电磁兼容技术实训报告
电磁兼容实验报告3-4

电磁兼容实验报告学院:信息科学与工程学院班级:姓名:学号:实验三电感耦合对电路性能的影响电力系统中,在电网容量增大、输电电压增高的同时,以计算机和微处理器为基础的继电保护、电网控制、通信设备得到广泛采用。
因此,电力系统电磁兼容问题也变得十分突出。
例如,集继电保护、通信、SCADA功能于一体的变电站综合自动化设备,通常安装在变电站高压设备的附近,该设备能正常工作的先决条件就是它能够承受变电站中在正常操作或事故情况下产生的极强的电磁干扰。
此外,由于现代的高压开关常常与电子控制和保护设备集成于一体,因此,对这种强电与弱电设备组合的设备不仅需要进行高电压、大电流的试验,同时还要通过电磁兼容的试验。
GIS的隔离开关操作时,可以产生频率高达数兆赫的快速暂态电压。
这种快速暂态过电压不仅会危及变压器等设备的绝缘,而且会通过接地网向外传播,干扰变电站继电保护、控制设备的正常工作。
随着电力系统自动化水平的提高,电磁兼容技术的重要性日益显现出来。
一、实验目的通过运用Multisim仿真软件,了解此软件使用方法,熟悉电路中因电感耦合造成的电磁兼容性能影响。
二、实验环境:Multisim仿真软件三、实验原理:1.耦合(1)耦合元件:除二端元件外,电路中还有一种元件,它们有不止一条支路,其中一条支路的带压或电流与另一条支路的电压或电流相关联,该类元件称为偶合元件。
(2)磁耦合:如果两个线圈的磁场村相互作用,就称这两个线圈具有磁耦合。
(3)耦合线圈:具有磁耦合的两个或两个以上的线圈,称为耦合线圈。
(4)耦合电感:如果假定各线圈的位置是固定的,并且忽略线圈本身所具有的电阻和匝间分布电容,得到的耦合线圈的理想模型就称为耦合电感。
自感磁链:11ψ=1N 11Φ 22ψ=2N 22Φ 互感磁链:21ψ=2N 21Φ 12ψ=1N 12Φ 2.伏安关系耦合线圈中的总磁链:1ψ=11ψ±12ψ=1L 1i ±M 2i2ψ=22ψ±21ψ=2L 2i ±M 1i根据法拉第电磁感定律及楞次定律:电路变化将在线圈的两端产生自感,电压U L1,U L2和互感电压U M21,U M12。
电力系统中的电磁兼容性问题与对策实习报告

电力系统中的电磁兼容性问题与对策实习报告一、前言随着科技的发展,电力系统在国民经济中的地位越来越重要。
电力系统的运行也面临着许多挑战,其中之一就是电磁兼容性问题。
电磁兼容性是指电子设备在特定的电磁环境中,不受到其他设备的电磁干扰,正常工作的能力。
本文将对电力系统中的电磁兼容性问题进行分析,并提出相应的对策。
二、电力系统中的电磁兼容性问题1.1 电磁干扰源电力系统中的电磁干扰源主要包括以下几类:(1)输电线路:输电线路在运行过程中会产生较大的电磁场,对附近的电子设备产生干扰。
(2)变压器:变压器在运行过程中会产生较大的磁通变化,从而引起周围的电磁干扰。
(3)发电机:发电机在运行过程中会产生较大的电场和磁场,对附近的电子设备产生干扰。
1.2 电磁兼容性问题的表现电力系统中的电磁兼容性问题主要表现为以下几个方面:(1)电子设备的性能下降:由于电磁干扰,电子设备的性能可能会下降,如误码率增加、数据传输速度降低等。
(2)设备损坏:严重的电磁干扰可能导致电子设备的损坏,如烧毁、失效等。
(3)系统不稳定:电磁干扰可能导致电力系统的运行不稳定,如电压波动、频率偏移等。
三、解决电力系统中电磁兼容性问题的对策2.1 优化电力系统的设计(1)选择合适的导线材料和截面积:合理选择导线材料和截面积可以减小输电线路产生的电磁场。
(2)采用屏蔽措施:对变压器和发电机进行屏蔽,可以有效减少其产生的电磁场对周围电子设备的干扰。
(3)提高系统的抗干扰能力:通过增加系统的保护装置和自动控制系统,提高系统的抗干扰能力。
2.2 加强电力系统的监测与维护(1)建立完善的监测系统:通过对电力系统各个环节进行实时监测,及时发现电磁兼容性问题。
(2)定期对设备进行检查与维护:对电力系统中的各种设备进行定期检查与维护,确保其正常运行。
(3)加强培训与宣传:提高电力系统运行人员的专业素质,加强对电磁兼容性问题的认识与了解。
2.3 采用新型技术手段(1)采用半导体器件:半导体器件具有较好的抗电磁干扰性能,可以用于替代部分易受干扰的电子元器件。
电磁兼容技术实验报告

电磁兼容技术实验报告实验目的:本实验旨在通过实际操作,使学生了解电磁兼容性(EMC)的基本概念,掌握电磁干扰(EMI)的测试方法,以及学习如何评估和改进设备或系统的电磁兼容性。
实验原理:电磁兼容性是指设备或系统在电磁环境中能够正常工作,同时不对其他设备产生不可接受的电磁干扰。
电磁干扰主要来源于电源线、信号线和空间辐射。
通过测量设备在特定条件下的辐射和传导干扰水平,可以评估其电磁兼容性。
实验设备与材料:1. 电磁兼容性测试设备一套,包括接收机、天线、测试软件等。
2. 待测设备,例如个人电脑、手机等。
3. 屏蔽室或开放场,用于进行辐射干扰测试。
4. 电源线、信号线等连接线。
实验步骤:1. 准备实验环境,确保测试设备和待测设备均处于正常工作状态。
2. 将待测设备放置在屏蔽室内或开放场中,连接好所有必要的电源线和信号线。
3. 打开测试设备,设置测试参数,包括频率范围、测试模式等。
4. 进行辐射干扰测试,记录待测设备在不同频率下的干扰水平。
5. 进行传导干扰测试,使用接收机测量待测设备通过电源线和信号线产生的干扰。
6. 分析测试结果,评估待测设备的电磁兼容性。
实验结果:在本次实验中,我们对个人电脑和手机进行了电磁兼容性测试。
测试结果显示,个人电脑在高频段的辐射干扰水平较高,而手机在低频段的传导干扰水平较高。
这可能与设备内部的电路设计和屏蔽措施有关。
实验结论:通过本次实验,我们了解到电磁兼容性的重要性,以及如何通过测试来评估设备的电磁兼容性。
实验结果表明,不同设备在不同频率下的干扰水平存在差异,这提示我们在设计和使用电子设备时,需要考虑其电磁兼容性,以减少对其他设备的干扰。
建议:1. 加强对电子设备内部电路的屏蔽,减少辐射干扰。
2. 优化电源线和信号线的布局,降低传导干扰。
3. 在设计电子设备时,应充分考虑电磁兼容性标准,确保设备能够在复杂的电磁环境中稳定工作。
实验心得:通过本次电磁兼容技术实验,我们不仅学习到了理论知识,还通过实际操作加深了对电磁兼容性的认识。
电磁兼容实习报告

一、实习目的电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)是电子设备在正常使用条件下,对所在环境中的电磁场干扰信号的抑制能力以及设备本身产生的电磁干扰信号的抑制能力。
为了更好地了解电磁兼容知识,提高自己的实践能力,我参加了本次电磁兼容实习。
二、实习单位及岗位介绍实习单位为我国某知名电子企业,主要从事电子产品研发、生产和销售。
在实习期间,我担任电磁兼容工程师助理,负责协助工程师进行电磁兼容测试及整改工作。
三、实习内容及过程1. 电磁兼容基础知识学习在实习初期,我学习了电磁兼容的基本概念、原理、测试方法和整改措施等知识。
通过学习,我对电磁兼容有了初步的认识,为后续实习工作奠定了基础。
2. 电磁兼容测试在工程师的指导下,我参与了电磁兼容测试工作。
测试过程中,我负责操作测试设备、记录测试数据、分析测试结果。
主要测试内容包括:辐射骚扰测试、传导骚扰测试、抗干扰能力测试等。
3. 电磁兼容整改针对测试过程中发现的问题,我协助工程师进行电磁兼容整改。
整改措施包括:优化电路设计、改进布局布线、增加滤波器、屏蔽等。
在整改过程中,我学会了如何根据测试结果提出整改方案,并协助工程师实施整改。
4. 电磁兼容报告撰写在实习期间,我参与了电磁兼容测试报告的撰写工作。
通过整理测试数据、分析测试结果,撰写了详细的电磁兼容测试报告,为产品研发和销售提供了有力支持。
四、实习收获1. 电磁兼容理论知识得到了巩固和提高。
2. 掌握了电磁兼容测试方法和整改措施。
3. 提高了团队合作能力和沟通能力。
4. 增强了在实际工作中解决问题的能力。
五、总结通过本次电磁兼容实习,我对电磁兼容有了更深入的了解,掌握了电磁兼容测试和整改的基本技能。
在今后的学习和工作中,我将不断努力,提高自己的电磁兼容水平,为我国电子行业的发展贡献自己的力量。
电磁兼容实习报告

一、实习背景随着科技的不断发展,电子产品在人们生活中的应用越来越广泛。
电磁兼容(EMC)作为电子产品质量的重要指标之一,其重要性日益凸显。
为了更好地了解电磁兼容技术,提高自己的专业素养,我于近期参加了某电子公司的电磁兼容实习。
二、实习目的1. 了解电磁兼容的基本概念、原理和测试方法。
2. 掌握电磁兼容测试设备的使用方法。
3. 学会分析电磁兼容测试数据,提高解决问题的能力。
4. 培养团队合作精神和实际操作能力。
三、实习内容1. 电磁兼容基础知识在实习期间,我学习了电磁兼容的基本概念、原理和测试方法。
电磁兼容是指电子设备在正常工作条件下,能够抵抗来自外部电磁干扰,同时不会对其他设备产生电磁干扰的能力。
电磁兼容性主要包括两个部分:电磁干扰(EMI)和电磁抗扰度(EMS)。
2. 电磁兼容测试设备的使用实习期间,我熟悉了多种电磁兼容测试设备,包括电磁干扰发射测试仪、电磁抗扰度测试仪、频谱分析仪等。
通过实际操作,我掌握了这些设备的使用方法,如如何连接测试设备、如何设置测试参数、如何进行数据采集等。
3. 电磁兼容测试方法在实习过程中,我了解了电磁兼容测试的基本方法,包括:(1)辐射干扰测试:通过测量设备在空间中产生的电磁辐射强度,评估其对其他设备的干扰程度。
(2)传导干扰测试:通过测量设备在传导路径上产生的干扰信号,评估其对其他设备的干扰程度。
(3)电磁抗扰度测试:通过模拟外部电磁干扰,评估设备在受到干扰时的抗扰能力。
4. 电磁兼容测试数据分析在实习过程中,我学会了如何分析电磁兼容测试数据。
通过对测试数据的分析,可以找出设备在电磁兼容方面存在的问题,并提出相应的改进措施。
四、实习成果1. 掌握了电磁兼容的基本概念、原理和测试方法。
2. 熟悉了多种电磁兼容测试设备的使用方法。
3. 学会了分析电磁兼容测试数据,提高了解决问题的能力。
4. 培养了团队合作精神和实际操作能力。
五、实习总结通过这次电磁兼容实习,我对电磁兼容技术有了更深入的了解,提高了自己的专业素养。
电磁兼容实训报告

一、实训目的本次电磁兼容(EMC)实训旨在使学生了解电磁兼容的基本概念、测试方法和实际应用,培养学生的实际操作能力,提高学生对电磁干扰和电磁防护的认识。
通过实训,使学生掌握以下内容:1. 电磁兼容的基本概念和原理;2. 电磁干扰的来源和分类;3. 电磁兼容的测试方法和标准;4. 电磁防护措施和设计原则;5. 电磁兼容在电子产品设计中的应用。
二、实训内容1. 电磁兼容基本理论(1)电磁兼容定义:电磁兼容是指在一定的电磁环境中,电子设备或系统在正常工作或预期工作条件下,不会对其他设备或系统产生电磁干扰,同时能承受其他设备或系统产生的电磁干扰的能力。
(2)电磁干扰分类:按照干扰源和干扰形式的不同,电磁干扰可分为以下几种类型:a. 射频干扰(RFI):由无线电频率电磁场引起的干扰;b. 电源干扰(PSI):由电源系统引起的干扰;c. 工频干扰(ELI):由工频电磁场引起的干扰;d. 电快速瞬变脉冲群干扰(EFT):由电子设备开关动作引起的干扰;e. 射频瞬变干扰(SRFI):由射频信号引起的干扰。
2. 电磁兼容测试方法(1)静电放电抗扰度试验(ESD):模拟静电放电对电子设备的影响,测试设备对静电放电的抵抗能力。
(2)射频辐射抗扰度试验(RF):模拟射频电磁场对电子设备的影响,测试设备对射频电磁场的抵抗能力。
(3)电源线传导抗扰度试验(CS):模拟电源线传导干扰对电子设备的影响,测试设备对电源线传导干扰的抵抗能力。
(4)电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(EFT):模拟电快速瞬变脉冲群对电子设备的影响,测试设备对电快速瞬变脉冲群的抵抗能力。
3. 电磁防护措施和设计原则(1)屏蔽:通过屏蔽层将电磁干扰隔离,降低干扰对设备的影响。
(2)接地:将电子设备接地,使干扰电流通过接地线流入大地,降低干扰。
(3)滤波:通过滤波器对干扰信号进行滤波,降低干扰对设备的影响。
(4)隔离:通过隔离措施将干扰源与受干扰设备隔离,降低干扰。
电磁兼容测试员实习报告

一、实习背景随着科技的不断发展,电子产品在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
然而,电子产品在使用过程中,会产生电磁干扰,对其他电子设备、通信系统以及人体健康产生影响。
为了确保电子产品的质量和安全性,电磁兼容(EMC)测试成为产品研发和生产过程中的重要环节。
本次实习,我有幸担任电磁兼容测试员,深入了解电磁兼容测试的相关知识和实践操作。
二、实习内容1. 学习电磁兼容基础知识在实习期间,我首先学习了电磁兼容的基本概念、测试原理和方法。
电磁兼容是指电子设备在正常工作或预期的工作条件下,对周围环境中的电磁干扰和电磁敏感度的影响。
电磁兼容测试主要包括电磁干扰(EMI)和电磁敏感度(EMS)两个方面。
2. 学习电磁兼容测试设备电磁兼容测试员需要熟悉各种测试设备,如频谱分析仪、电磁干扰接收机、电磁场强度计等。
在实习过程中,我掌握了这些设备的操作方法,并了解了它们在电磁兼容测试中的应用。
3. 学习电磁兼容测试方法电磁兼容测试方法包括室内测试和室外测试。
室内测试主要包括辐射干扰测试、传导干扰测试、静电放电测试等;室外测试主要包括辐射场强测试、磁场强度测试等。
我学习了这些测试方法的具体操作步骤和注意事项。
4. 参与实际测试项目在实习期间,我参与了多个实际测试项目。
这些项目涉及电子产品、通信设备、家用电器等领域。
在项目过程中,我负责编写测试计划、测试用例,执行测试,记录测试数据,分析测试结果,并撰写测试报告。
5. 学习电磁兼容设计电磁兼容设计是提高产品电磁兼容性的重要手段。
在实习过程中,我学习了电磁兼容设计的基本原则和方法,如屏蔽、接地、滤波等。
三、实习收获1. 提升专业技能通过实习,我对电磁兼容测试有了更深入的了解,掌握了电磁兼容测试的基本知识和实践操作。
同时,我熟悉了电磁兼容测试设备的使用,提高了自己的专业技能。
2. 培养团队协作能力在实习过程中,我与其他测试员、工程师紧密合作,共同完成测试任务。
这使我学会了如何与他人沟通、协作,提高了团队协作能力。
电磁兼容专业实习报告

电磁兼容专业实习报告一、实习背景与目的电磁兼容(Electromagnetic Compatibility, EMC)是指在同一电磁环境中,各种电气设备能够正常工作并不互相干扰的能力。
随着科技的快速发展,电子产品在人们生活中的应用日益广泛,电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)问题也日益严重。
为了提高电磁兼容性,减少电磁干扰,我国在电磁兼容领域的研究和应用逐渐加强。
本次实习旨在让我深入了解电磁兼容的基本原理、测试方法和实际应用,提高我在电磁兼容领域的专业素养。
二、实习内容与过程1. 实习单位简介本次实习单位是我国某知名电磁兼容检测机构,拥有先进的检测设备和技术,为众多行业提供电磁兼容测试服务。
实习期间,我了解了该单位的组织架构、业务范围、实验设施等。
2. 电磁兼容基本原理学习实习期间,我学习了电磁兼容的基本原理,包括电磁干扰的产生、传播和接收过程,以及电磁兼容的设计原则。
此外,我还了解了电磁兼容的几个关键指标,如辐射发射、辐射抗扰度、传导发射和传导抗扰度等。
3. 测试方法学习与实践在实习过程中,我学习了电磁兼容测试的基本方法,包括实验室测试和现场测试。
实验室测试主要针对辐射发射和辐射抗扰度,现场测试主要针对传导发射和传导抗扰度。
我参与了部分测试项目的实际操作,掌握了测试设备的操作方法和测试流程。
4. 实际应用案例分析实习期间,我分析了多个实际应用案例,了解了电磁兼容在通信、家电、汽车等行业的应用。
通过案例分析,我认识到电磁兼容在产品设计和生产过程中的重要性,以及忽视电磁兼容可能导致的问题。
5. 实习成果与总结在实习期间,我积极参与各项实践活动,提高了自己在电磁兼容领域的专业素养。
通过实习,我深刻认识到电磁兼容对于保障电子产品正常运行的重要性,以及电磁兼容研究和应用的广泛性。
同时,我也意识到电磁兼容技术在不断发展,需要不断学习和跟进。
三、实习收获与反思1. 实习收获(1)掌握了电磁兼容的基本原理和测试方法;(2)了解了电磁兼容在各个行业的应用;(3)提高了自己在电磁兼容领域的专业素养;(4)结识了行业内的专业人士,拓展了人脉。
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电磁兼容技术实训报告课题:USB电缆线的EMC设计与测试班级:姓名:学号:指导老师:实训时间:2014.10.27-2014.11.01一、电磁兼容1、EMC概念:电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility,简称EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。
因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值;另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即电磁敏感性。
所谓电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。
而所谓电磁干扰是指因电磁干扰而引起的设备或系统的性能下降。
电磁干扰(Electro Magnetic Interference,简称EMI),即处在一定环境中的设备或系统,在正常运行时,不应产生超过相应标准所需要的电磁能量,相对应的测试项目有:●电源线传导骚扰(CE);●信号、控制线传导骚扰(CE);●辐射骚扰(RE);●谐波电流测量(Harmonic);●电压波动和闪烁测量(Fluctuation and Flicker);电磁干扰度(Electro Magnetic Susceptibility,简称EMS),即处在一定环境中的设备或系统,在正常运行时,设备或系统能承受相应标准规定范围内的电磁能量干扰,相对应的测试项目有:●静电放电抗扰度(ESD);●电快速瞬变脉冲群抗扰度(EFT/B);●浪涌(SURGE);●辐射抗扰度(RS);●传导抗扰度(CS);●电压跌落与中断(DIP);2、电磁干扰的危害:电磁干扰有可能使设备或系统的工作性能偏离预期的指标或使工作性能出现不希望的偏差,即工作性能发生了“降级”。
甚至还可能使设备或系统失灵,或导致寿命缩短,或使系统效能发生不允许的永久性下降,严重时,还能摧毁设备或系统。
而且还将影响人体健康。
3、电磁兼容设计的目的:电磁兼容设计的目的是使设计的电子设备或系统在预期的电磁环境中实现电磁兼容,其要求是使电子设备或系统满足EMC标准的规定并具有两方面的能力:a.能在预期的电磁环境中正常工作,无性能降低或故障;b.对该电磁环境不是一个污染源。
二、EMC三要素系统要发生电磁兼容性问题,必须存在三个因素,即电磁干扰源、传播路径(耦合途径)、敏感设备。
1、电磁干扰源任何形式的自然或电能装置所发射的电磁能量,能使共享同一环境的人或其它生物受到伤害,或使其它设备、分系统或系统发生电磁危害,导致性能降级或失效。
2、传播路径(耦合途径)即传输骚扰的通路或媒介。
●传导耦合电磁干扰能量从干扰源沿金属导体传播至被干扰对象。
这类金属导体可以是电源线、信号线、接地线或一个导体。
也就是在干扰源和敏感设备之间必须存在完整的电路连接。
●辐射耦合电磁干扰能量以电磁波的形式通过周围媒质传播到被干扰对象。
辐射耦合有空间电磁波对接收天线的耦合、空间电磁波对传输线的耦合以及传输线对传输线的耦合。
3、敏感设备指当受到电磁骚扰源所发出的电磁能量的作用时,会受到伤害的人或其它生物,以及会发生电磁危害,导致性能降级或失效的器件、设备、分系统或系统。
许多器件、设备、分系统或系统既是电磁骚扰源又是敏感设备;三、电磁兼容设计在电磁兼容设计中,其主要目的是抑制电磁干扰,使得电子设备或系统在预期的电磁环境中实现电磁兼容而可以正常运行。
电磁干扰的实现需要其三要素,所以在电磁兼容设计中,破坏其三要素的完整性即能实现电磁干扰的抑制。
●电阻性耦合——实际上是通过电路的阻抗耦合;●电感性耦合、电容性耦合(均通过较近的空间)——感应耦合(严格应称为近场耦合)电感性耦合又称为磁场耦合;电容性耦合又称为电场耦合;●辐射耦合——一般指远场对受干扰电路的作用;1、抑制方法(1)对电路性耦合a.让两个电流回路彼此无关,尽量避免电路的连接,从而避免共地阻抗耦合和共电源耦合;b.使不同回路的公共阻抗尽量小。
(导线粗短;用接地平面;地线离地面近,以减少电感);c.正确选择公共连接点;d.选择正确的接地方式(单点或是多点接地);e.滤波;(2)对感应(电感、电容)耦合a.电路布置使耦合电容或耦合电感尽量小(两线之间间距大,导线短,避免平行走线);b.在干扰源和受害电路之间做电屏蔽或磁屏蔽(分别对应电容性耦合和电感性耦合);c.采用平衡式接法;d.磁场去耦:使两干扰环磁力线互相垂直;e.使用双绞线减少磁场耦合;f.降低导线离地距离,可以减少平行导线之间的互容和互感;(3)对辐射干扰a.电磁屏蔽;b.极化隔离(发射与接收极化垂直);c.方向性隔离(避开辐射最强的方向);d.屏蔽或吸收涂层(在吸收干扰对象涂覆特殊材料);2、抑制方法概要在抑制方法中针对性的介绍了很多种,各种方法表面虽然不同,但却很相似,归类之后,可以将抑制方法分为以下三种:1)滤波抑制;2)屏蔽抑制;3)接地抑制;所以电磁兼容设计中,一般会从以上三个方面去考虑抑制电磁干扰,三者的综合使用更能有效达到电与磁的兼容;除此之外,在此设计过程中,我们可以更广的考虑到有源器件的选择和印刷电路板的设计,它们的完善可以使得电子设备或系统的性能更佳。
四、实例分析对于USB电缆线,如何进行EMC设计和测试?现在有一USB接口,外壳是塑料材质,内部控制电路印刷板是双面板,现在进行EMC相关项目的测试和设计:1、测试:在半波暗室中,将该USB接口和电脑相连,并进行数据通信以模拟实际工作情况,记录下辐射骚扰测试接收天线水平极化时的测试频谱图和辐射骚扰测试接收天线垂直极化时的测试频谱图。
从以上两图可以看出,该USB在辐射骚扰测试接收天线水平极化的情况下,有一点(频率为148.34MHz)超过了EN55022标准中规定的CLASS B限制线的要求,还有一点(频率为194.9MHz)只有0.38dB 的余量。
该USB在辐射骚扰测试接收天线垂直极化的情况下,也有几点只有很小的余量。
2、分析:USB接口的传输速率很高,周期信号及信号的谐波会通过传输电缆产生辐射骚扰。
另外控制芯片和接口芯片在产生信号时,芯片的地与电源之间也会随信号的摆动,产生噪声。
因此,通常用以下四种方法来抑制USB接口的EMI噪声,如图3.41所示。
(1)USB接口电缆会采用屏蔽电缆。
(2)在USB接口电缆上套上铁氧体磁环。
(3)而差分线对上则串联一个共模电感。
共模电感由两根导线同方向绕在磁芯材料上,当共模电流通过时,共模电感会因磁通量叠加而产生高阻抗;当差模电流通过时,共模电感因磁通量互相抵消而产生较小阻抗。
如某型号为SDCW2012-2-900的共模电感在100MHz的差模阻抗仅为4.6Ω,如图3.42所示。
从图3.42所示的衰减特性也能看出,在USB接口电路中的共模电感对差分信号不会造成影响,主要是针对共模电流进行选择性的衰减。
(4)USB接口电路和控制电路电源良好的去耦也是降低USB接口电路EMI噪声的重要部分。
USB屏蔽电缆的屏蔽层与USB接口金属连接器采用的是“Pigtail”的连接方式,即屏蔽层在靠近金属连接器时,拧成一股长约3cm的线,再焊接在金属连接器上。
然而“Pigtail”的存在,相当于在屏蔽层上串联了一个数十纳亨的电感,它能够在接口的电缆屏蔽层上因屏蔽层电流的作用而产生一个共模电压。
随着频率的增大,Pigtail连接的等效转移阻抗也将迅速增大,这样不但会使屏蔽层电缆完全失去屏蔽效果,而且可能产生额外的骚扰。
改变USB屏蔽电缆与金属连接器的连接方式,即将屏蔽层与连接器金属外壳进行环形360°搭接。
检查电路原理,发现接口与控制芯片的电源会采用磁珠与电容进行去耦,其中去耦电容C28大小为0.1uF,如图3.45所示。
实际上0.1uF电容并不能很好地为100MHz以上频率去耦,原因只要在于:一是电容本身存在寄生电感;二是去耦电流回路上存在的电感。
查阅资料,得知1000pF的电容,如果保证最短引线电感(引线电感较长,会使该电容失效),由于1000pF的电容的自谐振频率是150MHz附近,因此可以很好地对高频的噪声进行抑制,如图3.47所示,相当于噪声源被旁路,即噪声源的电压幅度降低,所示辐射骚扰自然也降低。
3、处理:(1)改变屏蔽电缆屏蔽层与金属连接器的连接方法,取消原来的Pigtail,实现360°搭接。
(2)为接口芯片的电源管脚增加1000pF的电源去耦电容,并在PCB布局上靠近电源脚放置。
4、启示:(1)屏蔽电缆屏蔽层与连接器的连接很重要,一定要保证360°搭接。
(2)电源去耦电容的选择要考虑被去耦器件的工作频率及生产的谐波,不要什么器件都用0.1uF的电容,一般工作主频20MHz以下建议用0.1uF的去耦电容,20MHz以上的器件用0.01uF的去耦电容,也可以尝试采用大小并联电容的组合去耦方式,如0.1uF电容与1000pF的电容并联,以取得较宽频带去耦效果,但是还是要注意大小电容容值相差100倍以上。
(3)电源去耦对降低电源阻抗、降低电源噪声和地噪声有很大的帮助,由此对辐射骚扰抑制有很大的帮助,特别是接口电路电源去耦,因为接口电路附近的电缆就是辐射的天线。
(4)对于浮地设备,电源的去耦、电源和地的完整性对EMC来说显得更加重要。
五、总结电磁兼容对于电子设备或系统的正常运行是多么的重要,电磁的干扰小到影响机器的正常工作,大到一个国家的存亡,所以其重要性就不言而喻了。
经过了这一周的实训,虽然在电磁兼容的测试和设计方面没有想象中的满意,但也是知道其中一二,如何更好地掌握电磁兼容设计只有在现实设计中不断的积累和不断的学习,只有如此才能将这门技术掌握,也就可以更好地使得电子设备及系统更好更安全的高效工作。
六、参考资料《电磁兼容设计(第2版)》主编:白同云北京邮电大学出版社《电磁兼容原理与技术》主编:何宏西安电子科技大学出版社《EMC设计与测试案例分析》主编:郑军奇电子工业出版社。