电磁兼容设计的三个基本要素
电磁兼容设计的基本要求
电磁兼容设计的基本要求时间：2012-08-24 15:01:15 来源：作者：关键字：电磁兼容设计随着科学技术的不断发展，电子设备的数量及应用逐渐增多，结果必将造成电磁干扰越来越严重。
在日趋恶劣的电磁环境中，如若不采取恰当的电磁屏蔽措施，会导致设备之间的电磁干扰日益严重，电子设备的性能下降，甚者会危及到信息的安全。
为了保证电子设备在复杂的电磁环境中既不干扰其他设备，而又不受其他设备干扰的影响而能正常工作,这就要求在设备研制的初期阶段必须从结构、技术等方面进行严格的电磁兼容设计。
1 电磁兼容设计的基本要求电磁兼容性是电子设备的主要性能之一，在进行设备功能设计的同时，还应进行电磁兼容设计。
电磁兼容设计的目的是使所设计的设备在复杂电磁环境中实现电磁兼容，因此在进行电磁兼容设计时应满足以下要求: 首先明确设备所满足的电磁兼容指标，然后确定设备的敏感器件、干扰源及干扰途径，有针对性地采取措施，最后通过试验了解设备是否达到了电磁兼容指标要求。
2 电磁兼容设计所采取的方法对于通信车而言，通常其所装载的设备量很多,包括配电设备、通信设备及终端设备等，各设备间很容易形成电磁干扰，进而影响通信质量，因此设备在进行电磁兼容设计时要从3 要素( 干扰源、耦合途径和敏感设备) 出发，采取各种有效手段，抑制干扰源,消除或减弱干扰耦合，增加敏感设备的抗干扰能力。
以某车载电子设备为例，由数字电流表、数字电压表、转换开关、断路器、控制保护单元、互感器、接触器等单元及元器件组成，其中数字电流表、数字电压表、转换开关、断路器布置于前面板上，控制保护单元、互感器、接触器等单元及元器件放在机箱内部。
此设备要满足 GJB151A- 97 有关的电磁兼容指标要求，在结构设计等方面采取的主要措施有: 仪表窗口的屏蔽; 机箱缝隙的屏蔽; 各单元合理布局及其屏蔽; 电缆敷设以及电源线滤波等。
2.1 仪表窗口的屏蔽仪表窗口对设备来说是比较大的泄漏口，必须采取有效的措施将其屏蔽，为此采用加装丝网屏蔽玻璃的方法对数字电流表、数字电压表进行外部屏蔽。
微机保护装置电磁兼容要求详解
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课程内容
电磁兼容的基本概念 EMI测试 EMS测试 总结
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EMI测试
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EMI测试主要包括端口的传导发射测试和系统 的辐射发射测试。端口的传导发射测试是指电 源、通信或I/O端口通过线缆传输的骚扰，系 统的辐射发射骚扰是系统通过空间向空间辐射 的骚扰。 电子系统的各种端口（电源端口、通信端口和 信号端口）通过线缆会把干扰传导至电网或其 他设备，电子设备工作时会向空间辐射干扰。 EMI测试就是测试上述两部分，通过测试，给 出一个具体的定量指标。
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5射频场感应的传导骚扰抗扰度试验
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适用于有射频场存在而且连接到电网或其他网络的设 备。一般要求对产品的输入电源端口、通信及I/O端口 进行测试，对电源端口采用耦合去耦网络进行试验， 对通信及I/O端口采用电磁钳耦合方式进行试验。 受试设备应在预期的运行和气候条件下进行测试，依 次将试验信号发生器连接到耦合装置上，其他的非测 试电缆或不连接，或使用去耦网络去耦。 扫频范围从150kHz~80MHz，根据试验等级设置信号 电平，骚扰信号是经过1kHz正弦波调制，调制到80% 的射频信号。一般情况下，步进为先前频率的1%， 在每个频率点上驻留时间为1s,对敏感的敏感点可以单 独进行测试。
微机保护装置电磁兼容性的测试实验
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课程内容
电磁兼容的基本概念 EMI测试 EMS测试 发射试验的试验方法
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电磁兼容的基本概念——EMC
电磁兼容EMC（Electro Magnetic Compatibility），是指电子、电气设备或系 统在预期的电磁环境中，按设计要求正常工作 的能力。 国际电工技术委员会（IEC）对电磁兼容的定 义是“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”。
电磁兼容设计
电磁兼容设计EMC的设计原则主要包括电磁妥协、电磁传导和电磁辐射三个方面。
其中，电磁妥协指系统或设备在其电磁环境中所具备的稳定可靠性和干扰抑制能力；电磁传导指电磁干扰通过导线、电缆等电路途径传输的过程；电磁辐射指电磁干扰通过空气中的辐射传输的过程。
EMC设计的目标是在满足设计要求的前提下，通过合理的电磁设计手段，使系统或设备能够在电磁环境中稳定可靠地工作，同时对周围环境产生的电磁干扰控制在一定范围内。
EMC设计的方法主要包括减少敏感性、抑制干扰、提高屏蔽和地线设计。
减少敏感防止设备受到外界电磁场的干扰，通常可以采取一些措施，如增加设备的抗干扰性能、优化电路布局和线路板设计等。
抑制干扰可通过增强设备的抑制功能，如增大屏蔽效果和电源滤波等手段来实现。
提高屏蔽能力是抑制电磁辐射和传导的有效手段，常见的屏蔽方法包括金属外壳屏蔽、电磁屏蔽材料应用、屏蔽接地等。
地线设计则是保证设备或系统的电磁兼容性的关键，应遵循地线独立性、地线的连续性、地线的低阻抗和建立合理的地线结构等原则。
EMC设计在现代工程中的重要性不言而喻。
如今，电子设备广泛应用于工业、航空航天、通信、医疗、军事等领域，其性能和可靠性对终端产品的质量和稳定运行起着至关重要的作用。
而在电磁环境复杂多变的情况下，需要通过合理的EMC设计手段来保证设备的正常工作。
EMC设计不仅能够提高设备的抗干扰能力，减少电磁相互干扰带来的工作不稳定等问题，也有助于提高设备的功能完整性、稳定性和可靠性，同时带来更好的性价比和用户体验。
在实际应用中，EMC设计涉及到多个方面的问题。
首先，需要对电磁场特性进行准确的测量和分析，以了解系统或设备所处的电磁环境。
其次，在电路设计和线路板布局方面，需要注意电磁兼容性的要求，采取合适的技术手段，如差分信号传输、噪声屏蔽等。
此外，还需要有效地管理和控制系统或设备产生的电磁辐射和传导干扰，选用合适的屏蔽材料和设计合理的地线结构。
最后，通过全面的测试和验证手段，验证设计方案的合理性和可行性，确保设备在正常工作和异常情况下的电磁兼容性能。
电子设备的电磁兼容性设计要点是什么
电子设备的电磁兼容性设计要点是什么在当今科技飞速发展的时代，电子设备已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
从智能手机、电脑到各类家用电器，从工业控制系统到航空航天设备，电子设备的应用无处不在。
然而，随着电子设备的数量不断增加，其工作频率和集成度也越来越高，电磁兼容性问题日益凸显。
电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，简称 EMC）是指电子设备在电磁环境中能够正常工作，且不对该环境中的其他设备产生不可接受的电磁干扰的能力。
为了确保电子设备的正常运行和可靠性，电磁兼容性设计成为了电子设备设计中至关重要的环节。
一、电磁兼容性设计的重要性电子设备在工作时会产生电磁辐射，同时也会受到来自外部的电磁干扰。
如果电磁兼容性设计不合理，可能会导致以下问题：1、设备性能下降电磁干扰可能会影响电子设备的信号传输、数据处理和控制精度，导致设备性能下降，甚至出现故障。
2、数据错误和丢失在数据传输过程中，电磁干扰可能会导致数据错误和丢失，影响设备的正常工作和数据的准确性。
3、缩短设备寿命长期处于电磁干扰环境中的电子设备，其元器件容易受到损害，从而缩短设备的使用寿命。
4、不符合法规标准许多国家和地区都制定了严格的电磁兼容性法规和标准，如果电子设备不符合这些要求，将无法上市销售。
因此，在电子设备的设计阶段，就必须充分考虑电磁兼容性问题，采取有效的设计措施，确保设备在复杂的电磁环境中能够稳定、可靠地工作。
二、电磁兼容性设计的基本原理电磁兼容性设计的基本原理是通过抑制干扰源的发射、切断干扰传播途径以及提高设备的抗干扰能力来实现。
1、抑制干扰源干扰源是产生电磁干扰的源头，常见的干扰源包括电源、时钟电路、数字信号处理器等。
通过优化电路设计、降低工作频率、采用屏蔽措施等方法，可以有效地抑制干扰源的发射。
2、切断干扰传播途径电磁干扰可以通过传导和辐射两种方式传播。
对于传导干扰，可以采用滤波、接地、屏蔽等措施来切断传播途径；对于辐射干扰，可以通过合理布局电路、使用屏蔽罩、减小天线效应等方法来降低辐射强度。
电磁兼容设计一般包含哪几个方面的内容
电磁兼容设计一般包含哪几个方面的内容
EMC认证是电磁兼容（Electro MagneTIc CompaTIbility）的标准，由欧共体政府首先推出。
欧共体政府规定，从1996年1月1起，所有电气电子产品必须通过EMC认证，加贴CE标志后才能在欧共体市场上销售；各国政府纷纷采取措施，对电气电子产品的EMC性能实行强制性管理。
国际上比较有影响的EMC认证如欧盟2004/108/EC指令（EMC指令）、美国联邦法典CFR 47/FCC Rules等，都对电磁兼容认证提出了明确的要求。
要使产品具有良好的电磁兼容性，需要专门考虑与电磁兼容相关的设计内容。
电磁兼容设计一般包含以下几个方面的内容。
地线设计
许多电磁干扰问题是由地线产生的，因为地线电位是整个电路工作的基准电位，如果地线设计不当，地线电位就不稳，就会导致电路故障。
地线设计的目的是要保证地线电位尽量稳定，从而消除干扰现象。
线路板设计。
电磁兼容三要素和三规律
电磁兼容三要素和三规律EMC是业界的一个难点;文章介绍了EMC三个规律、EMC问题三要素、电磁骚扰的特性、以及五层次EMC设计法;给企业提供了对待EMC的建议;我们认为EMC改进要如诊治疾病一样对症施治;我们倡导坚持EMC规律，趁早考虑和解决EMC问题-进行EMC设计。
下面我们认识以下EMC领域的三个要素和三个重要规律： EMC问题三要素 开关电源及数字设备由于脉冲电流和电压具有很丰富的高频谐波，因此会产生很强的辐射。
电磁干扰包括辐射型(高频) EMI、传导型(低频)EMI，即产生EMC问题主要通过两个途径:一个是空间电磁波干扰的形式;另一个是通过传导的形式，换句话说，产生EMC问题的三个要素是：电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。
辐射干扰主要通过壳体和连接线以电磁波形式污染空间电磁环境;传导干扰是通过电源线骚扰公共电网或通过其他端子(如：射频端子，输入端子)影响相连接的设备。
IT、AV设备可能的骚扰源 A) FM接收机、TV接收机本机振荡，基波及谐波由高频头、本机振荡电路产生; B) 开关电源的开关脉冲及高次谐波，同步信号方波及高频谐波，行扫描显像电路产生的行、场信号及高频谐波; C) 数字电路工作需要的各种时钟信号及高频谐波、以及它们的组合，各种时钟如CPU芯片工作时钟、MPEG解码器工作时钟、视频同步时钟(27MHz，16.9344MHz ,40.5MHz)等; D) 数字信号方波及高频谐波，晶振产生的高次谐波，非线性电路现象(非线性失真、互调、饱和失真、截止失真)等引起的无用信号、杂散信号; E) 非正弦波波形，波形毛剌、过冲、振铃，电路设计存在的寄生频率点。
F) 对于敏感受体通过耦合途径接受的外部骚扰包括浪涌、快速脉冲群、静电、电压跌落、电压变化和各种电磁场。
电磁骚扰的特性 ①单位脉冲的频谱最宽; ②频谱中低频含量取决于脉冲的面积，高频分量取决于脉冲前后沿的陡度; ③晶体振荡电平必须满足一定幅度, 数字电路才能按一定的时序工作，使晶振产生的骚扰呈现覆盖带宽、骚扰电平高的特点; ④收发天线极化、方向特性相同时，EMI辐射和接受最严重;收发天线面积越大, EMI危害逾大; ⑤骚扰途径：辐射，传导，耦合和辐射、传导、耦合的组合。
【EMC系列课程】01-电磁兼容三要素及耦合途径
2. 电磁干扰源及其特征
Q：干扰源为何会产生电磁干扰？
电
磁
电磁 场
安培：电
法拉第：磁
麦克斯韦：电磁场
变化的电压电流产生交变的磁场，可以产生EMI问题； 交变的电磁场，又容易在闭合回路由于磁通量的变化，产生感应电压与电流，又带来EMS抗扰度问题；
电磁干扰举例1：
从场的角度进行分析，假如回路1变化的电流I，产生一个变化的电磁场，它会对外辐射，产生辐射干扰，如果这个变化的 电磁场，又恰好穿过了回路1周边的其他闭合回路，那么，根据法拉第电磁感应定律：变化的磁场穿过回路2，在回路2产 生感应电动势，则回路1就对回路2产生了干扰。
如果，电路1的电压是不变的，那么，电容隔直，也起不到耦合的作用，此时，也不存在电路1对电路2的电磁干扰。（注： 此时虽然不存在电磁干扰，但若电路1电压很高，则有可能会产生电场的干扰影响）；
二、电磁干扰耦合途径
1. 耦合途径分类
总结： ① 电磁干扰耦合途径，分为两类：传导耦合、辐射耦合。从上图可以看出，任何产品，任何干扰，耦合途径都
电磁干扰举例2：
从电路的角度分析，比如上面的图，电路1和电路2，两个电路之间有分布电容，在这里，我们假设电路1是强干扰的电路， 电路2是敏感的电路，电路1在工作的时候，它的导线上面会有一个电压，这个电压如果是交变的，那么，根据电容隔直 通交的特性，电路1的干扰就会通过分布电容，传递到电路2上，那么，电路1就对电路2产生了干扰；
电磁兼容（ EMC--Electro Magnetic Compatibility）是一门新兴的综合性学科，主要研究电磁干扰和抗干扰 的问题。其定义为“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的 能力”。
EMC(电磁兼容性)结构设计基础.
2.1 电场屏蔽 a.原理--- 电场的屏蔽是在干扰源和敏感单元之 间设置良好接地的金属屏障,就可以抑制干扰源 电场对敏感单元的影响.
b. 电屏蔽的设计要点 1)屏蔽体必须良好接地---接地电阻一般应小于 2mΩ,严格的场合应小于0.5mΩ.为减小接地电 阻,可选用横截面和周长较大的导线.为减小接 地线的感抗,要尽量减少导线的长度. 2)正确选择接地点---屏蔽体的接地点应靠近被 屏蔽的低电平元件的入地点,避免低电平电路的 地线流过较大的地电流. 3)合理设计屏蔽体的形状---用全封闭的盒体最 好. 4)选择导电性能好的导体做屏蔽体,如铜、铝等。 高频时，屏蔽体表面镀银。
EMC (电磁兼容性)结构设计基础
1.EMC(电磁兼容性)概述
1.1 电子系统的电磁兼容性
EMC (电磁兼容性)技术的早期仅仅考虑对无线电通 信、广播有影响的射频干扰。随着干扰源范围的扩 大及电磁能量应用形式的增多，电磁骚扰不在局限 于辐射，还要考虑感应、耦合和传导等引起的电磁 干扰。电磁干扰除影响电子系统和设备的正常工作 外，对人体健康也会造成有害的影响。
---双层磁屏蔽 （要得到高的屏蔽效果，往往采用高磁导率材 料和增加材料厚度的办法，但是，选用高磁导 率材料和增加材料厚度都是有限度的，此时， 可以采用双层磁屏蔽结构。）
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b. 高频磁场的屏蔽 1)原理---高频交变磁场指的是高频电磁场中的磁 场分量,利用电磁感应现象在屏蔽体表面产生的 涡流的反磁场来达到高频磁场屏蔽的目的,也就 是利用涡流反磁场对原干扰磁场的排斥作用,来 抑制或抵消屏蔽体外的磁场.
3）电子设备电磁兼容性设计的基本要求
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电磁兼容设计的三个基本要素
电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）设计的三个基本要素包括：
1. 抗干扰性设计（Immunity Design）：抗干扰性设计是指在电子设备或系统设计中采取措施，以提高其对外部电磁干扰源的抵抗能力。
这包括选择适当的屏蔽材料和屏蔽结构、优化电路布局与地线设计、使用滤波器和隔离器等方法，以减少或消除外界干扰对设备的影响。
2. 辐射发射控制设计（Emission Control Design）：辐射发射控制设计是指在电子设备或系统设计中采取措施，以减少设备对外界产生的电磁辐射干扰。
这涉及到合理的电路设计、地线布局、信号线屏蔽、滤波器的应用等，以降低设备辐射噪声水平并满足相应的国家或行业标准。
3. 互连传输特性设计（Interconnect Design）：互连传输特性设计是指在电子设备或系统设计中，通过合理的信号线布线、阻抗匹配、信号线长度控制等手段，确保信号的传输质量和完整性。
这有助于减少信号传输过程中的串扰、反射和时序问题，提高设备或系统的抗干扰能力和可靠性。