清洗所有配接表面。為防止氧化，在清除了保護(hù)層之后就馬上搭接配合表面； ⑤ 對(duì)于永久性搭接應(yīng)盡可能用熔焊或銅焊錫焊連接所 有的接合面。射頻搭接應(yīng)優(yōu)先采用永久性搭接。

2．插箱的屏蔽

當(dāng)插箱的工作頻率較高容易干擾其他插箱工作時(shí)，或工作非常敏感易受到其他插箱干擾時(shí)，有必要考慮插箱的屏蔽性能，插箱的屏蔽比較復(fù)雜，一般可采用以下方式：（1）面板采用金屬面板，一般使用 U 形面板；（2）為保證面板間的良好搭接，最好使用金屬簧片；（3）面板與機(jī)框間最好用金屬簧片或?qū)щ娨r墊保證搭接；（4）機(jī)框的搭接必須良好保證；（5）插箱的上下一般有通風(fēng)散熱要求，可使用多孔薄板；（6）為及時(shí)泄放面板上的靜電，面板上最好有一金屬插針，此插針有靜電泄放和定位兩個(gè)作用；在機(jī)框內(nèi)對(duì)應(yīng)插針處必須有定位孔和接地簧片配合。

3．電纜的屏蔽：由于電磁波存在于每個(gè)角落，所以稍有疏忽，就可能導(dǎo)致嚴(yán)重的損失，因此，對(duì)于各物件的屏蔽得慎重規(guī)劃。在各物件中，首重電纜之屏蔽，電纜的屏蔽最常使用編織的金屬網(wǎng)，而影響其屏蔽效能的因素包括：屏蔽材料及厚度，屏蔽層的終結(jié)方法及所使用的接頭，線上的駐波比，電纜本身的長(zhǎng)度及方向；此外，就實(shí)際上，電纜加屏蔽層后的柔軟度亦應(yīng)重視。此外，電纜的 3 屏蔽層應(yīng)加以絕緣，因?yàn)椴划?dāng)?shù)慕拥貢?huì)產(chǎn)生雜訊；同時(shí)，除了同軸電纜之外，屏蔽層不應(yīng)視為信號(hào)之回線。另外，用于傳送高頻信號(hào)的電纜其屏蔽層應(yīng)兩端接地。除了電纜得加屏蔽層之外，接頭也應(yīng)一并考慮；同時(shí)，接頭的屏蔽應(yīng)予以適當(dāng)?shù)慕拥兀淦帘涡軕?yīng)不低于電纜屏蔽。

四．屏蔽材料的發(fā)展方向(1)高分子導(dǎo)電涂料：

高分子導(dǎo)電涂料是用金屬粉末、碳粉、石墨等導(dǎo)電填料與高分子聚合物如環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、丙烯酸樹(shù)脂等混合后，涂于塑料表面制成的，由于其具有易在復(fù)雜形狀表面涂敷，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在越來(lái)越受到青睞。導(dǎo)電涂料的種類(lèi)主要有銀系、碳系、銅系、鎳系等。銀系的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,導(dǎo)電性能好，屏蔽效果可達(dá)65dB以上。

(2)復(fù)合型屏蔽材料：

復(fù)合屏蔽材料是目前研究比較熱門(mén)的一類(lèi)新型屏蔽材料，由絕緣的合成樹(shù)脂、良導(dǎo)電性能材料及添加劑混合加工制成。根據(jù)填充材料類(lèi)型的不同，大致可分為金屬纖維復(fù)合材料和非金屬纖維復(fù)合材料兩大類(lèi)。

(3)導(dǎo)電織物：

導(dǎo)電織物就是在一般紡織品表面鍍上金屬，或者將金屬纖維編入紡織品中，使之既具有金屬良好的屏蔽效能，同時(shí)又不失紡織品原有的柔韌性等特征。其品種主要有碳纖維與普通纖維混紡織物、金屬纖維無(wú)紡布、普通化纖絡(luò)合銅纖維織物等。由于方便、質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在導(dǎo)電織物正成為研究的熱點(diǎn)。

(4)發(fā)泡材料：

發(fā)泡材料大致包括發(fā)泡金屬和發(fā)泡塑料兩大類(lèi)。發(fā)泡金屬是金屬和空氣的復(fù)合材料，根據(jù)其內(nèi)部氣泡的形態(tài)可把發(fā)泡金屬分成兩種：氣泡獨(dú)立存在的獨(dú)立氣泡型和氣泡連續(xù)分布的連續(xù)氣泡型。許多金屬材料如碳鋼、不銹鋼、鋁、銅、鉛、鈦、銀、鎳基超合金等都可制成發(fā)泡金屬；其中又以發(fā)泡鋁技術(shù)最為成熟、應(yīng)用最為廣泛。由于其結(jié)構(gòu)上多孔的特點(diǎn),使得電磁波在金屬內(nèi)部的吸收損耗和多次反射，損耗大大增加,因此厚度很薄就可起到很好的屏蔽效果。

五．電磁屏蔽技術(shù)中還存在以下困難有待解決：

降低屏蔽材料的厚度，同時(shí)也降低了材料的屏蔽效能，這與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求增 4 加強(qiáng)度和厚度相矛盾。阻抗匹配也是屏蔽吸波材料開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)，理想情況是一種材料的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率越高越好，然而對(duì)于單組分材料很難同時(shí)具備較高的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率：低頻磁場(chǎng)屏蔽仍然是電磁屏蔽中的難點(diǎn)，目前常用的方法是采用多重屏蔽和遠(yuǎn)離場(chǎng)源，但更有效的措施還需進(jìn)一步研究。復(fù)合屏蔽材料和結(jié)構(gòu)由于其設(shè)計(jì)功能上的限制，工藝成型難度較大。

六．總之屏蔽設(shè)計(jì)是 EMC 設(shè)計(jì)中相當(dāng)重要的一環(huán)，屏蔽措施的好壞直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的 EMC 效果。但由于電磁波無(wú)處不在，所以屏蔽也是一個(gè)多樣、復(fù)雜和充滿變化的問(wèn)題，只有在在每個(gè)可能受到電磁干擾的地方都多加注意，從細(xì)微之處抓起，才能達(dá)到較好的屏蔽效果。所以作為一名當(dāng)代大學(xué)生，我們應(yīng)當(dāng)好好學(xué)習(xí)，掌握豐富的文化知識(shí)和總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為其屏蔽技術(shù)的發(fā)展做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。

第二篇：西電 電磁兼容課學(xué)習(xí)心得

電磁兼容大作業(yè)

（三）班級(jí)：

學(xué)號(hào)： 姓名：

電磁兼容課學(xué)習(xí)心得

通過(guò)這學(xué)期的學(xué)習(xí)，我對(duì)電磁兼容在理論方面有了更進(jìn)一步的了解，對(duì)電磁兼容以及電磁屏蔽有了深刻的理解，包括它們的起源以及在電子設(shè)備的應(yīng)用方面的更深學(xué)習(xí)。

人類(lèi)進(jìn)入信息化時(shí)代，0Hz-400GHz的電磁波在電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。隨之而來(lái)的電磁干擾在各個(gè)波段都存在，無(wú)孔不入的傳導(dǎo)和輻射給電子產(chǎn)品以及周?chē)沫h(huán)境造成非常嚴(yán)重的影響。尤其給人們的生活帶來(lái)了越來(lái)越多的危害。一個(gè)新的電子產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上不僅要有精確的測(cè)量性能，而且要符合與該產(chǎn)品相關(guān)的電磁兼容性能。電磁兼容是指電器及電子設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，也就是要求在同一電磁環(huán)境中，各種電子設(shè)備能正常工作而又互不干擾，達(dá)到兼容狀態(tài)。

一個(gè)好的電子產(chǎn)品，除了產(chǎn)品自身的功能以外，電路設(shè)計(jì)和電磁兼容性(EMC)設(shè)計(jì)的技術(shù)水平，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)性能指標(biāo)起到非常關(guān)鍵的作用。本文通過(guò)舉例對(duì)開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容設(shè)計(jì)，介紹了一般電子產(chǎn)品中電磁干擾的解決方法。

現(xiàn)代的電子產(chǎn)品，功能越來(lái)越強(qiáng)大，電子線路也越來(lái)越復(fù)雜，電磁干擾(EMI)和電磁兼容性問(wèn)題變成了主要問(wèn)題，電路設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)師的技術(shù)水平要求也越來(lái)越高。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)在電子線路設(shè)計(jì)方面很大程度地拓寬了電路設(shè)計(jì)師的工作能力，但對(duì)于電磁兼容設(shè)計(jì)的幫助卻很有限。

電磁兼容設(shè)計(jì)實(shí)際上就是針對(duì)電子產(chǎn)品中產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使之能成為符合各國(guó)或地區(qū)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。EMC的定義是：在同一電磁環(huán)境中，設(shè)備能夠不因?yàn)槠渌O(shè)備的干擾影響正常工作，同時(shí)也不對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生影響工作的干擾。

電磁干擾一般都分為兩種，傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。傳導(dǎo)干擾是指通過(guò)導(dǎo)電介質(zhì)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源通過(guò)空間把其信號(hào)耦合(干擾)到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。因此對(duì)EMC問(wèn)題的研究就是對(duì)干擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備三者之間關(guān)系的研究。

美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)在1990年、歐盟在1992提出了對(duì)商業(yè)數(shù)碼產(chǎn)品的有關(guān)規(guī)章，這些規(guī)章要求各個(gè)公司確保他們的產(chǎn)品符合嚴(yán)格的磁化系數(shù)和發(fā)射準(zhǔn)則。符合這些規(guī)章的產(chǎn)品稱(chēng)為具有電磁兼容性。

目前全球各地區(qū)基本都設(shè)置了EMC相應(yīng)的市場(chǎng)準(zhǔn)入認(rèn)證，用以保護(hù)本地區(qū)的電磁環(huán)境和本土產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。如：北美的FCC、NEBC認(rèn)證、歐盟的CE認(rèn)證、日本的VCCEI認(rèn)證、澳洲的C-tick人證、臺(tái)灣地區(qū)的BSMI認(rèn)證、中國(guó)的3C認(rèn)證等都是進(jìn)入這些市場(chǎng)的“通行證”。

無(wú)論是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜系統(tǒng)，任何一個(gè)電磁干擾的發(fā)生必須具備三個(gè)基本條件：第一要有干擾源；第二要有傳播干擾能量的途徑；第三必須有被干擾對(duì)象的響應(yīng)。所以控制干擾源的電磁輻射，切斷或抑制電磁，提高敏感設(shè)備的抗干擾能力是電子設(shè)備和系統(tǒng)電磁兼容性設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。具體有以下幾個(gè)方面的措施，用來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁兼容性。

一 電磁兼容的實(shí)現(xiàn)

1.1干擾電路

電子設(shè)備中的單元電路應(yīng)設(shè)計(jì)和選用本身電磁能量輻射小、抗干擾能力強(qiáng)的線路形式。小信號(hào)放大器應(yīng)增大線性動(dòng)態(tài)范圍，提高電路的過(guò)載能力，減小非線性失真；功率放大器工作在甲類(lèi)狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生的諧波最少；工作在乙類(lèi)時(shí)，應(yīng)采用推挽形式來(lái)抑制二次諧波，丙類(lèi)狀態(tài)用于射頻放大，為抑制諧波電平應(yīng)采用銳調(diào)諧、高Q濾波器。

1.2器件和電路的合理布局

將容易受到干擾的敏感元器件和單元電路盡可能地與干擾源遠(yuǎn)離；輸出與輸人端口妥善隔離；高電平電纜與脈沖引線與低電平電纜分開(kāi)排布。

1.3良好的接地系統(tǒng)

設(shè)計(jì)低阻抗的地線，單元電路和設(shè)備的接地系統(tǒng)、電纜屏蔽層的接地、信號(hào)電路屏蔽體的接地等的正確設(shè)計(jì)，并采用合理的阻隔地環(huán)路干擾的措施。

1.4良好的電磁屏蔽 用屏蔽體包封干擾源，可以防止干擾電磁輻射向外傳播；用屏蔽體包封被干擾電路，可以防止干擾電磁能量進(jìn)入。電磁屏蔽雖然能夠有效地切斷近場(chǎng)感應(yīng)和遠(yuǎn)場(chǎng)輻射等電磁干擾的傳播通道，但它會(huì)造成電子設(shè)備散熱困難、維修不便、成本增加，應(yīng)根據(jù)最佳進(jìn)行設(shè)計(jì)。

二 屏蔽的分類(lèi)

電磁屏蔽是以金屬隔離大的原理來(lái)控制電磁波由一個(gè)區(qū)域向另一個(gè)感應(yīng)或傳播的方法。電磁屏蔽是用來(lái)防止恒定電場(chǎng)和靜電場(chǎng)的影響，它需要完善的屏蔽體和接地。電磁屏蔽是用來(lái)防止交變電場(chǎng)，交變磁場(chǎng)還有交變電磁場(chǎng)之間的影響，電磁屏蔽既要有良好的接地，又要有良好的接地，而且要求屏蔽體具有良好的電連續(xù)性，導(dǎo)體一般不能穿過(guò)屏蔽體。

一般將電磁屏蔽分為三類(lèi)：靜電屏蔽、靜磁屏蔽和高頻電磁場(chǎng)的屏蔽。三種屏蔽的共同點(diǎn)是防止外界的電磁場(chǎng)進(jìn)入到某個(gè)需要保護(hù)的區(qū)域中去。它們都是利用屏蔽體阻止或衰減電磁干擾能量的傳輸，是抑制電磁干擾的重要手段之一，讓設(shè)備能夠和諧工作。但是由于所要屏蔽的場(chǎng)的特性不一樣，因而對(duì)屏蔽材料的要求也就不一樣。

2.1靜電屏蔽

它主要是防止外界的靜電場(chǎng)進(jìn)入到某個(gè)區(qū)域.對(duì)于變化很慢的交流電的電場(chǎng)幾乎和靜電場(chǎng)一樣，只是電荷的分布周期性地變化而已。因此，防止低頻交流電的電場(chǎng)也可以歸結(jié)為靜電屏蔽一類(lèi)。靜電屏蔽是靜電平衡的必然結(jié)果。導(dǎo)體的靜電平衡條件是其內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)處處為零。在靜電平衡狀態(tài)下，一個(gè)導(dǎo)體空腔與其它帶電導(dǎo)體殼和實(shí)心導(dǎo)體一樣，內(nèi)部沒(méi)有電場(chǎng)。只要達(dá)到了靜電平衡狀態(tài)，不管導(dǎo)體空腔本身帶電或是處于外界電場(chǎng)中，這一結(jié)論總是成立的。這樣, 導(dǎo)體空腔內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)不受腔外電荷和電場(chǎng)的影響這就是靜電屏蔽。它對(duì)屏蔽導(dǎo)體殼的厚度和電導(dǎo)率并沒(méi)有要求,相對(duì)來(lái)說(shuō)屏蔽體的電導(dǎo)率高一點(diǎn)是比較好的。

2.2靜磁屏蔽

它主要是屏蔽外界靜磁場(chǎng)和低頻電流的磁場(chǎng),必須用磁性介質(zhì)作外殼。外殼受到外磁場(chǎng)的感應(yīng)然后磁化而得到的磁場(chǎng),在鐵磁介質(zhì)周?chē)踔虚g強(qiáng)。在磁場(chǎng)中放一個(gè)鐵殼,鐵殼與空腔可看作并聯(lián)的磁阻.由于空氣的磁導(dǎo)率接近于1,而鐵殼的磁導(dǎo)率至少有幾千,空腔的磁阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鐵殼的磁阻，于是,外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線絕大部分將沿屏蔽殼通過(guò),而進(jìn)入空腔內(nèi)部的磁通量是很少的。鐵磁介質(zhì)的磁導(dǎo)率越大,磁阻越小，漏到外面的磁通量就越少。于是,高磁導(dǎo)率的外殼就把磁通量幾乎全部集中到自己的內(nèi)部。這樣,就可以達(dá)到磁屏蔽的目的。但是，從理論上講，殼內(nèi)的磁場(chǎng)并不等于零，因此靜磁屏蔽是不完全的。殼的厚度和磁導(dǎo)率對(duì)屏蔽效果有明顯的影響。

2.3高頻電磁場(chǎng)的屏蔽

在高頻電磁場(chǎng)中導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷不是靜止的，所以導(dǎo)體沒(méi)有處于靜電平衡狀態(tài)，必須考慮電磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)透入的深度.電磁波射向金屬導(dǎo)體表面時(shí)，它的強(qiáng)度最后衰減到零.在進(jìn)入導(dǎo)體表面之后，在導(dǎo)體中將產(chǎn)生一個(gè)高頻的交流電和電磁場(chǎng).電磁波的穿透深度與其頻率還有導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率都有關(guān)系。從能量的角度來(lái)講，電磁波在導(dǎo)電介質(zhì)中傳播時(shí)有能耗，所以場(chǎng)強(qiáng)在衰減。由于有衰減因子，高頻電磁波只能透入導(dǎo)體表面薄層內(nèi)，并在導(dǎo)體表面這一薄層內(nèi)形成渦流，這種現(xiàn)象稱(chēng)為趨膚效應(yīng)。正是由于渦流的存在使電磁波向空間反射，一部分電磁波能量透入導(dǎo)體內(nèi)，形成導(dǎo)體表面薄層內(nèi)的電磁波，最后通過(guò)傳導(dǎo)電流把這部分能量耗散為焦耳熱.利用趨膚效應(yīng)可以阻止高頻電磁波透入良導(dǎo)體而做成電磁屏蔽裝置。

三 屏蔽的性質(zhì)

屏蔽用于切斷通過(guò)空間輻射的干擾傳輸途徑。一個(gè)實(shí)際的屏蔽體既需電場(chǎng)屏蔽又需磁場(chǎng)屏蔽和電磁屏蔽。對(duì)于電磁波部分金屬材料可以提供100dB以上的屏蔽效能。而在實(shí)際要達(dá)到80dB以上的屏蔽效能是十分困難的。因?yàn)槠帘误w的屏蔽效能不僅取決于構(gòu)成屏蔽體的材料,而且取決于屏蔽體的結(jié)構(gòu)。屏蔽體要滿足電磁屏蔽的兩個(gè)基本性質(zhì)。

3.1屏蔽體的導(dǎo)電連續(xù)性

它是指整個(gè)屏蔽體必須是一個(gè)完整的、連續(xù)的導(dǎo)電體。這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)起來(lái)十分困難。因?yàn)橐粋€(gè)完全封閉的屏蔽體是沒(méi)有任何實(shí)用價(jià)值的。一個(gè)實(shí)用的機(jī)箱上會(huì)有很多孔、縫造成屏蔽：通風(fēng)口、顯示口、安裝各種調(diào)節(jié)桿的開(kāi)口、不同部分的結(jié)合縫隙等。由于這些導(dǎo)致導(dǎo)電不連續(xù)的因素存在，如果設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮如何處理，屏蔽體的屏蔽效能往往很低，甚至沒(méi)有屏蔽效能。

其中通風(fēng)口的處理：孔洞的電磁泄漏與孔洞的最大尺寸有關(guān), 因此在屏蔽機(jī)箱的通風(fēng)設(shè)計(jì)上,往往采用與一個(gè)大于L相同開(kāi)口面積的多個(gè)小孔構(gòu)成的孔陣代替一個(gè)大孔。通風(fēng)口的處理方法一般為下面四種:（l)孔陣金屬板:在金屬板上或機(jī)箱上打出通風(fēng)孔陣而制成。優(yōu)點(diǎn)是成本低,不占用安裝空間。缺點(diǎn)是風(fēng)阻大,高頻屏效低。（2）屏蔽通風(fēng)網(wǎng):將屏蔽網(wǎng)加框制成通風(fēng)板或直接將屏蔽網(wǎng)壓裝到通風(fēng)口處。其優(yōu)點(diǎn)是通風(fēng)量大,缺點(diǎn)是高頻性能差,對(duì)500MHz以上的電磁波幾乎沒(méi)有屏蔽作用。

（3)波導(dǎo)通風(fēng)窗:是利用金屬管對(duì)電磁波具有高頻容易通過(guò),低頻衰減較大的特性,與電路中的高通濾波器十分相像。與濾波器類(lèi)似,波道管的頻率特性也可以用截止頻率來(lái)描述。其優(yōu)點(diǎn)是通風(fēng)量大,屏蔽效能高,整體的剛性好,缺點(diǎn)是成本較高。常用的波導(dǎo)管有矩形、圓形、正六邊形,其中正六邊形蜂窩狀的波導(dǎo)管通風(fēng)窗因有其獨(dú)道的優(yōu)點(diǎn),最為常用。

（4)防塵屏蔽通風(fēng)窗:經(jīng)特殊工藝制作,由發(fā)泡金屬與表面鍍鎳等高導(dǎo)電、高導(dǎo)磁材料構(gòu)成。其優(yōu)點(diǎn)是屏蔽效能高,通風(fēng)量大,防法性、抗電化學(xué)腐蝕性好,缺點(diǎn)是成本較高。

3.2不能有直接穿過(guò)屏蔽體的導(dǎo)體

一個(gè)屏蔽效能再高的屏蔽機(jī)箱,一旦有導(dǎo)線直接穿過(guò)屏蔽機(jī)箱其屏蔽效能就會(huì)損失99.9%(6OdB)以上。但是,實(shí)際機(jī)箱總是會(huì)有電纜穿出、穿入,至少會(huì)有一條電源電纜存在,如果沒(méi)有對(duì)這些電纜進(jìn)行妥善處理,這些電纜會(huì)極大的損壞屏蔽體,妥善處理這些電纜是屏蔽設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一。

穿出屏蔽體電纜的兩種處理方法:第一種將導(dǎo)線屏蔽起來(lái),這相當(dāng)于將屏蔽體延伸到導(dǎo)線端部。第二種對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行濾波處理,濾除導(dǎo)線上的高頻成份。屏蔽處理:在電纜端口上安裝低通濾波器,可以有效的濾除電纜上的干擾,保持屏蔽體的完整性。

四 屏蔽原則

首先確定電磁環(huán)境,包括電磁場(chǎng)的類(lèi)型,電磁場(chǎng)的強(qiáng)度、頻率以及屏蔽體至源的距離等。然后當(dāng)需要綜合考慮低頻磁場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)的屏蔽時(shí),可以在屏蔽體上再鍍上一層其他材料,如銀或銅。為了有效地進(jìn)行磁屏蔽,必須使用如坡莫合金之類(lèi)對(duì)低磁通密度有高導(dǎo)磁系數(shù)的材料。然后為了獲得更好的屏蔽效能可采用雙層屏蔽或多層屏蔽。最后，多塊材料組成屏蔽體時(shí),為了保持磁連續(xù)性可采用機(jī)械法和焊接法。在轉(zhuǎn)角處或過(guò)渡處,為了獲得較好的屏蔽效能可采用焊接的方法。保持接觸面的連續(xù)性可使磁力線沿低磁阻通道連續(xù)。

五 終結(jié)

綜上所述，在當(dāng)今電子技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)的時(shí)代，電磁屏蔽作為電磁兼容技術(shù)的重要組成部分越來(lái)越凸顯出它的重要性，對(duì)電磁屏蔽進(jìn)行分類(lèi)分析、對(duì)屏蔽材料的屏蔽效果進(jìn)行探討，將有助于我們對(duì)電磁屏蔽新技術(shù)、新材料等問(wèn)題的研究，使得電磁屏蔽技術(shù)能夠盡快走向成熟。屏蔽在電子設(shè)備中非常有用，它可以排除各種不必要的干擾，優(yōu)化電子設(shè)備的性能，在實(shí)際的應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)具體的要求設(shè)計(jì)，優(yōu)化電子性能。

通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，讓我對(duì)電磁屏蔽越感興趣，不僅了解了它的原理，性質(zhì)還有在高科技的應(yīng)用，也使我在生活中遇到的問(wèn)題得到了解釋?zhuān)覀儼言谕饷嫘盘?hào)很強(qiáng)的手機(jī)裝進(jìn)一個(gè)密實(shí)的鐵盒子里，然后用另一個(gè)手機(jī)打電話，始終不在服務(wù)區(qū)，原來(lái)這就是電磁屏蔽的原因，電磁波進(jìn)不了盒子里面。還有很多生活中的事例都可以很好的解釋了。

第三篇：電磁兼容測(cè)試

一、前言

自從麥克斯韋建立電磁理論、赫芝發(fā)現(xiàn)電磁波百余年來(lái)，電磁能得到了充分的利用。尤其在科學(xué)發(fā)達(dá)的今天，廣播、電視、通信、導(dǎo)航、雷達(dá)、遙測(cè)遙控及計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域得到了迅速的發(fā)展，給人類(lèi)創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)財(cái)富，特別是信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的爆炸性發(fā)展，使世界的對(duì)話距離和時(shí)間驟然縮短，世界的面貌煥然一新，地球村的夢(mèng)想將成為現(xiàn)實(shí)。然而，伴隨電磁能的利用，也帶來(lái)了電磁干擾的產(chǎn)生。元用的電磁場(chǎng)，通過(guò)輻射和傳導(dǎo)的途徑，以場(chǎng)和電流(電壓)的形式，侵人工作著的敏感的電子設(shè)備，使其無(wú)法正常工作。而且，如同生態(tài)環(huán)境污染一樣，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.電磁環(huán)境的污染也越來(lái)越嚴(yán)重。它不僅對(duì)電子產(chǎn)品的安全與可靠性產(chǎn)生危害，還會(huì)對(duì)人類(lèi)及生態(tài)產(chǎn)生不良影響。當(dāng)然，這種污染不會(huì)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(huán)境的不斷惡化，引起了世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的重視，特別是二十世紀(jì)七十年代以來(lái)，進(jìn)行了大量的理論研究及實(shí)驗(yàn)工作。進(jìn)而提出了如何使電子設(shè)備或系統(tǒng)在其所處的電磁環(huán)境中，能夠正常的運(yùn)衍，而對(duì)在該環(huán)境中工作的其它設(shè)備或系統(tǒng)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(xué)是一門(mén)新興的跨學(xué)科的綜合性應(yīng)用學(xué)科。作為邊緣技術(shù)，它以電氣和元線電技術(shù)的基本理論為基礎(chǔ)，并涉及許多新的技術(shù)領(lǐng)域，如微波技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、以及新材料等等。電磁兼容技術(shù)研究的范圍很廣，兒乎所有現(xiàn)代化工業(yè)領(lǐng)域，如電力、通信、交通、航天、軍工、計(jì)算機(jī)和醫(yī)療等都必須解決電磁兼容問(wèn)題。研究的熱點(diǎn)內(nèi)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(yīng)；

電磁干擾的抑制技術(shù)；

電磁頻譜的利用和管理；

電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范；

電磁兼容性的測(cè)量與試驗(yàn)技術(shù)；

電磁泄漏與靜電放電等。

電磁兼容學(xué)又是技術(shù)與管理并重的實(shí)用工程學(xué)。開(kāi)展這樣的工程，需要投入大量的人力和財(cái)力。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)和正在制定EMC的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。我國(guó)在這方面的起步雖然較晚，但發(fā)展很快。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)要參與世界技術(shù)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)出口的電子產(chǎn)品都必須通過(guò)EMC檢驗(yàn)。因此，我國(guó)政府和相關(guān)部門(mén)越來(lái)越關(guān)注EMC問(wèn)題，不斷制定了有關(guān)的強(qiáng)制性貫徹標(biāo)準(zhǔn)。各部門(mén)和軍兵種也都開(kāi)始研究并建立了不同規(guī)模的EMC實(shí)驗(yàn)室和檢測(cè)中心。各種形式的技術(shù)研討和交流，促進(jìn)了EMC技術(shù)的普及、推廣和應(yīng)用。我國(guó)98年已立法強(qiáng)制對(duì)六類(lèi)進(jìn)口電子產(chǎn)品(計(jì)算機(jī)、顯示器、打印機(jī)、開(kāi)關(guān)電源、電視機(jī)和音響)及通信終端產(chǎn)品施行EMC檢測(cè)。99年國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督局發(fā)布了《EMC認(rèn)證管理辦法》。我國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究所EMC測(cè)試實(shí)驗(yàn)室被美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)通過(guò)了FCC認(rèn)可。從2000年2月16日起，出口美國(guó)的信息技術(shù)設(shè)備和發(fā)射及接收設(shè)備，由該實(shí)驗(yàn)室出具的數(shù)據(jù)將被美國(guó)直接接受。目前，國(guó)內(nèi)也正在審定和驗(yàn)收正式的EMC認(rèn)證機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)室。

產(chǎn)品的EMC檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)電磁兼容不可缺少的技術(shù)手段，強(qiáng)制貫徹電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，則是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的先決條件。

二、電磁兼容基本概念

關(guān)于EMC的有關(guān)概念、定義和術(shù)語(yǔ)，在1995年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4365“電磁兼容術(shù)語(yǔ)”中有詳細(xì)的闡述。這里僅就幾個(gè)主要概念作一些輔助說(shuō)明。

1.電磁環(huán)境(Electromagnetic Environment)

指存在于給定場(chǎng)所的所有電磁現(xiàn)象的總和。

給定場(chǎng)所即空間。所有電磁現(xiàn)象包括全部時(shí)間與全部頻譜。

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

設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。

對(duì)于EMC這一概念，作為一門(mén)學(xué)科，可譯為“電磁兼容”，而作為一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容能力，可稱(chēng)為“電磁兼容性”。

由定義可以看出，EMC包括兩個(gè)方面的含義，即設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁發(fā)射，不致影響其它設(shè)備或系統(tǒng)的功能；而本設(shè)備或系統(tǒng)的抗干擾能力，又足以使本設(shè)備或系統(tǒng)的功能不受其它干擾的影響。這就又引出了另外兩個(gè)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(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。

所謂電磁騷擾(Electmmagnetic Disturbance)是指任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低或者對(duì)有生命或元生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象。它可能是電磁噪聲、無(wú)用信號(hào)或傳播媒介自身的變化，它可能引起設(shè)備或系統(tǒng)降級(jí)或損害，但不一定會(huì)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(gòu)成的。通常稱(chēng)作干擾的三要素。

根據(jù)干擾傳播的途徑，電磁干擾可分為輻射干擾和傳導(dǎo)干擾。

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

傳導(dǎo)干擾(Conducted Interference)是沿著導(dǎo)體傳播的干擾。所以傳導(dǎo)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(shè)備或系統(tǒng)不能避免性能降低的能力。敏感度高，抗擾度低。其實(shí)二者是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面，即從不同角度反映裝置、設(shè)備或系統(tǒng)的抗干擾能力。以電平來(lái)表示，敏感度電平(剛剛開(kāi)始出現(xiàn)性能降低時(shí)的電平)越小，說(shuō)明敏感度越高，抗擾度就越低；而抗擾度電平越高，說(shuō)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(dǎo)敏感度。

三、電磁干擾的危害

人們常說(shuō)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(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)(CISPR)，就是第一次開(kāi)始對(duì)電磁干擾及其控制技術(shù)的世界性有組織的研究。在人類(lèi)進(jìn)入信息化社會(huì)的今天，電磁波作為一種資源已在OHz~400GHz寬頻范圍內(nèi)，廣泛地用于信息技術(shù)產(chǎn)品中，如汽車(chē)、通信、計(jì)算機(jī)、家電等產(chǎn)品，大量地?fù)砣松鐣?huì)和家庭。伴之而來(lái)的電磁干擾也就從甚低頻到微波波段，無(wú)孔不入地輻射或傳導(dǎo)至運(yùn)行中的子設(shè)備或系統(tǒng)以及周?chē)沫h(huán)境。給設(shè)備或系統(tǒng)以及生態(tài)帶來(lái)各種各樣的危害。現(xiàn)就幾個(gè)領(lǐng)域的電磁騷擾現(xiàn)象作簡(jiǎn)要介紹。

(一)信息技術(shù)設(shè)備的電磁干擾不容忽視

信息技術(shù)設(shè)備(Informatbn Technohgy Equipmem-ITE)是指用于以下目的的設(shè)備：

接收來(lái)自外部源的數(shù)據(jù)(如通過(guò)鍵盤(pán)、數(shù)據(jù)線輸入)；

對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行某些處理；

提供數(shù)據(jù)輸出。

過(guò)去，人們往往認(rèn)為，計(jì)算機(jī)是以邏輯為特征的數(shù)字系統(tǒng)，受自身和外來(lái)電磁干擾影響不會(huì)很大。盡管在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程實(shí)現(xiàn)中，也自覺(jué)或不自覺(jué)地進(jìn)行著防止和消除各種干擾的工作，然而，提到掌握和運(yùn)用EMC技術(shù)上來(lái)認(rèn)識(shí)和研究，其意識(shí)性還欠缺。然而，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)己朝高速度、高靈敏度、高集成和多功能方向發(fā)展，系統(tǒng)已是含有多種元器件和許多分系統(tǒng)的低壓傳輸信息的復(fù)雜設(shè)備。高速和高密，會(huì)使系統(tǒng)的輻射加重，低壓、高靈敏度會(huì)使系統(tǒng)的抗擾度降低。因此，由于電磁環(huán)境的干擾和系統(tǒng)內(nèi)部的相互竄擾，嚴(yán)重地威脅著計(jì)算機(jī)和數(shù)字系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。如兼容機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)死機(jī)的現(xiàn)象就是典型一例。

(二)信息技術(shù)設(shè)備的電磁泄揭威脅著信息安全

計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)、顯示屏等都會(huì)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(huì)造成巨大損失。美國(guó)是最早利用電磁輻射泄漏獲取情報(bào)和重視防信息泄漏的國(guó)家。美國(guó)曾有人在紐約做過(guò)試驗(yàn)，將輻射信號(hào)截獲設(shè)備“數(shù)據(jù)掃描器”裝在汽車(chē)上，從曼哈頓南端的貝特利公園，沿華爾街緩行，對(duì)沿途的海關(guān)大樓、聯(lián)邦儲(chǔ)備銀行、世界貿(mào)易中心、市政廳、警察總局、紐約電話局以及聯(lián)合國(guó)總部等單位正在工作的計(jì)算機(jī)進(jìn)行輻射信號(hào)監(jiān)測(cè)。驚奇地發(fā)現(xiàn)，紐約是一個(gè)巨大的信息庫(kù)。如果截獲者，對(duì)其有興趣，便可通過(guò)放大、特征提取、解密、解碼等技術(shù)或信息處理等，獲得有用的情報(bào)。據(jù)資料介紹，當(dāng)今的截獲技術(shù)相當(dāng)先進(jìn)，可在1公里之內(nèi)，獲取清晰的屏幕圖像。在通信方面，則往往是以傳導(dǎo)波的方式泄漏和截獲。因?yàn)?，通信領(lǐng)域的信號(hào)傳播方式主要是電纜、光纜和無(wú)線電波。所以，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，傳導(dǎo)形式的泄密更加嚴(yán)重。美國(guó)曾在20世紀(jì)70年代，一個(gè)潛水員在前蘇聯(lián)領(lǐng)?？v深內(nèi)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(gè)6米長(zhǎng)的竊聽(tīng)設(shè)備，它大量記錄了所有經(jīng)過(guò)電纜的通信信號(hào)。由于沒(méi)有采取任何加密措施，而使大量軍事通信情報(bào)輕易地落在了美國(guó)人手中。美國(guó)在信息泄漏的制技術(shù)方面也很高明。美國(guó)國(guó)家安全局和美國(guó)國(guó)防部從二十世紀(jì)六十年代就開(kāi)始研究制定和逐步完善的防電磁泄漏標(biāo)準(zhǔn)，就是用于計(jì)算機(jī)及信息設(shè)備防信息泄漏的研究被稱(chēng)作Tempest技術(shù)。IBM開(kāi)發(fā)的Tempest個(gè)人計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、顯示器等產(chǎn)品.就有明顯的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，信息泄漏被認(rèn)為是對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的最大威脅。所以，防信息泄漏已不再只是對(duì)軍事領(lǐng)域才有意義，而在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域及各行各業(yè)都應(yīng)引起足夠的重視了。

(三)機(jī)載系統(tǒng)的EMI現(xiàn)象

我們都知道，在飛機(jī)上不允許使用筆記本電腦、手機(jī)和聽(tīng)CD片等。其原因就在于避免這些設(shè)備產(chǎn)生電磁騷擾。一旦電磁騷擾通過(guò)飛機(jī)上的電纜線藕合到機(jī)上的敏感設(shè)備，就可能形成干擾，使設(shè)備工作不穩(wěn)，甚至失控。如果這些騷擾通過(guò)機(jī)艙的窗戶向外輻射，使空間的電磁環(huán)境更加復(fù)雜，而機(jī)身上有大量的傳感器和數(shù)十付天線，就會(huì)因干擾而增加飛機(jī)偏離航線或造成其它事故的可能性。本來(lái)飛機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)電磁兼容性，尤其是抗擾性的要求就是非常高的。

現(xiàn)代交通工具越來(lái)越多的依賴(lài)于電子系統(tǒng)。對(duì)車(chē)載接收、監(jiān)控和定位等電子控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，如果電磁抗擾度不夠，就很容易受空間電磁環(huán)境干擾而不能正常工作，甚至失控造成事故。如氣囊的保護(hù)失靈、定位錯(cuò)誤等。鐵路道岔的信號(hào)自動(dòng)控制，如果因電磁干擾造成誤控，將會(huì)給列車(chē)的行駛帶來(lái)不堪設(shè)想的災(zāi)難。

(四)微波領(lǐng)域的電磁干擾

衛(wèi)星地面站和雷達(dá)裝置都會(huì)受到諸如：特高頻波段的電視信號(hào)、核電信號(hào)等干擾。如美國(guó)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(qiáng)的微波輻射將會(huì)給電子設(shè)備或系統(tǒng)以及生物帶來(lái)多么嚴(yán)重的破壞和殺傷。

移動(dòng)電話正在我國(guó)蓬勃發(fā)展，可是它所產(chǎn)生的電磁干擾給持手機(jī)的人們帶來(lái)許多困擾和驚恐。目前，國(guó)家尚無(wú)關(guān)于移動(dòng)電話的電磁輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，也無(wú)手機(jī)電磁輻射測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn).但據(jù)有關(guān)部門(mén)的初步檢測(cè)和分析，認(rèn)為手機(jī)的電磁輻射為點(diǎn)頻微波輻波。手機(jī)在使用過(guò)程中，其電磁輻射以手機(jī)與基站(網(wǎng))取得聯(lián)系時(shí)最大，第一聲鈴響后，輻射逐漸減小。所以，在手機(jī)接通后的最初幾秒之內(nèi)，最好不要馬上將手機(jī)貼耳接聽(tīng)。因?yàn)槿说拇竽X和眼睛對(duì)輻射是比較敏感的，以免造成傷害。當(dāng)然，在通話過(guò)程中，聲調(diào)的高低、聲音的大小和快慢也會(huì)使輻射有所不同。另外，手機(jī)的類(lèi)型不同，天線的內(nèi)置或外置，其輻射都會(huì)有些差別。

(五)EMI對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)備或系統(tǒng)的危害

當(dāng)今，許多醫(yī)療設(shè)備都采用了先進(jìn)的電子和信息技術(shù)。這些設(shè)備的抗擾度如何，直接關(guān)系到人們的生命安危。如心臟起膊器，往往就會(huì)受到來(lái)自計(jì)算機(jī)、手機(jī)等的電磁干擾，使其功能發(fā)生變化。據(jù)說(shuō)，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(chē)翻。所以醫(yī)療設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)尤為重要，醫(yī)療單位的電磁環(huán)境值得關(guān)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(yán)重性是人們多有體會(huì)和認(rèn)識(shí)的。

四、堅(jiān)持電磁兼容設(shè)計(jì)，確保產(chǎn)品質(zhì)量

EMC學(xué)科的建立和一系列電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的制定，為我們從理論與實(shí)踐的結(jié)合上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品或系統(tǒng)的電磁兼容提供了指導(dǎo)。

EMC設(shè)計(jì)的目標(biāo)是通過(guò)EMC測(cè)試和認(rèn)證。

EMC設(shè)計(jì)的最終目的是為了使我們的設(shè)備或系統(tǒng)能在預(yù)定的電磁環(huán)境中正常、穩(wěn)定的工作，并對(duì)該電磁環(huán)境中的任何事物不構(gòu)成電磁騷擾，即實(shí)現(xiàn)電磁兼容。

EMC設(shè)計(jì)涉及的內(nèi)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(shù)來(lái)說(shuō)，主要是如何運(yùn)用濾波、接地和屏蔽三大技術(shù)。

電磁兼容設(shè)計(jì)的基本原則和方法，首先是根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)EMC提出的要求和相應(yīng)的指標(biāo)，然后，依據(jù)電磁兼容的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，將設(shè)計(jì)產(chǎn)品的電磁兼容性指標(biāo)要求分解成元器件級(jí)、電路級(jí)、模塊級(jí)和產(chǎn)品級(jí)的指標(biāo)要求，再按照各級(jí)要實(shí)現(xiàn)的功能要求，逐級(jí)分層次的進(jìn)行設(shè)計(jì)。

電磁兼容性設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題很多，但從根據(jù)上講，就是如何提高設(shè)備的抗擾度和防止電磁泄漏。通常采取的措施，一方面設(shè)備或系統(tǒng)本身應(yīng)選用互相干擾最小的設(shè)備、電路和部件，并進(jìn)行合理的布局。再就是通過(guò)接地、屏蔽及濾波技術(shù)，抑制與隔離電磁騷擾。對(duì)不同的設(shè)備或系統(tǒng)有不同的設(shè)計(jì)方法和措施。下面具體談點(diǎn)粗淺認(rèn)識(shí)。

(一)元器件的選擇和電路的分析是EMC設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)

以計(jì)算機(jī)為例.它是以數(shù)字電路為主，以低電平傳輸信號(hào)的設(shè)備。所用的數(shù)字集成電路既是干擾源，又是干擾的敏感器件，以存儲(chǔ)器為代表的MOS器件就是一個(gè)典型例子。存儲(chǔ)器瞬間工作時(shí)能產(chǎn)生很大電流，加之工作頻率可達(dá)百兆以上，因而易產(chǎn)生竄擾，造成誤動(dòng)作或通過(guò)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(shù)字電路傳送脈沖信號(hào)，產(chǎn)生的輻射頻率范圍很寬，如時(shí)鐘產(chǎn)生器、高速邏輯電路等都會(huì)產(chǎn)生高頻干擾和電磁泄漏，同時(shí)也會(huì)受通信、電視等頻段的電磁騷擾。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮選用抗干擾器件，合理確定指標(biāo)和運(yùn)用接地、屏蔽等技術(shù)。

(二)電珠系統(tǒng)的電磁兼容性設(shè)計(jì)

無(wú)論是信息技術(shù)設(shè)備還是無(wú)線電電子、電氣產(chǎn)品都要有電源供電。電源有外電源和內(nèi)電源，電源是典型的也是危害嚴(yán)重的電磁干擾源。如電網(wǎng)的沖擊，尖峰電壓可高達(dá)千伏以上，會(huì)給設(shè)備或系統(tǒng)帶來(lái)毀滅性的破壞。另外，電源干線是多種干擾信號(hào)侵人設(shè)備的途徑。因此，電源系統(tǒng)，特別是開(kāi)關(guān)電源的EMC設(shè)計(jì)是部件級(jí)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。其措施多種多樣，諸如供電電纜直接從電網(wǎng)總閘引出，電網(wǎng)引出的交流經(jīng)穩(wěn)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(guò)壓過(guò)流保護(hù)等。

(三)接地系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)

良好的接地可以保護(hù)設(shè)備或系統(tǒng)的正常操作以及人身安全?？梢韵鞣N電磁干擾和雷擊等。所以接地設(shè)計(jì)是非常重要的，但也是難度較大的課題。地線的種類(lèi)很多，有邏輯地、信號(hào)地、屏蔽地、保護(hù)地等。接地的方式也可分單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、混合接地和懸浮地等。理想的接地面應(yīng)為零電位，各接地點(diǎn)之間無(wú)電位差。但實(shí)際上，任何“地”或接地線都有電阻。當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生壓降，使地線上的電位不為零，兩個(gè)接地點(diǎn)之間就會(huì)存在地電壓。當(dāng)電路多點(diǎn)接地，井有信號(hào)聯(lián)系時(shí)，就將構(gòu)成地環(huán)路干擾電壓。因此，接地技術(shù)十分講究，如信號(hào)接地與電源接地要分開(kāi)，復(fù)雜電路采用多點(diǎn)接地和公共地等。

(四)印制電路板的EMC設(shè)計(jì)

元器件、電路和地線引起的騷擾都會(huì)在印制電路板上反映出來(lái)。因此，印制電路板的EMC工程設(shè)計(jì)非常關(guān)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(shí)鐘線、信號(hào)線與地線的臣離要近等，以減少電路工作時(shí)引起內(nèi)部噪聲。嚴(yán)格執(zhí)行印制電路板的工藝標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，模擬和數(shù)字電路分層布局，以達(dá)到板上各電路之間的相互兼容。

另外，值得注意的是在進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)時(shí)，一定不能忽略對(duì)靜電放電(ESD)的防護(hù)。ESD防護(hù)的關(guān)鍵，一是防止靜電核的產(chǎn)生和積累，再就是阻隔ESD效應(yīng)的發(fā)生。阻止披電的方法和措施很多，這里不做贅述。

五、掌握并運(yùn)用EMC測(cè)試技術(shù)

EMC設(shè)計(jì)與EMC測(cè)試是相輔相成的。EMC設(shè)計(jì)的好壞是要通過(guò)EMC測(cè)試來(lái)衡量的。只有在產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)和研制的全過(guò)程中，進(jìn)行EMC的相容性預(yù)測(cè)和評(píng)估，才能及早發(fā)現(xiàn)可能存在的電磁干擾，并采取必要的抑制和防護(hù)措施，從而確保系統(tǒng)的電磁兼容性。否則，當(dāng)產(chǎn)品定型或系統(tǒng)建成后再發(fā)現(xiàn)不兼容的題，則需在人力、物力上花很大的代價(jià)去修改設(shè)計(jì)或采用補(bǔ)救的措施。然而，往往難以徹底的解決問(wèn)題，而給系統(tǒng)的使用帶來(lái)許多麻煩。

EMC測(cè)試包括測(cè)試方法、測(cè)量?jī)x器和試驗(yàn)場(chǎng)所，測(cè)試方法以各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，測(cè)量?jī)x器以頻域?yàn)榛A(chǔ)，試驗(yàn)場(chǎng)地是進(jìn)行EMC測(cè)試的先決條件，也是衡量EMC工作水平的重要因素。EMC檢測(cè)受場(chǎng)地的影響很大，尤其以電磁輻射發(fā)射、輻射接收與輻射敏感度的測(cè)試對(duì)場(chǎng)地的要求最為嚴(yán)格。目前，國(guó)內(nèi)外常用的試驗(yàn)場(chǎng)地有：開(kāi)闊場(chǎng)、半電波暗室、屏蔽室和橫電磁波小室等。

作為EMC測(cè)試的實(shí)驗(yàn)室大體有兩種類(lèi)型：一種是經(jīng)過(guò)EMC權(quán)威機(jī)構(gòu)審定和質(zhì)量體系認(rèn)證而且具有法定測(cè)試資格的綜合性設(shè)計(jì)與測(cè)試實(shí)驗(yàn)室?；蚍Q(chēng)檢測(cè)中心。它包括有進(jìn)行傳導(dǎo)干擾、傳導(dǎo)敏感度及靜電放電敏感度測(cè)試的屏蔽室，有進(jìn)行輻射敏感度測(cè)試的消聲屏蔽室，有用來(lái)進(jìn)行輻射發(fā)射測(cè)試的開(kāi)闊場(chǎng)地和配備齊全的測(cè)試與控制儀器設(shè)備。要建立這樣一套完善的實(shí)驗(yàn)室需投入幾百萬(wàn)甚至數(shù)千萬(wàn)元人民幣。目前，國(guó)內(nèi)已有數(shù)家已建成或正在投資興建。

另一種類(lèi)型就是根據(jù)本單位的實(shí)際需要和經(jīng)費(fèi)情況而建立的具有一定測(cè)試功能的EMC實(shí)驗(yàn)室。比起大型的綜合實(shí)驗(yàn)室，這類(lèi)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室規(guī)模小，造價(jià)低。主要適用于預(yù)相容測(cè)試和EMC評(píng)估。也就是為了使產(chǎn)品在最后進(jìn)行EMC認(rèn)證之前，具有自測(cè)試和評(píng)估的手段。如有不足，還可充分利用社會(huì)成果，內(nèi)外合作，相互比對(duì)和交流，以達(dá)節(jié)約開(kāi)支，改進(jìn)設(shè)計(jì)，不斷提高產(chǎn)品的電磁兼容性之目的。

在測(cè)試儀器方面，以頻譜分析儀為核心的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，可以快捷、準(zhǔn)確地提供EMC有關(guān)參數(shù)。新型的EMC掃描儀與頻譜儀相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了電磁輻射的可視化。可對(duì)系統(tǒng)的單個(gè)元器件，PCB板、整機(jī)與電纜等進(jìn)行全方位的三維測(cè)試，顯示真實(shí)的電磁輻射狀況。

EMC測(cè)試必須依據(jù)EMC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范給出的測(cè)試方法進(jìn)行，并以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限值作為判據(jù)。對(duì)于預(yù)相容測(cè)試，盡管不可能保證產(chǎn)品通過(guò)所有項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，但至少可以消除絕大部分的電磁干擾，從而提高產(chǎn)品的可信度。而且能夠指出你如何改進(jìn)設(shè)計(jì)、抑制EMI發(fā)射。

六、結(jié)束語(yǔ)

EMC作為一門(mén)多學(xué)科的高新技術(shù)，以其在質(zhì)量保證體系中的重要作用而逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。堅(jiān)持電磁兼容性設(shè)計(jì)，提高貫徹EMC標(biāo)準(zhǔn)的意識(shí)性。消除電磁干擾，實(shí)現(xiàn)電磁兼容，從根本上提高產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性。

第四篇：電磁兼容作業(yè)

題目：電源電磁兼容原理及抑制方法電磁兼容原理作業(yè)

姓名：趙軍

學(xué)號(hào)：S20060151

電源電磁兼容原理及抑制方法

隨著電子設(shè)備的大量應(yīng)用，電源在這些設(shè)備中的地位越來(lái)越重要，而開(kāi)關(guān)變換器由于體積小、重量輕、效率高等特點(diǎn)，在電源中占的比重越來(lái)越大。開(kāi)關(guān)電源大多工作在高頻情況下，在開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)過(guò)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(chǎn)生了大量的電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）。

EMI信號(hào)占有很寬的頻率范圍，又有一定的幅度，經(jīng)過(guò)在電路、空間中的傳導(dǎo)和輻射，污染了周?chē)碾姶怒h(huán)境，影響了與其它電子設(shè)備的電磁兼容（Electromagnetic Compatibility）性。隨著近年來(lái)各國(guó)對(duì)電子設(shè)備的電磁干擾和電磁兼容性能要求的不斷提高，對(duì)電磁干擾以及新的抑制方法的研究已成為開(kāi)關(guān)電源研究中的熱點(diǎn)。

本文對(duì)電磁干擾產(chǎn)生、傳播的機(jī)理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，重點(diǎn)總結(jié)了幾種近年來(lái)提出的抑制開(kāi)關(guān)電源電磁干擾產(chǎn)生及傳播的新方法。1 電磁干擾的產(chǎn)生和傳播方式

開(kāi)關(guān)電源中的電磁干擾分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。通常傳導(dǎo)干擾比較好分析，可以將電路理論和數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)合起來(lái)，對(duì)電磁干擾中各種元器件的特性進(jìn)行研究；但對(duì)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(chǎng)理論，分析起來(lái)比較困難。下面將對(duì)這兩種干擾的機(jī)理作一簡(jiǎn)要的介紹。1.1 傳導(dǎo)干擾的產(chǎn)生和傳播

傳導(dǎo)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(shù)的存在以及開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)關(guān)器件的高頻開(kāi)通與關(guān)斷，使得開(kāi)關(guān)電源在其輸入端（即交流電網(wǎng)側(cè)）產(chǎn)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(shí)，由于dv/dt很高，激發(fā)變壓器線圈間、以及開(kāi)關(guān)管與散熱片間的寄生電容，從而產(chǎn)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(kāi)關(guān)管出發(fā)流經(jīng)接地散熱片和地線，再由高頻LISN網(wǎng)絡(luò)（由兩個(gè)50Ω電阻等效）流回輸入線路。

圖1 典型開(kāi)關(guān)變換器中共模、差模干擾的傳播路徑

根據(jù)共模干擾產(chǎn)生的原理，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常采用以下幾種抑制方法： 1）優(yōu)化電路器件布置，盡量減少寄生、耦合電容。

2）延緩開(kāi)關(guān)的開(kāi)通、關(guān)斷時(shí)間。但是這與開(kāi)關(guān)電源高頻化的趨勢(shì)不符。3）應(yīng)用緩沖電路，減緩dv/dt的變化率。1.2.2 差模（DM）干擾

開(kāi)關(guān)變換器中的電流在高頻情況下作開(kāi)關(guān)變化，從而在輸入、輸出的濾波電容上產(chǎn)生很高的di/dt，即在濾波電容的等效電感或阻抗上感應(yīng)了干擾電壓。這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生差模干擾。故選用高質(zhì)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(chǎn)生和傳播

輻射干擾又可分為近場(chǎng)干擾〔測(cè)量點(diǎn)與場(chǎng)源距離<λ/6（λ為干擾電磁波波長(zhǎng)）〕和遠(yuǎn)場(chǎng)干擾（測(cè)量點(diǎn)與場(chǎng)源距離>λ/6）。由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，導(dǎo)體中變化的電流會(huì)在其周?chē)臻g中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)又產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，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(chǎn)生的電磁場(chǎng)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(kāi)關(guān)電源電路中，主電路中的元器件、連線等都可認(rèn)為是天線，可以應(yīng)用電偶極子和磁偶極子理論來(lái)分析。分析時(shí)，二極管、開(kāi)關(guān)管、電容等可看成電偶極子；電感線圈可以認(rèn)為是磁偶極子，再以相關(guān)的電磁場(chǎng)理論進(jìn)行綜合分析就可以了。

圖2是一個(gè)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(yīng)用相關(guān)電磁場(chǎng)理論進(jìn)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(gè)電路在空間產(chǎn)生的輻射干擾。關(guān)于電偶極子、磁偶極子，可參考相關(guān)的電磁場(chǎng)書(shū)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(chǎng)計(jì)算時(shí)這一點(diǎn)尤其重要。相位不同一是因?yàn)楦蓴_從干擾源傳播到測(cè)量點(diǎn)存在時(shí)延作用（也稱(chēng)遲滯效應(yīng)）；再一個(gè)原因是元器件本身的特性導(dǎo)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(yīng)引起的相位滯后是信號(hào)頻率作用的結(jié)果，僅在頻率很高時(shí)作用才較明顯（如GHz級(jí)或更高）；對(duì)于功率電子器件而言，頻率相對(duì)較低，故遲滯效應(yīng)作用不是很大。2 幾種新的電磁干擾抑制方法

在開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的兩類(lèi)干擾中，傳導(dǎo)干擾由于經(jīng)電網(wǎng)傳播，會(huì)對(duì)其它電子設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，往往引起更嚴(yán)重的問(wèn)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(lái)，隨著對(duì)電子設(shè)備電磁干擾的限制越來(lái)越嚴(yán)格，又出現(xiàn)了一些新的抑制方法，主要集中在新的控制方法與新的無(wú)源緩沖電路的設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面。下面分別予以介紹。2.1 新的控制方法—調(diào)制頻率控制

干擾是根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率變化的，干擾的能量集中在這些離散的開(kāi)關(guān)頻率點(diǎn)上，所以很難滿足抑制EMI的要求。通過(guò)將開(kāi)關(guān)信號(hào)的能量調(diào)制分布在一個(gè)很寬的頻帶上，產(chǎn)生一系列的分立邊頻帶，則干擾頻譜可以展開(kāi)，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(dá)到EMI的標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)制頻率（Modulated Frequency）控制就是根據(jù)這種原理實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電源電磁干擾的抑制。最初人們采用隨機(jī)頻率（Randomized Frequency）控制[1]，其主要思想是，在控制電路中加入一個(gè)隨機(jī)擾動(dòng)分量，使開(kāi)關(guān)間隔進(jìn)行不規(guī)則變化，則開(kāi)關(guān)噪聲頻譜由原來(lái)離散的尖峰脈沖噪聲變成連續(xù)分布噪聲，其峰值大大下降。具體辦法 是，由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生兩種不同占空比的脈沖，再與電壓誤差放大器產(chǎn)生的誤差 信號(hào)進(jìn)行采樣選擇產(chǎn)生最終的控制信號(hào)。其具體的控制波形如圖3(a)所示。

(a)隨機(jī)頻率控制原理波形圖

(b)調(diào)制頻率控制原理波形圖 圖3 兩種不同的頻率調(diào)制波形

但是，隨機(jī)頻率控制在開(kāi)通時(shí)基本上采用PWM控制的方法，在關(guān)斷時(shí)才采用隨機(jī)頻率，因而其調(diào)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(xiàn)的調(diào)制頻率控制則很好地解決了這些問(wèn)題。其原理是，將主開(kāi)關(guān)頻率進(jìn)行調(diào)制，在主頻帶周?chē)a(chǎn)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(guān)鍵是對(duì)頻率進(jìn)行調(diào)制，使開(kāi)關(guān)能量分布在邊頻帶的范圍，且幅值受調(diào)制系數(shù)β的影響（調(diào)制系數(shù)β=Δf/fm，Δf為相鄰邊頻帶間隔，fm為調(diào)制頻率），一般β越大調(diào)制效果越好[2][3]，其控制波形如圖3(b)所示。

圖4即為一個(gè)根據(jù)調(diào)制頻率原理設(shè)計(jì)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(kāi)通、關(guān)斷時(shí)的干擾。

圖4 一個(gè)典型的調(diào)制頻率控制電路

2.2 新的無(wú)源緩沖電路設(shè)計(jì)

開(kāi)關(guān)變換器中電磁干擾是在開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)時(shí)刻產(chǎn)生的。以整流二極管為例，在開(kāi)通時(shí)，其導(dǎo)通電流不僅引起大量的開(kāi)通損耗，還產(chǎn)生很大的di/dt，導(dǎo)致電磁干擾；而在關(guān)斷時(shí)，其兩端的電壓快速升高，有很大的dv/dt，從而產(chǎn)生電磁干擾。緩沖電路不僅可以抑制開(kāi)通時(shí)的di/dt、限制關(guān)斷時(shí)的dv/dt，還具有電路簡(jiǎn)單、成本較低的特點(diǎn)，因而得到了廣泛應(yīng)用。但是傳統(tǒng)的緩沖電路中往往采用有源輔助開(kāi)關(guān)，電路復(fù)雜不易控制，并有可能導(dǎo)致更高的電壓或電流應(yīng)力，降低了可靠性。因此許多新的無(wú)源緩沖器應(yīng)運(yùn)而生，以下分別予以總結(jié)介紹。2.2.1 二極管反向恢復(fù)電流抑制電路

對(duì)于圖5(a)的Boost電路，Q1開(kāi)通后，D1將關(guān)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(guān)斷只能靠反向恢復(fù)電流尖峰，而現(xiàn)有的抑制二極管反向恢復(fù)電流的方法大多只適用于特定的變換器電路，而且只對(duì)應(yīng)某一種的輸入輸出模式，適用性很差。國(guó)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(guān)鍵在于把一個(gè)輔助二極管（D2）、一個(gè)小的輔助電感（L2）與主功率電感（L1）的部分線圈串聯(lián)，然后與主二極管（D1）并聯(lián)。其工作原理是，在Q1開(kāi)通時(shí)，利用輔助電感及輔助二極管構(gòu)成的輔助電路進(jìn)行分流，使主二極管D1上的電流降為零，并維持到Q1關(guān)斷。由于電感L2的作用，輔助二極管D2上的反向恢復(fù)電流是很小的，可以忽略。

(a)Boost電路

(b)二極管反向恢復(fù)電路

圖5 Boost電路及其二極管反向恢復(fù)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(fù)電流，還可以用在輸入輸出整流二極管的恢復(fù)電流抑制上。圖6是這種應(yīng)用的舉例。這種技術(shù)應(yīng)用在一般的電源電路里，都可以獲得有效抑制反向恢復(fù)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(fù)電流抑制電路

2.2.2 無(wú)損緩沖電路

在變換器電路中，主二極管反向恢復(fù)時(shí)，會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)管造成很大的電流、電壓應(yīng)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(fù)電流，減少損耗，而提出了一種無(wú)損緩沖電路[5]，如圖7所示。

圖7 無(wú)損緩沖電路

其主要工作原理是，主開(kāi)關(guān)Q開(kāi)通時(shí)的di/dt應(yīng)力、關(guān)斷時(shí)的dv/dt應(yīng)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(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)主二極管D反向恢復(fù)電流的抑制，使開(kāi)關(guān)損耗、EMI大大減少。不僅如此，由于開(kāi)通時(shí)C1上的能量轉(zhuǎn)移到C2，關(guān)斷時(shí)C2和L1上的能量轉(zhuǎn)移到負(fù)載，這種緩沖電路的損耗很低，效率很高。2.2.3 無(wú)源補(bǔ)償技術(shù)

傳統(tǒng)的共模干擾抑制電路如圖8所示。為了使通過(guò)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(yīng)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(huì)變大。應(yīng)用無(wú)源補(bǔ)償技術(shù)，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(jié)省成本。

圖8 共模干擾濾波器 由于共模干擾是由開(kāi)關(guān)器件的寄生電容在高頻時(shí)的dv/dt產(chǎn)生的，因此，用一個(gè)額外的變壓器繞組在補(bǔ)償電容上產(chǎn)生一個(gè)180°的反向電壓，產(chǎn)生的補(bǔ)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(wú)源補(bǔ)償?shù)脑怼?/p>

圖9(a)為加入補(bǔ)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(chǎng)合，濾波電感LCM較大，所以補(bǔ)償?shù)男Ч麜?huì)更明顯。該電路在變壓器上加了一個(gè)補(bǔ)償線圈Nc，匝數(shù)與原邊繞組一樣；補(bǔ)償電容CCOMP的大小則與寄生電容CPARA一樣。這樣一來(lái)，工作時(shí)的Nc使CCOMP產(chǎn)生一個(gè)與CPARA上干擾電流大小相同、方向相反的補(bǔ)償電流，迭加后消除了干擾電流。補(bǔ)償線圈不流過(guò)全部的功率，僅傳輸干擾電流，補(bǔ)償電路十分簡(jiǎn)單。

同樣，對(duì)于圖9(b)中的正激式電路，利用其自身的磁復(fù)位線圈，可以更加方便地實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。無(wú)源補(bǔ)償技術(shù)還可以應(yīng)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(bǔ)償電路的正激電路

(a)帶補(bǔ)償電路的隔離式半橋電路

圖9 兩種無(wú)源補(bǔ)償電路

(a)Boost電路

(b)Buck電路

圖10 帶補(bǔ)償電路的非隔離式Boost、Buck電路

需要注意的是，無(wú)源補(bǔ)償技術(shù)有一定的應(yīng)用條件，它受開(kāi)關(guān)電流、電壓的上升、下降時(shí)間，以及變壓器結(jié)構(gòu)等因素的影響，特別當(dāng)變壓器的線間耦合電容遠(yuǎn)大于寄生電容時(shí)，干擾電流不經(jīng)補(bǔ)償線圈而直接進(jìn)入大地，此時(shí)抑制效果就不很理想。3 結(jié)語(yǔ)

產(chǎn)生噪聲的來(lái)源很多，如外來(lái)干擾、機(jī)械振動(dòng)、電路設(shè)計(jì)不當(dāng)、元器件選擇不當(dāng)以及結(jié)構(gòu)布局或布線不合理等。在開(kāi)關(guān)變換器中，功率三極管和二極管在開(kāi)－關(guān)過(guò)程中所產(chǎn)生的射頻能量是干擾的主要來(lái)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(dǎo)線傳送（傳導(dǎo)干擾），其中后者的危害更為嚴(yán)重。

開(kāi)關(guān)電源技術(shù)是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，可以利用先進(jìn)的半導(dǎo)體電路設(shè)計(jì)技術(shù)、磁性材料、電感元件技術(shù)以及開(kāi)關(guān)器件技術(shù)等來(lái)有效地減少和抑制EMI。目前，開(kāi)關(guān)電源已日益廣泛地應(yīng)用到各種控制設(shè)備、通信設(shè)備以及家用電器中，其電磁干擾問(wèn)題、及與其它電子設(shè)備的電磁兼容問(wèn)題已日益成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，未來(lái)電磁干擾及其相關(guān)問(wèn)題必將得到更多的研究。

第五篇：電磁兼容作業(yè)

電磁兼容學(xué)習(xí)報(bào)告

姓名：時(shí)新淦 學(xué)號(hào) ： 201230210800 專(zhuān)業(yè)：電工理論及技術(shù)

1.前言

這學(xué)期開(kāi)設(shè)了電磁場(chǎng)理論這門(mén)課程，這門(mén)課程是一個(gè)基礎(chǔ)，當(dāng)上完這么課后感覺(jué)學(xué)得還不夠，因此當(dāng)老師在上第一堂電磁兼容課時(shí)，心情是非常喜悅的，一方面是電磁理論知識(shí)的又一次溫習(xí)和深化，而且電磁兼容是具體的電磁場(chǎng)理論知識(shí)的一個(gè)實(shí)際運(yùn)用。課程結(jié)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(duì)自己以后學(xué)習(xí)的一個(gè)啟迪。

下面就從電磁兼容的概述，電磁兼容與課題聯(lián)系兩方面展開(kāi)討論。

2.電磁兼容概述

在課程的最后一節(jié)課中，老師給我們?cè)敿?xì)的介紹了電磁兼容。一個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該滿足三個(gè)EMC原則：

（一）不對(duì)其他系統(tǒng)產(chǎn)生干擾；

（二）對(duì)其他系統(tǒng)的輻射不敏感；

（三）不對(duì)自身產(chǎn)生干擾。老師還給我們舉了一些例子如：美國(guó)的航母曾因電磁兼容問(wèn)題引發(fā)爆炸，手機(jī)輻射影響音響設(shè)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(shù)的重要性。

后面查了一些相關(guān)的資料更加了解電磁兼容，如一些基本術(shù)語(yǔ)，電磁干擾三要素（電磁干擾源、干擾傳播途徑和敏感設(shè)備），電磁兼容的組織認(rèn)證等等（如老師上課講的中國(guó)的強(qiáng)制性認(rèn)證“CCC”，還有如美國(guó)的強(qiáng)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(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的下降。這里，電磁騷擾是指任何可能引起裝置、設(shè)備或系統(tǒng)性能降低，或者隊(duì)友生命或無(wú)生命物質(zhì)產(chǎn)生損害作用的電磁現(xiàn)象；而電磁干擾是指由電磁騷擾產(chǎn)生的具有危害性的電磁能量或者引起的后果。

依據(jù)騷擾的來(lái)源分類(lèi)，電磁騷擾源分為兩大類(lèi)：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(shè)備、系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)自身功能的過(guò)程中所產(chǎn)生的有用電磁能量對(duì)其他設(shè)備、系統(tǒng)造成干擾的用電裝置。非功能性騷擾源指設(shè)備、系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)自身功能的過(guò)程中所產(chǎn)生的無(wú)用電磁能量對(duì)其他設(shè)備、系統(tǒng)造成干擾的用電裝置。描述電磁騷擾源產(chǎn)生的干擾效應(yīng)，通常電磁騷擾的性質(zhì)可以由以下參數(shù)描述：1.頻譜寬度 2.幅度或電平3.波形 4.出現(xiàn)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(guān)于電磁騷擾的耦合與傳輸理論是電磁兼容理論的另一個(gè)重要知識(shí)，一般而言，從各種電磁騷擾源傳輸電磁騷擾至敏感設(shè)備的通路或媒介，即耦合途徑，有兩種方式：一種是傳導(dǎo)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(chǎng)與線的耦合 3.線與線的感應(yīng)耦合。傳導(dǎo)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(yīng)用這一部分是這門(mén)課程的另一個(gè)一個(gè)重點(diǎn)。

屏蔽就是由導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻慕饘倨帘误w將電磁騷擾源限制在一定 的范圍內(nèi)，使騷擾源從屏蔽體的一面耦合或輻射到另一面時(shí)受到抑制或衰減。電磁屏蔽按其屏蔽原理可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽。電場(chǎng)屏蔽包含靜電屏蔽和交變電場(chǎng)屏蔽，磁場(chǎng)屏蔽包含靜磁屏蔽（恒定磁場(chǎng)屏蔽）和交變磁場(chǎng)屏蔽。

靜電屏蔽必須具有講個(gè)基本要點(diǎn)：完整的屏蔽導(dǎo)體和良好的接地。交變電場(chǎng)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(chǎn)生的交變電場(chǎng)限制在一定的空間內(nèi)，從而阻斷了騷擾源至接收器的傳輸途徑。

低頻磁場(chǎng)的屏蔽原理是利用鐵磁材料的高磁導(dǎo)率對(duì)騷擾磁場(chǎng)進(jìn)行分路。高頻磁場(chǎng)的屏蔽采用的是低電阻率的良導(dǎo)體材料。其屏蔽原理是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象在導(dǎo)體表面所產(chǎn)生的渦流的反磁場(chǎng)來(lái)達(dá)到屏蔽目的。金屬屏蔽體對(duì)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(shí)某處的電場(chǎng)強(qiáng)度E0與存在屏蔽體時(shí)同一處的電場(chǎng)強(qiáng)度Es之比，常用分貝（dB）表示。總而言之電磁兼容問(wèn)題是一個(gè)不可回避的問(wèn)題，好的電磁兼容工作可以使得系統(tǒng)性能有著完全不一樣的效果。2.3.接地技術(shù)

接地技術(shù)是任何電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)正常工作時(shí)必須采用的重要技術(shù)，它不僅是保護(hù)設(shè)施和人身安全的必要手段，也是抑制電磁干擾、保障設(shè)備或系統(tǒng)電磁兼容性、提高設(shè)備或系統(tǒng)可靠性的重要技術(shù)措施。接地的分類(lèi)，按作用可分為安全接地和信號(hào)接地，其中安全接地又有設(shè)備安全接地、接零保護(hù)接地和防雷接地，信號(hào)接地又分為單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、混合接地和懸浮接地。還有一個(gè)是搭接技術(shù)，搭接是指兩個(gè)金屬物體之間通過(guò)機(jī)械、化學(xué)或物理方法實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)連接，以建立一條穩(wěn)定的低阻抗電氣通路的工藝過(guò)程。搭接的目的在于為電流的流動(dòng)提供一個(gè)均勻的結(jié)構(gòu)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?yàn)檫@種電位差對(duì)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(lèi)型為兩種基本類(lèi)型：直接搭接和間接搭接。

3.電磁兼容與課題的聯(lián)系

在實(shí)際的課題研究中電磁兼容的問(wèn)題是不可忽略的，在本人所研究的基于FPGA的探傷系統(tǒng)研究中，傳感器如何降低外界干擾源的問(wèn)題是一個(gè)關(guān)鍵，這涉及到所采集數(shù)據(jù)的有效性和準(zhǔn)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(méi)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(chǎng)約束在傳感器內(nèi)部，從而減小外部電磁場(chǎng)的干擾，同時(shí)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(lì)和接收線圈的磁場(chǎng)發(fā)生變化，從而改變了傳感器的靈敏度場(chǎng)。因此，屏蔽層的設(shè)計(jì)參數(shù)（厚度，電導(dǎo)率和線圈之間的距離）對(duì)于傳 感器的特性有很大的影響[1]。

實(shí)際中傳感器光有屏蔽裝置還不夠，例如當(dāng)用金屬導(dǎo)體靠近傳感器或者外界有較強(qiáng)的噪聲干擾時(shí)都會(huì)干擾到傳感器的測(cè)量結(jié)果，這也說(shuō)明了當(dāng)傳感器的靈敏度非常高的時(shí)候除了在硬件方面提高抗干擾性，還需要在傳感器的激勵(lì)方式，軟件方面還需要下些功夫。

由于選取的被測(cè)對(duì)象一般是高電導(dǎo)率的金屬，因此具有很強(qiáng)的渦流效應(yīng)，一般低中頻的激勵(lì)信號(hào)（<1MHz）就足夠了,然而在檢測(cè)低電導(dǎo)率物體時(shí)，需要施加高頻率的激勵(lì)信號(hào)，高頻信號(hào)很容易受來(lái)至接收線圈小的感應(yīng)信號(hào)的噪聲的干擾，與此同時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)電路和激勵(lì)線圈的連接只有幾米遠(yuǎn)，因此激勵(lì)信號(hào)會(huì)衰減。為了更好的解決這個(gè)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了前端電路并且將其放置在每個(gè)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(gè)通道，一個(gè)通道作為能量和激勵(lì)信號(hào)的放大，另一個(gè)作為接收線圈中所產(chǎn)生的小的感應(yīng)信號(hào)的放大。當(dāng)FPGA選擇相應(yīng)的線圈作為接收線圈時(shí)，帶有門(mén)控功能的合理集成電路使得該線圈的激勵(lì)信號(hào)能夠很好的關(guān)斷。反之當(dāng)線圈作為激勵(lì)時(shí)可以在合適的時(shí)間施加激勵(lì)信號(hào)。

由于感應(yīng)信號(hào)非常的小，所以信號(hào)必須經(jīng)過(guò)放大達(dá)到一個(gè)可以檢測(cè)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(hào)衰減的非常嚴(yán)重的運(yùn)用中，在信號(hào)的放大模塊中我們選擇了高增益（大于50倍）的運(yùn)放。

此外，為了更好的保護(hù)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(dá)到保護(hù)芯片的作用。

通常在各種實(shí)驗(yàn)中談及到的濾波技術(shù)是一個(gè)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(hào)的頻率分量通過(guò)，同時(shí)又阻止其他干擾分量的通過(guò)

在課題中在電路中由FPGA內(nèi)部的DDS產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)源經(jīng)過(guò)AD9754的數(shù)模轉(zhuǎn)換后，輸出信號(hào)中耦合系統(tǒng)時(shí)鐘干擾與大量的諧波分量。在系統(tǒng)中采用低通濾波器能較好的去除輸出信號(hào)中的雜波影響，平滑輸出信號(hào)。

我們采用的是二階Butterworth有源濾波器如圖二:

圖三

它由兩節(jié)RC濾波電路和同相比例放大電路組成，在集成運(yùn)放輸出到集成運(yùn)放同相輸入之間引入一個(gè)負(fù)反饋，在不同的頻段，反饋的極性不相同，當(dāng)信號(hào)頻率f＞＞f0時(shí)（f0 為截止頻率），電路的每級(jí)RC 電路的相移趨于-90o，兩級(jí)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(shí)通過(guò)電容c 引到集成運(yùn)放同相端的反饋是負(fù)反饋，反饋信號(hào)將起著削弱輸入信號(hào)的作用，使電壓放大倍數(shù)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(hào)通過(guò)。

除了硬件上的濾波，我們?cè)谲浖弦矊?shí)現(xiàn)數(shù)字濾波。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是具有一定數(shù)據(jù)處理位寬的數(shù)字信號(hào)處理器FPGA，故在完成濾波器的設(shè)計(jì)之后，還要對(duì)濾波器的系數(shù)進(jìn)行量化，并將量化的系數(shù)文件導(dǎo)入設(shè)計(jì)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(shù)是抑制電氣、電子設(shè)備傳導(dǎo)電磁干擾，提高電氣、電子設(shè)備傳導(dǎo)抗擾度水平的主要手段，也是保證設(shè)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(shù)指標(biāo)包括插入損耗、頻率特性、阻抗特性、額定電壓、U1表示信號(hào)源額定電流等。其中插入損耗Il?20log(U1*U2)，（或者干擾源）與負(fù)載阻抗（或者干擾對(duì)象）之間沒(méi)有接入濾波器時(shí)，信號(hào)源在負(fù)載阻抗上產(chǎn)生的電壓；U2表示信號(hào)源與負(fù)載阻抗之間接入濾波器時(shí)，信號(hào)源通過(guò)濾波器在同一負(fù)載阻抗上產(chǎn)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(hào)源或者騷擾源，而讓需要的頻率成分的能量通過(guò)濾波器施加于負(fù)載，以達(dá)到選擇和抑制信號(hào)的目的。吸收式濾波器將信號(hào)中不需要的頻率分量的能量消耗在濾波器中（或稱(chēng)被濾波器吸收），而允許需要的頻率分量通過(guò)，以達(dá)到抑制干擾的目的。

4.小結(jié)

雖然這個(gè)學(xué)期的電磁兼容課程學(xué)習(xí)時(shí)間有限，但我收獲頗豐。一是國(guó)外的一些經(jīng)典的英文教材是非常好參考書(shū)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)國(guó)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(huì)給你意想不到的結(jié)果，正如老師說(shuō)的一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)你無(wú)意間多根接線就可能是整個(gè)系統(tǒng)無(wú)法工作，這也說(shuō)明了電磁兼容這門(mén)課的重要性。很顯然當(dāng)我們做實(shí)驗(yàn)時(shí)，有些時(shí)候達(dá)不到預(yù)期的結(jié)果我們排除一些因素的后應(yīng)該要往這方面思考，如果在大型的工程中沒(méi)有考慮電磁兼容問(wèn)題，往往會(huì)造成不可挽回的損失。

三是作為電磁兼容的基礎(chǔ)知識(shí)電磁場(chǎng)理論的掌握是一個(gè)逐步的過(guò)程，在以前的學(xué)習(xí)中很少用所學(xué)的知識(shí)去解釋和解決一些實(shí)際遇到的問(wèn)題，借此機(jī)會(huì)給自己提個(gè)醒，希望以后騰出時(shí)間去更深的了解電磁方面的知識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹武良.低頻電磁傳感檢測(cè)技術(shù)[M].北京:科學(xué)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.