电磁干扰EMI与电磁兼容EMC

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背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题分析

背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题分析

背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题分析背光驱动控制系统是现代电子产品中不可或缺的一个部分。

在设计和实施背光驱动控制系统时,我们需要重视与电磁兼容性(EMC)和电磁干扰(EMI)相关的问题。

本文将对背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题进行分析,并提出相应的解决方案。

一、背景介绍背光驱动控制系统广泛应用于各种显示设备,例如LCD液晶显示屏、LED显示屏等。

这些显示设备在工作过程中会产生电磁辐射,并且容易受到外部电磁干扰影响。

因此,为了确保背光驱动控制系统的正常运行和稳定性,我们必须解决与EMC与EMI问题相关的挑战。

二、EMC问题分析1. 电磁辐射(EMR)电磁辐射是背光驱动控制系统中的一个主要EMC问题。

当驱动电路工作时,会产生高频信号和尖峰信号,这些信号会通过导线、印刷电路板(PCB)和外壳等传导出去,引发电磁辐射。

这种辐射会对周围的电子设备产生干扰,影响其正常工作。

2. 电磁感应(EMI)电磁感应是EMC问题的另一个重要方面。

当背光驱动控制系统接收外部电磁信号时,可能会产生电磁感应,导致系统内部的电子元件受到干扰。

这种干扰可能导致系统的性能下降,甚至引起系统故障。

三、EMI问题分析1. 干扰源在背光驱动控制系统中,可能存在多种干扰源,包括电源线、数据线、时钟信号等。

这些干扰源会产生电磁能量,通过导线和其他电子元件传递,从而干扰系统的正常工作。

2. 抑制技术为了解决EMI问题,我们可以采取一些抑制技术。

例如,使用屏蔽材料来包覆电子元件和电线,降低电磁辐射的强度;设计合理的接地系统,确保电磁干扰能够有效地释放到地面;使用抑制器件,如滤波器等,来消除电磁噪声。

四、EMC与EMI问题的解决方案1. 布局设计在背光驱动控制系统的布局设计中,我们应该合理安排电路板上的元件和导线,减少传导和辐射路径。

通过优化布局设计,可以降低电磁辐射和敏感元件的电磁干扰。

2. 地线设计地线设计是EMC与EMI问题解决中的重要环节。

EMC试题答案

EMC试题答案

就成为电磁骚扰的重要特性) ; 2. 频谱宽度(频谱宽度是决定电磁骚扰频率范围的重要指 标) ; 3. 波形(波形是决定电磁骚扰频谱宽度的一个重要因素) ; 4. 出现率(按电磁骚扰的出现率可分为周期性骚扰、非周期 性骚扰和随机骚扰三种类型,周期性骚扰和非周期性骚扰一般 都是功能性的,随机骚扰可能是一种冲击噪声) ; 5. 辐射骚扰的极化特性(骚扰场强矢量的方向随时间变化的 特性,取决于天线的极化特性) ; 6. 辐射骚扰的方向特性(骚扰源朝空间各个方向辐射电磁骚 扰) ; 7. 天线有效面积(表征敏感设备接收骚扰场强能力的参数) ; 3、干扰量的频域表征与时域表征又何特点和异同? 电磁干扰的表征基本上有两种:频域表征和时域表征。 频域表征:用与频率有关的频谱特性来表示; 时域表征:用与时间有关的特性来表示; (幅值、前沿、宽度等)
第二章 1、电磁环境产生的有害影响有哪几种表现形式、影响机理、原因、 途径 电磁环境的有害影响主要表现为: 接收机等敏感设备性能降级; 机电设备、电子线路、元器件等误动作; 烧毁或击穿元器件; 电爆装置、易燃材料等意外触发或点燃等。 电磁环境产生有害影响的基本途径是: 预期和非预期发射通过敏感设 备的接收通道,如天线、传输线、电源线、壳体等进入系统,以及对 非预期能量的响应或由于非预期响应而进入系统。 电磁环境分析主要是估计最恶劣的环境电平。 2、电磁骚扰源的主要特性表征 电磁骚扰的特性可以由以下七项参数描述: 1. 规定带宽条件下的发射电平(规定带宽条件下的发射电平
第一章 1、基本定义:EMC、EMI、EMS EMC:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事 物构成不能承受的电磁骚扰的能力。 电磁兼容的两个方面:电磁干扰 EMI、电磁敏感度 EMS。 电磁干扰:由电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。 电磁敏感度:在存在电磁骚扰的情况下,装置设备或系统不能避免性 能降低的能力。 2.骚扰源定义、主要原因、如何控制;发射或传播干扰分为哪几种? RE、CE 定义、含义、传播途径与机理。 电磁骚扰源:可能引起装置、设备或系统性能降低或对有生命或无生 命物质产生损害作用的任何形式的自然或电能装置 (自然电磁骚扰源 和认为电磁骚扰源) 。 主要原因:无论在任何条件下,只要 di dt 0 时,都会产生电磁噪声, 而电磁噪声占据了电磁骚扰的主要部分。 控制:除了从源的机理着手降低其产生电磁噪声的电平之外,广泛使 用的方法有:屏蔽、隔离、滤波、接地。 电磁噪声的传播方式从大类分:传导发射(CE) 、辐射发射(RE) 。 传导发射:主要指通过电源线、信号线、控制线和其他金属体传播的 电磁噪声。从广义上说,传导发射还包括不同设备、不同电路使用公 共地线或公共电源线所产生的公共阻抗耦合。 辐射发射:只从空间进行的传播。可以包括静电耦合、磁场耦合以及 电磁耦合。主要涉及线与线、机壳与机壳、天线与天线之间的耦合或 三者之间的交叉耦合;此外还包括场与线、天线、机壳之间的耦合。 (分近场耦合和远场耦合) 2、 EMI 的三要素、如何预防和降低? EMI 三要素: 传导和辐射电磁波的源; 电磁波借以发射或传导的传播媒介; 从接收到得信号中深受干扰的接收器。 预防和降低:三要素只要消除其一,EMI 就不会发生。只要设法减弱 发射源的信号电平或者切断传播途径或者对接收器进行保护而使其 免受干扰。 3、 电磁辐射干扰中近场与远场的概念

【科普贴】EMC的定义

【科普贴】EMC的定义

【科普贴】EMC 的定义
EMC 即电磁兼容,EMC 是英文ElectromagneTIc CompaTIbility 的缩写。

在我们生活、工作的环境中,时时刻刻都存在着各种各样的电磁能量,
这些电磁能量可能会使电子设备的运行产生不应有的响应。

我们把电磁能量
对电子设备的这种影响称之为电磁干扰。

电磁兼容就是研究电磁干扰的一门
技术,对电磁兼容通俗的解释是:
这种技术的目的在于,使电气装置或系统在共同的电磁环境条件下,既不受电磁环境的影响,也不会给环境以这种影响。

换句话说,就是它不会
因为周边的电磁环境而导致性能降低、功能丧失或损坏,也不会在周边环境
中产生过量的电磁能量,以致影响周边设备的正常工作。

电磁兼容是电子产品的一个很重要的性能,电磁兼容问题既可能存在系统之间,也可能存在系统的内部。

从上面的定义可看出EMC 包含了以下三个方面的含义。

结构设计规范(EMC)

结构设计规范(EMC)

结构设计规范(EMC)一、简单介绍电磁兼容(Electromagnetic Compatibility , EMC)主要包含两方面的内容:电磁干扰(Electromagnetic interference , EMI);电磁敏感度(Electromagnetic susceptibility , EMS)。

电磁兼容设计基本目的:A 产品内部的电路互相不产生干扰,达到预期的功能。

B 产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。

C 产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。

在整个工程项目中,必须在设计初期开始考虑电磁兼容设计。

一方面,这对整个工程项目是个效费比很高的措施,可以有效避免工程项目因为电磁兼容测试未通过而进行较大修改,产生不必要的成本增加。

另一方面,设计初期可以采取相对较多的措施来满足电磁兼容要求,而后期可采取的措施比较少。

在电磁兼容设计过程中,针对电磁兼容性设计中的重点和关键,分析并预测各种可能发生的电磁兼容问题,并从设计初期就采取各种技术措施,包括电路硬件与结构相结合、电路硬件与软件相结合的技术措施。

电磁兼容设计主要从三个方面进行:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。

耦合途径主要是传导和辐射。

具体在工程措施上,电磁兼容设计可分为:信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合理布局。

其中与结构关系较大的有:屏蔽、接地与搭接、合理布局。

但这并不代表其他措施与结构设计完全无关,结构设计亦需配合完成其他措施比如滤波。

二、常用测试项目2.1、在电磁兼容性设计中遇到的常用测试项目,从干扰源与被干扰对象角度可分为两类:EMI(电磁发射测试)和EMS(电磁敏感度测试)。

EMI(电磁发射):被测设备为干扰源,测试被测设备对外界发射的电磁干扰水平。

EMS(电磁敏感度):被测设备为被干扰对象,通过测试仪器对其施加干扰,测试其抗干扰能力。

从干扰路径区分,又可分为传导测试与辐射测试两类。

综合起来测试项目可分为四种测试模式:CE-传导发射测试,CS-传导敏感度测试;RE-辐射发射测试,RS-辐射敏感度测试。

emc rs测试标准

emc rs测试标准

EMC RS测试标准EMC(电磁兼容性)测试是确保电子设备在电磁环境中正常工作和不产生干扰的重要手段。

EMC测试标准RS(Radio Sensitivity)是针对无线电接收设备的电磁干扰测试。

本文将介绍EMC RS测试标准的主要内容,包括电磁干扰(EMI)测试、电磁耐受(EMS)测试、无线频率干扰(RFI)测试、辐射骚扰(RE)测试、传导骚扰(CE)测试、静电放电(ESD)测试、电快速瞬变脉冲群(EFT)测试、雷击浪涌(SURGE)测试、电源频率磁场(FFM)测试和电压变化和闪烁(VOLTAGE FLUCTUATION & FLICKER)测试等方面。

一、电磁干扰(EMI)测试电磁干扰测试是为了验证设备在工作时产生的电磁辐射是否符合相关标准。

EMI测试主要分为传导干扰和辐射干扰两部分。

传导干扰测试主要测试设备电源线产生的电磁噪声,辐射干扰测试主要测试设备天线和空间辐射产生的电磁噪声。

二、电磁耐受(EMS)测试电磁耐受测试是为了验证设备在外部电磁环境中的抗干扰能力。

EMS测试主要包括静电放电(ESD)、电快速瞬变脉冲群(EFT)、雷击浪涌(SURGE)等测试项目。

这些测试可以模拟现实中的电磁干扰,以评估设备在恶劣环境下的性能表现。

三、无线频率干扰(RFI)测试无线频率干扰测试是为了验证设备在无线通信频段内的性能表现,主要测试设备对无线信号的干扰程度和抗干扰能力。

测试方法包括场强测量和频谱分析等。

四、辐射骚扰(RE)测试辐射骚扰测试是为了验证设备在工作时产生的电磁辐射是否符合相关标准。

测试方法包括近场扫描和远场测量等。

五、传导骚扰(CE)测试传导骚扰测试是为了验证设备在工作时通过电源线等传导途径产生的电磁噪声是否符合相关标准。

测试方法包括传导噪声测量和阻抗稳定网络测量等。

六、静电放电(ESD)测试静电放电是一种常见的电磁干扰源,会对电子设备造成损害或性能下降。

ESD测试是为了验证设备在静电放电环境中的性能表现,通常采用模拟静电枪进行放电,并测量设备的性能参数。

电子设备的EMI与EMC问题解决方法

电子设备的EMI与EMC问题解决方法

电子设备的EMI与EMC问题解决方法随着科技的快速发展,电子设备在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。

然而,随之而来的问题就是电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI)与电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)。

这些问题会导致设备性能下降,甚至可能造成严重的故障。

下面将详细介绍电子设备EMI与EMC问题的解决方法。

一、了解EMI与EMC的原因和影响1. EMI的原因:电子设备中的各种信号电路会产生互相干扰的电磁场,从而产生电磁波辐射,导致EMI问题。

2. EMC的影响:EMI问题可能会导致信号传输的错误、数据丢失、仪器测量不准确等影响设备性能的问题。

二、采取措施减少EMI问题1. 采用屏蔽技术:在电子设备的关键部件或线路周围设置屏蔽罩,以减少电磁波的辐射和接受。

这可以通过使用屏蔽材料和接地技术来实现。

2. 优化线路布局:合理排布电路,避免信号线与电源线之间的互相干扰,减少EMI问题的发生。

同时,使用分离地面平面和分层布局也可以有效降低EMI问题。

3. 控制信号的频率和功率:降低电子设备内部信号线路的频率和功率,可减少电磁波辐射。

这可以通过电路设计和合理选择相关元件来实现。

三、提高设备的EMC性能1. 通过滤波器控制电磁波干扰:在设备中添加滤波器,可有效降低电磁波的干扰。

常见的滤波器包括电源滤波器、信号滤波器等。

2. 使用合适的接地设计:良好的接地系统设计可以有效地减少EMI问题。

通过使用大地板、接地导线等,可将设备的电磁辐射能量导入地面。

3. 注意设备的散热设计:过高的温度可能会导致电子设备内部电路的不稳定工作,进而影响EMC性能。

因此,设备的散热设计应得到重视。

四、进行EMC测试和认证1. 进行EMI测试:通过使用专业的EMI测试仪器,对电子设备进行辐射和传导测量。

这可以帮助确定问题所在,并采取相应的措施进行修正。

emi emc滤波计算

emi emc滤波计算

emi emc滤波计算
EMI(电磁干扰)和EMC(电磁兼容)的滤波计算与设计是确保电子设备在电磁环境中正常工作和减少电磁干扰的重要步骤。

下面是一些常见的EMI/EMC滤波计算方法:
1. EMI滤波器计算
EMI滤波器用于抑制设备产生的电磁干扰。

计算滤波器参数的一种方法是通过设备电源线的线路阻抗和设备的工作电流来确定。

一般来说,滤波器的阻抗应该接近设备的工作电源线路阻抗,以便实现最佳的EMI抑制效果。

2. EMI传导和辐射抑制计算
电子设备的电磁干扰可以通过传导和辐射两种方式传播。

传导抑制主要包括对电源线路、信号线路和接地线路的抑制;辐射抑制则需要通过合适的屏蔽材料和构造来防止电磁波的辐射。

EMI传导抑制计算方法包括:
- 计算设备电源线路和信号线路的阻抗匹配以减少传导干扰;- 计算接地线的阻抗,并确保其足够低以提供有效的接地;
- 通过分析设备的信号线路布局和信号传输速率来确定是否需要添加抑制层以降低传导干扰。

EMI辐射抑制计算方法包括:
- 使用屏蔽效能计算方法,如Faraday笼法(Faraday's Cage Method),来评估设备的辐射抑制能力;
- 根据设备的频率范围和辐射限制要求,选择合适的屏蔽材料
和结构。

以上是一些常见的EMI/EMC滤波计算方法,具体计算和设计
方法会根据设备的具体要求和标准要求进行调整和优化。

有效的EMI/EMC滤波设计可以帮助设备达到相关的电磁兼容标准,并确保其在电磁环境中的正常运行。

浅显易懂,整体地讲清楚,什么是电磁兼容(EMC)

浅显易懂,整体地讲清楚,什么是电磁兼容(EMC)

浅显易懂,整体地讲清楚,什么是电磁兼容(EMC)EMC概述(1)什么是电磁兼容性(EMC)?“电磁兼容性(EMC)”主要分为两种,一种是设备本身的电磁噪声对其他设备或人体带来的影响(电磁干扰,EMI:Electromagnetic Interference, Emission),另一种是设备是否会因来自外部的电磁干扰而发生误动作(电磁敏感性EMS:Electromagnetic Susceptibility, Immunity),之所称为“电磁兼容性”,是由于为了避免发生故障,这两方面都要兼顾。

以文字的形式写成“定义”是这样的,理解起来有点难是吧。

下面我将浅显易懂地、直观地解释一下。

我将以大家熟悉的半导体集成电路(LSI、IC)为主角进行解说。

首先是电磁干扰(EMI或电磁发射)。

如今,已经开发出并且在售的LSI和IC种类繁多。

为了便于说明,大致分类如下:①老式三端电源(7805和7905等)和低饱和电源(LDO)等直流电源相关产品。

这些产品要处理的信号是直流(DC)的。

②差分运算放大器(运算放大器)、电压比较器(比较器)、语音信号处理等相关的产品。

要处理的信号是基于正弦波的模拟信号和线性信号。

③微控制器、存储器、逻辑等相关的产品。

要处理的信号是数字信号。

④最近常用的开关电源和电荷泵电源等电源相关的产品;LED驱动器、LCD驱动器等显示相关的产品;PWM电机驱动器等驱动相关的产品。

这些LSI和IC是涉及到开关技术的产品。

其中①和②不产生电磁干扰(EMI),③和④产生电磁干扰(EMI)。

可以简单的理解为模拟LSI和线性LSI不会产生电磁噪声,而数字LSI和开关LSI会产生电磁噪声,这样说可能更直观更易懂。

由于直流电压本身没有基波和谐波分量,正弦波中的高次谐波分量(基波的N倍频分量)很少,因此不易产生电磁噪声。

而数字LSI 和开关LSI是处理矩形波(脉冲波)的产品,因此会产生比如在1GHz (千兆赫兹)左右的高次谐波分量(主要是奇次谐波)。

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电磁干扰E M I与电磁兼容E M C集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-二.电磁干扰E M I与电磁兼容E M C 电磁干扰(ElectromagneticInterference),简称EMI,有传导干扰和辐射干扰两种。

传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。

为了防止一些电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子设备的正常工作,各国政府或一些国际组织都相继提出或制定了一些对电子产品产生电磁干扰有关规章或标准,符合这些规章或标准的产品就可称为具有电磁兼容性EMC(ElectromagneticCompatibility)。

电磁兼容性EMC标准不是恒定不变的,而是天天都在改变,这也是各国政府或经济组织,保护自己利益经常采取的手段。

1.传导干扰传导干扰一般是通过电压或电流的形式在电路中进行传播的,图6是测试电子设备产生传导干扰的基本方法,或表示传导干扰通过电源线传输的几种方式。

图6中,电子设备表示干扰信号源,CI表示共模干扰信号,DI表示差模干扰信号;V1、V2、V3分别表示用仪表对干扰信号进行测量的连接方法,低通滤波器是为了便于对V1、V2、V3进行测试,而另外加接进去的;R1、R2、R3、R4分别为各电子设备的接地电阻,也包括大地之间的电阻,接地电阻一般为几欧姆到几十欧姆,其阻值与地线的安装和地表面土壤结构有关;C1为电子设备对大地的电容,其容量与电子设备的体积还有地面距离有关,一般为几微微法到几千微微法。

从图6中我们可以看出:V1=CI?DI(17)V2=CI+DI(18)V3=DI(19)从图6中我们还可以看出,差模干扰信号DI是通过电子设备两根电源输送线传输的,因此,必须用低通滤波器对它进行隔离;而共模干扰信号CI是通过电子设备对大地的电容C1传输的,由于C1的容量一般都非常小,C1对低频共模干扰信号的阻抗很大,因此,在低频段,共模干扰信号一般很容易进行抑制,但在的高频段,对共模干扰信号进行抑制,难度却要比差模干扰信号抑制的难度大很多。

1-1.回路电流产生传导干扰图7是一个开关电源电路的几个主要部分,图中,C1、C2、C3、C4是各主要部分的对地电容或对机壳的电容,R1、R2、R3是地电阻或机壳的电阻(机壳接地);i1、i2、i3、i4是开关电源电路中几个主要部分的回路电流,i1是交流输入回路电流,i2是整流回路电流,i3是开关回路电流,i4是输出整流回路电流。

在这4个电流之中,i3的作用是最主要的,因为它受开关管Q1控制,其它电流全部都受它牵动而发生变化。

从电路中我们可以看出,i1、i2、i3所属的3个回路都是相互连接的,根据回路电流定律,i1、i2、i3之间具有代数和的关系,因此,只要3个电流中有一个电流的高频谐波对其它电路产生干扰,那么,3个电流都会对其它电路产生干扰,并且这种干扰主要是差模信号干扰。

i4与变压器初级的3个回路电流没有直接关系,它是通过磁感应产生的,因此它不会产生差模信号干扰,但它会产生共模信号干扰,i4产生共模信号干扰的主要回路一个是通过对地电容C4,另一个是变压器T1初、次级之间的电容(图中没有画出)。

另外,还有4个回路电流i5、i6、i7、i8,这四个回路电流一般人是不会太注意的。

这四个电流与前面的3个电流i1、i2、i3基本没有直接联系,它们都是通过电磁感应(电场与磁场感应)产生的。

在这几个电流中,其中以i7最严重,因为,变压器初级线圈产生的反电动势一端正好通过C3与大地相连,另一端经过其它3个回路与交流输入回路相连。

这里特别指出,凡是经过电容与大地相连回路的电流都是属于共模信号干扰电流,因此,i5、i6、i7、i8全部都属于共模信号干扰电流。

1-2.电磁感应产生传导干扰我们知道,在开关电源里面,开关电源变压器是最大的磁感应器件。

反激式开关电源变压器,就是通过把流过变压器初级线圈的电流转换成磁能,并把磁能存储在变压器铁心之中,然后,等电源开关管关断的时候,流过变压器初级线圈的电流为0的时候,开关电源变压器才把存储在变压器铁心之中磁能转换成电能,通过变压器次级线圈输出。

开关电源变压器在电磁转换过程中,工作效率不可能100%,因此,也会有一部分能量损失,其中的一部分能量损失就是因为产生漏磁,或漏磁通。

这些漏磁通穿过其它电路的时候,也会产生感应电动势。

感应电动势的大小可由(13)、(14)或(16)式求得。

图8是磁感应产生传导干扰的原理图,图8表示开关电源变压器产生的漏磁通穿过其它电路时,在其它电路中也产生感应电动势,其中漏磁通M1、M2、M3产生的感应电动势e1、e2、e3属于是差模干扰信号;M5、M6、M7、M8产生的感应电动势e5、e6、e7、e8属于是共模干扰信号。

图9是开关电源变压器产生的漏磁通的原理图。

开关电源变压器的漏磁通大约在5%~20%之间,反激式开关电源变压器为了防止磁饱和,在磁回路中一般都留有气隙,因此漏磁通比较大,即:漏感比较大。

因此,产生漏感干扰也特别严重,在实际应用中,一定要用铜箔片在变压器外围进行磁屏蔽。

从原理上来说,铜箔片不是导磁材料,对漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但铜箔片是良导体,交变漏磁通穿过铜箔片的时候会产生涡流,涡流产生的磁场方向正好与漏磁通的方向相反,是部分漏磁通被抵消,因此,铜箔片也可以起到磁屏蔽的作用。

检测漏磁通干扰的简便方法是,用示波器探头接成一个小短路环进行测量,最简便的方法就是把探头与地线端短路连在一起,相当于一个磁感应检测线圈。

把磁感应检测线圈靠近变压器或干扰电路,很容易看到干扰信号的存在。

值得一提的是,开关电源变压器初级线圈的漏感产生的反电动势et,在所有干扰信号之中是最不容忽视的,如图10所示。

当电源开关管关断的时候,开关电源变压器初级线圈的漏感产生的反电动势et几乎没有回路可释放,一方面,它只能通过初级线圈的分布电容进行充电,并让初级线圈的分布电容与漏感产生并联谐振;另一方面,它只能通过辐射向外进行释放,其中通过对地电容C3与大地相连,也是反电动势et 释放能量的一个回路,因此,它对输入端也会产生共模信号干扰。

2.辐射干扰辐射干扰一般是通过电磁感应的形式在空间进行传播的,图11是测试电子设备产生辐射干扰的基本方法,或表示电子设备产生的干扰信号通过电磁感应向空中辐射的原理。

图11中,电子设备表示干扰信号源,V1表示测量仪表,C1表示电子设备对大地的电容,C2表示电子设备与天线偶合的电容,即:电子设备通过电场对天线产生感应,这里的天线也可以看成是被干扰的设备。

图11的测试方法就是测试电子设备周围规定距离某处的电磁场强度,由于干扰信号一般都是一个频率成份非常丰富的非正弦波,因此,无法对它进行直接测量,只能对它其中某一个频率信号单独进行测量。

电子设备与天线感应产生的电流是位移电流,一般频率很高的位移电流在电路中每处的电流方向以及电流大小和电压幅度都是不一样的,我们无法对它直接进行测量,因此,在进行信号测量的时候一般都使用谐振天线,使天线谐振回路对某个频率的干扰交流信号产生谐振,然后再检测谐振信号的电压幅度。

在测试过程中,天线需要经常进行调谐,调谐就是调节天线振子的长度,或磁感应天线谐振回路中的电容,更多的是调谐选频放大器输入回路中的谐振电路参数。

图12是极化天线的工作原理图,图12-a)和图12-b)表示天线在电场中被感应产生极化的两种不同情形。

所谓极化就是导体或物体在电场力的作用下产生带电,这种带电是极化带电,即:导体或物体的一端带正电,而另一端带负电。

一般地说,导体或物体被极化带电,只是两端带电,而中心点是不带电的。

由于,极化天线的电场是一个交变电场,所以,天线总是在图12-a)和图12-b)之间来回变化。

12-a)和图12-b)最左边的图形是表示电场方向和天线的电荷分布曲线,中间图形表示载流子在极化天线中流动,右边图形表示天线的等效电路。

天线来回极化的工作原理可以等效成一个串联谐振电路,当天线在电场力的作用下被极化带电时,它又相当于一个电容在充电;当天线中的载流子在电场力的作用下来回移动时,它又相当于一个电感,并且在天线的周围会产生磁场。

当天线谐振电路产生谐振时,在天线串联谐振电路中会产生很大的谐振电流和很高的谐振电压(假设谐振电路的品质因数非常高),但实际使用的测量天线品质因数都不高,因为天线还要输出能量,即:需要从天线中取出测试信号。

要想从天线中取出信号,可以通过高频信号线(双线)把两根天线串联起来,相当于电缆线连接在两根天线的中间,然后把高频信号线(双线)的另一端作为输出;另一种方法是,高频信号线(双线)其中的一条接天线,另一条接大地,高频信号线(双线)的另一端作为输出。

前一种天线一般叫半波双振子天线或全波双振子天线,后一种叫半波或全波单振子天线。

显然,双振子天线性能要比单振子天线好很多。

这种测量方法是不很精确的,但没有其它更好的方法。

因为,任何谐振回路都是一个储能电路,这种储能电路是一点、一点地把电能量进行积累并存储起来的,在进行能量积累的过程中自身也会损耗能量,最后达到接收能量与损耗能量完全平衡的时候,谐振回路的电压幅度才停止增长,即:谐振回路的电压幅度与谐振回路的品质因数Q值有关,但谐振回路的品质因数Q值对于不同频率信号是不一样的,并且这种谐振回路无法检测干扰脉冲的瞬时值。

图13是谐振回路产生谐振的工作原理图。

图13-a)是一个含有谐波分量非常丰富的电压方波,图13-b)是LC串联回路产生谐振时的电压波形。

当电压方波作用于LC串联回路时,方波的前后沿都会对LC串联回路产生激励(即接收能量),每次激励过后又会产生阻尼振荡(即损耗能量),当输入电压波形的上升率dv/dt值大于谐振回路波形(正弦波)的上升率时,电路就会产生激励;当输入电压波形的上升率dv/dt 值小于谐振回路波形的上升率时,电路就会产生阻尼。

由于每次激励过后振荡回路的能量还没有损耗完,紧接着又来一次新的激励,使振荡电压一次、又一次地进行叠加,如果激励的相位与振荡波形的相位能保持同步,则振荡电压的幅度会越来越高,直到激励的能量与电路损耗的能量相等为止。

因此,当谐振回路的品质因数Q值很高时,谐振电压也可以升得很高,理想的情况是Q值无限高(即天线没有损耗),则产生谐振电压的幅度也会升得无限高,但这种情况是不存在的。

从图13还可以看出,LC串联回路产生谐振时的电压幅度与激励波形的相位密切相关,而与激励波形的幅度反而相关不是特别大。

如果图13-a)中的电压方波之间的相位或周期不是严格保持相等,那么图13-b)中的波形就会产生严重抖动,并且谐振电压的幅度也会下降很多。

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