电磁兼容设计讲座
电磁兼容技术讲座 第六讲 电磁兼容性诊断

!电磁兼容技术讲座#第六讲 电磁兼容性诊断——电磁干扰产生的根源和诊断思路北京中北创新科技发展有限公司(100089) 前面已提到电磁干扰的存在需要具备3个要素,即干扰源、被干扰设备(接收器)和干扰途径,如果消除3个要素中的一个,干扰就不能形成。
电磁兼容设计就是设法消除或减小这3个要素。
最常用的方法有屏蔽、滤波、接地与搭接、布线等基本设计技术。
要灵活运用这些技术再加上自己的经验,才能设计出电磁兼容合格的产品。
一般来说,为减少产品的开发时间和降低其制造成本,一个新产品在研制过程中需要不断地进行电磁兼容性诊断测试,应把电磁兼容问题消灭在萌芽阶段。
如果测试不合格再进行改造,那样既费工、费钱,又费事。
应该在研制的初级阶段就要把注意力集中在可能产生电磁干扰的元器件或电路的设计上,从实验电路板开始就可用E M C定性诊断测试。
定性诊断测试不需要严格遵守什么标准和规范的测试方法,只要能找出干扰源即可。
E M C定性诊断测试可用于设备研制的任何阶段,只是在初级阶段应用诊断测试可以早发现问题并早解决问题。
电磁干扰诊断测量设备比较简单,用电场探头或磁场探头、前置放大器再加上一台频谱仪即可。
比较复杂而精确的设备如电磁兼容扫描仪,它是由一台频谱仪、计算机、探头、三维机械移动架和测试软件等组成。
它能把印制电路板(PCB)上各处的电磁辐射状态直观地用三维彩色立体显示出来,可以很快地看出电磁辐射强的元器件的位置。
在产品的研制过程中,其E M C测量可分为3个阶段:1.初级阶段的测试——定性诊断测试;2.设备级和分系统级测试阶段;3.系统级测试阶段。
电磁干扰产生的根源 产生电磁干扰的原因很多,有天然、人为,系统级、设备级和电路级。
本文主要介绍电路级的电磁干扰产生原因及其诊断。
电子线路是由电阻、电容、电感、晶体管、集成电路、电机、变压器、扼流圈、开关等许多元器件用导线、电缆和接插件连接而成。
每一种元器件都有其固有特性,可在不同频率、不同温度、不同湿度、不同压力、不同电磁环境等条件下,表现出不同的性能。
电磁兼容试验讲座

少对外干扰。
被动屏蔽:是保护敏感设备不受外界干扰的影响。
特别注意: (1)屏蔽体必须保持导电的连续性,才能真正 发挥其屏蔽的作用。 (2)屏蔽体一般为良导体,对频率高于10MHz 以上的电场、磁场和电磁场具有非常好的屏蔽 作用(在接地良好条件下)
(3)对频率低于1MHz以下的磁场,尤其是 100KHz以下的,很难屏蔽,须采用很厚的 高导磁材料,故成本很高。
解决的方法如下:
为啥啊?
(1)增加两线间的距离,从而减少互感。
(2)尽量减少两线平行走线长度,最好走 成90°布线。图有问题 (3)两根线中,至少一根应采用屏蔽线, 且屏蔽层必须两端接地,才能起作用。
10.静电放电干扰抑制
屏蔽体必须保持导电的连续性,且缝隙一定 要窄,内部PCB板应离屏蔽体3mm以上。
9.近场耦合干扰抑制 9.1电场耦合干扰的抑制
通过两线间分布 电容耦合,从而 产生干扰
解决方法有如下几种:(1)增加两线之间的距离, 减少分布电容。(2)减少两线平行走线的长度,两 线布成90°直角。(3)两线至少一根采用屏蔽线, 且一端必须接地。
9.2生相互干扰。
端口 电源
严酷等级 线-线 线-地 1KV 2KV
性能评定 B
4.3试验布置
5.感应场传导骚扰抗扰度试验
5.1执行标准 IEC61000-4-6 GB17626.6 IEC62236-3-2 TB/T3021 TB/T3034 EN50121-3-2 5.2试验要求
频率范围 严酷等级 性能评定 150KHz~ 10V、1KHz, A 80%AM 80MHz
GB9254 限值(dBuv)QP 99 93
8.磁辐射骚扰测试
8.1执行标准
CISPR11 GB4824 GB9254
电磁兼容设计讲座 PPT课件

電磁場遮罩的機理
H0/E0
H1/E1
電磁場遮罩的機理
電磁遮罩體對電磁的衰減主要是基於電磁 波的反射和電磁波的吸收兩種方式。
電磁場遮罩的機理(續〕
與前面已講述的電場遮罩及磁場遮罩的機理不同,電磁遮 罩對於電磁波的衰減有三種不同的機理:
• 當電磁波在到達遮罩體表面時,由於空氣與金屬的交界面上 阻抗的不連續,對入射波產生的反射。這種反射不要求遮罩 材料必須有一定厚度,只要求交界面上的不連續;
搭接的方法有熔接(Welding)、硬焊〔Brazing〕、 軟 焊 ( Sweating ) 、 砧 接 〔Swaging〕 、 鉚 接 (Riveting)以及螺絲連接。
搭接之處理
搭接時,金屬面應予以清潔,不得有油漆 或其他雜物,搭接完成後,可塗以油漆或 施以其他之防蝕保護。此外,搭接時應考 慮不同金屬之電化效應,並應儘量減少接 觸鹽水、汽油等,以防電能作用。 若電能特性相去甚遠的兩金屬欲搭接在一 起,應以介於其間的金屬為墊圈置於該兩 金屬間,
x 遮罩板的材料以良導體為好,但對厚度並無要求,只 要有足夠強度就可以了。
磁場遮罩的機理
磁場遮罩通常是對直流或甚低頻磁場的遮罩,其 效果比對電場遮罩和電磁場遮罩要差得多,因此 磁場遮罩是個棘手的問題。
磁場遮罩主要是依賴高導磁材料所具有的低磁阻, 對磁通起著分路的作用,使得遮罩體內部的磁場 大大減弱。
屬纖維。
遮罩之搭接
清潔 氧化層 面接觸 螺釘的距離 縫隙:導電襯墊 壓力
按優先等級排列的各種襯墊
优先等级 1 2 3 4
衬垫种类 金属网射频衬垫 铜镀合金 导电橡胶 导电蒙布、泡沫衬垫
备注
容易变形,压力为 1.4kg/cm 时,衰减为 54dB。资 料表明,频率较低时衰减最大。用于永久密封较好, 不适用于开与关的面板。 有很高的导电性和很好的抗腐蚀性能。弹性好,最 适合用于和活动面板配合。可制成指形条、螺旋和 锯齿面。衰减性能常超过 100dB。 适用于只需名义上连接和少量螺钉的地方。实现水 汽密封和电气密封经 150℃、48 小时老化后,体电 阻率为 10~20mΩ/cm(max)。变形度限制值为 25%。 资料表明,频率较高时衰减为最大。 在泡沫塑料上蒙一块镀银编织物,形成一个软衬 垫,占去大部分疏松空间,主要为民用,适用于机 柜和门板。
电磁兼容培训课件(2024)

屏蔽措施
采用金属屏蔽体、吸波材料等,实现对电磁波的 有效屏蔽。
滤波技术
运用滤波器等手段,滤除设备间不必要的电磁干 扰信号。
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系统整体性能优化策略
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兼容性设计
01
在系统设计阶段考虑电磁兼容性要求,从源头减少潜在干扰。
协同优化
02
综合考虑系统各组成部分的电磁特性,实现系统整体性能的最
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THANKS
感谢观看
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航空航天器在复杂电磁环境中运行,对电 磁兼容性能要求极高,以确保通信和导航 系统的可靠性。
轨道交通
智能家居
轨道交通系统涉及大量电气设备和信号传 输,电磁兼容性能对于保障列车运行安全 和乘客舒适度至关重要。
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智能家居设备种类繁多,电磁兼容问题直接 影响家居环境的舒适度和设备间的互联互通 。
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未来发展趋势预测和挑战应对
发展趋势
随着科技的不断进步,未来电磁兼容技术将更加注重智能化、自适应等方面的发展,同时还将面临更 高的性能要求和更复杂的电磁环境挑战。
挑战应对
为应对未来发展趋势带来的挑战,需要加强电磁兼容技术的基础研究,推动技术创新和成果转化;同 时,还需要加强行业合作和标准制定,共同推动电磁兼容技术的进步和发展。
指任何可能引起装置、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。
Hale Waihona Puke 电磁干扰与电磁兼容性的关系电磁干扰是导致电磁兼容问题的主要原因,而电磁兼容性则是解决电磁干扰问题 的关键。提高设备的电磁兼容性可以减少电磁干扰对设备性能的影响,确保设备 在复杂电磁环境中的正常工作。
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去耦电容
用来滤除高频器件在PCB电源或芯片电源引脚上引起的辐射电流。提供一个 局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播并抑制噪声对其他芯 片的干扰。
去耦电容离芯片越近越好,原则上集成电路的每一个电源引脚都应布置一个 0.01uf的瓷片电容。
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去耦电容与旁路电容的区别
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EMC设计
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EMC设计
• 接地(Grounding) • 屏蔽(Shielding) • 滤波(Filtering)
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接地(Grounding)
• 接地的目的一是防电击,一是去除干扰。可将接地分为两大类: • 安全接地(Safety Grounding) • 信号接地
PCB设计准备工作
• 1、器件 • 2、布局 • 3、速率 • 4、信号线 • 5、电源 • 6、时钟
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PCB的EMC分析基本定律
克希霍夫定律:
任何时域信号由源到负载的传输都必须构成一个完整的回路,一个频 域信号由源到负载的传输都必须有一个最低阻抗的路径。
法拉第电磁感应定律:
当穿过闭合导体回路所限定面积的磁通量发生变化时,在该回路上将产 生感应电动势及其感应电流。感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比, 其方向总是阻止该回路磁通量的变化。
旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤 除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。
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电容谐振
如图所示,电容在低于谐振频率时呈现容性,而后,电容将因为引线长度和布线自感呈现感性。
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电容的谐振频率表
EMC电磁兼容设计讲座

EMC电磁兼容设计讲座在现代社会中,无线电频率的使用越来越广泛,各种电子设备如手机、电视、电脑等在我们的生活中起到了重要的作用。
然而,由于电子设备之间的互相干扰,会导致设备出错、性能下降等问题。
因此,EMC电磁兼容设计显得十分重要。
一、电磁兼容设计的原则1.提供合适的电磁屏蔽:采用屏蔽方法是减少电磁感应的有效手段,可以将设备内部电磁干扰妥善隔离,避免干扰其他设备。
2.优化电源和地线设计:合理的电源和地线设计可以保证设备的稳定性和电磁兼容性。
3.控制传导干扰:适当设置连接导线和排线的走向,合理规划线束布局,减少传导干扰的影响。
4.控制辐射干扰:通过合理的布线设计、优化PCB板的尺寸和层次结构,减少辐射干扰的程度。
5.使用正确的滤波器和除噪技术:滤波器和除噪技术可以有效地减少设备干扰其他设备的概率。
二、EMC电磁兼容设计的重要性1.保障设备的正常运行:兼容性设计可以减少设备之间相互干扰的概率,从而保障设备的正常运行。
2.提高设备的抗干扰能力:通过电磁兼容设计可以提高设备的抗干扰能力,使设备在复杂环境中依然能够保持正常工作。
3.减少设备的故障率:电磁兼容设计可以减少设备的故障率,提高设备的可靠性和稳定性。
4.提高产品的市场竞争力:通过良好的EMC电磁兼容设计可以提高产品的市场竞争力,赢得消费者的信任。
三、EMC电磁兼容设计的具体要求1.对电源和地线的设计要求:合理设计电源和地线系统,采用低噪声和低电阻线材,减少导线的串扰和互容。
2.对信号线的设计要求:合理设计信号线布局、长度和形状,减少相互干扰;采用合适的屏蔽方法,减少信号线之间的电磁干扰。
3.对机械结构的设计要求:合理设置机械结构,避免共振和机械震动,减少机械结构引起的辐射和传导干扰。
4.对滤波器和除噪技术的要求:适当使用滤波器和除噪技术,减少设备的辐射和传导干扰。
EMC电磁兼容设计对于现代电子设备和系统来说至关重要。
只有合理有效的兼容性设计,才能避免干扰带来的各种问题,保障设备的正常运行和减少故障率,提高产品的市场竞争力。
《电磁兼容培训讲义》课件

测试场地要求:电磁屏蔽、温度 控制、湿度控制等
测试场地设备:电磁屏蔽室、天 线、信号源、接收机等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
测试场地布局:测试区域、控制 区域、观察区域等
测试场地操作:测试前准备、测 试中操作、测试后处理等
测试目的:验证产品是否符合电磁兼容标准
测试项目:辐射发射、传导发射、辐射抗扰度、传导抗扰度等
国际标准:IEC 61000-4-3
国家标准:GB/T 17626.3
军用标准:GJB 151A
汽车行业标准:ISO 11452-2
A级:电磁兼容要求最高,适 用于军事、航天等高可靠性领 域
C级:电磁兼容要求一般,适 用于普通民用领域
B级:电磁兼容要求较高,适 用于工业、医疗等重要领域
D级:电磁兼容要求较低,适 用于低可靠性领域
屏蔽效果:降低电磁干扰,提 高电磁兼容性
布局原则:遵循电磁兼容设计原则,避免电磁干扰 布线方式:采用屏蔽线、双绞线等抗干扰布线方式 接地处理:合理接地,降低电磁干扰 屏蔽措施:采用屏蔽罩、屏蔽层等屏蔽措施,减少电磁干扰
电磁干扰:汽车电子设备之间 的电磁干扰问题
电磁辐射:汽车电子设备产生 的电磁辐射问题
电磁兼容设计:汽车电子设备 电磁兼容设计的重要性
电磁兼容测试:汽车电子设备 电磁兼容测试的方法和标准
电磁干扰:家用电器之间的电磁干扰问题 电磁辐射:家用电器的电磁辐射问题 电磁兼容标准:家用电器的电磁兼容标准 电磁兼容解决方案:如何解决家用电器的电磁兼容问题
电磁干扰:通信 设备之间的电磁 干扰问题
电磁兼容标准: 通信设备需要满 足的电磁兼容标 准
电磁兼容测试: 通信设备需要进 行的电磁兼容测 试
2024年度零部件电磁兼容(EMC)设计培训课程

关键设计要素与注意事项
屏蔽设计
采用合适的屏蔽材料和结构,减少电磁辐 射和干扰的传递
遵守相关法规和标准
在设计过程中,严格遵守国家和国际相关 法规和标准要求
滤波设计
选择合适的滤波器,滤除不必要的电磁噪 声和干扰信号
布线设计
合理规划布线,减少信号线之间的串扰和 辐射干扰
2024/3/24
接地设计
确保零部件的良好接地,降低地电位差和 地环路干扰
分析电磁环境
了解零部件所处电磁环境的特性 ,包括电磁场强度、频率范围等
01
02
选择合适的设计方法
03
根据设计目标,选择合适的设计 方法,如屏蔽、滤波、接地等
04
2024/3/24
确定设计目标
根据产品需求和法规标准,明确 电磁兼容设计的具体目标和要求
进行仿真和测试
利用仿真软件和测试设备,对设 计进行验证和优化,确保满足设 计要求
介绍自然干扰和人为干扰的来源,以及传导干扰和辐射干扰的分类。
2024/3/24
02
电磁敏感度(EMS)概念与评估
阐述电磁敏感度的定义,以及评估设备或系统抗电磁干扰能力的方法和
标准。
03
EMI/EMS的抑制措施
探讨降低设备或系统电磁干扰和提高抗电磁干扰能力的技术和方法。
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电磁兼容(EMC)标准与法规
2024/3/24
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学习方法与建议
2024/3/24
理论学习
系统学习电磁兼容基础知识和设 计技术。
实践操作
通过实验操作和案例分析,加深 对理论知识的理解。
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学习方法与建议
• 互动交流:与同学和老师互动交流,分享经 验和心得。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
注意之二
低频宜采用单点接地系统,高频应采用多点接地系统; 良好的接地系统; 减少由共同导体所引入的杂讯电压,尽量避免产生接地环 路; 已接地的放大器接于未接地之电源,其输入导线之屏蔽应 接于放大器之接地点。若未接地之放大器接于接地之电源, 则输入导线之屏蔽应于电源端接地。高增益放大器之屏蔽 应接于放大器之接地点; 若信号线路两端接地,则所产生的接地环路易受磁场及地 电位差的干扰; 去除接地环路的方法有使用隔离变压器、光电耦合器、差 动放大器、扼流圈。
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EMI试验:(参照CISPR22/GB9254)
传导发射试验 辐射发射试验
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EMS试验 (GB/T17626.系列)
静电放电抗扰性试验(.2) 射频电磁场辐射抗扰性试验(.3) 电快速瞬变脉冲群抗扰性试验(.4) 雷击浪涌抗扰性试验(.5) 射频场传导抗扰性试验(.6) 工频磁场抗扰性试验(.8) 电压瞬时跌落,短时中断和电压渐 变 的抗扰性试验(.11)
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定义
电磁兼容(EMC):
Electromagnetic Compatibility
电磁干扰(EMI):
Electromagnetic Interference
电磁敏感性(EMS〕:
Electromagnetic Susceptibility
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为什么要考虑EMC?
国内外技术壁垒、强制要求 产品的可靠性
搭接的方法有熔接(Welding)、硬焊〔Brazing〕、 软 焊 ( Sweating ) 、 砧 接 〔Swaging〕 、 铆 接 (Riveting)以及螺丝连接。
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ห้องสมุดไป่ตู้
搭接之处理
搭接时,金属面应予以清洁,不得有油漆 或其它杂物,搭接完成后,可涂以油漆或 施以其它之防蚀保护。此外,搭接时应考 虑不同金属之电化效应,并应尽量减少接 触盐水、汽油等,以防电能作用。 若电能特性相去甚远的两金属欲搭接在一 起,应以介于其间的金属为垫圈置于该两 金属间,
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接地环路
下图即为接地环路的形成:
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打破接地环路的方法
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常用的电缆
双绞线 同轴电缆 带状电缆
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注意之一
接地线愈短愈好; 电缆屏蔽层终接时应环接; 电子线路中及低频使用时应规划不同的接地系统以配合不 同之回路(Return ),如信号、屏蔽、电源、机壳或组架。 唯这些回路最后可接在一起,然后以单点接地; 接地面应具有高传导性(Conductivity); 线路中之元件若经常产生大量的急变电流,则该线路应备 有单独的接地系统,或至少应备有单独之回路,以免影响 其它线路。 低能量信号之接地应与其它接地隔离; 切忌双股电缆分开安装;
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金属电化次序
第一类 第二类 第三类 第四类 第五类
阳极端(最易受腐蚀) 镁(Mg); 铝(AL)或铝合金;锌(Zn);镉(Cd); 碳钢;铁(Fe);铅(Pb);锡(Sn); 镍(Ni);铬(Cr);不锈钢; 铜(Cu);银(Ag);金(Au);白金(Pt);钛(Ti)。
诚不良之设计较不设计为害更甚。
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搭接的形态
直接搭接:即搭接体间之直接连接; 间接搭接:即搭接体间以金属导线相连,其适合 于 经 常 移 动 的 装 备 , 以 及 将 安 装 防 震 垫 〔Shock Mounts〕的装备,间接搭接时应特别注意共振效 应(Resonant Effect),否则引入杂讯。
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信号接地
信号接地除提供参考点之外,同时还可以 大量消除杂讯的干扰。由于杂讯本身的特性, 考虑接地时有不同的处理方法:
单点接地 多点接地 复合式接地
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单点接地
系统或装备上仅有一点接地,分为: 串联单点接地; 并联单点接地;
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串联单点接地
若系统各线路或装备所产生或需要的能量变化太大, 则不适用串联单点接地,因为高能量的线路或装备所产 生大量的地电位会严重地影响低能量线路或装备的正常 运作。
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并联单点接地
并联单点接地最大的缺点是耗时费料,由于接地线太 多太长,以至增加各地阻抗,尤其在高频范围中更加严 重。
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多点接地
在频率低于10MHz时,较适于单点接地。若在高频 (>10MHz)情况下,由于接地线的长度以及接地电路的影 响,故单点接地无法达到去除干扰的效果,此时就得使用 多点接地。此时接地线的长度亦应尽量缩短。下图各接地
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搭接的功能
搭接是在两金属之间建立一低阻抗通路,其目的 在为电流提供一均称的结构体以避免干扰。
处理良好的搭接能彻底发挥屏蔽与滤波的功能, 减少接地系统中的射频电位差,以及电流环路,并 可防止静电产生,减少雷击与电磁脉冲的危险,同 时能防止人员误遭电击。
然而未经仔细处理的搭接会增加干扰的程度,此
点可视为机壳或接地板:
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复合式接地
复合式单点接地将线路或装备加以归类, 而同时使用串联与并联法,可同时兼顾降 低杂讯以及减化施工与节省用料。
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机架系统的接地树(例〕
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保护地 电源地 工作地
背板 背板 背板 背板 背板
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注意
由于频率的关系,无论何种接地方法均应 尽量缩短接地线,否则其非但增加阻抗, 同时更会产生辐射杂讯,因其作用有如天 线,接地线的长度L<λ/20。 不论何种接地法,最大的困扰均起自于地 电流的产生,因此去除地环路就成了设计 者的考验。
问题解决阶段 规范设计阶段 分析预测阶段
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接地(Grounding)
接地的目的一是防电击,一是去除干扰。 可将接地分为两大类: 安全接地(Safety Grounding) 信号接地
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安全接地(Safety Grounding)
安全接地是指接大地(Earthing),也就是将 电气设备的外壳以低阻抗导体连接大当人 员意外触及时不易遭受电击。
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何时解决EMC
可采取的措施
解决EMC的成本
设计
生产 使用
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生产进程
EMC 三要素
干扰源 敏感设备 传播途径
电磁兼容设计讲座
EMC设计
接地(Grounding) 屏蔽(Shielding) 滤波(Filtering) 内部设计(PCB板〕
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EMC设计三阶段