西电EMC电磁兼容复习资料习题集

在导体截面积相同的情况下，为了减小地线阻抗，常用矩形截面导体做成接地导体带。
从系统的观点出发，如何进行接地设计？阐述单点接地、多点接地、混合接地、悬浮接地的特点和应用限制。
p164
单点接地适用于低频，多点接地适用于高频
频率在1MHz以下可采用单点接地方式
频率高于10MHz应采用多点接地方式
频率在1~10MHz之间可以采用混合接地（在电性能上实现单点接地、多点接地混合使用）
“短”和“小”是相对于其辐射的电磁波的波长λ而言的，即l«λ，a«λ。
近区场与远区场的概念、划分准则、特征
P82
当kr>>1或r>>人/2π时
场点P与源点的距离r远大于波长，与这些点相应的区域称为远区。
场点P与源点的距离r远小于波长，与这些点相应的区域称为近区。
在近区场主要取决于分母中含的kr的最低次项
电磁兼容：研究在有限的空间、时间和频谱资源等条件下，各种用电设备（广义的还包括生物体）可以共存，并不致引起降级的一门科学。
分类：系统电磁兼容性分为系统之间的电磁兼容性和系统内部的电磁兼容性。
EMC学科形成的标志、起源是什么？
P13
标志：1933年CISPR成立，第一次会议提出的两个问题：可以接受的无线电干扰限制和测量无线电干扰的方法。
如用一点接地，其地线长度不得超过λ/20，否则应采用多点接地
问题八
地回路骚扰的成因，你遇到的地回路骚扰案例及排除方法。
P172
共地阻抗的共模干扰；
场对导线的共模干扰
接地电流的存在是产生接地干扰的根源:
导电耦合引起的接地电流
电容耦合形成的接地电流
电磁耦合形成的感应电流
金属导体的天线效应形成地电流
抑制电磁骚扰，如何设计电缆屏蔽层的接地方式，为什么？
P169 P171
当电路有一个接地信号源与一个不接地的放大器连接时，连接电缆的屏蔽层接地应接至信号源的公共端
当电路有一个不接地信号源与一个接地的放大器连接时，连接电缆的屏蔽层接地应接至放大器的公共端
如何选择多级电路的接地点，使参考地电位最小。
P175
一般来说，电子设备中的低电平级电路是受干扰的电路，因此接地点的选择应使低电平级电路受干扰最小。多极电路的接地点应选择在低电平级电路的输入端。
问题二
功能性干扰源与非功能性干扰源有什么区别？举例说明。
P49
功能性干扰源：指设备、系统在实现自身功能的过程中所产生的有用电磁能量对其他设备、系统造成干扰的用电装置，例如广播信号、雷达信号产生的干扰。
非功能性干扰源：指设备、系统在实现自身功能的过程中所产生的无用电磁能量对其他设备、系统造成干扰的用电装置，例如开关闭合断开产生电弧的放电干扰。
EMC的定义是什么？依据系统组成，电磁兼容性应该如何分类？
P11
电磁兼容性：“设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。
即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中其它设备（分系统、系统）因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级”
电基本振子：
近区：
远区：
磁基本振子：
在远区，电、磁基本阵子的波阻抗均趋于媒质的波阻抗ZW；
在近区，电基本阵子产生的电场占优势，在电磁兼容工程中称电基本振子的骚扰源模型为电场骚扰源；
在近区，磁基本阵子产生的磁场占优势，在电磁兼容工程中称磁基本振子的骚扰源模型为磁场骚扰源。
辐射耦合的主要方式有哪些？详述之
P102
静电屏蔽：完整的屏蔽导体和良好的接地
交变电场的屏蔽：采用接地良好的金属屏蔽体将骚扰源
低频磁场的屏蔽：利用铁磁材料的高磁导率对骚扰磁场进行分离；注意问题，磁导率越高、屏蔽罩越厚、磁阻越小则屏蔽效果越好。
用铁磁材料做的屏蔽罩，在垂直磁力线方向不应开口或者有缝隙。
铁磁材料的屏蔽不能用于高频磁场屏蔽。
P131
孔隙的电磁泄漏与孔隙的最大线性尺寸、孔隙的数量和骚扰源的波长有密切关系；
随着频率的增高，孔隙电磁泄漏将更严重；
在相同面积情况下，缝隙比孔隙的电磁泄漏严重，矩形孔比圆形孔的电磁泄漏严重；
当缝隙长度接近工作波长时，缝隙就成为电磁波辐射器，即缝隙天线；
对于孔隙，要求其最大线性尺寸小于λ/5；对于缝隙，要求其最大线性尺寸小于λ/10，λ为最小工作波长。
抑制地回路骚扰的主要技术措施有哪些？
P176
信号回路隔离变压器
信号回路纵向扼流圈
信号线上使用磁环
在数据线路中使用光电耦合器或光纤
使用差分放大器
简述隔离变压器抑制地回路骚扰的原理，应用注意事项。
P177
原理：电路1的输出信号经变压器耦合到电路2，地回路被隔离变压器阻隔
注意事项：不能传输直流信号，对低频信号影响较大。因此，对直流和低频信号电路不宜采用,对低频干扰有较好的抑制能力。
规范法：这种方法在一定程度上可以预防电磁干扰的出现，比问题解决发法更加合理，但是标准和规范不是针对某一设备和系统制定，因此不一定能够解决问题。而且没有进行电磁兼容的分析和预测，有可能导致过量的预防储备，导致成本增加。
系统法：在设计阶段就用分析程序预测在设备系统中将要遇到的电磁干扰问题，并在设计、实验、制造、装配环节不断进行分析和预测，一般可以避免出现电磁干扰过量。
带孔隙的金属板、金属网，对超高频以上的频率基本上没有屏蔽效果。因此超高频以上的频率需要采用截止波导管来屏蔽。
举例阐述你在工程实践中抑制电磁泄漏的具体方法、效果和理论依据。
P139
计算
问题七
为什么要进行接地设计，工程实践接地如何详细分类。
p156
接地技术是任何电子、电气设备或系统正常工作时必须采用的重要技术，它不仅是保护设施和人身安全的必要手段，也是抑制电磁干扰、保障设备或系统电磁兼容性、提高设备或系统可靠性的重要技术措施。接地一方面可引起接地阻抗干扰，另一方面良好的接地还可抑制干扰。
在远区场中，电场和磁场结合起来形成了平面电磁波（具有媒质的波阻抗）；
当讨论平面电磁波的时候，假定电场、磁场处于远区场；当分开讨论电场、磁场时，认为电场、磁场处于近区场。
电流元长度和磁流元长度相同，哪一个辐射的电磁能大，比值是多少？
近场阻抗的概念、表达式、工程应用
P85
通常将空间某处的电场与磁场的横向分量的比值称为波阻抗ZW
分析和解决电磁兼容性问题的一般方法有哪些？各有什么优缺点。
P92
问题解决法：在电路、设备和系统建立之前不专门考虑电磁兼容问题，而后根据出现的电磁兼容问题应用各种抑制干扰的技术去解决。由于设备和系统可能已经装配好，为解决问题可能要进行大量的拆卸和修改，也可能要进行重新设计，可能造成人力物力的浪费，延误电路设备和系统的研制周期，有可能会使性能下降。
在近区场主要取决于分母中含的kr的最高次项
在远区，电、磁基本阵子的波阻抗均趋于媒质的波阻抗ZW；
在近区，电基本阵子产生的电场占优势，在电磁兼容工程中称电基本振子的骚扰源模型为电场骚扰源；
在近区，磁基本阵子产生的磁场占优势，在电磁兼容工程中称磁基本振子的骚扰源模型为磁场骚扰源。
在近区场中，由于波阻抗不是常数，必须分别考虑电场和磁场；
为平均半径
球形：
问题六
屏蔽体的屏蔽效能由什么损耗组成。利用屏蔽效能计算的解析方法，如何选择屏蔽体材料？
P127P128
吸收损耗、反射损耗
随着频率的增加，需要的屏蔽壳体厚度也越小
屏蔽材料的电导率越高，磁导率越低，反射损耗就越大
比较常见孔缝的几何形状、线度对孔缝屏蔽效能的影响，如何设计孔缝的几何形状、线度以降低电磁泄漏。
EMC基本问题
问题一
以亲身经历的EMI案例及其解决方法，阐述EMC的重要性。
什么是电磁干扰与电磁骚扰？它们的区别何在？
P10
电磁干扰是指电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。
电磁骚扰是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低，或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。
电磁干扰是指由电磁骚扰产生的具有危害性的电磁能量或者引起的后果，电磁骚扰强调任何可能的电磁危害现象，而电磁干扰强调这种电磁危害现象产生的后果。
电器隔离：变压器隔离、光电隔离、继电器隔离、DC/DC变换、电动-发电机组
问题五
何谓屏蔽？抑制何种类型的电磁骚扰。
P102
屏蔽：由导电或导磁材料制成的金属屏蔽体将电磁骚扰源限制在一定范围内
凡是通过空间传输的电磁骚扰可以采用屏蔽的方法抑制。
静电屏蔽、交变电场的屏蔽、低频磁场的屏蔽、高频磁场的屏蔽、电磁屏蔽的原理及其应用时的注意问题。
2.导体的直流电阻与交流电阻存在怎样的关系(p161)，为什么电磁兼容性设计中要求元器件的引线尽可能的短(p156)。如何选择接地线(p163 p166)。
高频交流电阻与工作频率的平方根成正比
为了降低电路的地电位，每个电路的地线应尽可能短，以降低地线阻抗。
在高频时，由于集肤效应，高频电流只流经导体表面，即使加大导体厚度也不能降低阻抗。为了在高频时降低地线阻抗，通常要将地线和公共地镀银。
环境的电磁现象如何分类、怎样界定？
P56
分类：
低频现象、高频现象、静电放电
低频现象是指电磁骚扰频谱中低于9kHz分量占主要成分的情况
高频现象是指电磁骚扰频谱远大于9kHz分量占主要成分的情况
举例说明应用辐射骚扰的极化特性解决干扰问题。
问题三
传导耦合
传导耦合
电基本振子与磁基本振子的概念
在分析骚扰源时，常常用到两个基本的骚扰源（天线）模型：长为l的电基本阵子（短线天线）以及半径为a的磁基本阵子（小圆环天线）
高频磁场的屏蔽：利用磁感现象在屏蔽体表面所产生的涡流的反磁场达到屏蔽目的；注意问题：无需考虑屏蔽盒厚度；垂直涡流方向不应该有缝隙或开口，实际中应接地。