电磁兼容原理讲解
电磁兼容知识点总结(一)2024
电磁兼容知识点总结（一）引言概述：电磁兼容是指电子设备在共同工作环境中，能够互不干扰，同时保持自身功能不受到干扰的能力。
本文将总结电磁兼容的相关知识点，以帮助读者更好地理解和应用这一概念。
正文：一、电磁兼容的基本概念与原理1.1 电磁辐射与电磁感应的基本原理1.2 互相干扰的电磁场作用方式1.3 电磁兼容的基本目标和要求1.4 电磁兼容设计的基本原则1.5 电磁兼容性评估的方法和指标二、电磁兼容性设计原则2.1 地线设计原则2.2 信号传输线设计原则2.3 电磁场屏蔽原则2.4 电源线设计原则2.5 接地设计原则三、电磁干扰源的特征与分析3.1 传导干扰源的特征与分析3.2 辐射干扰源的特征与分析3.3 外界电磁环境的特征与分析3.4 电气场强的测量方法3.5 干扰源定位与分析方法四、电磁屏蔽技术与方法4.1 电磁屏蔽材料的基本原理与特性4.2 电磁屏蔽的设计方法与措施4.3 电磁屏蔽效果的评估与验证方法4.4 常见电磁屏蔽结构的设计要点4.5 电磁屏蔽在实际工程中的应用五、电磁抗干扰技术与方法5.1 模拟滤波器设计原则与方法5.2 数字滤波器设计原则与方法5.3 过电压保护技术与方法5.4 对抗电源变动的技术与方法5.5 抗电磁干扰设计的实践案例总结：通过本文对电磁兼容的知识点总结，我们了解了电磁兼容的基本概念、原理和设计原则。
我们还学习了电磁干扰源的特征与分析方法，电磁屏蔽技术与方法，以及电磁抗干扰技术与方法。
电磁兼容设计的实践应用对于维护电子设备的正常运行至关重要。
希望读者能够通过本文对电磁兼容的知识点有更深入的了解，以应对实际工程中可能遇到的电磁兼容问题。
电磁兼容原理
电磁兼容原理电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指在电子设备和系统中，各种电磁现象之间相互协调、相互兼容的能力。
在现代社会中，各种电子设备和系统已经广泛应用于生产、生活和军事等方面，而这些设备和系统之间的电磁干扰问题也越来越突出。
因此，了解电磁兼容原理对于保障设备的正常运行至关重要。
一、电磁干扰在了解电磁兼容原理之前，我们需要先了解什么是电磁干扰。
简单来说，电磁干扰是指由于各种原因导致的不同频率的电磁场相互作用引起的现象。
这种现象可能会导致信号失真、误码率增加或者设备损坏等问题。
二、电磁场要想理解电磁兼容原理，我们还需要了解什么是电磁场。
简单来说，任何带有电荷或者运动的物体都会产生一个周围的电场和一个垂直于运动方向的磁场。
这个组合就被称为“电磁场”。
三、辐射与传导电磁干扰可以通过辐射和传导两种方式进行传播。
辐射是指电磁波向外传播，例如无线电波、微波等。
传导是指电磁波沿着导体传播，例如电缆、PCB板等。
四、抑制辐射干扰为了抑制辐射干扰，我们可以采取以下措施：1. 设计合理的天线：天线的设计应该避免在高频段产生谐振现象，同时也要避免在低频段产生共模模式。
2. 降低信号上升沿速度：信号上升沿速度越快，其所产生的谐振频率也越高，从而会增加辐射干扰。
因此，在设计过程中应该尽量降低信号上升沿速度。
3. 使用屏蔽材料：屏蔽材料可以有效地吸收和反射电磁波，从而减少辐射干扰。
常用的屏蔽材料包括金属、碳纤维等。
4. 设计合理的接地系统：接地系统是减少辐射干扰的关键。
在设计过程中需要注意接地点的选择和布局。
五、抑制传导干扰为了抑制传导干扰，我们可以采取以下措施：1. 使用合适的屏蔽材料：同样，屏蔽材料也可以用来减少传导干扰。
在设计过程中需要选择合适的屏蔽材料，并且要注意屏蔽的完整性。
2. 设计合理的布局：在设计过程中需要注意信号线和电源线的布局。
信号线和电源线应该尽量分开布局，从而避免互相干扰。
电磁兼容原理
电磁兼容原理电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指电子设备在电磁环境中能够正常工作，并且不会对周围的其他设备造成干扰。
在现代电子设备日益增多、电磁环境日益复杂的情况下，电磁兼容性的重要性日益凸显。
本文将从电磁兼容的基本原理入手，介绍电磁兼容的相关知识。
首先，了解电磁兼容的基本原理是十分重要的。
电磁兼容的基本原理可以归结为两个方面，电磁干扰和电磁抗扰。
电磁干扰是指电磁场对设备的干扰，可能导致设备工作异常甚至损坏；而电磁抗扰则是设备对电磁场的抵抗能力，包括抗干扰和抗辐射。
理解这两个方面的原理，有助于我们更好地理解电磁兼容的相关知识。
其次，我们需要了解电磁兼容的相关标准和测试方法。
电磁兼容的相关标准包括国际电工委员会（IEC）发布的IEC 61000系列标准、美国联邦通信委员会（FCC）发布的FCC Part 15标准等。
这些标准规定了电磁兼容的测试方法和限值要求，对于确保设备在电磁环境中的正常工作起到了重要的作用。
同时，了解这些标准也有助于我们在产品设计和测试过程中更好地遵循相关规定，确保产品的电磁兼容性。
另外，了解电磁兼容的相关技术手段也是至关重要的。
在电磁兼容设计中，常用的技术手段包括屏蔽技术、滤波技术、接地技术等。
屏蔽技术可以有效地减少电磁辐射和电磁感应，提高设备的抗干扰能力；滤波技术可以有效地抑制电磁干扰，提高设备的抗扰能力；而良好的接地技术可以有效地减小接地电阻，提高设备的抗干扰和抗辐射能力。
了解这些技术手段，有助于我们在产品设计和制造过程中更好地应用相关技术，确保产品的电磁兼容性。
最后，我们需要重视电磁兼容在实际应用中的重要性。
电磁兼容性不仅关乎产品的质量和性能，也关乎到产品的市场准入和用户体验。
在实际应用中，我们需要充分考虑电磁兼容性的相关要求，从产品设计、制造到测试和认证等各个环节都需要重视电磁兼容性的相关要求，确保产品在电磁环境中的正常工作。
电磁兼容原理
电磁兼容原理电磁兼容是指不同电子设备之间能够协调共存，不互相干扰，并能在同一电磁环境中正常工作的能力。
在现代电子技术高度发达的时代，电磁兼容成为了一个重要的问题。
本文将介绍电磁兼容的原理以及如何通过适当的设计来提高设备的电磁兼容性。
一、电磁兼容的原理1. 电磁耦合电子设备之间的互相干扰主要是通过电磁耦合传递的。
电磁耦合可以分为导线耦合和空间耦合两种形式。
导线耦合是指电磁干扰通过导线传递，例如电源线、信号线、地线等。
当一个设备产生电磁辐射时，通过导线就会传递到其他设备，造成干扰。
空间耦合是指电磁波通过空气传播，直接干扰其他设备。
这种干扰主要通过电磁波的辐射或者敏感部件的接收来实现。
2. 电磁辐射任何电子设备在工作时都会产生电磁辐射。
这些电磁波会以一定的频率振荡并传播到空气中。
不同频率的电磁波对其他设备的干扰程度也不同。
电磁辐射可以通过适当的设计进行控制。
例如，在电路板布局上可以采用良好的地线规划、信号和电源线的分离等方法来减少辐射。
3. 电磁感应电子设备在接收到其他设备的电磁波时也会产生干扰。
这是因为电磁波产生的电场和磁场可以感应到设备中的导线、元器件等。
对于感应干扰，可以采取屏蔽、过滤等措施来减少干扰。
例如，在信号线上可以添加屏蔽层，以减少外部电磁波对信号线的感应。
二、提高电磁兼容性的设计原则1. 地线设计良好的地线设计是提高电磁兼容性的重要手段。
地线应该具有低的阻抗，以便将电磁干扰引流至地。
同时，地线应该规划合理，避免形成地线回路，增加传导噪声的可能性。
2. 信号和电源线分离在电路板布局设计中，将信号和电源线分离是减少电磁耦合的有效方法。
信号线和电源线在布线时应尽量保持距离，并采用交错敷铜等技术来减少彼此之间的相互影响。
3. 屏蔽和过滤对于敏感的信号线或电路，可以采用屏蔽或过滤器来减少外部电磁波的干扰。
屏蔽层可以采用金属材料制作，对电磁波进行屏蔽。
过滤器则可以针对特定频率的干扰进行滤波，以保证信号的准确传输。
《电磁兼容原理》PPT课件_OK
60=20+A3lg(△f/△B3)，解得A3=133。在该段内线性化特性为 S(△f)=20+133 lg(△f/△B3)。 如果△f=3MHz，代入上式得S(△f)=43dB。
30 MHz~300 MHz
一54 —68 —78 —86 —92 —97 —102 —106 —110
大于300 MHz
—55-一64 —70 一75 — 79 —82 —85 —88 —90
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谐波辐射信号的功率频谱特性
谐波辐射信号的功率频谱特性也采用调制包络曲来描述。 谐波信号的调制包络特性的形状与基波调制包络特性相似，按特性形状通常可
1
5．1 天线对天线的干扰分析
5．1．1无线电发射机的辐射特性 图5—1 调频广播和电视发射的频谱特性
2
无论发射机产生的有用信号和无用
信号，对于其他接收机来说都是潜
工作频段
在的干扰源
无意发射信号
基波信号
谐波信号
图5—2 发射机输出频谱特性
3
发射机的输出作为干扰源
• 只关注它所产生的电磁能量的时间分布、空间分布和频谱特性 • 干扰辐射能量的时间分布主要取决于发射机的工作制式 • 干扰辐射能量的空间分布主要取决于发射功率和发射天线的方向性 • 基波辐射信号是最主要的干扰源
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定向辐射天线的立体方向图
由于立体图形画起来困难，常用两个平面的图形来表征
34
平面方向图
电磁兼容原理5课件
电磁兼容的重要性
保障设备正常运行
电磁干扰可能导致设备性能下降、 故障甚至损坏，影响设备的正常 运行。
提高产品质量
电磁兼容性能良好的产品更能满足 用户需求，提高产品在市场上的竞 争力。
保障安全
某些高风险行业如航空、医疗等， 设备受到电磁干扰可能导致严重后 果，因此电磁兼容性至关重要。
电磁兼容的历史与发展
电磁场基本理论
01
02
03
电磁场基本概念
电磁场是由电场和磁场组 成的物理场，它们相互依 存、相互影响。
麦克斯韦方程组
描述电磁场基本规律的数 学模型，包括电场、磁场、 电荷密度和电流密度之间 的关系。
电磁波传播特性
电磁波在空间传播时表现 出波动性和粒子性，其传 播速度等于光速。
电磁干扰的形成与传播
详细描述
利用人工智能技术，可以实现对复杂电磁环境的快速建模和仿真，预测设备或系 统的电磁兼容性能。同时，通过人工智能算法，可以对电磁干扰源进行智能识别 和定位，提高电磁兼容问题的解决效率。
未来电磁兼容面临的挑战与机遇
总结词
随着电子设备和通信技术的快速发展，电磁兼容问题 日益突出，同时也带来了许多机遇。
通信系统中的电磁脉冲防护
通信系统中的设备和线路可能会受到雷电和电磁 脉冲的威胁，需要进行有效的防护措施，如安装 滤波器、避雷器等。
05
电磁兼容的未来发展
新材料在电磁兼容领域的应用
总结词
随着新材料技术的不断进步，越来越多的新材料被应用于电磁兼容领域，为解 决电磁干扰和电磁辐射问题提供了新的解决方案。
屏蔽材料Байду номын сангаас
选择导电性能良好的金属材料 作为屏蔽体，如铜、铝等。
emc 原理
emc 原理EMC原理是指电磁兼容原理，它是指在电子设备或系统中，各种电磁场相互作用下，能够保持设备或系统正常工作，不产生不可接受的电磁干扰，也不会对周围环境产生不可接受的电磁辐射的能力。
EMC原理在现代电子技术中起着重要的作用，它关乎着电子设备的正常工作、人员的健康以及环境保护。
EMC原理的核心在于对电磁场的控制和管理。
电磁场是由电流产生的，而电流会在导线中形成电磁场，这一点是我们在日常生活中常常可以观察到的。
当电流在导线中流动时，会产生一个磁场，同时也会产生一个电场。
而这两种场的相互作用，就是电磁场。
在电子设备中，不同的电路之间会产生不同的电磁场。
当电磁场相互作用时，可能会出现干扰的情况，这就是我们常说的电磁干扰。
如果干扰严重到一定程度，就会导致设备工作不正常，甚至损坏。
为了避免这种情况的发生，我们就需要进行EMC设计。
EMC设计的关键在于控制电磁场的产生和传播。
首先，我们需要对电路进行合理的布局设计，以减少电磁辐射的程度。
这一点非常重要，因为电磁辐射是电磁干扰的主要来源之一。
通过合理的布局，可以将不同的电路分开放置，减少彼此之间的电磁相互作用。
我们需要对电路进行合理的屏蔽设计。
屏蔽是指在电路周围设置屏蔽组件，以阻止电磁场的传播。
屏蔽可以采用多种材料，如金属、导电胶等，这些材料具有良好的导电性能，可以吸收或反射电磁波，从而减少电磁辐射的程度。
我们还可以采用滤波器等被动元件来对电路进行抑制。
滤波器可以将电磁波进行滤波处理，使其频率范围在一定的范围内，从而减少电磁辐射和电磁干扰的程度。
除了以上的措施，我们还可以通过合理的接地设计来减少电磁干扰。
接地是指将电路的引地导线连接到地面，从而形成一个电位参考点。
通过接地，可以将电路中的电磁波导引到地面，从而减少电磁辐射和电磁干扰的程度。
总的来说，EMC原理是通过控制和管理电磁场，以实现电子设备的正常工作、人员的健康和环境的保护。
通过合理的布局设计、屏蔽设计、滤波器设计和接地设计等措施，可以有效地减少电磁辐射和电磁干扰的程度。
电磁兼容性测试的原理与方法
电磁兼容性测试的原理与方法随着现代电子技术的发展，电子产品的种类和数量不断增多。
与此同时，电磁污染的问题也日益突出。
因此，电磁兼容性测试成为电子产品研发和生产中必不可少的一环。
本文将介绍电磁兼容性测试的原理与方法。
一、电磁兼容性的概念及意义电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，简称 EMC）是指电子设备在电磁环境中，既能够正常工作，又不会产生电磁干扰，也不会对周围环境产生电磁污染。
电磁兼容性测试就是指对电子设备的电磁兼容性进行测试的过程。
电磁兼容性测试的意义在于保证电子设备能够正常工作并且不会对周围环境造成电磁干扰或污染。
电磁干扰可能会导致电子设备的异常工作或者失效，严重影响设备的可靠性和安全性。
在遇到电磁干扰时，电子设备可能会发生数据丢失、误码等问题，严重时还可能会引起事故。
而且电子设备在使用过程中会产生一定的电磁辐射，如果不能控制好，就会对周围环境造成干扰或污染，严重时可能会影响人体健康。
二、电磁兼容性测试的基本流程电磁兼容性测试是一个包含多个测试环节的复杂系统工程。
电磁兼容性测试的基本流程可以概括为：（1）确定测试标准和测试要求。
（2）确定测试设备和测试方法，设计测试方案。
（3）进行测试前的准备工作，包括设备校准、环境控制、试验间隔时间等。
（4）进行电磁兼容性测试，记录测试数据和结果。
（5）对测试数据和结果进行分析和评价，确保设备符合测试标准和测试要求。
（6）出具测试报告。
测试报告应该详尽记录测试方法、测试数据、测试结果及其评价等相关内容。
三、电磁兼容性测试的基本方法在电磁兼容性测试中，主要采用以下几种基本方法：（1）射频电场辐射（RE）这种测试方法是将射频电场辐射源放置在一定距离内，从而观测测试设备的电磁兼容性能。
这种测试方法能够有效地模拟实际环境中的电磁环境，因此在实际应用中比较常见。
但是，这种测试方法需要使用一些昂贵的测试设备和实验室，测试结果的准确性也取决于测试设备和实验室的性能。
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电磁环境： • 利用电能进行工作的各种电气和电子设备，与 设备的供电电源、设备的负载、周围的其它电 气或电子设备、设备操作者或设备为之提供服 务的人、甚至其它有生命的物质等一起，形成 了特定的工作环境。 • 电气、电子设备在运行中大都会经历电磁能量 转换的过程，而电磁能量转换过程往往会对周 围环境中的其他用电设备、人或生物产生影响。 • 运行中的电气电子设备，也会由于其他设备工 作时产生电磁能量转换而受到电磁干扰。
1 电磁环境
电磁干扰基本种类： • 自然干扰——来源于地球和宇宙中的自然电磁现象，如： 宇宙干扰、雷电干扰、大气干扰、热噪声，等 • 人为干扰——来自于有意发射干扰源和无意发射干扰源： 有意发射干扰源：专用于辐射电磁能的设备，如广播、电 视、通信、雷达、导航等发射设备，通过向空间发射有 用信号的电磁能量来工作，而对于不需要这些信号的电 子设备或系统将构成干扰。 无意发射干扰源：发射电磁能力不是其工作的主要目的。 如汽车的点火系统、各种不同的用电装置、电力电子装 置、电机传动系统、照明装置、高压电力线、科学和医 用设备，静电放电，核爆炸电磁脉冲，等。
• • • • • 1 2 3 4 5 噪声频谱和功率 噪声温度 信噪比S/N 噪声系数NF 电磁干扰发送量和电磁干扰敏感度
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电磁兼容研究的主要内容
(1) (2) (3) (4) (5) (6) 电磁环境评估 电磁兼容标准研究 电磁干扰的研究 干扰源的探讨 电磁干扰耦合路径分析 抗扰性评价 电磁干扰测试的研究 电磁兼容设计方法和控制技术研究 其它 电能质量 电磁干扰诊断 电磁场生态影响
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1 电磁环境
• 问题与现象：除了电气电子设备在运行时由于 发生电磁能力转换过程可以产生电磁干扰现象 外，自然现象中也有产生电磁干扰的情况，如： 静电放电、闪电等现象产生的电子扰动也会引 起电子设备的非正常响应，雷电产生的强大电 流甚至影响建筑和人的安全。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电磁兼容研究的主要内容
• 电磁干扰诊断——复杂电磁环境
3 基本术语
• • • • • • • • • 1 噪声和干扰 2 电磁干扰三要素 3 电磁发射 4 电磁骚扰 5 电磁干扰 6 电磁噪声 7 电磁脉冲 8 静电放电 9 电磁辐射 • • • • • • • • • • 10 带宽 11 宽带发射 12 窄带发射 13 串扰 14 共模 15 差模 16 敏感性 17 骚扰限值 18 信噪比 19 耦合路径
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2 电磁兼容的基本概念
• 1 电磁兼容：（E1ectromagnetic Compatibility， 简写为EMC） 电与磁是不可分割，相互共存的一种物理现象 、物理 环境； “电磁兼容”意味着：干扰可以在不损坏信息的前提 下与有用信号共存； GB/T4765-1995《电磁兼容术语》确切定义：电磁兼 容是指：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。
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2 电磁兼容的基本概念
• 1－ 电磁兼容的定义中包含着两层意义： 一是设备要有一定的抗电磁干扰能力，使其在电磁环 境中能正常工作； 二是设备工作中自身产生的电磁骚扰应抑制在一定水 平下，不对该环境中的任何事物构成不能承受的电 磁骚扰。
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3 基本术语
• • • • • • • • • • 20 滤波 21 屏蔽 22 电磁屏蔽 23 屏蔽效率 24 搭接 25 接地 26 吸收损耗 27 反射损耗 28 线路阻抗稳定网络 29 传输阻抗 • 其它
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4 电磁噪声和干扰的常用描述方式
2 电磁兼容的基本概念
• 2 电磁兼容技术的发展： 国外发展水平—— 国内发展水平——
EMC是一门独立的学科，随着电磁能量利用的 发展，它的研究将有利于预测并控制变化着的 地球和天体周围的电磁环境、为了协调环境所 采取控制方法、各项电气规程的制定以及电磁 环境的协调和电磁能量的合理应用等。
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1 电磁环境
• 问题与现象：上世纪50年代开始，随着自动化 技术和电力电子器件的快速发展，电力电子技 术的兴起和微电子技术发展迅速向电气设备领 域渗透，形成电气设备和电子设备结合、强电 和弱电结合、机械和电气结合、仪表和装置结 合、硬件和软件结合的各种复杂控制系统，而 且在结构上也往往融为一体，同一电网中的用 电设备越来越多，产生日趋复杂和严重的电磁 环境和电磁干扰问题。
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1 电磁环境
天线 耦合 故障噪声： 电场 磁场 电压 电流 公共接地 阻抗耦合 场－电缆 共模耦合 场－导线 差模耦合 共模－差模 转换 共模－差模 转换
Σ
线——线 串扰
电源线 耦合 电源噪声 抑制 接收机 被干扰设备
图1-2 电磁干扰从干扰源经耦合通道到接收机的流程图
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1 电磁环境
雷电 雷达和电视台
电力传输线
传导噪声 电机 交流供电电路
点火
移动 电台
图1-1 具有多重电磁干扰的生活环境]
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1 电磁环境
电磁环境基本概念： • 电子设备发射出来的电磁干扰具有一定的危害性 ——降低电子元件的工作寿命，强度较大的电磁 干扰可以击穿电子设备，导致元件及整个系统的 损坏；影响电子系统的信号，使其信噪比降低， 影响系统的正常工作；对信息安全与信息保密构 成严重威胁；引起人体细胞的生物效应，出现头 晕、乏力、记忆力减退等现象，严重时会导致人 体慢性病变。 • 某些情况下，例如军事上，电磁环境的这一复杂 特性又可以被利用来形成对敌方的干扰。