电磁兼容原理、技术及应用部分课后答案 梁振光
《电磁兼容与可靠性技术》题集

《电磁兼容与可靠性技术》题集一、选择题(共10小题,每题4分,共40分)1.电磁兼容( EMC)是指电气或电子设备在共同的电磁环境中能执行其功能的((()能力,同时不会对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰。
A.(相互独立且互不干扰B.(相互协调且共同工作C.(单向影响且正常工作D.(相互兼容且互不干扰答案:D2.下列哪项不是电磁干扰的三要素之一?(()A.(干扰源B.(传播路径C.(敏感设备D.(电磁屏蔽材料答案:D3.在进行电磁兼容性设计时,下列哪项措施主要是为了减小辐射干扰?((()A.(使用滤波器消除传导干扰B.(对电缆进行屏蔽处理C.(增加设备的接地电阻D.(采用差模信号传输答案:B4.关于电磁兼容性测试,下列说法错误的是(()。
A.(电磁兼容性测试是验证设备或系统是否满足电磁兼容性要求的重要手段B.(辐射发射测试用于测量设备在无意识情况下产生的电磁辐射C.(传导发射测试主要用于评估设备通过电源线、信号线等传导途径产生的干扰D.(辐射敏感度测试是评估设备在受到外部强电磁场干扰时,其性能是否会受到影响,测试时通常不需要专门的测试场地答案:D5.在电子设备的接地设计中,下列哪种接地方式可以有效抑制高频干扰?((()A.(单点接地B.(多点接地C.(混合接地D.(浮地答案:B二、填空题(共7小题,每题5分,共35分)1.电磁兼容性的三个主要方面是_________、电磁抗扰度和电磁环境兼容性。
答案:电磁发射2.在进行电磁兼容性设计时,常用的三种基本方法是_________、滤波和接地。
答案:屏蔽3.辐射干扰主要通过_________和_________两种途径传播。
答案:空间波;地表面波4.在进行传导发射测试时,通常使用_________来模拟设备对电网或其他设备的干扰。
答案:人工电源网络(AMN)或线性阻抗稳定网络(LISN)5.电磁兼容性标准通常分为_________标准和_________标准两大类。
电磁兼容原理及应用试题及答案

电磁兼容原理及应用试题及答案一、填空题(每空0.5分,共20分)1.构成电磁干扰的三要素是【干扰源】、【传输通道】和【接收器】;如果按照传输途径划分,电磁干扰可分为【传导干扰】和【辐射干扰】。
2.电磁兼容裕量是指【抗扰度限值】和【发射限值】之间的差值。
3.抑制电磁干扰的三大技术措施是【滤波】、【屏蔽】和【接地】。
4.常见的机电类产品的电磁兼容标志有中国的【CCC】标志、欧洲的【CE】标志和美国的【FCC】标志。
5.IEC/TC77主要负责指定频率低于【9kHz】和【开关操作】等引起的高频瞬间发射的抗扰性标准。
6.电容性干扰的干扰量是【变化的电场】;电感性干扰在干扰源和接受体之间存在【交连的磁通】;电路性干扰是经【公共阻抗】耦合产生的。
7.辐射干扰源可归纳为【电偶极子】辐射和【磁偶极子】辐射。
如果根据场区远近划分,【近区场】主要是干扰源的感应场,而【远区场】呈现出辐射场特性。
8.随着频率的【增加】,孔隙的泄漏越来越严重。
因此,金属网对【微波或超高频】频段不具备屏蔽效能。
9.电磁干扰耦合通道非线性作用模式有互调制、【交叉调制】和【直接混频】10.静电屏蔽必须具备完整的【屏蔽导体】和良好的【接地】。
11.电磁屏蔽的材料特性主要由它的【电导率】和【磁导率】所决定。
12.滤波器按工作原理分为【反射式滤波器】和【吸收式滤波器】,其中一种是由有耗元件如【铁氧体】材料所组成的。
13.设U1和U2分别是接入滤波器前后信号源在同一负载阻抗上建立的电压,则插入损耗可定义为【20lg(U2/U1)】分贝。
14.多级电路的接地点应选择在【低电平级】电路的输入端。
15.电子设备的信号接地方式有【单点接地】、【多点接地】、【混合接地】和【悬浮接地】。
其中,若设备工作频率高于10MHz,应采用【多点接地】方式。
二、简答题(每题5分,共20分)1.电磁兼容的基本概念?答:电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能够执行各自功能的共存状态,即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作,且不对该环境中任何其它设备构成不能承担的电磁骚扰的能力。
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?()
电磁兼容考试题及答案

电磁兼容考试题及答案一、单选题(每题2分,共10分)1. 电磁兼容的英文缩写是什么?A. EMCB. EACC. ECD. MEC答案:A2. 电磁干扰(EMI)和电磁敏感性(EMS)分别指的是什么?A. 电磁干扰和电磁兼容性B. 电磁干扰和电磁敏感性C. 电磁兼容性和电磁敏感性D. 电磁敏感性和电磁干扰答案:B3. 以下哪个不是电磁兼容测试的标准?A. CISPR 16B. IEC 61000C. EN 55032D. ISO 9001答案:D4. 电磁兼容测试中的辐射发射测试通常使用什么设备?A. 频谱分析仪B. 示波器C. 网络分析仪D. 多用电表答案:A5. 电磁兼容的三个基本要素是什么?A. 干扰源、耦合路径、敏感设备B. 干扰源、耦合路径、干扰设备C. 干扰源、干扰路径、敏感设备D. 干扰源、耦合路径、干扰路径答案:A二、多选题(每题3分,共15分)6. 电磁兼容设计中,以下哪些措施可以减少电磁干扰?A. 使用屏蔽电缆B. 增加接地C. 使用滤波器D. 减少电缆长度答案:ABCD7. 电磁兼容测试中,以下哪些属于辐射发射测试?A. 传导发射测试B. 辐射发射测试C. 静电放电测试D. 快速瞬变脉冲群测试答案:B8. 电磁兼容测试中,以下哪些属于电磁敏感性测试?A. 辐射敏感性测试B. 传导敏感性测试C. 静电放电敏感性测试D. 快速瞬变脉冲群敏感性测试答案:ABCD9. 电磁兼容测试中,以下哪些属于电磁干扰源?A. 电源线B. 无线发射器C. 电动机D. 计算机答案:ABCD10. 电磁兼容测试中,以下哪些属于电磁干扰的耦合路径?A. 传导耦合B. 辐射耦合C. 电容耦合D. 电感耦合答案:ABCD三、判断题(每题1分,共10分)11. 电磁兼容测试中,辐射发射测试和传导发射测试是完全相同的测试。
答案:错误12. 电磁兼容测试中的屏蔽效能是指屏蔽材料对电磁波的衰减能力。
答案:正确13. 电磁兼容设计中,增加设备的屏蔽可以减少电磁干扰。
电磁场与电磁兼容习题答案与详解_第5章

第5章 传输线5.1 对于同轴电缆,分布电容012ln()C r r πε=,特性阻抗01ln()r Z r = 由题意知,分布电容为1101260061010ln()pF C F r m r πε-===⨯ 即01112ln()610r r πε-=⨯ 其中0r εεε=,20.1t us =, 得8610/210/0.110/2s v m s m s t -===⨯⨯而88210v ====⨯1.5=由此可得0011121)261083.3r r Z r πεεπ-==⨯==Ω 5.2L L L jX R Z Z +=Ω=,750(1)由311=Γ-Γ+=VSWR 得21=Γ, 由21757500=++-+=+-=ΓL L L L L L jX R jX R Z Z Z Z 得0562525022=+-+L L L R X R (2)Ω=150L R ,代入第一问得出的式子中,得Ω==8.961525L X(3)1525150,750j Z Z L +=Ω=终端反射系数15915300j j Z Z Z Z L L ++=+-=Γ, 幅角πφ16.096.28)915arctan()315arctan(=︒=-= )2cos(25.15.0)(φββφββφβ-'+=+=Γ+=+'-'+'-+'+'z U e e U e e U e U U z j z j z j j z j z 当⋯⋯=±=-'210,22、、k k z ππφβ时,z U '最小,此时⋯⋯=+='210k ,k)5.029.0(、、λz 离负载最近的电压最小点距负载的距离为λ29.0='z5.3(1)传输线的反射系数00000.26100507555.963.4100507518215.90.347.50.30.210.23L L j Z Z j Z Z j e j π----∠-Γ===+-+∠-=∠-==-(2)传输线的电压表达式:()(1)(1.210.23)U z U U j ++=+Γ=-传输线的电流表达式:()(1)(0.790.23)I z U U j ++=-Γ=+(3)根据定义式'''''()0.3j z j z j z j z z U U e U e U e e U βββφβ++-+-=+Γ=+= 其中,20.26,πφπβλ==当'22z πβφ-=时,得到第一个电压波节点的距离min10.19Z λ=当'22z βφπ-=时,得到第一个电压波腹点的距离max10.435Z λ=5.5同轴线的特性阻抗为)b Z a= (1)当填充介质为空气时:123)ln()49.97210bZaπ===Ω(2)当填充介质为无损耗介质时:123ln()ln()33.32210bZaπ===Ω5.6(1)对于双线传输线ln()3000.6s sZr rs⎛⎫⎛⎫==⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭==Ω得到25.51s mm=(2)对于同轴线0011))1ln()7520.6r rZr rrπ====Ω得到3.91r mm=5.8(1)电场场强2qErπε=则ln()22b ba aq q bU E dr drr aπεπε===⎰⎰得到2ln()qCbUaπε==(2)磁场强度2IHrπ=,则02IBrμπ=则00ln()22bm s aI I bB ds drr aμμψππ===⎰⎰得到0ln()2m bL aIψμπ==5.9(1)3040j Z L -=,无耗传输线0Z 为实数Γ-Γ+=11VSWR ,若使VSWR 越小,则Γ越小002202200000250080160130)40(30)40(30)40(30)40(Z Z Z Z j Z j Z Z Z Z Z L L ++-=+++-=++--=+-=Γ 当500=Z 时,Γ最小,此时31=Γ (2)2311311=-+=VSWR ,393100j j Z Z Z Z L L ---=+-=Γ 5.10(1)此时无反射,处于行波状态,那么070L Z Z ==Ω(2)反射系数1315S S -Γ==+ 在负载端出现电压最大值,此时是波腹点,则反射系数为35Γ= 即0035L L Z Z Z Z -=+,得到280L Z =Ω (3)此时的反射系数35Γ=- 即0035L L Z Z Z Z -=-+,得到17.5L Z =Ω。
电磁场与电磁兼容习题答案(1).pdf.pdf

电磁场与电磁兼容习题答案第4章 天线基础4.1精确的一般表达式:2221()21()41(4jkr r jkr jkr Idl e E j jk r r Idl e jk E j k r r r Idle H jk r rθφπωεπωεπ−−−=−⋅+=−⋅−++=+远场近似表达式:22r jkrjkrE Idl k E je r Idl H j er θφλωελ−−≈=⋅= 带入以下参数可得计算结果0.12,0.05,1,100223,3I A dl m r m f MHzm k ππλλ=======4.3均匀平面波的功率密度222502av E I S rηη== 则天线的总辐射功率222004av av I P S dS S r ππη==⋅=∫可得辐射电阻220053P R I τπη===Ω 4.4(1)利用公式22280dl P I πλ=其中,100.1dl cm m ==,8631065010c m f λ×===× 由此得到 ()222360.1805105.48106P W π−− =×××=× (2)由题意,功率为1W, 则2220.18016I π=,即 2.14I A == 4.5将此天线看做线天线,其中 22222222222()sin sin 120sin 3024av Idl I dl dl S I r r r θηθπθππλλ ==××= 取最大 222130av dl S I rπλ = 而且2(,)av U r S θφ=,22280rad dl P I πλ=,4rad av P U π= 由此得到: (1)2222222130(,) 1.580/4av dl r I U r D U dl I πθφλππλ × === (2)222280(/)0.77880(/)1rad rad in rad P P R dl e P P P R R dl ττπλπλΩ=====+++ 则0.778 1.5 1.167G eD ==×= (3)2221.1670.092944e A G λλλππ==×= (5)2222218080 3.50615r dl R ππλ ==×=4.6(1)根据课本式4-75和4-77可知:60()j rm I e E j F rE H βθθφθη−==对于半波偶极子天线由式4-78可知:(90)1F =o 则天线两端的功率密度:721Re[]21600.5600.5Re[]2300030001201112100120001.3310/av j r j r S E H e e w m ββππ∗−−=×××=××=××=× (2)利用方向性来计算利用课本123页得结论可知:无耗半波偶极子的方向性 1.64D G == 总辐射功率2732m radI P =根据式4-54可知272220.57321.64 1.3210/443000rad av P S D w m r ππ−==×=××4.7入射波功率密度ηθ22E S av =,接收功率rad rad R R dl E R U P 8)(8220θ== 半波偶极子天线的最大有效孔径为radav R em R dl S P A 4)(2η== 其中Ω====73,5.02,120rad R m dl λπη,带入上式得323.0=em A 4.8由题意知1T rad P dB P −= 那么47146T P dBmW =−+=−,而10lg 46T P dBuW =−,得到52.510TP mW −=× 由此可得 0.0245/5E mV m == 4.9天线所在位置的电场强度(/)()(/)602080E dB V m V dB V AF dB m µµ=+=+=4.11FRISS 方程2()4R T R T P G G P d λπ=即: 10lg()()()20lg 20lg 147.56RT R TP G dB G dB f d P =+−−+ 代入9110,0.1,100,384403078.808,12R T T P w P w f MHz d m G dB −=×====可得:92.13R G dB =4.12利用公式10lg ()()20lg 20lg 147.56RT R TP G dB G dB f d P=+−−+ 即3911010lg 454520lg31020lg48280.32147.5645.655T P − ×=+−×−+=− 得到36.77T P W = 4.132.11012==dB G T ,kW P T 5=,m d 688.3218= 接收处m V dG P E TT /677.060==4.14对于半波偶极子天线(7342.5)in Z j =+Ω 01000.076518.9750730.6342.5m I A j ∠==∠−+++ 由此可得 210.2142T m rad P I R W == 则利用Friss传输方程可得: 434.5910/1010E V m −===×× 在远场区 4460600.0765 4.5910/10m m I E V m r −×===× 4.15证明:由题意可知0121,0,0,4m d d λϕ==== 对于子午面 1cos(cos cos )cos(cos )cos(cos cos )222()sin sin sin kl kl f πππθθθθθθθ−−===2sin sin sin 0sin 421()12cos(sin )4n jk j jkd jk c n f eeeeππθθθθθπθ===+=+==∑g g g g 由此得到 12cos(sin )cos(cos )42()()()sin c f f f ππθθθθθθ=×= 所以 2cos(sin )cos(cos )6042sin I E j r ππθθθ= 作图略 4.16赤道面上00=ϕ, 12cos1cos 1)(1=−=−=πφφk f )cos 4cos(2)(21cos φπφφ==∑=n k jkd c n e f )cos 4cos(2)()()(1φπφφφ=×=c f f f 作图略 第5章 传输线5.1对于同轴电缆,分布电容012ln(C r r πε=,特性阻抗01ln()rZ r = 由题意知,分布电容为1101260061010ln(pFC F r m r πε−===× 即01112ln()610r r πε−=× 其中0r εεε=,20.1t us =, 得8610/210/0.110/2s v m s m s t −===×× 而88210v ====×,得到 1.5= 由此可得 0011121261083.3rr Z r πεεπ−==××==Ω 5.2L L L jX R Z Z +=Ω=,750 (1)由311=Γ−Γ+=VSWR 得21=Γ, 由21757500=++−+=+−=ΓL L L L L L jX R jX R Z Z Z Z 得0562525022=+−+L L L R X R (2)Ω=150L R ,代入第一问得出的式子中,得Ω==8.961525L X (3)1525150,750j Z Z L +=Ω= 终端反射系数15915300j j Z Z Z Z L L ++=+−=Γ, 幅角πφ16.096.28)915arctan(315arctan(=°=−= )2cos(25.15.0)(φββφββφβ−′+=+=Γ+=+′−′+′−+′+′z U e e U e e U e U U z j z j z j j z j z 当……=±=−′210,22、、k k z ππφβ时,z U ′最小, 此时……=+=′210k ,k)5.029.0(、、λz离负载最近的电压最小点距负载的距离为λ29.0=′z5.3(1)传输线的反射系数 00000.26100507555.963.4100507518215.90.347.50.30.210.23L L j Z Z j Z Z j e j π−−−−∠−Γ===+−+∠−=∠−==− (2)传输线的电压表达式: ()(1)(1.210.23)U z U U j ++=+Γ=− 传输线的电流表达式: ()(1)(0.790.23)I z U U j ++=−Γ=+ (3)根据定义式 '''''()0.3j z j z j z j z z U U e U e U e e Uβββφβ++−+−=+Γ=+= 其中,20.26,πφπβλ== 当'22z πβφ−=时,得到第一个电压波节点的距离min10.19Z λ= 当'22z βφπ−=时,得到第一个电压波腹点的距离max10.435Z λ= 5.5同轴线的特性阻抗为)b Z a=(1)当填充介质为空气时: 123ln()ln()49.97210bZaπ===Ω (2)当填充介质为无损耗介质时: 123)ln()33.32210bZaπ===Ω 5.6(1)对于双线传输线 ln()3000.6s sZr rs====Ω得到25.51s mm= (2)对于同轴线 0011ln(ln()1ln(7520.6r rZr rrπ====Ω得到3.91r mm= 5.8(1)电场场强2qErπε= 则ln()22b ba aq q bU E dr drr aπεπε===∫∫g g 得到2ln()qCbUaπε== (2)磁场强度2IHrπ=,则02IBrµπ= 则00ln()22bms aI I bB ds drr aµµψππ===∫∫g 得到0ln()2m b L a I ψµπ== 5.9(1)3040j Z L −=,无耗传输线0Z 为实数 Γ−Γ+=11VSWR ,若使VSWR越小,则Γ越小02202200000250080160130)40(30)40(30)40(30)40(Z Z Z Z j Z j Z Z Z Z Z L L ++−=+++−=++−−=+−=Γ 当500=Z 时,Γ最小,此时31=Γ(2)2311311=−+=VSWR ,393100j j Z Z Z Z L L −−−=+−=Γ 5.10(1)此时无反射,处于行波状态,那么070L Z Z ==Ω (2)反射系数1315S S −Γ==+ 在负载端出现电压最大值,此时是波腹点,则反射系数为35Γ= 即0035L L Z Z Z Z −=+,得到280L Z =Ω (3)此时的反射系数35Γ=− 即0035L L Z Z Z Z −=−+,得到17.5L Z =Ω 第6章 电磁兼容概述6.3dBmW mWWW 3010lg 1011lg1013=== V dB VVV µµ12010lg 2011lg2016=== mV dB mV mV m dBmV m mV mV m dBV m V mV m V /12010lg 20/1/1lg 20/6010lg 20/1/1lg 20/0/1/1lg20/163µµ======== 6.6证明:天线因子k,电场E,同轴电缆损耗L,负载两端电压V,负载R=50欧姆。
电磁兼容原理、技术及应用部分课后答案梁振光

第一章P dBW=10lg P、 U dBV=20lg U、I dBA=20lg I第二章2、电磁干扰的三要素是什么?答:骚扰源、耦合通道、敏感单元3、常见的电磁骚扰源有哪些?如何分类?答:(1)从来源分:自然骚扰和人为骚扰(2)从骚扰属性分:功能性骚扰和非功能性骚扰(3)从耦合方式分:传导骚扰和辐射骚扰(4)从频谱宽度分:宽频骚扰和窄频骚扰(5)从频率范围分:甚低频骚扰、工频与音频骚扰、载频骚扰、射频及视频骚扰、微波骚扰6、电磁骚扰的传播主要有哪些途径?答:传导耦合、磁场耦合、电场耦合、辐射耦合7、为什么要对电流返回路径格外重视?答:(1)任何电流都要返回其源,对于高频电流,如果我们能给他提供一个通路,他就可能(主要)沿着这条通路走,如果不提供这种通路,他就会自己找到通路(不在控制之中)。
(2)电流总是沿着最小阻抗路线走12、影响磁场耦合的通路有哪些?如何减小其影响?答:(1)-jwBscosθ、被干扰电路中的源阻抗和负载阻抗、正弦磁通密度、角频率、闭合回路面积、磁通密度与回路面的夹角(2)降低骚扰电流的频率、减小回路之间的互感、减小被干扰回路的负载阻抗13、影响电场耦合的因素有哪些?如何减小其影响?答:(1)骚扰源的频率、骚扰电压、骚扰电路、耦合电容、被干扰回路的源阻抗和负载阻抗。
(2)减小骚扰电压、降低骚扰电压频率、减小被干扰回路中源阻抗和负载阻抗的并联、减小电路之间的耦合电容,可适当增大电路间距离、采取屏蔽措施。
第三章屏蔽按其机理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁场屏蔽、编织带屏蔽。
1、静电屏蔽的原理是什么?答:导体置于静电场中并到达静电平衡后,该导体是一个等位体,内部电场为零,导体内部没有静电荷,电荷只能分布在导体表面。
若该导体内部有空腔,空腔中也没有电场,空腔导体起到了隔绝外部静电场的作用。
如将带电体置于空腔导体内部,会在空腔导体表面感应出等量电荷。
如果把空腔导体接地,不会在导体外部产生电场。
电磁兼容原理与设计实验教学大纲

电磁兼容原理与技术实验课程名称:电磁兼容原理与技术/ Electromagnetic Compatibility Principles and Technology学分:2.5课程总学时:32+12 实验学时:12(其中,上机学时:)课程性质:□☑必修√□☑选修是否独立设课:√□是□否课程类别:□基础实验√□专业基础实验□专业领域实验含有综合性、设计性实验:√□是□否面向专业:电子信息工程专业方向电子科学与技术专业方向先修课程:电子技术工程素质实践基础课、数字电子技术实验、模拟电子技术实验、数字信号处理实验、电磁兼容原理与设计大纲编制人:课程负责人(常天海)实验室负责人(秦慧萍)说明:1.《实验教学大纲》中的课程名称、课程总学时、实验学时、上机学时、学分、课程类别等信息必须与《本科综合培养计划》一致;2. 为保障基础,同时适应实验室开放和学生自选实验,将实验项目分必做和选做两类,便于教学过程中因材施教;3. “是否独立设课”:分为独立设课和非独立设课两种,独立设课课程总学时与实验总学时完全一致;4. 含有综合性、设计性实验:按教育部本科教学水平评估要求,设有综合性、设计性实验的课程占有实验的课程总数的比例应大于等于80%(注意评估指标并非指一门课程中的综合性、设计性实验项目所占比例应不小于80%)。
这里只需选择该门课程是否设有综合性、设计性实验;5. “面向专业”:按教务处本科教学综合培养计划中规定的专业名称(或方向)全称填写。
学院内开设的同一课程适应不同专业又有不同教学要求的,请分开不同专业(或方向)分别编制实验大纲;6. 课程设计、金工实习、电子工艺实习等集中实践教学环节不列入实验大纲编写范围;7. “大纲编制人”:实践教学与理论教学互相支撑、密不可分。
本次大纲的修订应由承担课程教学任务的教学团队和实验技术团队共同完成。
理论课程负责人、实验课负责人(实验人员)须共同署名。
一、教学信息教学的目标与任务:该课程是“电磁兼容原理与设计”这门学科基础课的配套实验,其目的是使学生通过实验加深对电磁干扰源及其危害、传导和辐射这两类干扰的产生机理、三种主要(接地、屏蔽和滤波)电磁兼容技术、电磁干扰的发射和敏感性测量技术、静电基本参量的测试方法、人体静电参数的测试方法及基于MATLAB软件对静电放电模型的仿真等基本理论与技术的理解,通过实验培养学生了解并掌握“移动用户终端的电磁干扰”、“微电子器件和设备的静电放电敏感度测试”或“微电子器件及集成电路的电磁敏感性测量及评估”或“静电放电脉冲对集成电路损伤效应的评估”、“静电基本参量及人体静电参数的测量”、“固体各类动态作业过程的静电动态多因素联合效应模拟实验”及“静电放电模型的MATLAB软件仿真实验”等方法或技能,从而培养学生在电子系统的电磁兼容设计及静电防护工程等领域的分析问题、解决问题及实践动手能力。
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第一章
P dBW=10lg P、 U dBV=20lg U、I dBA=20lg I
第二章
2、电磁干扰的三要素是什么?答:骚扰源、耦合通道、敏感单元
3、常见的电磁骚扰源有哪些?如何分类?
答:(1)从来源分:自然骚扰和人为骚扰
(2)从骚扰属性分:功能性骚扰和非功能性骚扰
(3)从耦合方式分:传导骚扰和辐射骚扰
(4)从频谱宽度分:宽频骚扰和窄频骚扰
(5)从频率范围分:甚低频骚扰、工频与音频骚扰、载频骚扰、射频及视频骚扰、微波骚扰
6、电磁骚扰的传播主要有哪些途径?答:传导耦合、磁场耦合、电场耦合、辐射耦合
7、为什么要对电流返回路径格外重视?
答:(1)任何电流都要返回其源,对于高频电流,如果我们能给他提供一个通路,他就可能(主要)沿着这条通路走,如果不提供这种通路,他就会自己找到通路(不在控制之中)。
(2)电流总是沿着最小阻抗路线走
12、影响磁场耦合的通路有哪些?如何减小其影响?
答:(1)-jwBscosθ、被干扰电路中的源阻抗和负载阻抗、正弦磁通密度、角频率、闭合回路面积、磁通密度与回路面的夹角
(2)降低骚扰电流的频率、减小回路之间的互感、减小被干扰回路的负载阻抗
13、影响电场耦合的因素有哪些?如何减小其影响?
答:(1)骚扰源的频率、骚扰电压、骚扰电路、耦合电容、被干扰回路的源阻抗和负载阻抗。
(2)减小骚扰电压、降低骚扰电压频率、减小被干扰回路中源阻抗和负载阻抗的并联、减小电路之间的耦合电容,可适当增大电路间距离、采取屏蔽措施。
第三章
屏蔽按其机理可分为电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁场屏蔽、编织带屏蔽。
1、静电屏蔽的原理是什么?
答:导体置于静电场中并到达静电平衡后,该导体是一个等位体,内部电场为零,导体内部没有静电荷,电荷只能分布在导体表面。
若该导体内部有空腔,空腔中也没有电场,空腔导体起到了隔绝外部静电场的作用。
如将带电体置于空腔导体内部,会在空腔导体表面感应出等量电荷。
如果把空腔导体接地,不会在导体外部产生电场。
2、磁屏蔽的原理是什么?
答:利用高导磁材料进行磁场屏蔽,是利用其低阻特性,对骚扰磁场进行分路,使被屏蔽体包围区域内的磁场大大减弱。
利用导电材料产生反向磁场抵消外部磁场来实现磁场屏蔽。
以导体做屏蔽体在外部高频磁场作用下屏蔽体表面产生感应涡流,涡流产生反向磁场抵消穿越该屏蔽体的外部磁场。
3、电磁屏蔽的原理是什么?
答:利用屏蔽体阻止电磁波在空间传播,电磁波在穿越屏蔽体时,会产生反射和吸收,导致电磁能量衰弱。
第四章
1、滤波器的主要技术指标有哪些?
答:插入损耗、频率特性、阻抗特性、额定电压、额定电流、外形尺寸、工作环境、可靠性等
2、滤波器的插入损耗指的是什么?答:插入损耗的定义为:IL=20lg(U1/U2)
4、反射式滤波器的基本电路形式有哪些?
答:电感型(L型)、电容型(C型)、г型、反г型、T型、π型等。
7、与普通滤波器相比,电磁干扰滤波器有何特殊性?
答:(1)EMI滤波器在阻抗不匹配情况下工作,必须考虑其失配特性,以保证在整个频段范围内都有较好的滤波特性。
(2)EMI滤波器用于抑制电磁骚扰,必须了解骚扰源的特性,以使正确使用,如果处理不当,可能产生振荡、畸变等。
(3)EMI滤波器主要用于抑制高频电磁骚扰或瞬态骚扰,其所用电感、电容元件的寄生参数有较大影响,必须严格控制。
(4)EMI滤波器用在电源线上时,其电感电容元件会承受较大的电压和电流,必须保证有足够的耐压和容量,还需要防止电感的出现和饱和。
8、电源线滤波器的作用是什么?应考虑哪些参数?使用时的注意问题是什么?答:作用:抑制设备的传导发射或提高对电网中骚扰的抗扰度。
考虑参数:源阻抗和负载阻抗的匹配,电源线的特殊性。
注意:滤波器中的串联电感L值不能取太大、接地的并联电容值也不能取太大、电源线滤波器中可使用共模轭流圈。
12、对滤波器的安装应注意什么问题?
答:(1)滤波器的安装位置、(2)滤波器输入和输出引线的隔离。
13、元件的寄生参数会对滤波效果产生何种影响?
答:(1)元件的非理想特性:当信号频率超过他们的谐振频率是,其真实特性与理想特性相差甚远。
(2)互感:并联滤波电容时,高频滤波效果比设想的差。
(3)电容回路的电感:电容器的电荷释放收到电感的限制。
14、为什么四端电容器比两端电容器更适于滤波?
答:两端电容器为了减小互感,可减小两侧回路的磁通耦合,如缩短电容引线长度,改变电路走线、采用四引线电容、采用表面安装电容等。
15、为什么穿心电容是理想的干扰滤波元件?
答:由于穿心电容结构的特殊性,其接地电感很小。
穿心电容通常安装在设备的导电外壳上,电容壳外与接地的设备壳360°连接,电容两侧回路的互感几乎为零,因此滤波效果大大提高。
第五章
1、什么是接地?为什么要接地?
答:概念:设备或系统与大地(一个理想的零电位面/体)相连。
目的:(1)避免高压直接接触外壳或漏电时机壳带电,使触及机壳的人体触电。
(2)使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参零电位,保证电路系统能稳定的工作。
(3)为了实现对电场的屏蔽,需要采用良导体作静电屏蔽层,并且屏蔽体必须接地,否则,该屏蔽体不但起不了静电屏蔽的作用,反而还会加大分布电容,从而加强了电容耦合。
3、接地有哪几种?其内容如何?
答:(1)安全接地:设备安全接地、防雷安全接地
(2)干扰控制接地:浮地、单点接地、多点接地、混合接地
(3)屏蔽层接地:低频信号屏蔽层接地、高频信号屏蔽层接地
4、什么是单点接地、多点接地?如何选择?
答:(1)单点:在设备或电路单元中,只有一个参考接地点。
多点:设备或电路单元中各接地点都是直接连接到离其最近的接地平面,使接地线的长度最短。
(2)一般当频率在1MHz以下或地线长度小于λ/20时,可采用单点接地方式。
当频率高于10MHz时,应采用多点接地方式。
频率在1~10MHz时,如地线长度小于λ/20时,可采用单点接地方式,否则应采用多点接地方式。
5、为什么在设备中有时会通过电容接地?
答:电容器对高频相当于短路,对低频相当于开路。
7、屏蔽电缆的屏蔽层应如何确定接地方式及接地位置?
答:高频信号屏蔽接地必须采取多点接地方式,将作为同轴电缆屏蔽层的外层导体多点接信号地平面,而相邻屏蔽点间的距离一般小于λ/20。
当电缆长度较短时,将电缆屏蔽层两端分别接信号端和接收端的信号地。
8、什么是搭接?试举出几种搭接的方式。
答:(1)搭接:将需要等电位连接的点通过机械、化学、物理方法实现结构相连,以实现低阻抗的连通。
(2)常用方法:焊接、铆接、栓接
第六章
2、电感性负载由机械开关控制通断时,会在开关触点上产生电弧及电磁骚扰,这种骚扰在开关闭合时还是断开时严重?为抑制骚扰,应采取何种措施?
答:(1)断开时严重(2)①在负载两端反向并联二极管②反向并联二极管并串入电阻③在负载两端并联电容④在负载两端并联电阻⑤并联一对反向串联的稳压管⑥在负载两端并联压敏电阻⑦在触点两端并联阻容支路⑧在阻容支路的电阻上并联二极管⑨在触点两端并联稳压管
4、常用的浪涌抑制器件有哪些?各有何特点?用于什么场合?
答:(1)电火花隙:有两或三个电极,可分别用于线间或线间及对地的浪涌保护。
(2)金属氧化物压敏电阻:压敏电阻的峰值电流承受能力较大,价格低。
较适于工频系统。
(3)硅瞬变吸收二极管:具有极快的响应时间,和相当高的浪涌吸收能力,钳位电压低。
适用于高频和甚高频范围可用于保护电路或设备免受静电、开关操作顺便电压、雷电感应过电压的损害。
第七章
1、主要的电磁兼容性标准有哪些?
答:国际电工委员会IEC、国际无线电干扰特别委员会CISPR、电磁兼容委员会TC-77
2电磁兼容性标准体系包括那几个层次?大体的内容是什么?
答:(1)基础标准:指定其他EMC标准的基础,一般不涉及具体产品。
(2)通用标准:针对通用环境中所有产品规定的一系列的标准化试验方法与要求(限值)的电磁兼容性最低要求。
(3)产品标准类:针对某类产品而制定的电磁兼容性能的测试标准。
3、电磁兼容测试主要包括哪些内容?
答:高频电磁骚扰发射测量、低频电磁骚扰发射测量、产品的抗扰度测试
4、“CCC”认证是指什么?其中对电磁兼容的要求有哪些?
答:(1)中国强制认证(2)家用和类似用途设备、电动工具、音视频设备、信息技术设备、照明电器进行电磁兼容检测。
5、电磁兼容测量的主要仪器设备有哪些?
答:EMI接收机、线路阻抗稳定网络、接受天线、电流探头、电压探头、10PF 穿心电容、测量场地
8、线路阻抗稳定网络的作用是什么?
答:(1)向被测设备的电源端子提供近似恒定的高压阻抗,以保证不同测量结果的可比性。
(2)将电网上其他干扰信号和由被测设备产生的干扰电压隔离开来,以保证测量结果的准确性。
(3)为测量端和被测电源回路提供安全隔离,以避免电源电路的交流电压损坏电磁干扰测量接收机的输入电路。