第一篇:3C認(rèn)證中電磁兼容整改有效性
3C認(rèn)證中電磁兼容整改有效性
從2003年8月1日開始,中國電子產(chǎn)品質(zhì)量強制認(rèn)證制度(即3C認(rèn)證)已經(jīng)進(jìn)行了將近3年了,國家采取了相應(yīng)的強制措施,沒有3C認(rèn)證標(biāo)志的產(chǎn)品不準(zhǔn)銷售。目前絕大部分的電子產(chǎn)品都已列入了強制認(rèn)證的產(chǎn)品目錄,正規(guī)的銷售商家也做出了積極的響應(yīng),沒有經(jīng)過3C認(rèn)證的電子產(chǎn)品基本上被清理出了商場,廣大人民群眾的產(chǎn)品消費安全得到了法律的保障。然而在一年一度的認(rèn)證復(fù)查和市場抽樣檢查中還存在相當(dāng)一部分已經(jīng)貼上3C標(biāo)志而仍然查出不合格項目的產(chǎn)品,其中尤其是電磁兼容項目和認(rèn)證樣品檢查結(jié)果的不一致性最高,就目前來說3C認(rèn)證樣品和日常生產(chǎn)中的產(chǎn)品電磁兼容的不一致性是影響3C認(rèn)證有效性的重要因素。我們經(jīng)過分析研究發(fā)現(xiàn)一個普遍現(xiàn)象,在3C認(rèn)證檢測過程中一次性通過的樣品,其3C復(fù)查和市場抽樣檢查結(jié)果的一致性就高,在3C認(rèn)證檢測過程中有安全或電磁兼容項目經(jīng)過重復(fù)整改的樣品,其3C復(fù)查和市場抽樣檢查結(jié)果的一致性就低,因此也可以說目前較低的電磁兼容整改有效性是影響3C認(rèn)證有效性的一個關(guān)鍵因素。本文詳細(xì)剖析電磁兼容整改過程中影響有效性的特征,并詳細(xì)說明在每個整改過程中怎樣運用電磁兼容的有效手段解決問題、選擇最佳的解決方案。
(一)電磁兼容整改影響安全性能
在做電源部分電磁兼容整改時常常會影響到產(chǎn)品的安全性能,尤其是做傳導(dǎo)騷擾整改時,我們常常增加濾波電容的容量,因為電容越大對低頻騷擾的抑制效果越好,同時通過電容的泄漏電流會增加,電容上殘余電量增加,導(dǎo)致安全性能的泄漏電流、電源插頭殘留電壓測試不合格。影響安全性能的電磁兼容整改是無效的,因此要求電磁兼容整改工程師在對X電容、Y電容等安全件進(jìn)行整改后一定要重新進(jìn)行安全性能的測試,另外也可以參考下列經(jīng)驗法則,否則無法保證電磁兼容整改的有效性。
一、X電容的容值與安全標(biāo)準(zhǔn)充放電壓關(guān)系:
1、充放電壓常數(shù)=泄放電阻(兆歐)*X電容容值(uF)。
2、控制充放電壓常數(shù)小于1才能符合安全要求。)
3、當(dāng)為了電磁兼容的要求增加X電容時,必須增加泄放電阻或適當(dāng)減小泄放電阻阻值。
二、Y電容的容值與安全標(biāo)準(zhǔn)漏電流之間的關(guān)系:
1、漏電流=輸入電壓/Y電容容阻(容值*2π?)。
2、安全標(biāo)準(zhǔn)要求3插有接地產(chǎn)品漏電流小于3.5mA。
3、安全標(biāo)準(zhǔn)要求2插無接地產(chǎn)品漏電流小于0.25mA。
4、安全標(biāo)準(zhǔn)要求手持式產(chǎn)品漏電流小于0.75mA。
5、要注意上述不同類別的產(chǎn)品Y電容的總?cè)萘颗c漏電流之間的關(guān)系可以使用下列簡易算法: 1000pF=0.1mA 有效的電磁兼容整改應(yīng)該不會影響到產(chǎn)品的安全性能。
(二)電磁兼容整改影響電器性能指標(biāo)
我們在進(jìn)行電源線、信號線上騷擾信號抑制時常常采取增加鐵氧體磁珠、線上繞磁環(huán),另外還有在信號線上加濾波電容、RC電路等方法都可以有效地抑制信號線上騷擾信號的傳輸,同時也對信號線上傳輸?shù)挠杏眯盘栐斐闪艘恍┧p和失真,不同的信號線經(jīng)過同一個磁環(huán)并繞時,不同的信號會通過磁環(huán)相互耦合產(chǎn)生串?dāng)n,這些整改措施使用不當(dāng)都會使產(chǎn)品的性能指標(biāo)下降甚至不合格。
案例
一、某廠生產(chǎn)的DVD在市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所進(jìn)行的市場抽樣檢查中被定為不合格產(chǎn)品,要求工廠限期整改,我們接受了工廠的委托對該產(chǎn)品進(jìn)行整改。不合格項目為:電磁兼容性和電性能如下表所示 序號 檢驗項目 單位 標(biāo)準(zhǔn)要求 檢驗結(jié)果 單項評價 1 騷擾功率 dBpW 30~300MHz 準(zhǔn)峰值限值:45~55平均值限值:35~45 AV線 81 42.8 42.7* 108 40.6 39.4* 135 42.0 40.0* 不合格 音頻信噪比 dB ≥80 58 59 不合格 3 音頻失真加噪聲 dB ≤-60-51-51 不合格 4 串音(基波)dB ≥70(1KHz)65 65 不合格
根據(jù)我們的經(jīng)驗,DVD的性能指標(biāo)主要取決于所采用的解碼方案,目前解碼方案供應(yīng)商提供的解碼板性能參數(shù)都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,DVD生產(chǎn)廠家只要按照解碼方案供應(yīng)商提供的參考電路組裝一般都不會有什么性能指標(biāo)問題,然而電磁兼容性各個解碼方案供應(yīng)商的差別就比較明顯,同時DVD生產(chǎn)廠家對電源電路的選擇,以及輸入/輸出端口電路的設(shè)計與解碼電路是否良好匹配和整機(jī)的安裝工藝都是影響整機(jī)電磁兼容性的重要因素。
我們拆開樣機(jī)看到已經(jīng)采取了很多電磁兼容整改的措施,解碼板到控制板、輸入/輸出板、電源板連接線都套有磁環(huán),解碼板的接地安裝使用的是塑膠卡式安裝,接地點到電源地連接一根長線,輸入/輸出端口電路對地并有一些103P濾波電容,電源電路和輸入/輸出端口電路共用一塊PCB板,AV端子與金屬外殼有接地設(shè)計,但是外殼有絕緣油漆AV端子地與金屬外殼地沒有可靠連接。
我們初步斷定是因為電磁兼容整改造成性能指標(biāo)不合格,同時某些整改措施不到位而使電磁兼容整改沒有達(dá)到預(yù)期的效果。首先我們把增加的磁環(huán)和濾波電容都去掉,電源電路和輸入/輸出端口電路分開,測試信噪比可以達(dá)到85 dB,騷擾功率會超標(biāo)更多。經(jīng)過分析我們判斷造成該樣機(jī)不合格的原因是:解碼板27MHz時鐘諧波輻射較大,是電磁兼容不合格的主要原因。電源電路退耦不好和AV輸入/輸出端口電路的隔離不好,AV信號線上增加的磁環(huán)和AV端口上的濾波電容使AV信號產(chǎn)生失真和串?dāng)n則是性能指標(biāo)不合格的主要原因。
經(jīng)過試驗我們重新對電磁兼容整改方案做了如下調(diào)整:解碼板的晶振地到金屬外殼就近接一個地線,AV端子與金屬外殼的接地螺釘換成鋸齒接觸面的,螺釘上緊時可以刺破絕緣油漆與金屬外殼可靠連接,在AV板輸入信號線到地并上101P濾波電容,電源板輸出的各路電壓加10mH電感和103P電容組成的退耦電路,解碼板到控制板和電源板連線上的磁環(huán)保留,AV信號線上的磁環(huán)去掉,經(jīng)過上述整改方案調(diào)整后測試騷擾功率合格,信噪比85 dB,樣機(jī)送市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所復(fù)查全部測試項目合格。
通過這個案例我們得到一個經(jīng)驗教訓(xùn)就是,影響電器性能指標(biāo)的電磁兼容整改是無效的,有效的電磁兼容整改應(yīng)該不會影響到產(chǎn)品的性能指標(biāo)。
第二篇:電磁兼容整改
1、整改階段,此階段是產(chǎn)品EMC設(shè)計的初步階段,及在產(chǎn)品第一論開始設(shè)計時,并沒有考慮EMC方面的問題,等到產(chǎn)品功能調(diào)試完成,樣子出來后進(jìn)行EMC測試時,才發(fā)現(xiàn)EMC問題的存在,于是通過采用各種臨時措施使產(chǎn)品通過EMC測試。用這種方法即使使產(chǎn)品最終達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的EMC要求,常常也會因要進(jìn)行較大的改動,導(dǎo)致較高的成本。如果是因為屏蔽問題往往會涉及結(jié)構(gòu)模具改動,如果因為接口濾波問題就會對產(chǎn)品原理圖進(jìn)行改動,同時導(dǎo)致PCB的重新設(shè)計,還有可能會因為系統(tǒng)接地問題,那就會對整個產(chǎn)品系統(tǒng)重新做調(diào)整,重新設(shè)計。深圳有一家著名的儀器企業(yè)某款產(chǎn)品由于電磁兼容問題整改導(dǎo)致產(chǎn)品延遲海外上市一年,同時研發(fā)費用增加五十萬元人民幣!這種通過研發(fā)后期測試發(fā)現(xiàn)問題然后再對產(chǎn)品進(jìn)行的測試修補的方法,往往會導(dǎo)致企業(yè)產(chǎn)品不能及時取得認(rèn)證而上市。它是目前很多走向國際市場公司研發(fā)部門所面臨的困惑。整改的概念與企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)流程也不符合。
2、技術(shù)設(shè)計階段。這個階段,企業(yè)一般已經(jīng)有了一定EMC的技術(shù),并有時還會有專職的EMC工程師負(fù)責(zé)EMC工作,與其它開發(fā)人員一起在產(chǎn)品功能設(shè)計的同時,考慮EMC問題,如產(chǎn)品設(shè)計時會考慮濾波,屏蔽,接地等。企業(yè)的產(chǎn)品工程師還會通過短期的培訓(xùn)以掌握EMC設(shè)計的基本方法,甚至有些企業(yè)會將EMC設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)的流程結(jié)合在一起。能從設(shè)計流程的早期階段就導(dǎo)入一定的EMC設(shè)計策略,從產(chǎn)品設(shè)計源頭考慮EMC問題,這于整改階段使用后期整改的方法來解決產(chǎn)品所有的EMC問題已經(jīng)有了很大的進(jìn)步,不但減少許多不必要的人力及研發(fā)成本,縮短產(chǎn)品上市周期。但是,處于這個階段的EMC設(shè)計方法,也有很多局限性,具體表現(xiàn)在:
a.參與EMC設(shè)計人員掌握了一些EMC設(shè)計原理和理論知識,如,他們懂得如何設(shè)計濾波器、如何設(shè)計屏蔽,如何進(jìn)行PCB布線布線,如何防止串?dāng)_等等,但是他們往往缺乏結(jié)合產(chǎn)品系統(tǒng)的特點,從產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)架上來考慮EMC問題。
b.設(shè)計過程中沒有引入風(fēng)險的意思,也沒有風(fēng)險評估手段,因此不能預(yù)測后期會產(chǎn)生后果,并有量的把握。
c.設(shè)計太理論化,而且各個部分的設(shè)計相對分散。如,各個EMC性能非常好的模塊組合在一起不一定是一個EMC性能很好的系統(tǒng)。
d.沒有方法論的指導(dǎo),因此,對于一些可以從多方面可以解釋的設(shè)計,很容易引起爭論。其實,這階段還是屬于技術(shù)應(yīng)用的混濁狀態(tài),縱然設(shè)計人員已經(jīng)掌握了“技術(shù)”,但是還不能將其轉(zhuǎn)化為簡單可行的“方法”,因此也很難實現(xiàn)一些仿真。目前大多數(shù)企業(yè)(而且是國內(nèi)EMC技術(shù)比較領(lǐng)先或投入比較多的企業(yè))都處在這個狀態(tài)中。
3、方法論階段,將1,2階段的整改和設(shè)計技術(shù)上升為一種方法論,通過此方法論可以很好的,系統(tǒng)的指導(dǎo)產(chǎn)品的設(shè)計??梢赃\用這個方法論輸出詳細(xì)、系統(tǒng)的分析報告,分析有利有節(jié)。不但有充分的理論依據(jù)還緊密與產(chǎn)品的特點結(jié)合在一起。如果說上一階段的EMC設(shè)計是從技術(shù)本身出發(fā)的,那么這個階段強調(diào)產(chǎn)品的本身,并實現(xiàn)技術(shù)與產(chǎn)品緊密結(jié)合。本書
所述的“產(chǎn)品EMC設(shè)計風(fēng)險評估法”EMC設(shè)計技術(shù)發(fā)展到這個階段的產(chǎn)物,它看上去似乎脫離的EMC技術(shù)本身,實質(zhì)上與EMC技術(shù)是密不可分的,方法論也是建立在各種“零散”技術(shù)的基礎(chǔ)上的。
4、仿真階段。設(shè)計人員要很好的運用仿真軟件,建立一種符合產(chǎn)品實際情況的模型為產(chǎn)品設(shè)計服務(wù),就要用方法論。方法論是仿真的基礎(chǔ)和前提條件。它是產(chǎn)品EMC設(shè)計技術(shù)發(fā)展的最高階段,仿真軟件實現(xiàn)了方法論的電腦輔助自動化設(shè)計,大大減輕人工的投入,這是EMC設(shè)計技術(shù)的最高境界。
前言
電磁干擾的觀念與防制﹐在國內(nèi)已逐漸受到重視。雖然目前國內(nèi)并無嚴(yán)格管制電子產(chǎn)品的電磁干擾(EMI)﹐但由于歐美各國多已實施電磁干擾的要求﹐加上數(shù)字產(chǎn)品的普遍使用﹐對電磁干擾的要求已是刻不容緩的事情。筆者由于啊作的關(guān)系﹐經(jīng)常遇到許多產(chǎn)品已完成成品設(shè)計﹐因無法通過EMI測試﹐而使設(shè)計工程師花費許多時間和精力投入EMI的修改﹐由于屬于事后的補救﹐往往投入許多時間與金錢﹐甚而影響了產(chǎn)品上市的時機(jī)
2.正確的診斷
要解決產(chǎn)品上的EMI問題﹐若能在產(chǎn)品設(shè)計之初便加以考慮﹐則可以節(jié)省事后再投入許多時間與金錢。由于目前EMI Design-in的觀念并不是十分普遍﹐而且由于事先的規(guī)劃并不能保證其成品可以完全符合電磁干擾的測試在﹐所以如何正確的診斷EMI問題﹐對于設(shè)計工程師及EMI工程師是非常重要的。
事實上﹐我們?nèi)绻袳MI當(dāng)做一種疾病﹐當(dāng)然平時的預(yù)防保養(yǎng)是很重要的﹐而一旦有疾病則正確的診斷﹐才能得到快速的痊愈﹐沒有正確的診斷﹐找不到病癥的源頭﹐往往事倍功半而拖延費時。故在EMI的問題上﹐常常看到一個EMI有問題的產(chǎn)品﹐由于未能找到造成EMI問題的關(guān)鍵﹐花了許多時間﹐下了許多對策﹐卻始終無法解決﹐其中亦不乏專業(yè)的EMI工程師。以往談到EMI往往強調(diào)對策方法﹐甚而視許多對策秘決或絕招﹐然而沒有正確的診斷﹐而在產(chǎn)品上加了一大堆EMI抑制組件﹐其結(jié)果往往只會使EMI情況更糟。筆者起初接觸產(chǎn)品EMI對策修改時﹐會聽到資深EMI工程師說把所有EMI對策拿掉﹐就可以通過測試。初聽以為是句玩笑話﹐如今回想這是很寶貴的經(jīng)驗談。而后亦聽到許多EMI工程師談到類似的經(jīng)驗。本文中將舉出實際的例子﹐讓讀者更加了解EMI的對策觀念。一般提到如何解決EMI問題﹐大多說是case by case,當(dāng)然從對策上而言﹐每一個產(chǎn)品的特性及電路板布線(layout)情況不同﹐故無法用幾套方法而解決所有EMI的問題﹐但是長久以來﹐我們一直想要把處理EMI問題并做適當(dāng)?shù)膶Σ擤o另外也提供專業(yè)的EMI工程師一種參考方法。在此我們把電磁干擾與對策的一些心得經(jīng)驗整理﹐希望能對讀者有些幫助。
3.EMI初步診斷步驟
我們提出一套EMI診斷上的參考驟﹐希望用有系統(tǒng)的方式﹐快速的找出EMI的問題。我們
并不準(zhǔn)備探討一些理論計算或公式推演﹐將從實務(wù)上說明。
當(dāng)一個產(chǎn)品無法通過EMI測試﹐首先就要有一個觀念﹐找出無法通過的問題點﹐此時千萬不能有主觀的念頭﹐要在那些地方下對策。常常有許多有經(jīng)驗的EMI工程師﹐由于修改過許多相關(guān)產(chǎn)品﹐對于產(chǎn)品可能造成EMI問題的地方也非常了解﹐而習(xí)慣直接就下藥方﹐當(dāng)然一般皆可能非常有效﹐但是偶而也會遇到很難修改下來﹐最后發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵都是起行認(rèn)為不可能的地方﹐之所以會種疏失﹐就是由于太主觀了。因此﹐不論產(chǎn)品特性熟不熟﹐我們都要逐一再確認(rèn)一次﹐甚而多次確認(rèn)。這是因為造成EMI的問題往往是錯綜復(fù)雜﹐并非單一點所造成。故反復(fù)的做確認(rèn)及診斷是非常重要的。
我們將初步的診斷步驟詳列于下﹐并加以說明其關(guān)鍵點﹐這些步驟看來似乎非常平凡簡單﹐不像介紹對策方法各種理論秘籍絕招層出不窮﹐變化奧妙。其實﹐許多資深EMI工程師在其對策處理時﹐大部份的時間都在重復(fù)這些步驟與判斷。筆者要再次強調(diào)﹐只有真正找到造成EMI問題的關(guān)鍵﹐才是解決EMI的最佳途徑﹐若僅憑理論推測或經(jīng)驗判斷﹐有時反而會花費更多的時間和精力。
■步驟一
將桌子轉(zhuǎn)到待測(EUT)最大發(fā)射的位置﹐初步診斷可能的原因﹐并關(guān)掉EUT電源加以確認(rèn)。
(說明)
由于EMI測試上﹐EUT必須轉(zhuǎn)360度而天線由1m到4m變化﹐其目的是要記錄輻射最大的情況。同樣地﹐當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)無法通過測試時﹐首先我們先將天線位置移到噪聲接收最大高度﹐然后將桌子轉(zhuǎn)到最差角度﹐此時我們知道在EUT面對天線的這一面輻射最強﹐故可以初步推測可能的原因﹐如此處屏蔽不佳或靠近輻射源或有電線電纜經(jīng)過等。
另外須注意的是要關(guān)掉EUT的電源﹐看噪聲是否存在﹐以確定噪聲確實是由EUT所產(chǎn)生。曾見測試Monitor一直無法解決某一點的干擾﹐結(jié)果其噪聲是由PC所造成而非Monitor的問題﹐亦有在OPEN SITE測試Monitor發(fā)現(xiàn)某幾點無法通過﹐由測試接收儀器的聲音判斷應(yīng)是Monitor產(chǎn)生﹐結(jié)果關(guān)掉電源發(fā)現(xiàn)噪聲依然存在﹐所以關(guān)掉EUT電源的步驟是必須的﹐而且通常容易被忽略。
■步驟二
將連接EUT的周邊電纜逐一取下﹐看干擾的噪聲是否降低或消失。
(說明)
若取下某一電纜而干擾的頻率減小或甚而消失﹐則可知此電纜已成為天線將機(jī)板內(nèi)的噪聲輻射出來。事實上﹐仔細(xì)分析造成EMI的關(guān)鍵﹐我們可以用一個很簡單的模式來表示。任何EMI的Source必須要有天線的存在﹐才能產(chǎn)生輻射的情形﹐若僅單獨存在噪聲源而沒有天線的條件﹐此輻射量是很小的﹐若將其連接到天線則由于天線效應(yīng)便把能量輻射到空間。所以EMI的對策除了針對噪聲源(Source)做處理外﹐最重要的查破壞產(chǎn)生輻射的條
件----天線。以往我們最??吹秸凟MI對策離不開屏蔽(Shielding),濾波(Filter),接地(Grounding)﹐對于接地往往一塊電路板多已固定﹐而無法再做處理﹐因為這一部份在電路板布線(Layout)時就須仔細(xì)考慮﹐若板子已完成則此時可變動的空間就非常小﹐一般方式僅能找出噪聲小的接地處用較粗的地線連接﹐減低共模(Common mode)噪聲。屏蔽所牽涉的材質(zhì)與花費亦甚高﹐濾波的方式則是常可見Bead電感等﹐往往用了一大堆亦不甚見效﹐何以如此﹐許多時候是我們沒有解決其輻射的天線效應(yīng)。一般而言﹐噪聲的能量并不會因加一些對策組件便消失﹐也就是能量不減﹐ 我們所要做的工作是如何避免噪聲輻射到空間(輻射測試)或由電源傳出(傳導(dǎo)測試)。
在此我們整理了產(chǎn)生輻射常見的幾種情形供讀者參考。
(1)機(jī)器外部連接之電纜成為輻射天線
由于機(jī)器本身外部所連接的電纜成為天線效應(yīng)﹐將噪聲輻射到空間﹐此時噪聲的大小和電纜的長度有關(guān)﹐因電纜的天線效應(yīng)相對于噪聲半波長時共振情形會最大﹐也往往是造成EMI無法通過測試。在解決這個問題前必須要做一些判斷﹐否則很容易疏忽而浪費時間。(a)噪聲是由機(jī)器內(nèi)部電路板或接地所產(chǎn)生
此情形為將電纜取下﹐或加一Core則噪聲減低或消失。此時必須做的一個步驟是將線靠近機(jī)器(不須直接連接)看噪聲是否會存在﹐若噪聲并沒有升高﹐則可確實判定由機(jī)器內(nèi)部產(chǎn)生﹐若將電纜靠近而干擾噪聲馬上升高﹐由此時請參考(b)的說明。
(b)噪聲是由機(jī)器內(nèi)部耦合到電纜線上﹐而使電纜成為輻射天線。
這一點是許多測試工程師容易忽略的。此情形如(a)中所提到的﹐只要將一條電纜靠近﹐則可從頻譜上看到噪聲立刻升高﹐此表示噪聲已不單純是由線上所輻射出﹐而是機(jī)器本身的噪聲能量相當(dāng)大﹐一旦有天線靠近則立刻會耦合至天線而輻射出來。在實際測試中﹐我們發(fā)現(xiàn)許多通訊產(chǎn)品有這類情形發(fā)生﹐此時若單純用Core或Bead去處理﹐并不能真正的解決問題。
(2)機(jī)器內(nèi)部的引線﹐連接線成為輻射天線
由于許多產(chǎn)品內(nèi)部常有一些電線彼此連接工作廳﹐當(dāng)這些線靠近噪聲源很容易成為天線﹐將噪聲輻射出去。針對此點的判斷﹐在200MHz以下之噪聲﹐我們可以在線上加一Core來判斷噪聲是否減低﹐而對于200MHz以上之高頻噪聲﹐我們可以將線的位置做前后左右的移動﹐看噪聲是否會增大或減小。
(3)電路板上的布線成為輻射天線
由于走線太長或靠近噪聲源而本身被耦合成為發(fā)射天線﹐此種情形當(dāng)外部電纜都取下﹐而僅剩電路板時﹐在頻譜儀上可看見噪聲依然存在﹐此時可用探棒測量電路板噪聲最強的地方﹐找到輻射的問題加以解決。關(guān)于探測的工具及方法﹐將于后詳細(xì)說明。
(4)電路 板上的組件成為輻射來源
由于所使用的IC或CPU本身在運作時產(chǎn)生很大的輻射﹐使得EMI測試無法通過﹐卵石種
情往往在經(jīng)過(1)﹑(2)﹑(3)的分析后噪聲依然存在﹐通常解決的方法不外換一個類似的組件﹐看EMI特性是否會好一些。另外就是電路板重新布線時﹐將其擺放于影響最小的位置﹐也就是附近沒有I/O Port及連接線等經(jīng)過﹐當(dāng)然若情況允許﹐將整個組件用金屬外殼包覆(Shielding)也是一種快速有效的方法。
由以上的分析介紹我們可以了解﹐造成電磁干擾輻射最關(guān)鍵的地方就是電線的問題﹐當(dāng)有了適當(dāng)?shù)奶炀€條件存在很容易就產(chǎn)生干擾﹐另外電源線往往亦是造成天線效應(yīng)的主因 ﹐這是在許EMI對策中最容易疏忽的。
■ 步驟三
電源線無法移去﹐可在其上夾Core或水平垂直擺動﹐看噪聲是否有減小或變化。若產(chǎn)品有電池設(shè)備則可取下電源線判斷﹐如Notebook PC等。
(說明)
如前所述電源線往往是會成為輻射天線﹐尤其是Desktop PC類產(chǎn)品﹐往往300MHz以上的噪聲會由空間耦合到電源線上﹐所以判斷產(chǎn)品的電源線是否受到感染是必須的步驟。由于噪聲頻帶的影響﹐對200MHz以下可用加Core的方式(可一次多加數(shù)個)判斷﹐對于200MHz以上的噪聲﹐由于此時Core的作用不大﹐可將電源線水平擺放和垂直擺放﹐看干擾噪聲是否有差別﹐若水平和垂直有很明顯的差別﹐則可一邊擺動電源線一邊看頻譜儀(Spectrum)上噪聲之大小有否變化﹐如此便可知道電源線有否干擾。
至于若發(fā)現(xiàn)電源線會產(chǎn)生輻射時如何解決﹐一般皆不好處理﹐通常先想辦法使機(jī)器內(nèi)的噪聲減小﹐以避免電源線的二次輻射﹐而使用Shielded線一般對輻射的影響并不大﹐故換一條不同長度的電源線﹐有時也會有很好的效果。
由這一點我們可知道﹐除了要使可冊產(chǎn)生輻射噪聲的組件遠(yuǎn)離I/O Port外﹐其也須盡量遠(yuǎn)離電源線及Switching power supply的板子﹐以免耦合到電源線上使得輻射及傳導(dǎo)皆無法通過測試。
■步驟四
檢查電纜接頭端的接地螺絲是否旋緊及外端接地是否良好。
(說明)
依前三項方式大略找了一下問題后﹐我們必須再做一些檢查﹐因為透過這些檢查﹐也許不須做任何修改﹐便可通過EMI測試。例如檢查電纜端的螺絲是否鎖緊﹐有時將松掉的螺絲上緊﹐可加強電纜線的屏蔽效果。另外可檢查看看機(jī)器外接的Connector的接地是否良好﹐若外殼為金屬而有噴漆﹐則可考慮將Connector處的噴漆刮掉﹐使其接地效果較佳。另外若使用Shielded的電纜線﹐必須檢查接頭端處外覆的金屬綱是否和其鐵蓋密合﹐許多不佳的屏蔽線(RS232)多因線接頭的外覆屏蔽金屬綱未冊和連接端的地密合﹐以致無法充份達(dá)到屏蔽的效果。
各種接頭如Keyboard及Power supply常常由于接頭的插頭與機(jī)器上的插座間的密合度不好
﹐影響了干擾噪聲的輻射。檢查的方式可將接頭拔掉看噪聲是否減小﹐減小表示兩種冊可﹐一為線上本身輻射干擾﹐另一為接頭間接觸不好﹐此時插上接頭﹐用手銷微將接頭端左右搖動﹐看噪聲是否會減小或消失﹐若會減小可將Keyboard或Power supply的連接頭﹐用銅箔膠帶貼一圈﹐以增加其和機(jī)器接頭的密合度﹐這一點也是實測上很容易被疏忽﹐而會誤判機(jī)器的EMI為何每次測時好時壞﹐或花許多時間在其它的對策上面.
第三篇:電磁兼容測試與電氣安全認(rèn)證
電磁兼容測試與電氣安全認(rèn)證
電磁兼容性測試簡稱EMC,是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。EMC設(shè)計與EMC是相輔相成的。EMC設(shè)計的好壞是要通過EMC測試來衡量的。只有在產(chǎn)品的EMC設(shè)計和研制的全過程中,進(jìn)行EMC的相容性預(yù)測和評估,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)不兼容的問題,則需在人力、物力上花很大的代價去修改設(shè)計或采用補救的措施。然而,往往難以徹底的解決問題,而給系統(tǒng)的使用帶來許多麻煩。
電磁兼容測試貫穿在產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā) 生產(chǎn)、使用和維護(hù)的整個周期,對設(shè)備達(dá)到電磁兼容起到至關(guān)重要的作用。
電磁兼容(EMC)測試按其目的可分為診斷測試和達(dá)標(biāo)測試。診斷測試的目的是調(diào)查產(chǎn)生電磁兼容問題的原因,確定產(chǎn)生噪聲和被干擾的具體部位,從而為采取抑制措施做準(zhǔn)備。達(dá)標(biāo)測試是根據(jù)有關(guān)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法對設(shè)備進(jìn)行測試,評估其是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)提出的要求。產(chǎn)品在定型和進(jìn)人市場之前必須進(jìn)行達(dá)標(biāo)測試。
電磁兼容(EMC)測試按其內(nèi)容可分為電磁騷擾(EMI)發(fā)射測試和設(shè)備的抗擾度(EMS)測試。EMI測試是測量設(shè)備向外界發(fā)射的騷擾,EMS測試時給設(shè)備外加各種騷擾,測試設(shè)備的敏感度,即抗干擾能力。
應(yīng)該指出的是電磁兼容測試并不僅僅是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行的簡單操作。同樣的測量儀器、場地和測試步驟,不同的人操作得出的結(jié)果可能大相徑庭,這主要取決于操作人員的素質(zhì)。電磁兼容測試人員應(yīng)具備廣泛的知識,因為電磁兼容問題涉及到電磁場、微波、傳輸線、天線、電波傳播、電路、計算機(jī)等基礎(chǔ)理論;同時還應(yīng)對各種被檢測的設(shè)備的工作原理要有大概的了解,對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法要進(jìn)行仔細(xì)的研究,知其然,還要知其所以然。在實際測試中,要善于發(fā)現(xiàn)問題,并且能用所學(xué)原理。
電氣安全認(rèn)證是電氣產(chǎn)品安全工程技術(shù)專題介紹以及常見安全相關(guān)元件的應(yīng)用,企業(yè)產(chǎn)品安全保障體系的建設(shè),國內(nèi)外產(chǎn)品安全認(rèn)證理論,中國、歐盟和北美等國家和地區(qū)的電氣產(chǎn)品安全認(rèn)證體系及企業(yè)的應(yīng)對措施等。解決問題,從而不斷地積累經(jīng)驗。電氣安全是以安全為目標(biāo)、以電氣為研究領(lǐng)域的應(yīng)用學(xué)科,是安全領(lǐng)域中直接與電氣相關(guān)聯(lián)的科學(xué)技術(shù)與管理工程,這門學(xué)科不僅僅討論用電或電器設(shè)備,而是二者都包含在電氣安全學(xué)科之中。電氣安全的基本內(nèi)容包括兩個方面:一方面是研究各種電氣事故,研究其的機(jī)理、原因、構(gòu)成、特點、規(guī)律和防護(hù)措施,電氣事故不僅僅是觸電事故,雷擊、靜電危害、電磁場傷害、電氣火災(zāi)爆炸以及其他危機(jī)人身安全的線路故障和設(shè)備故障也屬于電氣事故;另一方面是研究用電氣的方法解決各種安全問題,即研究運用電氣監(jiān)測、電氣檢查和電氣控制的方法來評價系統(tǒng)的安全性或獲得必要的安全條件。電氣安全具有抽象性、廣泛性、綜合性的特點。
第四篇:電磁兼容心得體會
電磁兼容大作業(yè)三
電磁兼容課學(xué)習(xí)心得
在本學(xué)期的學(xué)習(xí)中,我對電磁兼容在理論方面的理解程度大大加深,電磁兼容設(shè)計實際上就是針對電子產(chǎn)品中產(chǎn)生的電磁干擾進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,使之能成為符合各國或地區(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)備能夠不因為其它設(shè)備的干擾影響正常工作,同時也不對其它設(shè)備產(chǎn)生影響工作的干擾。
1,主要學(xué)習(xí)內(nèi)容
1、電磁干擾的危害主要體現(xiàn)在兩個方面:一是電氣、電子設(shè)備之間的相互影響;二是電磁污染對人體的影響。
2、電磁兼容研究的目的是為了消除或降低自然的和人為的電磁干擾,減少其危害,提高設(shè)備或系統(tǒng)的抗電磁干擾能力,保證設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容性。
3、電磁兼容學(xué)科的主要研究內(nèi)容:
1、電磁干擾特性及其傳播原理
研究電磁干擾特性及其傳播耦合理論是電磁兼容學(xué)最基本的的任務(wù)之一。
2、電磁危害及電磁頻譜管理
有效地管理、合理地利用電磁頻譜是電磁兼容的一項必要內(nèi)容。
3、電磁干擾的工程分析方法及控制技術(shù)
電磁兼容控制技術(shù)始終是電磁兼容學(xué)科中最活躍的課題。
4、電磁兼容的設(shè)計方法 費效比的綜合考慮是電磁兼容性設(shè)計中的一項重要內(nèi)容。
5、電磁兼容性測量和試驗技術(shù)
電磁兼容性測量和試驗是一項非常重要的工作,它是產(chǎn)品電磁兼容性的最終考核手段并且應(yīng)當(dāng)貫穿于產(chǎn)品開發(fā)、試制的整個過程。
6、電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和工程管理
電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)時電磁兼容件設(shè)計和試驗的依據(jù)。
7、電磁兼容分析和預(yù)測
電磁兼容分析和預(yù)測是合理的電磁兼容性設(shè)計的的基礎(chǔ)。
8、電磁脈沖及其防護(hù)
電磁脈沖的干擾及其防護(hù)已成為近年來電磁兼容學(xué)科的一個重要研究內(nèi)容。
4、電磁兼容設(shè)計方法:
1、問題解決法
問題解決法是先研制設(shè)備,然后針對調(diào)試中出現(xiàn)的電磁干擾問題,采用各種電磁干擾抑制技術(shù)加以解決。
2、規(guī)范法
規(guī)范法是按頒布的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)備或系統(tǒng)的設(shè)計制造。
3、系統(tǒng)法
系統(tǒng)法是利用計算機(jī)軟件對某一特定系統(tǒng)的設(shè)計方案進(jìn)行電磁兼容性分析和預(yù)測。
3,對典型問題的體會
1、對振鈴電壓的抑制 由于變壓器的初級有漏感,當(dāng)電源開關(guān)管V1由飽和導(dǎo)通到截止關(guān)斷時會產(chǎn)生反電動勢,反電動勢又會對變壓器初級線圈的分布電容進(jìn)行充放電,從而產(chǎn)生阻尼振蕩,即產(chǎn)生振鈴,如圖4所示。變壓器初級漏感產(chǎn)生反電動勢的電壓幅度一般都很高,其能量也很大,如不采取保護(hù)措施,反電動勢一般都會把電源開關(guān)管擊穿,同時反電動勢產(chǎn)生的阻尼振蕩還會產(chǎn)生很強的電磁輻射,不但對機(jī)器本身造成嚴(yán)重干擾,對機(jī)器周邊環(huán)境也會產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。
2、對輻射干擾信號的抑制
電磁輻射干擾也是通過電磁感應(yīng)的方式,由帶電體或電流回路及磁感應(yīng)回路對外產(chǎn)生電磁輻射的。任何一根導(dǎo)體都可以看成是一根電磁感應(yīng)天線,任何一個電流回路都可以看成是一個環(huán)形天線,電感線圈和變壓器漏感也是電磁感應(yīng)輻射的重要器件。要想完全抑制電磁輻射是不可能的,但通過對電路進(jìn)行合理設(shè)計,或者采取部分屏蔽措施,可以大大減輕電磁干擾的輻射。
例如,盡量縮短電路引線的長度和減小電流回路的面積,是減小電磁輻射的有效方法;正確使用儲能濾波電容,把儲能濾波電容盡量近地安裝在有源器件電源引線的兩端,每個有源器件獨立供電,或單獨用一個儲能濾波電容供電(充滿電的電容可以看成是一個獨立電源),防止各電路中的有源器件(放大器)通過電源線和地線產(chǎn)生串?dāng)_;把電源引線的地和信號源的地嚴(yán)格分開,或?qū)π盘栆€采取雙線并行對中交叉的方法,讓干擾信號互相抵消,也是一種減小電磁輻射的有效方法;利用散熱片也可以對電磁干擾進(jìn)行局部屏蔽,對信號引線還可以采取雙地線并行屏蔽的方法,讓信號線夾在兩條平行地線的中間,這相當(dāng)于雙回路,干擾信號也會互相抵消,屏蔽效果非常顯著;機(jī)器或敏感器件采用金屬外殼是最好的屏蔽電磁干擾方法,但非金屬外殼也可以噴涂導(dǎo)電材料(如石墨)進(jìn)行電磁干擾屏蔽。
第五篇:電磁兼容論文
本學(xué)期,我選修了電磁兼容這門課程。通過電磁兼容課程的學(xué)習(xí),老師教會了我許多,一方面是有關(guān)電磁兼容方面的知識,另一方面是有關(guān)生活和人生方面的體會和感悟。由于與電機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容有關(guān)的問題大都涉及一些高年級的知識,作為大二的我還沒有學(xué)習(xí),所以對于電機(jī)系統(tǒng)的電磁兼容問題沒有過于深刻的理解和探究。我想通過以下幾個方面來闡述我所理解的電磁兼容問題。
一.電磁兼容的概念
在國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC對電磁兼容的定義為:系統(tǒng)或設(shè)備在所處的電磁環(huán)境中能正常工作,同時不會對其他系統(tǒng)和設(shè)備造成干擾。
EMC包括EMI(電磁干擾)及EMS(電磁耐受性)兩部分,所謂EMI電磁干擾,乃為機(jī)器本身在執(zhí)行應(yīng)有功能的過程中所產(chǎn)生不利于其它系統(tǒng)的電磁噪聲;而EMS乃指機(jī)器在執(zhí)行應(yīng)有功能的過程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力。
電磁兼容(electromagnetic compatibility)各種電氣或電子設(shè)備在電磁環(huán)境復(fù)雜的共同空間中,以規(guī)定的安全系數(shù)滿足設(shè)計要求的正常工作能力。也稱電磁兼容性。它的含義包括:①電子系統(tǒng)或設(shè)備之間在電磁環(huán)境中的相互兼顧;②電子系統(tǒng)或設(shè)備在自然界電磁環(huán)境中能按照設(shè)計要求正常工作。若再擴(kuò)展到電磁場對生態(tài)環(huán)境的影響,則又可把電磁兼容學(xué)科內(nèi)容稱作環(huán)境電磁學(xué)。
電磁兼容的研究是隨著電子技術(shù)逐步向高頻、高速、高精度、高可靠性、高靈敏度、高密度(小型化、大規(guī)模集成化),大功率、小信號運用、復(fù)雜化等方面的需要而逐步發(fā)展的。特別是在人造地球衛(wèi)星、導(dǎo)彈、計算機(jī)、通信設(shè)備和潛艇中大量采用現(xiàn)代電子技術(shù)后,使電磁兼容問題更加突出。
二.系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
電磁兼容技術(shù)是在研究電磁干擾機(jī)理和電磁干擾防護(hù)技術(shù)的過程中發(fā)展起來的。電磁干擾是人們早就發(fā)現(xiàn)的電磁現(xiàn)象, 它幾乎和電磁效應(yīng)現(xiàn)象同時被發(fā)現(xiàn), 1881年英國科學(xué)家發(fā)表“ 論無線電干擾”的文章, 標(biāo)志著研究干擾問題的開始。1888年德國物理學(xué)家赫茲首創(chuàng)了天線, 第一次把電磁波輻射到自由空間, 同時成功地接收到電磁波,用實驗證實了電磁波的存在, 從此開始了對電磁干擾問題的實驗研究。1889年英國郵電部門研究了通信中的干擾問題, 使干擾問題的研究開始走向工程化和產(chǎn)業(yè)化。
按照研究對象的不同,可將電磁兼容問題自上向下劃分為如下6 個層次:環(huán)境級電磁兼容問題、系統(tǒng)級電磁兼容問題、分系統(tǒng)級電磁兼容問題、設(shè)備級電磁兼容問題、電路級電磁兼容問題和器件級電磁兼容問題等。
系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)在軍事裝備領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,它不僅是武器裝備的一種性能,更是武器裝備的一種能力。系統(tǒng)電磁兼容問題是大型復(fù)雜系統(tǒng)全壽命周期中必須面對的客觀問題。如果解決不當(dāng),其不僅帶來大量研制經(jīng)費的浪費,同時還將導(dǎo)致系統(tǒng)從根本上喪失使用能力。
系統(tǒng)電磁兼容技術(shù)主要包括:系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計技術(shù)和系統(tǒng)電磁兼容試驗技術(shù)。設(shè)計技術(shù)包括:電磁兼容仿真、分析、預(yù)測、評估、優(yōu)化、設(shè)計規(guī)范、設(shè)計方法、工程控制等技術(shù)和過程;試驗技術(shù)包括:試驗規(guī)范制定、標(biāo)準(zhǔn)制定、項目選擇、實施方法、場地建設(shè)、誤差處理等技術(shù)和過程。
三.電磁干擾的危害
強的電磁場會對人們的健康帶來一定的危害。多年來各國學(xué)者對此進(jìn)行了長期、深入、艱苦的研究工作。研究的結(jié)論是,無論工頻還是射頻電磁場,當(dāng)超過一定強度時,對人體健康都是有害的。關(guān)鍵是危害的性質(zhì)、程度與后果對電磁場強之間的關(guān)系。
相對較弱的電磁干擾對設(shè)備或系統(tǒng)造成的惡性電磁干擾事故是觸目驚心的??膳e出20 世紀(jì)70 年代的兩個例子:美國一煉鋼廠曾經(jīng)因為控制天車的電路被干擾而造成整個鋼水包的鋼水完全傾倒在車間地面上的事故;一個配載假肢的騎摩托車人,當(dāng)行車至高壓電力線下時,由于假肢的控制電路受到干擾而造成車毀人亡的事故。
圖 1 示出了殘疾人用的電動輪椅在未采取抗干擾措施之前暴露于20V/m 電場強度下,其工作出現(xiàn)的反?,F(xiàn)象。測試時輪椅工作在常用狀態(tài)(30r/min)。由圖可見,當(dāng)加以不同頻率的電磁輻射時,其工作失控,轉(zhuǎn)速在 0~100r/min 之間變化,干擾頻率從100MHz~700MHz。我們知道,這些頻率被電視廣播、調(diào)頻廣播以及移動通信所占用。
還有許多情況,電磁干擾造成的事故也可能是惡性的。例如:電磁輻射可能干擾電爆裝置,使其誤引爆。美國土星火箭上大約使用了150個電爆裝置;一架飛機(jī)使用的電爆裝置也在百個以上;航天飛機(jī)上大約有500個電爆裝置??梢娺@一問題的嚴(yán)重性。
我們都知道,在民用飛機(jī)座艙內(nèi)不允許使用移動通信手機(jī)或游戲機(jī)之類的數(shù)字型電器。這是由于這些設(shè)備產(chǎn)生的電磁騷擾不僅可以通過機(jī)內(nèi)電纜耦合到機(jī)的敏感設(shè)備上,更嚴(yán)重的是,電磁輻射騷擾可能通過機(jī)艙窗戶向機(jī)外輻射。而在機(jī)身上存在有大量的天線與傳感器,可能直接接收電磁騷擾輻射。
四.生活中的電磁兼容
電磁兼容是指器件在工作的過程中即不干擾其它電器,同時也不被其它電器所干擾。有電磁兼容問題意味著有電磁之間的相互干擾問題。機(jī)電一體化的大時代背景下,每一個電器元件的核心都是電路板,也就是PCB板。電路板的板間是存在干擾的。在設(shè)計板子的過程中應(yīng)該考慮到這個問題,一般板子不能太大,其頻率也不能太高,頻率如果過高就不能將電氣元件當(dāng)成理想的集總電氣元件使用,要考慮它在高頻條件下的性質(zhì)。比如是電腦一般都是有兩個頻率的。這些都是與電磁干擾相關(guān)聯(lián)的考慮。
另一個與生活息息相關(guān)的東西就是手機(jī)。手機(jī)實際上是“蜂窩”電話。接收手機(jī)信號的是分布在各處的手機(jī)機(jī)站,手機(jī)發(fā)出的信號會通過附近的機(jī)站被發(fā)送出去。當(dāng)我們在長途行駛的車上打電話時,偶爾會出現(xiàn)掉線的情況。這實際是我們在車輛行駛的過程中離一個正在通信著的機(jī)站越來越遠(yuǎn),而距離另外一個機(jī)站越來越近,這時我們的手機(jī)就會選擇切換機(jī)站。如果我們手機(jī)從一個機(jī)站脫離,而另一個機(jī)站滿負(fù)荷而無法接入,就會出現(xiàn)掉線的情況。在我們的生活中,我們還會遇到許多相類似的問題。我們通常都習(xí)以為常。但其實只要我們仔細(xì)的思考,我們就會發(fā)現(xiàn)電磁干擾和電磁兼容在我們的生活中處處存在。
五.解決電磁兼容的實施辦法
電磁兼容的實施性方法包含了組織措施與技術(shù)措施兩個方面。
技術(shù)上有合適的接地,合理的布線,屏蔽。濾波,電氣隔離,限幅,續(xù)流,計算機(jī)軟硬件措施等。組織上有具有一定電磁兼容能力的元器件,標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,頻譜管理,空間分離,時間分隔等。
接地
接地是電子設(shè)備的一個很重要問題。接地目的有三個:
(1)接地使整個電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有一個公共的參考零電位,保證電路系統(tǒng)能穩(wěn)定地干作。
(2)防止外界電磁場的干擾。機(jī)殼接地可以使得由于靜電感應(yīng)而積累在機(jī)殼上的大量電荷通過大地泄放,否則這些電荷形成的高壓可能引起設(shè)備內(nèi)部的火花放電而造成干擾。另外,對于電路的屏蔽體,若選擇合適的接地,也可獲得良好的屏蔽效果。
(3)保證安全工作。當(dāng)發(fā)生直接雷電的電磁感應(yīng)時,可避免電子設(shè)備的毀壞;當(dāng)工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其它原因直接與機(jī)殼相通時,可避免操作人員的觸電事故發(fā)生。此外,很多醫(yī)療設(shè)備都與病人的人體直接相連,當(dāng)機(jī)殼帶有110V或220V電壓時,將發(fā)生致命危險。
因此,接地是抑制噪聲防止干擾的主要方法。接地可以理解為一個等電位點或等電位面,是電路或系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位,但不一定為大地電位。為了防止雷擊可能造成的損壞和工作人員的人身安全,電子設(shè)備的機(jī)殼和機(jī)房的金屬構(gòu)件等,必須與大地相連接,而且接地電阻一般要很小,不能超過規(guī)定值。
電路的接地方式基本上有三類,即單點接地、多點接地和混合接地。單點接地是指在一個線路中,只有一個物理點被定義為接地參考點。其它各個需要接地的點都直接接到這一點上。多點接地是指某一個系統(tǒng)中各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上,以使接地引線的長度最短。接地平面,可以是設(shè)備的底板,也可以是貫通整個系統(tǒng)的地導(dǎo)線,在比較大的系統(tǒng)中,還可以是設(shè)備的結(jié)構(gòu)框架等等?;旌辖拥厥菍⒛切┲恍韪哳l接地點,利用旁路電容和接地平面連接起來。但應(yīng)盡量防止出現(xiàn)旁路電容和引線電感構(gòu)成的諧振現(xiàn)象。
屏蔽
屏蔽就是對兩個空間區(qū)域之間進(jìn)行金屬的隔離,以控制電場、磁場和電磁波由一個區(qū)域?qū)α硪粋€區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體講,就是用屏蔽體將元部件、電路、組合件、電纜或整個系統(tǒng)的干擾源包圍起來,防止干擾電磁場向外擴(kuò)散;用屏蔽體將接收電路、設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來,防止它們受到外界電磁場的影響。
因為屏蔽體對來自導(dǎo)線、電纜、元部件、電路或系統(tǒng)等外部的干擾電磁波和內(nèi)部電磁波均起著吸收能量(渦流損耗)、反射能量(電磁波在屏蔽體上的界面反射)和抵消能量(電磁感應(yīng)在屏蔽層上產(chǎn)生反向電磁場,可抵消部分干擾電磁波)的作用,所以屏蔽體具有減弱干擾的功能。
屏蔽體材料選擇的原則是:
(1)當(dāng)干擾電磁場的頻率較高時,利用低電阻率的金屬材料中產(chǎn)生的渦流,形成對外來電磁波的抵消作用,從而達(dá)到屏蔽的效果。
(2)當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時,要采用高導(dǎo)磁率的材料,從而使磁力線限制在屏蔽體內(nèi)部,防止擴(kuò)散到屏蔽的空間去。
(3)在某些場合下,如果要求對高頻和低頻電磁場都具有良好的屏蔽效果時,往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。
濾波
濾波是抑制和防止干擾的一項重要措施。濾波器可以顯著地減小傳導(dǎo)干擾的電平,因為干擾頻譜成份不網(wǎng)于有用信號的頻率,濾波器對于這些與有用信號頻率不同的成份有良好的抑制能力,從而起到其它干擾抑制難以起到的作用。所以,采用濾波網(wǎng)絡(luò)無論是抑制干擾源和消除干擾耦合,或是增強接收設(shè)備的抗干擾能力,都是有力措施。用阻容和感容去耦網(wǎng)絡(luò)能把電路與電源隔離開,消除電路之間的耦合,并避免干擾信號進(jìn)入電路。對高頻電路可采用兩個電容器和一個電感器(高頻扼流圈)組成的CLCMπ型濾波器。濾波器的種類很多,選擇適當(dāng)?shù)臑V波器能消除不希望的耦合。
正確選用無源元件
實用的無源元件并不是“理想”的,其特性與理想的特性是有差異的。實用的元件本身可能就是一個干擾源,因此正確選用無源元件非常重要。有時也可以利用元件具有的特性進(jìn)行抑制和防止干擾。
電路技術(shù)
有時候采用屏蔽后仍不能滿足抑制和防止干擾的要求,可以結(jié)合屏蔽,采取平衡措施等電路技術(shù)。平衡電路是指雙線電路中的兩根導(dǎo)線與連接到這兩根導(dǎo)線的所有電路,對地或?qū)ζ渌鼘?dǎo)線都具有相同的阻抗。其目的在于使兩根導(dǎo)線所檢拾到的干擾信號相等。這時的干擾噪聲是一個共態(tài)信號,可在負(fù)載上自行消失。另外,還可采用其它一些電路技術(shù),例如接點網(wǎng)絡(luò),整形電路,積分電路和選通電路等等??傊?,采用電路技術(shù)也是抑制和防止干擾的重要措施。
六.結(jié)語
從電磁兼容領(lǐng)域來看,無論從理論研究、實驗室水平、標(biāo)準(zhǔn)化工作等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,我國當(dāng)前還處在一個較低的水平。但是無論從國家安全還是保護(hù)人身安全與健康,保護(hù)環(huán)境來看,電磁兼容都起著相當(dāng)重要的作用;而且它又是一個創(chuàng)新力度較強的學(xué)科,所以還需要我們這一代人的努力學(xué)習(xí)與創(chuàng)造,發(fā)展我國乃至世界的電磁兼容水平。