实践电磁兼容应用技术 (2)
电磁兼容教学大纲
电磁兼容教学大纲电磁兼容教学大纲电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是一个涉及电磁场与电子设备相互作用的领域。
随着电子技术的飞速发展，电磁兼容问题变得越来越重要。
为了培养具备电磁兼容知识和技能的工程师，制定一份全面的电磁兼容教学大纲显得尤为重要。
一、引言电磁兼容作为一门交叉学科，涉及电磁场理论、电路理论、电磁波传播、电磁干扰与抗干扰技术等多个领域。
本教学大纲旨在帮助学生全面了解电磁兼容的基本概念、原理和应用，掌握电磁兼容的分析与设计方法。
二、基础知识2.1 电磁场理论2.1.1 电磁场的基本概念2.1.2 麦克斯韦方程组2.1.3 电磁场的辐射与辐射场特性2.2 电磁波传播2.2.1 电磁波的基本特性2.2.2 电磁波在空间中的传播2.2.3 电磁波的传输线理论2.3 电磁干扰与抗干扰技术2.3.1 电磁干扰的分类与特性2.3.2 电磁兼容的基本原理2.3.3 电磁屏蔽与抗干扰技术三、电磁兼容分析与设计方法3.1 电磁兼容分析3.1.1 电磁兼容测试与测量方法3.1.2 电磁兼容仿真与建模技术3.1.3 电磁兼容问题的分析与评估3.2 电磁兼容设计3.2.1 电磁兼容设计的基本原则3.2.2 电磁兼容设计的方法与技巧3.2.3 电磁兼容设计的实践案例四、电磁兼容标准与法规4.1 国际电工委员会（IEC）电磁兼容标准4.2 国家电磁兼容标准与规范4.3 电磁兼容法规与政策五、电磁兼容实验与实践5.1 电磁兼容实验室的建设与管理5.2 电磁兼容测试与测量技术5.3 电磁兼容实践案例分析六、电磁兼容的前沿与发展趋势6.1 电磁兼容的新理论与新方法6.2 电磁兼容技术在新兴领域的应用6.3 电磁兼容的未来发展方向七、总结与展望电磁兼容作为一门重要的学科，对于保障电子设备的正常运行和互联互通具有重要意义。
本教学大纲旨在培养学生对电磁兼容的全面认识和深入理解，为他们今后从事电磁兼容相关工作奠定坚实基础。
“电磁兼容技术”课程案例导入式教学实践
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人 式 教 学法 的尝 试 ， 据教 学 进 度 ， 心选 择 案 例 ， 学生 参 与 进 来 ， 而 实现 了理 论 和 实践 相 结 合 ， 得 了 良好 的教 学 效 果 。 依 精 让 从 取 关键词： 电磁 兼 容 ； 教学 改 革 ； 例 导 人式 教 学 案
中 图 分类 号 ： ＴＭ６ ５ ４ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ０ ８０ ８ （ ０ １ ０ — ０ ４０ １ ０ — ６ ６ ２ １ ） ４０ ９ — ２
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电磁兼容原理及技术课程教学改革与实践
电磁兼容(EMC)设计原理与实践考核试卷
B.增加信号的幅度
C.使用屏蔽线缆
D.减小线缆的长度
11.下列哪种元件在电路中具有滤波作用？（）
A.电容
B.电阻
C.电感
D.二极管
12.电磁兼容(EMC)设计中的接地措施主要有什么作用？（）
A.提高信号的传输速率
B.减小信号的传输损耗
C.降低电磁干扰
D.增强设备的抗干扰能力
13.下列哪种现象属于电磁敏感性(EMS)问题？（）
10.所有电子设备在上市前都必须通过电磁兼容(EMC)测试。（）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
1.请简述电磁兼容(EMC)的基本概念，并说明为什么电磁兼容性对电子设备非常重要。
2.描述电磁干扰(EMI)的两种类型，并分别给出一个实例说明它们在电子设备中的可能来源。
3.论述在电磁兼容(EMC)设计中，如何通过接地、屏蔽和滤波等措施来降低电磁干扰。
A.提高设备的输出功率
B.增加设备的体积
C.使用抗干扰材料
D.减小设备的灵敏度
18.下列哪种设备通常用于电磁兼容(EMC)测试中的辐射抗干扰测试？（）
A.示波器
B.频谱分析仪
C.信号发生器
D.电磁兼容测试系统
19.下列哪种现象可能导致设备在电磁兼容(EMC)测试中不合格？（）
A.信号传输速率低
B.信号传输损耗大
A.将敏感组件远离干扰源
B.使用屏蔽线缆和屏蔽罩
C.避免长平行布线
D.将所有设备接地到同一接地点
12.以下哪些是电磁兼容(EMC)测试中常用的测试仪器？（）
A.示波器
B.频谱分析仪
C.信号发生器
D.逻辑分析仪
13.以下哪些因素会影响电磁兼容(EMC)测试的准确性？（）
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。
电磁兼容原理实验教案
电磁兼容原理实验教案一、实验目的1. 理解电磁兼容的基本概念。
2. 掌握电磁兼容的基本设计原则。
3. 学习电磁兼容的实验方法和技巧。
4. 培养实验操作能力和团队协作能力。
二、实验原理1. 电磁兼容的基本概念：电磁兼容是指电子设备或系统在同一电磁环境中能正常工作，并不干扰其他设备正常工作的能力。
2. 电磁兼容的基本设计原则：a) 屏蔽：采用金属屏蔽或导电涂层等方法减少电磁干扰。
b) 滤波：利用滤波器去除电源线和信号线上的干扰信号。
c) 接地：合理设置接地，降低设备之间的干扰。
d) 布线：按照电磁兼容原则进行合理布线，减少信号间的相互干扰。
三、实验器材与设备1. 实验桌椅2. 计算机3. 示波器4. 信号发生器5. 功率放大器6. 接收器7. 屏蔽盒8. 滤波器9. 接地线10. 导线四、实验内容与步骤1. 实验一：电磁干扰的产生与检测a) 连接信号发生器、功率放大器和接收器。
b) 设置信号发生器产生一定频率的信号。
c) 通过功率放大器放大信号，观察接收器接收到的干扰信号。
d) 分析干扰产生的原因和特点。
2. 实验二：屏蔽对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，加入屏蔽盒。
b) 将信号发生器、功率放大器和接收器放入屏蔽盒内。
c) 重复实验一的操作，观察屏蔽对电磁干扰的影响。
d) 分析屏蔽的作用和效果。
3. 实验三：滤波对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，加入滤波器。
b) 将滤波器串联在信号发生器和功率放大器之间。
c) 重复实验一的操作，观察滤波对电磁干扰的影响。
d) 分析滤波的作用和效果。
4. 实验四：接地对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，合理设置接地。
b) 将信号发生器、功率放大器和接收器分别接地。
c) 重复实验一的操作，观察接地对电磁干扰的影响。
d) 分析接地的作用和效果。
5. 实验五：布线对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，按照电磁兼容原则进行布线。
b) 重复实验一的操作，观察布线对电磁干扰的影响。
电磁兼容培训课件(2024)
屏蔽措施
采用金属屏蔽体、吸波材料等，实现对电磁波的 有效屏蔽。
滤波技术
运用滤波器等手段，滤除设备间不必要的电磁干 扰信号。
2024/1/28
17
系统整体性能优化策略
2024/1/28
兼容性设计
01
在系统设计阶段考虑电磁兼容性要求，从源头减少潜在干扰。
协同优化
02
综合考虑系统各组成部分的电磁特性，实现系统整体性能的最
2024/1/28
26
THANKS
感谢观看
2024/1/28
27
航空航天器在复杂电磁环境中运行，对电 磁兼容性能要求极高，以确保通信和导航 系统的可靠性。
轨道交通
智能家居
轨道交通系统涉及大量电气设备和信号传 输，电磁兼容性能对于保障列车运行安全 和乘客舒适度至关重要。
2024/1/28
智能家居设备种类繁多，电磁兼容问题直接 影响家居环境的舒适度和设备间的互联互通 。
2024/1/28
25
未来发展趋势预测和挑战应对
发展趋势
随着科技的不断进步，未来电磁兼容技术将更加注重智能化、自适应等方面的发展，同时还将面临更 高的性能要求和更复杂的电磁环境挑战。
挑战应对
为应对未来发展趋势带来的挑战，需要加强电磁兼容技术的基础研究，推动技术创新和成果转化；同 时，还需要加强行业合作和标准制定，共同推动电磁兼容技术的进步和发展。
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。
Hale Waihona Puke 电磁干扰与电磁兼容性的关系电磁干扰是导致电磁兼容问题的主要原因，而电磁兼容性则是解决电磁干扰问题 的关键。提高设备的电磁兼容性可以减少电磁干扰对设备性能的影响，确保设备 在复杂电磁环境中的正常工作。
电磁兼容设计与测试(共四章 98页)
EMC = EMS + EMI
电磁兼容测量ห้องสมุดไป่ตู้基本特点
电磁兼容测量是一项综合活动，包含以下几方面 的内容。 试验（Experiment）是指根据一定的目的，运 用必要的手段，在人为控制条件下观察事物本 质和规律的一种实践活动。 测试（Test）则更多关心的是某一参数的变化 或响应； 测量（Measurement）是用一定的仪器或工具 测定某一参数或指标。
使用频率
XX电子系统 使用频率 XX系统 使用频率
CAN总线 CPU 系统
16MHz
计算机
100/40/16/12MHz 20M/16M
1.1GHz/667MHz 显控终端
IDE\PCI总线
显示信号 视频信号 液晶显示屏
33.3MHz
25.175MHz 14.318MHz 25MHz
激光测距机
热像仪 角传感器 倾斜传感器 控制组合
电源、变频器 晶振、CPU、数字器件 电机、地环路噪声
在电磁兼容分析中，需要考虑的 5个主要方面是：
频率：问题出现在频谱的哪一部分？ 时间：问题是否连续（周期信号），或问题仅在某些操
作循环内出现（例如磁盘驱动装置写入操作）？ 振幅：干扰源能级有多强，什么情况会引起严重干扰？ 阻抗：什么是干扰源和接收器电路的阻抗，什么是两者 之间传输机构的阻抗？ 尺寸：发射装置的物理尺寸是多少？射频电流将产生电 磁场，该电磁场将会通过设备壳体上长度等于波长或 “上升时间距离”有效部分的渗漏处（接缝或开口）漏 泄出去。印制电路板的印制线长度与射频电流的传输途 径有直接关系。
11M/29.97M
58/14.5/6MHz 12MHz 16M/20K 30/16M , 8K/3.5K
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低通滤波器对脉冲信号的影响
实践电磁兼容应用技术
信号滤波器的安装位置
无屏蔽的场合
滤波器靠近被滤 波导线的靠近器 件或线路板一端。
有屏蔽的场合：在屏蔽界面上
板上滤波器
实践电磁兼容应用技术
共模扼流圈
有意增加漏磁， 利用差模电感 共模扼流圈中的负载电流产生的磁场相互抵销，因此磁 芯不会饱和。
实践电磁兼容应用技术
电感磁芯的选用
铁粉磁芯：不易饱和、导磁率低，作差模扼流圈的磁芯
铁氧体：最常用
锰锌：r = 500 ~ 10000，R = 0.1~100m 镍锌：r = 10 ~ 100，R = 1k ~ 1Mm
超微晶：r > 10000，做大电感量共模扼流圈的磁心
实践电磁兼容应用技术
电感量与饱和电流的计算
Sx = Bmax S (D1-D2)/2L
D1 D2
厂家手册给出
电感量： L （nH）= 0.2 N2 r S(mm) ln (D1/D2)
厂家经常给出每匝的电感量“AL”，则 L （nH）= AL N2
插入损耗的估算
IL
Zs
C
ZL
~
Zs
L
Fco = 1/(2 Rp C)
~
ZL
Fco = Rs/(2 L）
Zs、ZL串联
Zs、ZL并联
实践电磁兼容应用技术
器件参数的确定
L
R
R
C
L = R / 2FC
C = 1 / 2RFC
对于T形（多级T）和 形（多级）电路，最外 边的电感或电容取 L/2 和 C/2，中间的不变。
第四章 干扰滤波技术
干扰滤波在EMC设计中作用 差模干扰和共模干扰 常用滤波电路 怎样制作有效的滤波器 正确使用滤波器
实践电磁兼容应用技术
滤波器的作用
信号滤波器
电源滤波器
切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构 成完善的干扰防护。
实践电磁兼容应用技术
共模和差模电流
~ ~
实践电磁兼容应用技术
地线电感起 着不良作用
三端电容的正确使用
✓
接地点要求：
1 干净地
2 与机箱或其它较大
的金属件射频搭接
实践电磁兼容应用技术
三端电容器的不足
寄生电容造成输入 端、输出端耦合
接地电感造成旁 路效果下降
实践电磁兼容应用技术
穿心电容更胜一筹
金属板隔离 输入输出端
实践电磁兼容应用技术
一周接地 电感很小
穿心电容的插入损耗
实践电磁兼容应用技术
干扰抑制用铁氧体
Z = jL + R
L
R(f)
Z
R
1MHz
10MHz 100MHz 1000MHz
实践电磁兼容应用技术
铁氧体磁环使用方面的一些问题
125
600
300个
1250
30个
4500
1
10
100
1000
0.1 1 10 100 1000
½匝
无偏置
1½匝
有偏置
实践电磁兼容应用技术
%C 0
COG
5 0 X7R
%C -5
-10
-0.15
-15
-55
125
-55
125
20 Y5V
0
%C -30
-60 -实30践电磁兼容3应0 用技术 90
电压对陶瓷电容容量的影响
20 0
-20 %C
-40 -60
-80 0
COG X7R
Y5V
20
40
60
80 100
%额定电压（Vdc）
实践电磁兼容应用技术
磁芯对电感寄生电容的影响
铁粉芯
C = 4.28pf
铁氧体（锰锌） C = 49pf
C = 3.48pf C = 51pf
19% 4%
实践电磁兼容应用技术
减小电感寄生电容的方法
如果磁芯是导体，首先： 用介电常数低的材料增加绕组导体与磁芯之间的距离 然后： 1. 起始端与终止端远离（夹角大于40度） 2. 尽量单层绕制，并增加匝间距离 3. 多层绕制时， 采用“渐进”方式绕，不要来回绕 4. 分组绕制 （要求高时，用大电感和小电感串联起 来使用）
共模/差模干扰的产生
IDM
ICM
V ICM
V
ICM
实践电磁兼容应用技术
开关电源噪声
1. 50Hz的奇次谐波（1、3、5、7 ） 2. 开关频率的基频和谐波（1MHz以下差模为主，
1MHz以上共模为主）
实践电磁兼容应用技术
干扰滤波器的种类
衰减
低通
衰减
高通
截止频率
3dB
衰减
带通
衰减 带阻
实践电磁兼容应用技术
实践电磁兼容应用技术
克服电容非理想性的方法
大容量
衰减
大电容
小容量 并联电容
小电容
电容并联 LC并联 电感并联
实践电磁兼容应用技术
频率
三端电容器的原理
60 普通电容 40
三端电容
引线电感与电容 一起构成了一个T 形低通滤波器
20
在引线上安装两
30 70 1GHz
个磁珠滤波效果 更好
实践电磁兼容应用技术
低通滤波器类型
C
T
L
反
实践电磁兼容应用技术
电路与插入损耗的关系
100 插 80 入 损 60 耗 dB 40
20
fc
5阶 4阶 3阶 2阶
1阶
20N/十倍频程 6N/倍频程
10fc
100fc
实践电磁兼容应用技术
1000fc
确定滤波器阶数
欲衰减20dB
4 6=24 20 至少4阶滤波器
50 100
实践电磁兼容应用技术
实际电容器的特性
ZC
实际电容
理想电容
1/2 LC
f
C
L
引线长1.6mm的陶瓷电容器
电容量 谐振频率(MHZ)
1 F
1.7
0.1 F
4
0.01F
12.6
3300 pF
19.3
1100 pF
33
680 pF
42.5
330 pF
60
实践电磁兼容应用技术
温度对陶瓷电容容量的影响
0.15
实际电感器的特性
ZL
实际电感
理想电感
绕在铁粉芯上的电感
1/2 LC L
C
电感量 谐振频率
（H）
(MHZ)
3.4
45
f
8.8
28
68
5.7
125
2.6
500
1.2
实践电磁兼容应用技术
电感寄生电容的来源
每圈之间的电容 CTT 导线与磁芯之间的电容CTC
磁芯为导体时，CTC为主要因素， 磁芯为非导体时，CTT为主要因素。
L、C的数值决定截止频率
阶数决定过渡带的陡度
欲衰减20dB
1 20 = 20
1阶滤波器就可以了
10
100
为了保险，可用2阶
实践电磁兼容应用技术
根据阻抗选用滤波电路
源阻抗 高 高 低
低
电路结构 C、、多级 、多级 反、多级反
L、多级L
负载阻抗 高 低 高
低
规律：电容对高阻，电感对低阻
实践电磁兼容应用技术
插入损耗
普通电容
理想电容 穿心电容
实践电磁兼容应用技术
1GHz 频率
馈通滤波器使用注意事项
• 必须安装在金属板上，并在一周接地 • 最好焊接，螺纹安装时要使用带齿垫片 • 焊接时间不能过长 • 上紧螺纹时扭矩不能过大
实践电磁兼容应用技术
线路板上使用馈通滤波器
上面 底面
线路板地线面
实践电磁兼容应用技术