电气隔离和电磁兼容--隔离端子抗干扰的基本要求浅析

出产过程监督和控制中要用到多种自动化仪表、面临越来越恶劣的环境，为解决干扰，仪表接进的隔离端子必需达到两个基本要求：第一是解决各种设备、仪表“地”之间的差，即信号参考点的电位差；第二是电磁兼容。

一电气隔离和电磁兼容--隔离端子抗干扰的基本要求

1. 电气隔离的两个原则

不同设备仪表的、带有不同共模的信号输进到DCS、PLC等控制系统，如果不加处理而直接联进，可能泛起因信号具有“共模不同”的干扰。所谓“共模不同”主要指信号间的参考点电位差。隔离端子的输进/输出电气隔离特性使它按捺共模信号的能力很强，它可将带有共模的信号经由隔离输出成为不含共模的信号。所以只要在每路外部信号和控制系统的采集板之间插进隔离端子就能解决这个标题题目。

还有一种情况，要求一个信号既能向显示仪表输送信号，又能传送给变频器之类的设备。这时除了输进和输出隔离之外，要求2个输出之间相互隔离以消除设备互扰。此时可使用隔离式信号分配器，如图1的WS15242。

综上所述，解决参考点电位差类型的干扰要遵循两个原则。第一：外部设备信号与中央处理系统（例如PLC、DCS）之间要进行电气隔离。

第二：外部信号（对系统的接口而言，不管是接收来的信号仍是向外发出的信号）之间要相互电气隔离。系统安装遵循了这两个原则，就能完全克服因为参考点电位差引进的干扰。大多数隔离端子都要外加工作电源，一般为DC 24V或AC 220V。这个电源在为输进、输出部门供电时必需确保在电气上与输进/输出两个部门隔离。这种输进/输出/外加工作电源之间相互隔离的产品称为全隔离端子。从理论上讲，这种供电方式无论隔离端子数量多少，均可用一台电源供电。这样的连接符合上述两个原则。

2. 电磁兼容

电器隔离技术

对电子电气电路的各种隔离进行了详尽的分析讨论，提出了抑制干扰而采取的电气隔离的技术措施，从而保证电气设备的正常工作。关键词：电子；电路；电气隔离；干扰；电磁兼容 Technologies of Circuit Isolation in Electronic and Electrical Equipments HUANG Yao-feng, WANG Chuan-liang, ZHANG Chao-qun Abstract:The many isolation technologies of the electronic and electrical circuit are put forward and analyzed,discussed in detail. So the normal operation of the electronic and electrical equipments are guaranted. Keywords:Electron; Circuit; Electrical isolation; Interference; Electromagnatic compatibility 电路隔离的主要目的是通过隔离元器件把噪声干扰的路径切断，从而达到抑制噪声干扰的效果。在采用了电路隔离的措施以后，绝大多数电路都能够取得良好的抑制噪声的效果，使设备符合电磁兼容性的要求。电路隔离主要有：模拟电路的隔离、数字电路的隔离、数字电路与模拟电路之间的隔离。所使用的隔离方法有：变压器隔离法、脉冲变压器隔离法、继电器隔离法、光电耦合器隔离法、直流电压隔离法、线性隔离放大器隔离法、光纤隔离法、A/D转换器隔离法等。数字电路的隔离主要有：脉冲变压器隔离、继电器隔离、光电耦合器隔离、光纤隔离等。其中数字量输入隔离方式主要采用脉冲变压器隔离、光电耦合器隔离；而数字量输出隔离方式主要采用光电耦合器隔离、继电器隔离、高频变压器隔离（个别情况下采用）。模拟电路的隔离比较复杂，主要取决于对传输通道的精度要求，对精度要求越高，其通道的成本也就越高；然而，当性能的要求上升为主要矛盾时，应当以性能为主选择隔离元器件，把成本放在第二位；反之，应当从价格的角度出发选择隔离元器件。模拟电路的隔离主要采用变压器隔离、互感器隔离、直流电压隔离器隔离、线性隔离放大器隔离。模拟电路与数字电路之间的隔离主要采用模/数转换装置；对于要求较高的电路，除采用模/数转换装置外，还应在模/数转换装置的两端分别加入模拟隔离元器件和数字隔离元器件。

如何提高电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性

如何提高电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性常规电磁兼容知识及相关电磁兼容测试方案配置: 1.常用电磁兼容测试项目和测试要点 2.电磁兼容测试项目及设备配置 3.传导，辐射，雷击（SURGE），静电（ESD）,群脉冲（EFT）测试 4.ESD测试（静电放电测试） 5.浪涌抗扰度（surge）实验室配置 6.浪涌的抗干扰测试（SURGE） 7.surge浪涌（冲击）抗扰度测试 8.工频磁场抗扰度试验 9.IEC61000-4-4 EFT脉冲群抗扰度试验的新老标准的不同 10.电子产品的雷击浪涌防护标准及测试 11.脉冲群抗扰度试验的重复性和可比性 12.衰减振荡波抗扰度试验 13.电磁兼容抗干扰测试仪器的校准 14.从脉冲群抗扰度试验的标准草案看试验演变情况 15.IEC61000-4-5（GB/T17626.5）浪涌的抗干扰测试（SURGE） 16.GB/T17626.6（IEC61000-4-6）射频场感应的传导骚扰抗扰度 17.电磁兼容测试项目 18.国内外电磁兼容标准概况与测试手段简介 19.电磁兼容测试项目和测试要点（EMC） 20.GB/T17626.2-2006与GB/T17626.2-1998静电放电标准差异分析报告 21.静电放电抗扰度试验GB/T17626.2 22.电压跌落、短时中断和电压渐变的抗干扰度试验 23.工频磁场抗干扰度试验系统 24.雷击浪涌抗干扰度试验系统配置方案 25.电快速瞬变脉冲群的抗干扰度试验系统 26.静电放电抗干扰试验系统车载电子电磁兼容性内容如下: 1.车辆零组件电磁兼容试验方法介绍 2.汽车电子电磁兼容测试项目 3.汽车电子干扰模拟器/汽车电子电磁兼容测试系统/汽车干扰模拟系统 4.汽车电子的电磁兼容测试项目及测试设备 5.汽车及车载电子设备电磁兼容EMC测试 6.汽车电子电磁兼容测试－企业实验室射频骚扰测试 7.车辆电气设备的瞬变传导骚扰和抗扰度性能测试 8.汽车电子部件EMI抗扰性测试的各种方法及其优缺点 9.汽车高能量抛负载发生器（汽车电子电磁兼容性检测设备） 10.汽车电压跌落模拟发生器（汽车电子电磁兼容性设备） 11.汽车瞬变脉冲干扰模拟器（汽车电子电磁兼容检测设备）

(整理)EMC中的隔离技术.

EMC中的隔离技术嘉兆科技 1 引言电力电子设备包括两部分，即变换部分与控制部分。前者属于功率流强电范畴，后者属于信息流弱电范畴。一般情况下前者是主电磁干扰源，后者是被干扰对象。为了使电力电子设备可靠地运行，除了解决变换部分与控制部分之间的电气隔离外，还要解决控制部分的抗电磁干扰的问题，特别是当变换部分处于高电压、强电流、高频变换情况下尤其重要。抗干扰问题实质上是解决电力电子设备的电磁兼容问题。隔离技术是电磁兼容性中的重要技术之一。下面将电磁兼容中的隔离技术分为磁电、光电、机电、声电和浮地等几种隔离方式加以叙述。 2 磁电隔离技术 2.1 利用变压器实现磁电隔离的基本原理变压器主要由绕在共同铁心上的两个或多个绕组组成。当在一个绕组上加上交变电压时，由于电磁感应而在其它绕组上感生交变电压。因此变压器的几个绕组之间是通过交变磁场互相联系的，在电路上是互相隔离的。其隔离的介电强度取决于几个绕组之间以及它们对地的绝缘强度。 2.2 理想变压器的特性理想变压器是假定变压器绕组的电阻为零；变压器的漏磁为零；铁心的损耗为零以及铁心的导磁率为无穷大。 2.2.1 电压关系 E1=4.44fN1Φm （1） E1/E2=U1/U2=N1/N2=n （2）

式中：E1——变压器原边的感应电势；E2——变压器副边的感应电势； U1——变压器原边的电压； U2——变压器副边的电压； N1——变压器原边绕组的匝数； N2——变压器副边绕组的匝数；f——变压器原边电压的频率； Φm——变压器铁心中磁通的峰值；n——变压器原副边绕组的匝数比。2.2.2 电流关系 I1/I2=N2/N1=1/n （3）式中：I1——变压器原边的电流； I2——变压器副边的电流。 2.2.3 功率关系 P1=P2=U1I1=U2I2 （4）式中：P1——变压器原边的输入功率；P2——变压器副边的输出功率。 2.2.4 阻抗关系

《电磁场与电磁兼容》期末考试A及答案

《电磁场与电磁兼容》期末考试A及答案 1 / 8

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3 / 8 北京交通大学考试试题课程名称：《电磁场与电磁兼容》 2010年－2011年度第二学期 A 卷（请考生注意：本试卷共有九道大题）题号一二三四五六七八九总分得分阅卷人一、请写出电磁兼容的三要素（6分）答：骚扰源、耦合途径、敏感设备二、可用于近似分析架设在地面上的天线特性的基本原理是什么？该原理的主要内容以及实质是什么？（6分）答：镜像原理：架设在理想导电平面上的天线，在任一观测点的场强为直射波与反射波的叠加。可以用一个镜像天线作为反射波的等效源。镜像天线的电流大小与实际天线相等，方向为使反射波与直射波在导电平面上满足边界条件，垂直天线的镜像天线垂直，电流方向与实际天线相同，大小相等，水平天线的镜像天线水平，电流方向与实际天线方向相反，大小相等。实质：用集中镜像电流代替分布感应场电流。三、图示滤波器的安装是否正确？如果不正确应如何改进？（8分）答：不正确。滤波器没有良好接地，通过细线接地，高频效果很差。改进：去掉地所在学院……………… 班级……………… 姓

线，去掉绝缘层，使滤波器的金属外壳大面积地贴在金属机箱的导电表面上。四、接地是解决电磁干扰问题的有效措施，但接地不良反而会增加干扰。请问为什么？可以采用什么措施解决由地环路所引入的干扰？（8分）答：（1.）地线存在阻抗，若接地不良，可能会引起地线阻抗干扰；地线可能会与设备构成环路，引起地环路干扰；此外多根地线之间或地线与设备之间还可能引起线间耦合干扰。（2）减小地线阻抗，以减小干扰电压；增加环路阻抗，以减小干扰电流，可通过隔离变压器、光电耦合器、共模扼流圈、平衡电路等来实现。五、供电电源为50Hz、220V的台式计算机，要判定它的电磁兼容性能是否合格，典型的需要对该计算机进行哪几项电磁兼容性能的测量？在抗扰度测试中，对被测计算机施加的干扰信号分别模拟实际应用中的哪些干扰？（10分）答：（1）电磁骚扰发射测试和电磁抗扰度测试，其中电磁骚扰发射测试包括传导骚扰测试和辐射骚扰测试；电磁抗扰度测试包括静电抗扰度测试、浪涌抗扰度测试、电快速脉冲群抗扰度测试、射频辐射场抗扰度测试，射频场感应的传导抗扰度测试。（2）浪涌抗扰度测试模拟电源系统开关以及雷击的影响，感应雷静电抗扰度测试模拟人体静电放电对设备的干扰电快速脉冲群抗扰度测试模拟感应负载断电产生的干扰噪声射频辐射场抗扰度测试模拟来自空间的电磁波产生的骚扰射频场感应的传导抗扰度测试模拟低频电磁波在电缆上感应出共模电压或电流，以传导的方式对敏感设备造成的骚扰。六、请画出测量空间某一点的电场强度的测量系统框图。已知天线在450MHz时的天线校正系数是12dB，测量接收机的读数为37dBμV, 电缆损耗为3.2dB，求该测试点的电场强度是多少？（10分） 4 / 8

电子系统中的抗干扰技术_介绍

电子系统中的抗干扰技术摘要：应用硬件抗干扰措施是必不可少的一种有效方法。本文中介绍了几种形式的干扰以及解决方法，如信号如何走线、接地的安全可靠、印制电路板避免干扰的设计、电源使用注意事项等几方面进行了阐述。通过合理的硬件电路设计，可以削弱或抑制绝大部分干扰。实践应用取得了良好的效果。关键词：抗干扰、屏蔽、电磁辐射。 0 引言干扰是无处不在的，干扰可导致系统工作不正常，输出信息失真，严重可导致系统瘫痪。抗干扰设计是设备长期稳定运行的保证；随着电子技术的发展、电子设备的普及应用，抗干扰技术的研究显得越来越重要，应用也越来越普及。电子工程师从设备的研制阶段就应使用抗干扰技术，抗干扰技术始终贯穿于设备的设计、制造、安装、使用等各个阶段。 1 抗干扰技术应用 1．1 电源使用方面有些电源在通断的一瞬间会对小功率电子设备造成损害，对附近的电子设备形成干扰。例如，显示器附近有电源设备时，有时开关电源设备的一瞬问会导致显示器闪一下，如果电源功率较大或靠的太近，而显示器屏蔽效果又达不到要求，显示器就会出现波纹，影响使用。解决方法是：电源设备加装屏蔽层，采取有效的接地措施，电源线也应带屏蔽层，显示器等易受干扰的设备应尽量远离电源。 1．2 信号传输方面信号在传输过程中由于线缆过长、过细，绝缘性能不好，没有采取有效的屏蔽、接地措施，信号传输就会受到干扰，特别是正电平信号受干扰影响较大。解决方法有： (1)信号采用负电平传输。 (2)容易相互干扰的信号分开传输。 (3)高频信号单独采用同轴电缆传输。 (4)模拟信号、数字信号分开传输。 (5) (内部可采用一根信号线附近一根地线的接线形式)。 (6)尽量采用带有屏蔽层的电缆，屏蔽层接地。线缆的绝缘性能要好。 (7)正确使用双绞线可起到消除电磁干扰的作用，通常网络线缆都是采用双绞的形式。

EMC电磁兼容概述综述

电磁兼容基础知识引言电子电器产品的电磁兼容性能是一项非常重要的技术指标，它不仅关系到产品本身的安全性、可靠性，也关系到电磁环境的保护问题。国内外现都十分重视产品的电磁兼容质量管理。这就要求从事相关产品设计、制造和品质管理的人员均应该掌握电磁兼容的一些基本理论、标准要求和设计技术。一、电磁兼容现象及基本理论电磁兼容（Electromagnetic Compatibility——EMC），其定义是：设备或系统在其所处的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。从上述定义可以看出，一台设备或一个系统的电磁兼容性都包括两个方面，一是它对同一电磁环境中其它设备的抗干扰能力或称敏感性，二是它对其它产品的电磁骚扰特性。电磁骚扰（Electromagnetic Disturbance——EMI）定义为“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”。电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。（注：一般意义上的“有用的电磁信号或电磁能量”在电磁兼容领域也有可能被认为是电磁骚扰源。）电磁骚扰的表现形式一般有两种，一是通过导体传播骚扰电压、电流，一是通过空间传播骚扰电磁场。前者称为传导骚扰，后者称为辐射骚扰。例如，电视机的电磁骚扰主要有：对公用电网的无线电骚扰和低频骚扰（如注入谐波电流）、对公用电视天线系统的骚扰、向空间辐射的电磁场等。抗扰度（Immunity to a Disturbance）定义为“装置、设备或系统面对电磁骚扰不降低运行性能的能力”。电磁敏感性（Electromagnetic Susceptibility——EMS）定义为“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”。实际上，抗扰度与敏感性都反映的是对电磁骚扰的适应能力，仅仅是从不同的角度而言，敏感性高即意味着抗扰度低。对应电磁骚扰的两种表现形式，设备对电磁骚扰的抗扰性也同样分为传导抗扰性和辐射抗扰性。

电磁兼容基本概念

电磁兼容性（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。编辑摘要目录 ?1定义 ?2内容 ?3电磁兼容设计... ?4电磁干扰源 ?5电磁干扰传播... ?6电磁兼容的主... ?7提高电磁兼容... ?8EMC设计 ?1电源方面 ?2信号线方面 ?3模拟信号方面 ?4数字信号 ?5电路设计方面 ?9干扰类型 ?10.1防治电磁... ?10问题 ?11.1骚扰源 ?11.2耦合途径 ?11.3敏感设备 ?11术语 ?12电磁兼容 ?13技术标准 ?13.1国外标准 ?13.2国内标准电磁兼容 - 定义 EMC（ElectromagneticCompatibility）

在国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义为：系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不会对其他系统和设备造成干扰。图1 电磁兼容概念图图册 EMC包括EMI（电磁干扰）及EMS（电磁耐受性）两部分，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。电磁兼容（electromagneticcompatibility）各种电气或电子设备在电磁环境复杂的共同空间中，以规定的安全系数满足设计要求的正常工作能力。也称电磁兼容性。它的含义包括：①电子系统或设备之间在电磁环境中的相互兼顾；②电子系统或设备在自然界电磁环境中能按照设计要求正常工作。若再扩展到电磁场对生态环境的影响，则又可把电磁兼容学科内容称作环境电磁学。电磁兼容的研究是随着电子技术逐步向高频、高速、高精度、高可靠性、高灵敏度、高密度（小型化、大规模集成化），大功率、小信号运用、复杂化等方面的需要而逐步发展的。特别是在人造地球卫星、导弹、计算机、通信设备和潜艇中大量采用现代电子技术后，使电磁兼容问题更加突出。电磁兼容 - 内容各种运行的电力设备之间以电磁传导、电磁感应和电磁辐射三种方式彼此关联并相互影响，在一定的条件下会对运行的设备和人员造成干扰、影响和危害。 20 世纪80年代兴起的电磁兼容EMC学科以研究和解决这一问题为宗旨，主要是研究和解决干扰的产生、传播、接收、抑制机理及其相应的测量和计量技术，并在此基础上根据技术经济最合理的原则，对产生的干扰水平、抗干扰水平和抑制措施做出明确的规定，使处于同一电磁环境的设备都是兼容的，同时又不向该环境中的任何实体引入不能允许的电磁扰动。进行电磁兼容（包括电磁干扰和电磁耐受性）的检测与试验的机构有苏州电器科学研究院、航天环境可靠性试验中心、环境可靠性与电磁兼容试验中心等实验室。内部干扰是指电子设备内部各元部件之间的相互干扰，包括以下几种：

电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性要点

如何提升电子产品的抗干扰能力和电磁兼容性在研制带处理器的电子产品时，如何提升抗干扰能力和电磁兼容性？ 1、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰? (1) 微控制单元时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。 (2) 系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。 (3) 含微弱模拟信号电路以及高精度A/D 变换电路的系统。 2、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施? (1) 选用频率低的微控制单元? 选用外时钟频率低的微控制单元可以有效降低噪声和提升系统的抗干扰能力。同样频率的方波和正弦波，方波中的高频成份比正弦波多得多。虽然方波的高频成份的波的幅度，比基波小，但频率越高越容易发射出成为噪声源，微控制单元产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3 倍。 (2) 减小信号传输中的畸变微控制单元主要采用高速CMOS 技术制造。信号输入端静态输入电流在1mA 左右，输入电容10PF 左右，输入阻抗相当高，高速CMOS 电路的输出端都有相当的带载能力，即相当大的输出值，将一个门的输出端透过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端，反射问题就很严重，它会引起信号畸变，增加系统噪声。当Tpd〉Tr 时，就成了一个传输线问题，必须考虑信号反射，阻抗匹配等问题。信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关，即与印制线路板材料的介电常数有关。可以粗略地认为，信号在印制板引线的传输速度，约为光速的1/3 到1/2 之间。微控制单元构成的系统中常用逻辑电话组件的Tr（标准延迟时间）为3 到18ns 之间。在印制线路板上，信号透过一个7W 的电阻和一段25cm 长的引线，在线延迟时间大致在4~20ns 之间。也就是说，信号在印刷线路上的引线越短越好，最长不宜超过25cm。而且过孔数目也应尽量少，最好不多于2 个。当信号的上升时间快于信号延迟时间，就要按照快电子学处理。此时要考虑传输线的阻抗匹配，对于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输，要避免出现Td〉Trd 的情况，印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。用以下结论归纳印刷线路板设计的一个规则? 信号在印刷板上传输，其延迟时间不应大于所用器件的标称延迟时间。 (3) 减小信号线间的交叉干扰? A 点一个上升时间为Tr 的阶跃信号透过引线A B 传向B 端。信号在AB 在线的延迟时间是Td。在D 点，由于A 点信号的向前传输，到达B 点后的信号反射和AB 线的延迟，Td 时间以后会感应出一个宽度为Tr 的页脉波信号。在 C 点，由于AB 上信号的传输与反射，会感应出一个宽度为信号在AB 在线的延迟时间的两倍，即2Td 的正脉波信号。这就是信号间的交叉干扰。干扰信号的强度与C 点信号的di/at 有关，与线间距离有关。当两信号线不是很长时，AB 上看到的实际是两个脉波的迭加。 CMOS 工艺制造的微控制由输入阻抗高，噪声高，噪声容限也很高，数字电路是迭加100~200mv 噪声并不影响其工作。若图中AB 线是一模拟信号，这种干扰就变为不能容忍。如印刷线路板为四层板，其中有一层是大面积的地，或双面板，信号线的反面是大面积的地时，这种信号间的交叉干扰就会变小。原因是，大面积的地减小了信号线的特性阻抗，信号

北斗卫星导航系统抗干扰技术研究与实现

109 1 北斗卫星导航系统抗干扰技术概述 1.1 北斗卫星导航系统的概述北斗卫星导航系统是一项高效的定位、导航技术,目前已被应用于我国的很多城市中。然而,由于我国领土面积广阔,不同省市地区的地形地貌等方面存在一定的差异,而卫星导航会在一定程度上受到环境条件、电磁波变化等因素的影响,因此在北斗卫星导航系统运行过程中,很容易受到干扰影响。相关技术人员应不断加强对导航系统抗干扰技术的研究,确保该系统能够正常稳定地运行下去,为使用者提供更加安全的定位导航服务。 1.2 北斗卫星导航系统受到的干扰类型目前来看,北斗卫星导航系统所受到的干扰类型可以大致分为两种类型:(1)欺骗型的干扰方式,即通过对非正式基站进行操作,向北斗卫星导航系统发送一系列错误的信号,从而导致导航终端的定位信息发生错误。(2)压制型的干扰方式,即通过操作干扰能力较强的干扰机,发出具有一定的干扰性信号来对导航终端进行干扰,从而导致卫星导航系统无法对正确信号进行科学的处理,进而对接收设备的功能受到极大的破坏。 1.3 北斗卫星导航系统抗干扰技术类型当前国内外已存在的卫星导航抗干扰技术类型主要包括几种[1]:(1)空域滤波抗干扰技术,该技术通过对大量阵元进行排列,从而将正确信号与错误信号有效进行分隔,进而将干扰程度降到最低。(2)时域滤波抗干扰技术。该技术通过对数字信号进行科学的处理,从而对分贝较大的干扰信号产生较强的削弱效果,该技术能够对单频、窄带等类型的干扰信号产生很好的抑制效果,但与此同时,该技术也会对原本的信号产生一定的影响,从而对信号的接收产生较大的不良影响。(3)空时自适应滤波抗干扰技术。该技术的原理就是在二维空间内对干扰信号进行抑制和处理,很好地弥补了空域滤波抗干扰技术中所存在的缺陷。 2 北斗卫星导航系统抗干扰技术当前应用状况 2.1 滤波技术的应用情况滤波技术分为以阵列天线为基础的空域滤波抗干扰技术及空时二维滤波抗干扰技术,以及以单天线为基础的频域滤波抗干扰技术和时域滤波抗干扰技术。在应用过程中,滤波技术当前所存在的优缺点如下: (1)空域滤波技术的应用。该技术通过处理器与天线阵之间的连接,来实现降低干扰信号的功能,然而该技术存在的缺陷为其自身移项机的精准度有限,因此会对最终所测得的相位结果产生一定的影响。此外,该技术所能处理的干扰信号数量有限,在高强度的工作环境下,其自身的性能损耗相对来说比较明显。(2)空时二维滤波技术的应用。该技术相对于空域滤波技术来说做出了一定的调整,即在各阵源内加设一定量的延迟抽头。这样一来,能够使整个天线阵的自由度得到明显的增强,进而有效提高系统的抗干扰能力。(3)频域滤波技术的应用。该技术是利用傅立叶变换来对信号进行处理,相较于其他抗干扰技术来说,此类技术的处理过程更加简便,所能提供的零态深度及处理范围也更加广泛。然而频域滤波技术对带宽不同的干扰信号来说,其抑制效果往往也不同,对于窄带的抑制能力明显要强于对宽带的抑制。(4)时域滤波技术的应用。该技术是通过对数字信号进行接收和处理,从而完成对三十分贝以上窄带干扰信号的抑制。该技术往往可以同时对大量的窄带信号进行处理,但是在对宽带信号的处理方面明显不具有优势。 2.2 波束形成技术的应用情况波束形成技术是通过对阵列天线进行利用,以提高正确信号在传播过程能够受到增益的效果,进而对其他干扰信号起到很好的抑制作用。相较于滤波抗干扰技术的应用,波束形成技术具有更强大的性能,能够明显降低滤波技术应用过程中所出现的误差,从而做到更加精准地导航。除此之外,波束形技术还能减小设备自身的受损程度,确保卫星导航系统能够具有更加强大的抗干扰能力。 3 北斗卫星导航系统抗干扰技术的实现 3.1 波束形成抗干扰技术的实现干扰信号及卫星信号混合而成的信号在经过微波电路中以后,会共同经过一系列的数字变换,最后通过波束形成技术使得干扰信号被分离出来。与此同时,系统通过对相关数据进行处理能够获取相应的控制权值,进而对多重数据信息进行分析组合,确保正确的卫星信号能够得到明显的加强,并同时在干扰信号的方向产生较大的抑制效果。最后,系统通过对混合信号再次进行变换,从而输出相应的中频信号。波束形成抗干扰技术能够同时对大量的卫星信号进行控制,在其应用过程中,技术人员需要对相关的动态放大器进行设计,并选择能够对增益进行自动控制的技术,从而确保微波射频通路能够持续呈现饱和的状态,进而能够对信干噪比进行优化[2]。 3.2 滤波抗干扰技术的实现滤波抗干扰技术需要通过频域窄带及空时自适应宽带干扰抑制技术的应用来实现,其中频域窄带干扰技术能够对变化较快的干收稿日期:2019-07-06 作者简介:张高巍(1978—),男,宁夏隆德人,硕士研究生,毕业于北京理工大学,工程师,研究方向:卫星导航定位和惯性导航定位系统的测量。北斗卫星导航系统抗干扰技术研究与实现张高巍 (中国人民解放军92785部队,河北秦皇岛 066000) 摘要:本文探讨了北斗卫星导航系统抗干扰技术概述,分析了北斗卫星导航系统抗干扰技术当前应用状况,研究了北斗卫星导航系统抗干扰技术的实现。关键词:北斗卫星；导航系统；抗干扰技术中图分类号:TN967.1文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2019)08-0109-02 应用研究 DOI:10.19695/https://www.360docs.net/doc/6d17231270.html,12-1369.2019.08.59

电气隔离和电磁兼容--隔离端子抗干扰的基本要求浅析

电气隔离和电磁兼容--隔离端子抗干扰的基本要求浅析出产过程监督和控制中要用到多种自动化仪表、面临越来越恶劣的环境，为解决干扰，仪表接进的隔离端子必需达到两个基本要求：第一是解决各种设备、仪表“地”之间的差，即信号参考点的电位差；第二是电磁兼容。一电气隔离和电磁兼容--隔离端子抗干扰的基本要求 1. 电气隔离的两个原则不同设备仪表的、带有不同共模的信号输进到DCS、PLC等控制系统，如果不加处理而直接联进，可能泛起因信号具有“共模不同”的干扰。所谓“共模不同”主要指信号间的参考点电位差。隔离端子的输进/输出电气隔离特性使它按捺共模信号的能力很强，它可将带有共模的信号经由隔离输出成为不含共模的信号。所以只要在每路外部信号和控制系统的采集板之间插进隔离端子就能解决这个标题题目。还有一种情况，要求一个信号既能向显示仪表输送信号，又能传送给变频器之类的设备。这时除了输进和输出隔离之外，要求2个输出之间相互隔离以消除设备互扰。此时可使用隔离式信号分配器，如图1的WS15242。综上所述，解决参考点电位差类型的干扰要遵循两个原则。第一：外部设备信号与中央处理系统（例如PLC、DCS）之间要进行电气隔离。第二：外部信号（对系统的接口而言，不管是接收来的信号仍是向外发出的信号）之间要相互电气隔离。系统安装遵循了这两个原则，就能完全克服因为参考点电位差引进的干扰。大多数隔离端子都要外加工作电源，一般为DC 24V或AC 220V。这个电源在为输进、输出部门供电时必需确保在电气上与输进/输出两个部门隔离。这种输进/输出/外加工作电源之间相互隔离的产品称为全隔离端子。从理论上讲，这种供电方式无论隔离端子数量多少，均可用一台电源供电。这样的连接符合上述两个原则。 2. 电磁兼容

电磁兼容技术及应用

电磁兼容技术及应用摘要：本文简要介绍电磁兼容相关的各项技术，通过对接地、屏蔽、滤波等技术的分析，说明产品如何实现良好的电磁兼容性，如何将电磁兼容技术融入产品研发流程。对实例分析，结合电磁兼容理论，说明实际测试中的处理摘要：本文简要介绍电磁兼容相关的各项技术，通过对接地、屏蔽、滤波等技术的分析，说明产品如何实现良好的电磁兼容性，如何将电磁兼容技术融入产品研发流程。对实例分析，结合电磁兼容理论，说明实际测试中的处理方法，从干扰源、耦合路径、敏感源方面逐步分析验证，提高产品可靠性。关键词：电磁兼容接地屏蔽滤波目前，电磁兼容技术已经发展成为专门的针对电子产品抗电磁干扰和电磁辐射的技术，成为考察电子产品的安全可靠性的一个重要指标，覆盖所有电子产品。各个电子设备在同一空间工作时，会在其周围产生一定强度的电磁场，这些电磁场通过一定的途径（辐射、传导）耦合给其他的电子设备，影响其他设备的正常工作，可能使通讯出错或者系统死机等，设备间相互干扰相互影响，这种影响不仅仅存在设备间，同时也存在元件与元件之间，系统与系统之间。甚至存在与集成芯片内部。电磁兼容技术主要包括接地、滤波、屏蔽技术等，在特定场合需要注意的是不一样的，A、在结构方面，需要注意屏蔽和接地，B、在线缆方面注意接地和滤波，C、在PCB设计方面，需要注意信号布局布线、滤波等。一、电磁兼容技术首先从构成电磁干扰的三要素入手，即干扰源、敏感源、耦合路径，★干扰源是产生电磁干扰的设备，通过电缆、空间辐射等耦合路径影响干扰敏感源设备。高频电压/电流是产生干扰的根源，电磁能量在设备之间传播有两种方式：传导发射和辐射发射，传导

电磁场与电磁兼容

实验名称：2.4GHz无线局域网信号场强测试一、实验时间：4月26日21:00-22:00 二、实验设备名称：HTC EVO 3D（g17）Android 4.2.2 三、实验步骤： 1．下载并在手机上安装软件。 2. 找到名称为Dlink 的路由器（MAC 地址是： C0:A0:BB:28:81:88 ），指针的形式单独显示其信号的强度。 3. 在九教南侧马路中间（作为参考点），手机距离地面高度1.5米，正对东侧第2个窗户处（三层安装路由器）记录手机接收到的最大信号强度（接收机的输入端口功率dBm）。 4. 记录地图中红色路线路上不同位置处的信号强度，要求最小到-90 dBm。同时记录离参考点距离。 5．已知参考点的信号场强是62dBμν/m. 路由器的辐射功率是100mW，路由器的天线增益是2dBi。路由器天线离地面高度是9.6m。四、实验数据记录：

手机测得参考点处信号强度-60dBm。以参考点为原点，马路西侧为负半轴，东侧为正半轴，手机接收的信号强度随距离的关系。（步长75cm）

五、实验数据分析： a) 根据在参考点的测试数据，计算出你所用手机WLAN 天线的增益和天线系数的近似值。已知参考点处的场强为62dB μν/m ，应为有效值， 20lg （E ）=62dB μν/m ，则E=103.1=1258.9μν/m, 从而参考点处平均功率密度η2 E S ==26mW/m 102.4-? 根据手机测得参考点处接收到的功率10lg （P ）=-60dBm 换算成P=10-6 mW ，根据有效面积的定义有S ?A=P ，A=G 42 ?πλ 得G=2S P 4λπ，λ=，m 125.010 4.2103f c 98 =??=解得G=191，或G dBi =22.8dB 手机天线两端电压V=PR =224μV ，R=50Ω，天线的系数为 AF=62dB μν/m-20lg （224）=15.0dB b) 作出手机测得的功率随手机与路由器天线距离的关系曲线（衰减规律）

电磁场与电磁兼容习题答案与详解_第2章

电磁场与电磁兼容习题答案与详解第二章麦克斯韦方程组：．在均匀的非导电媒质（0=σ，1=r μ）中，已知时变电磁场为 ()V /m 3 4cos 300? ?? ??-=y t z ωπa E ，() A/m 34cos 10??? ? ? -=y t x ωa H ，利用麦克斯韦方程组求出ω和r ε。解：将E 和H 用复数表示：由复数形式的麦克斯韦方程，有：比较（1）与（3），（2）与（4），得： … 由此得： 16 /108==r s rad ε? ．已知无源空间中的电场为()() ()V/m 106cos 100.1sin 9 z t x y βππ-?=a E , 利用麦克斯韦方程求H 及常数β。解：E 复数形式：由复数形式麦克斯韦方程

& 将上式与题给的电场E 相比较，即可得：而磁场的瞬时表达式为：高斯定理：．两个相同的均匀线电荷沿x 轴和y 轴放置，电荷密度μc/m l 20=ρ，求点（3，3，3）处的电位移矢量D 。【解：设x 轴上线电荷在P （3，3，3）点上产生的电位移矢量为D 1，x 轴上线电荷在P （3，3，3）点上产生的电位移矢量为D 2。 D 122y z + D 222 x z 因为以x 轴为轴心，32l ds D ρ= ?? 1 l D ρπ=??2321 即π μπμ23102 32201= ?= D

同理π μ23102= D z y x z y x a a a a a a D D D π μπμπμπ μ3103535)22 12 1( 231021++= ++ = += ．μc/m l 30=ρ的均匀线电荷沿z 轴放置，以z 轴为轴心另有一半径为2m 的无限长圆柱面，其上分布有密度为2μc/m 41.5 π ρ-=s 的电荷，利用高斯定理求各区域内的电位移矢量D 。解：建立圆柱坐标系，以z 轴为轴心，设一单位长度的圆柱面（1）》（2）当r<2m 时因为? =?l ds D ρ，所以l r D ρπ=?2 故r D l πρ2= ，D =l l l a r u a r ππρ152= （2）当r>2m 时1221???+?= ?? πρρs l ds D 故c u c u c u r D ??=??-??=?5.285.1302π 所以l a r c u D π25.28??= 安培定律：．半径为a 的实心圆柱导体，电流I 在其截面上均匀分布，求磁场强度H 。解：根据? =?I u dl B 0可知当a ≤ρ时，I a I a I 22 2 2ρππρ==' ] I a u B dl B 22 02ρπρ?=?=?? 所以202a I u B πρ ?= 当a >ρ时，πρ ?20I u B = |

电磁干扰来源和抗干扰设计

电磁干扰来源和抗干扰设计随着工业设备自动化控制技术的发展，可编程控制器(PLC)在工业设备控制中的应用越来越广泛。PLC控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。本文详细介绍了影响PLC运行的干扰类型及来源，并提出抗干扰设计的实施策略。自动化系统所使用的各种类型PLC中，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PL C控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力，另一方面要求应用部门在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。电磁干扰类型及其影响影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是干扰源。干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声波形性质来划分。按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，可分为持续噪声、偶发噪声等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电时，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，影响测控信号，造成元器件损坏(这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因)，这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。电磁干扰的主要来源 1．来自空间的辐射干扰。空间辐射电磁场(EMI)主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC系统置于其射频场内，就会受到辐射干扰，其影响主要通过两条路径：一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰；二是对PLC通信网络的辐射，由通信线路感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护 2．来自系统外引线的干扰。主要通过电源和信号线引入，通常称为传导干扰。这种干扰在我国工业现场较为严重，主要有下面三类：第一类是来自电源的干扰。实践证明，因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多，笔者在某工程调试中遇到过，后更换隔离性能更高的PLC电源问题才得到解决。

计算机控制系统中的抗干扰技术

第 9 章计算机控制系统中的抗干扰技术由于工业现场的工作环境往往十分恶劣，计算机控制系统不可避免地受到各种各样的干扰。这些干扰可能会影响到测控系统的精度，使系统的性能指标下降，降低系统的可靠性，甚至导致系统运行混乱或故障，进而造成生产事故。干扰可能来自外部，也可能来自内部；它可通过不同的途径作用于控制系统，且其作用程度及引起的后果与干扰的性质及干扰的强度等因素有关。干扰是客观存在的，研究抗干扰技术就是要分清干扰的来源，探索抑制或消除干扰的措施，以提高计算机控制系统的可靠性和稳定性。本章首先介绍干扰的种类及传播途径，然后根据硬件和软件抗干扰措施的不同，分别加以论述。 9.1 干扰的传播途径与作用方式干扰是指有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。产生干扰信号的原因称为干扰源。干扰源通过传播途径影响的器件或系统称为干扰对象。干扰源、传播途径及干扰对象构成了干扰系统的三个要素。抗干扰技术就是通过对这三要素中的一个或多个采取必要措施来实现的。为了有效地抑制和消除干扰，首先需要分清干扰的来源、传播途径，以及干扰的作用方式。 9.1.1 干扰的来源计算机控制系统中干扰的来源是多方面的，有时甚至错综复杂。总体上，按照来源，干扰可分为外部干扰和内部干扰。外部干扰与系统所在环境和使用条件有关，与系统内部结构无关。内部干扰则由系统结构布局、制造工艺引入。 1. 外部干扰外部干扰与系统结构无关，是由使用条件和外部环境因素决定的。外部干扰主要有：天电干扰，如雷电或大气电离作用引起的干扰电波；天体干扰，如太阳或其他星球辐射的电磁波；周围电气设备发出的电磁波干扰；电源的工频干扰；气象条件引起的干扰，如温度、湿度；地磁场干扰；火花放电、弧光放电、辉光放电等产生的电磁波等。 2. 内部干扰内部干扰是由系统的结构布局、线路设计、元器件性质变化和漂移等原因造成的，主要有：分布电容、分布电感引起的耦合感应；电磁场辐射感应；长线传输的波反射；多点接地造成的电位差引入的干扰；寄生振荡引起的干扰以及热噪声、闪变噪声、尖峰噪声等。 3. 电场耦合电场耦合，又称静电耦合，是通过电容耦合窜入其他线路的。这些分布电容的存在，可以对频率为ω的干扰信号提供1/jωC的电抗通道，电场干扰就可以由该通道窜入系统，形成干扰。

电磁兼容(EMC)和电磁干扰(EMI)的浅谈及改善策略 2

电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）的浅谈及改善策略摘要：本文介绍了电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）的概念及其对电子器件的工作、人体健康以及工业生产的影响，并简要说明了EMI的产生原理及其理论上的改善方法，最后，举出了几种工业生产上改善电磁兼容性的实例。 Abstract：This article describes the electromagnetic compatibility (EMC) and electromagnetic interference (EMI) The concept and its impact on the work of electronic devices, human health and the impact of industrial production, and a brief description of the EMI generation principle and theoretical ways of improvement, finally, cited a number of industrial production to improve the electromagnetic compatibility instance. 关键词：电磁兼容（EMC）；电磁干扰（EMI）；改善策略目录：一、前言 (1) 二、电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI） (1) （一）电磁兼容（electromagnetic compatibility；EMC）的定义 (1) （二）电磁兼容（EMC）的设计目的 (2) （三）近年来电磁兼容（EMC）领域的发展概况 (2) 三、电磁干扰（EMI）的原理及改善电磁兼容性的措施 (2) （一）EMI的产生原因 (2) （二）电磁干扰的传播途径 (2) （三）改善电磁兼容性的措施 (3) 四、工程上一些改善电磁兼容（EMC）的设计思路 (3) 五、展望 (4) 参考文献： (4) 一、前言电子技术的飞速发展给人们的生活和工作带来了巨大的帮助。与此同时，电子设备在各种场合的广泛应用，尤其是多种设备的相互配合使用，使电子设备不可避免地处在电磁环境之中，导致了电子设备之间的电磁干扰( EM I) 。因此，电子设备在电磁环境中的适应能力和电子设备的电磁兼容( EMC)问题是我们在进行电子设备的设计和使用时必须考虑的问题。二、电磁兼容（EMC）和电磁干扰（EMI）（一）电磁兼容（electromagnetic compatibility；EMC）的定义国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义是：系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不对其他系统和设备造成干扰。电磁兼容性包括两方面：电磁干扰（electromagnetic interference ;EMI）、电磁耐受（electromagnetic susceptibility; EMI）。EMI指的是电气产品本身通电后，因电磁感应效应所产生的电磁波对周围电子设备所造成的干扰影响；EMS则是指电气产品本身对外来电磁波的干扰防御能力。

控制系统中的抗干扰技术

控制系统中的抗干扰技术工业的高速发展对控制系统的依赖性越来越强。分散型控制系统(Distributed Control System)、可编程控制器(Program mable Logic Controller )、现场总线控制系统( Fidlebus Control System)以及各种测量控制仪表已是构成工业自动化的主要硬件设施。随着微电子技术的高速发展和电路集成化程度的提高，单位面积内大规模集成芯片元器件数越来越多，所传递的信号电流也越来越小，系统的供电电压也越来越低，现已降到 5 V、3 V乃至1.8 V。因此，芯片对外界的干扰也越趋敏感，所以显示出来的抗干扰能力也就越来越低。想要提高控制系统的抗干扰能力，我们除了在设计控制系统本体的时候提高其抗干扰能力之外更重要的是如何提高控制系统在工程应用时的抗干扰技术，例如对噪声的产生以及噪声在传播途径中加以有效的抑制等等。 1电缆的静电屏蔽和电磁屏蔽在控制系统中线缆非常重要因为它在控制系统中最长，容易通过近场的耦合干扰控制系统，并且它还像一根拾取和辐射噪声的天线。所以用屏蔽来抑制线缆的静电感应和电磁感应是抗干扰的方法之一。 1.1电容性耦合的抑制静电屏蔽：当受感应导线的外层包上屏蔽层以后那么感应的噪声电压便作用在屏蔽层上，我们在为屏蔽层提供一个良好的接地那么屏蔽层上的电压为零所以受感应导体

上的噪声电压也为零，所以有效的抑制了电场的耦合。所以我们在工业现场无论是电源电缆或是信号电缆都应采用屏蔽电缆。 1.2电感性耦合的抑制电感性耦合即为线路间磁场的相互作用。在这里我们主要谈谈采用电磁屏蔽，包括双绞电缆和同轴电缆的使用。（1）对作为噪声源的导线施行电磁屏蔽如果我们对一段导线增加屏蔽那么电流流过后，全部通过导体的屏蔽体返回到干扰源。由于流过屏蔽体上的电流产生磁通量，且与导体产生的磁通量大小相等方向相反，这样在屏蔽体的外面，不存在磁通量，既这段导线被屏蔽了。但是在低频时不宜两端接地。（2）对作为信号线路施行电磁屏蔽。信号线路防外界磁场干扰的最好方法是减少接收环路的面积以减少干扰磁场对接收环路产生的磁通量密度。对于减少接收环路面积只有加屏蔽体两端接地才可以做到，才有电磁屏蔽作用，但是这种情况下电流的频率不宜太低。（3）双绞线的电磁屏蔽原理及应用。双绞线本身是一种电磁屏蔽形式。对作为噪声源的导线实施电磁屏蔽。图 1 是双绞线作为噪声源实施电磁屏蔽的原理图。当双绞线中有电流流过时在导线绞合所组成的很小的环路内产生相应的磁通。而在环路外由于两边导线流过的电流方向相反，产生的磁通方向相反从而大部分磁通被抵消。这种方式常用于供电线路上。对信号线实施电磁屏蔽。