电磁兼容测试(第一)剖析

1、 电磁兼容学科发展回顾
EMC定义：Electromagnetic Compatibility——局限于本身的直 译定义 电磁兼容性
但作为一门学科来说，应译为“电磁兼容”
定义一：“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”。
定义二：“设备(分系统、系统)在共同的电磁环境中能一起执行 各自功能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境 中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一 电磁环境中其它设备(分系统、系统)，因受其电磁发射而导致或遭 受不允许的降级。”
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电磁兼容研究的范围很宽。包括理论性的与技术性 的内容。具体内容大致可以分为以下五个方面：
（1）电磁骚扰源 （2）传播特性 （3）干扰接收器的抗干扰性能 （4）测试设备、测量方法与统计方法 （5）电磁兼容分析、预测与电磁兼容设计
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（1）电磁骚扰源
➢ 无论在任何条件下，只要di/dt≠0时，都会产生电磁噪声。虽然
电磁骚扰不仅仅包括电磁噪声，但电磁噪声占据了电磁骚扰的主要部 分。 ➢ 自然电磁骚扰源：包括来自银河系的噪声；来自太阳系的噪声； 来自大气层的，如雷电、电离层变动等；静电放电(ESD)；热噪声。 ➢ 人为电磁骚扰源：包括工业、科学、医疗射频设备(1SM)；高压 电力系统；电牵引系统；内燃机点火系统；电视、声音广播接收机； 家用电器；电动工具；信息技术设备；大型电动机、发电机；核爆炸 以及通信、导航、定位、遥控……无线电业务发射机。 ➢ 对电磁骚扰源的研究，在电磁兼容领域显得十分重要。从源处控 制电磁发射，可以从根本上解决电磁兼容问题。对骚扰源本身的研究 是制定工业产品电磁发射标准的基础，这一研究包括无线电噪声产生 的机理、时域或频域特性等，最终目的是控制骚扰源的电磁发射。 ➢ 控制骚扰源的发射，除了从源的机理着手降低其产生电磁噪声的 电平之外，广泛地应用着屏蔽(包括隔离)、滤波与接地技术。
电磁兼容技术理论基础宽、工程实践综合性强、物理现象复杂， 所以在观测与解决实际问题时，实验与测量具有重要的意义，成 功验证强烈地依赖于测量。
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例：当工作频率提高时电容、电感及其特性
在电路图中电感器属于纯粹理想性电感器，电容器也是属 于纯粹理想性电容器，然而在EMC的考量中却偏离理想性具 备现实特性。
因此，确切的定义应为环境电磁学。
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“电磁兼容”是一门尚待发展的交叉学科
➢ 从最早期的研究（文献）1881年到现在已有127
年历史； ➢பைடு நூலகம்从最简单的干扰现象研究到电磁兼容/环境电磁 学预测与控制研究，对电磁兼容学科的理解也发生了 重大变化：
“EMC是一门独立的学科，随着电磁能量利用的 发展，它将研究：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 电器规程的制定以及电磁环境的协调和电磁能量的合 理利用等。”
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电磁兼容学科研究的意义：
➢ 电磁兼容学科包含的内容十分广泛，实用性很强。几乎所
有的现代工业包括：电力、通信、交通、航天、军工、计算机、 医疗等都必须解决电磁兼容问题。 ➢ 电磁兼容学科涉及的理论基础包括数学、电磁场理论、天 线与电波传播、电路理论、信号分析、通信理论、材料科学、生 物医学等等。不仅是一门尖端的综合性学科，同时又紧密的与工 业生产、与质量控制相联系。 ➢ 目前人类享受到高科技带给人们的各种效益，同人类几十 年来在电磁兼容方面所进行的努力密不可分。与此同时，由于电 能的越来越广泛地应用，许多电磁干扰问题仍在困惑着、制约着 人们的生产与生活，电磁兼容问题将越来越复杂，电磁兼容的重 要性越来越受到人们的重视。 ➢ 电磁兼容测试与试验是优化电磁环境、改善电磁兼容性的 必要手段。 ➢ 在信息社会，EMC将在信息利用、信息安全和生物电磁学等 方面获得较大发展。
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2、电磁兼容学科研究的对象
电磁兼容是研究在时间、空间和频谱资源有限的前提下，系 统各设备可以同时工作，不相互影响或不受干扰影响，不致引起 性能降级的一门科学；
电磁兼容涉及到数学、电磁场理论、电路基础、信号分析、故 障诊断、专家系统、分析软件、自动测试系统等专业领域；
应用范围涉及到所有电的领域；
电磁兼容的研究对象无论时域还是频域都十分复杂，频谱范围 也很宽，电路集中参数与分布参数同时存在，近场与远场同时存 在，传导与辐射同时存在。
电磁兼容测试
主讲 单位 电话
E-mail 2009年9月8日
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第一章 慨 论
主题内容： 1、 电磁兼容学科研究的意义 2、 电磁兼容的相关慨念 3、 电磁兼容测试的需求分析 4、 电磁兼容测试的研究目标与发展趋势 5、 电磁兼容的预测 6、 电磁兼容测试的相关标准
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第一节 电磁兼容学科研究的意义
通俗的说法是：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。
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电磁兼容的两个方面： ➢ 电磁干扰EMI：
Electromagnetic Interference； ➢ 电磁敏感度EMS：
Electromagnetic Susceptibility ➢ 广义定义： 电磁干扰/电磁敏感度、电磁污染、电磁 饥饿等一系列的生态效应问题。 ➢ 个人认为： 电磁兼容是研究在有限的空间、时间、 频谱资源条件下，各种用电设备(广义的还包括生物体) 可以共存，并不致引起降级的一门科学。
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控制骚扰源发射的主要办法：
➢ 屏蔽 用于切断通过空间的静电耦合、感应耦合或交变电磁场耦合 形成的电磁噪声传播途径。衡量屏蔽的质量采用屏蔽效能这一指标。
屏蔽问题主要研究各种材料(例如：金属材料；磁性材料、复合材料 等)、各种结构(例如：多层、单层、孔隙等)及各种形状的屏蔽体的屏
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3、电磁兼容学科研究的具体内容介绍
电磁兼容技术研究的范围很广，几乎所有现代化工业领域， 如电力、通信、交通、航天、军工、计算机和医疗等都必须解决 电磁兼容问题。研究的热点内容主要有： ➢ 电磁干扰源的特性及其传输特性； ➢ 电磁干扰的危害效应； ➢ 电磁干扰的抑制技术； ➢ 电磁频谱的利用和管理； ➢ 电磁兼容性标准与规范； ➢ 电磁兼容性的测量与试验技术； ➢ 电磁泄漏与静电放电等。