第十章电磁兼容性和抗干扰
电磁兼容与电磁干扰
电磁兼容与电磁干扰电磁兼容与电磁干扰（Electromagnetic Compatibility and Electromagnetic Interference，简称EMC/EMI）是当今电磁环境下普遍存在的问题。
随着现代电子技术的快速发展，各类电子设备的广泛应用，电磁兼容与电磁干扰问题也日益显著。
本文将就电磁兼容与电磁干扰进行探讨和分析，以期提供一定的理论指导和实践经验。
一、电磁兼容电磁兼容是指在特定的电磁环境下，电子设备能够正常地工作，同时与其它电子设备和环境保持协调。
换句话说，电磁兼容要求电子设备不会由于电磁场的存在而产生损坏或干扰其他设备的工作，同时也不会受到外部电磁干扰的影响。
在实际生产过程中，为了保证电子设备的电磁兼容性，我们需要进行各项测试和分析。
主要包括电磁辐射测试、电磁抗扰度测试、电磁传导干扰测试等。
只有经过这些测试，我们才能够确保设备在各种电磁环境下正常工作。
另外，制定合理的电磁兼容性规范和标准也是非常必要的。
二、电磁干扰电磁干扰是指电磁场对电子设备正常工作的干扰。
一般分为辐射干扰和传导干扰两类。
辐射干扰是指电子设备本身产生的电磁波辐射到周围空间，造成其他设备的工作异常或者产生故障。
为了减少辐射干扰，我们需要对电子设备进行合理设计，采取电磁屏蔽措施，并遵循相关的规范和标准。
传导干扰是指外部电磁场通过传导途径进入设备内部，引起设备的工作异常或产生故障。
为了减少传导干扰，我们可以采取适当的阻抗匹配和屏蔽措施，以降低外部电磁场对设备的影响。
针对电磁干扰问题，我们需要从整个系统的角度进行综合分析和研究，找出可能引起干扰的关键因素，并采取相应的措施进行干扰抑制和干扰消除。
三、电磁兼容与电磁干扰的重要性电磁兼容与电磁干扰的问题不容忽视，其重要性主要体现在以下几个方面：1. 保证电子设备的正常工作。
在日常生活和生产中，我们离不开各式各样的电子设备。
只有保证电子设备能够正常工作，才能够满足人们的需求，推动社会经济的发展。
电磁兼容技术
---计算机控制系统---
信号地线
噪声地线
金属件地线
实用低频接地方式
信号地线：低电平电路地线 噪声地线：继电器、电动机等的地线 金属件地线：设备机壳地线
---计算机控制系统---
计算机控制系统的接地
---计算机控制系统---
---计算机控制系统---
信号线的敷设
---计算机控制系统---
---计算机控制系统---
另外，在抑制电磁感应 的方法中，除避免磁通 和回路交链外，缩小回 路所圈围的面积，也是 一种有效方法。传输线 信号的往复两根导线间 有若干距离，所以出现 圈围面积。用双绞线不 仅缩小了圈围的面积， 而且就局部来讲，相邻 小环路感应电压的极性 相反，相互抵消，从整 体来看，比两根导线平 行方式相比感应小。
---计算机控制系统---
---计算机控制系统---
外部干扰指那些与系统结构无关，而是由外界 环境因素决定的。外部干扰主要是空间电或磁的影响。 例如输电线和电气设备发出的电磁场，通信广播发射 的无线电波，太阳或其它天体辐射出的电磁波，空中 雷电，火花放电、弧光放电、辉光放电等放电现象， 甚至气温、温度等气象条件也是外来干扰。
---计算机控制系统---
电磁干扰产生和形成的条件是：
①有产生电磁干扰的发射体，即干扰源；
②存在传递电磁干扰的途径，即耦合通道； ③有承受电磁干扰的接收体，即敏感设备。
---计算机控制系统---
从设计阶段开始便应从三个方面采取 抑制措施。即：
干扰 源 耦合通道 敏感 设备
抗干扰措施
①抑制干扰源； ②切断或衰减电磁干扰的传播途径； ③提高装置和系统的抗干扰能力。
---计算机控制系统---
10.2.3 接地
通信电子中的电磁兼容与抗干扰技术
通信电子中的电磁兼容与抗干扰技术作为现代通信电子技术的重要组成部分，电磁兼容与抗干扰技术的意义不言而喻。
简单来说，电磁兼容技术是指在同一物理环境下，不同电磁设备之间不会相互干扰或受到影响，而抗干扰技术则是指设备在面临电磁干扰时，能够维持其正常的工作状态，不受干扰的影响。
本文将从电磁兼容技术和抗干扰技术两个方面探讨通信电子中的这两种技术的重要性及应用。
一、电磁兼容技术的意义电磁兼容技术在通信电子领域的应用范围是非常广泛的。
在无线通信方面，不同的设备频段和功率往往有一定的重叠，如果不进行电磁兼容处理，就会出现相互干扰的情况，导致数据丢失、信号失真等问题。
在有线通信方面，电缆的电磁屏蔽性能直接影响设备之间的相互干扰情况，如果无法很好地处理，也会对通信质量产生负面影响。
此外，电磁兼容技术的意义不仅在于解决设备间相互干扰的问题，更重要的是保障人类的健康和生活环境的安全。
无线电波对人的身体健康会产生一定的影响，如果电磁兼容技术做得不好，就可能会导致具有诱发癌症等危害的电磁辐射。
因此，电磁兼容技术的重要性不言而喻。
而要实现电磁兼容，需要从电磁屏蔽、信号处理等多方面入手。
二、抗干扰技术的应用抗干扰技术也是通信电子技术中不可或缺的一部分。
在现代社会，电磁干扰的情况非常普遍。
特别是在核电、电力、航空、军事等领域，需要考虑到电磁干扰的问题。
抗干扰技术的目标是保证电子设备在受到电磁干扰时，能够正常工作。
抗干扰技术在军事、航空等领域，显得尤为重要。
在军事领域，各种武器、雷达等设备的频带往往相互重叠，如果不能保证设备的抗干扰能力，就会出现数据丢失、误差累积等问题。
而在航空领域，各种雷达、通信设备相互干扰，也会严重影响航空器的安全飞行。
抗干扰技术的应用在现代智能家居、物联网等领域中也很重要。
在物联网的应用场景中，设备被干扰后，不仅会产生数据损失，还会带来安全隐患。
而如果能够很好地实现抗干扰，就能够避免这些问题。
三、电磁兼容技术和抗干扰技术的发展趋势在电磁兼容技术和抗干扰技术的发展史上，已经有过不少重要的研究和实践经验。
《电磁兼容基础》第10章
第10章电磁屏蔽技术本章主要介绍电磁屏蔽的基本原理、屏蔽体屏蔽效能的计算方法、屏蔽体的不完整性对屏蔽性能的影响，以及屏蔽体的设计方法。
另外也介绍了接缝的屏蔽保证技术，以及屏蔽体上开孔的处理方法。
1 电磁屏蔽的基本概念1.1 电磁屏蔽的概念及分类屏蔽是电磁干扰防护控制的最基本方法之一。
电磁屏蔽是指对电磁波产生衰减作用。
其目的有两个方面：一是控制内部辐射区的电磁场，不使越出某一区域；二是防止外来的辐射进入某一区域，如图3.10-1所示。
因此，屏蔽的方法也是电磁干扰的空域控制方法。
屏蔽可以大如一个安装有整体金属材料的建筑物（如大型测试场所或实验场所），小到柔软的电缆金属编织带。
常见的屏蔽如仪器设备的金属外壳。
(a) 外部电磁场的屏蔽(b) 内部电磁场的屏蔽图3.10-1 电磁屏蔽的目的通常采用金属导体作为屏蔽体材料，但屏蔽体材料及结构的选择，则取决于屏蔽性质的类别及要求。
屏蔽性质的分类，从要屏蔽的电磁场的性质来划分，有电场屏蔽(静电场屏蔽及交变电场屏蔽)、磁场屏蔽(静磁场屏蔽及交变磁场屏蔽)及电磁场屏蔽(同时存在电场及磁场的辐射电磁场的屏蔽)等。
从屏蔽体的结构分类，可以分为完整屏蔽体屏蔽(屏蔽室或屏蔽盒等〕、非完整屏蔽体屏蔽(带有孔洞、金属网、波导管及蜂窝结构等)以及编织带屏蔽(电缆等)。
1.2 电磁屏蔽效能采用屏蔽体的目的是要削弱干扰电磁场。
屏蔽体的电磁屏蔽效能一般可有如下几种表示方法。
第一，采用屏蔽系数s η表示。
屏蔽系数指被干扰的导体(或电路)在加屏蔽后感应的电压S V 与未加屏蔽时感应电压0V 的比，即（无屏蔽）有屏蔽0)(V V S s =η (3.10-1) s η越小，表示屏蔽效果越好。
第二，采用传输系数T 表示。
传输系数T 系指加屏蔽后某一测点的场强(E s ，H s )与同一测点未加屏蔽时的场强(E 0，H 0)的比，即：（无屏蔽）有屏蔽0)(E E T s = （对于电场） (3.10-2) （无屏蔽）有屏蔽0)(H H T s = （对于磁场） (3.10-3) T 愈小，表示屏蔽效果愈好。
电子设计中的电磁兼容性与抗干扰技术
提高信号质量
保持信号的完整性，减少失真和噪 声。
满足法规要求
满足电磁兼容性（EMC）标准和规 定，确保产品符合市场准入要求。
滤波器的选择与应用
根据需求选择合适的滤波器类型
考虑滤波器的性能参数
根据电路特性和抗干扰需求，选择合适的 有源、无源、高通、低通或带通滤波器。
关注插入损耗、阻带衰减、频率响应等关 键参数，以确保滤波效果达到预期。
电磁屏蔽结构的设计需要考虑 屏蔽效能、重量、成本等因素 ，以达到最佳的性价比。
电磁屏蔽在电子设计中的应用
在电子设计中，电磁屏蔽广泛应用于各种电子设备和系统，如计算机、通信设备、 仪器仪表等。
电磁屏蔽可以有效降低外部电磁干扰对电子设备的影响，提高设备的稳定性和可靠 性。
同时，电磁屏蔽也可以防止电子设备产生的电磁辐射对周围环境造成干扰和污染。
EMC测试与评估
01
02
03
测试方法
包括传导发射测试、辐射 发射测试、抗扰度测试等 ，用于评估电子设备的电 磁兼容性能。
测试设备
包括信号发生器、频谱分 析仪、天线、电波暗室等 ，用于产生和测量电磁信 号。
评估指标
包括发射限值、抗扰度等 级等，用于衡量电子设备 在电磁环境中的性能表现 。
02
电磁干扰（EMI）来源与影
04
接地技术
接地原理与分类
接地原理
接地技术是电子设计中实现电磁兼容性和抗干扰的重要手段 之一。通过将设备或电路的某一点与大地连接，可以有效地 降低电磁辐射和静电积累，提高设备的稳定性和可靠性。
接地分类
根据接地的作用和目的，接地可以分为安全接地和信号接地 两类。安全接地主要是为了防止设备漏电、雷击等危险情况 ，而信号接地则是为了确保信号的稳定传输，减小信号之间 的干扰。
电气测量技术-第10章干扰与抑制
抑制噪声源，直接消除干扰源头 切断干扰途径，减小噪声的耦合和辐射 加强受扰设备的抗电磁干扰能力，降低其对噪声的敏感度
3
干扰与噪声的来源
内部噪声干扰：在电子装置和设备内部的电路和器 件产生的噪声干扰．
元件的热噪声、晶体管的低频噪声、在外部触发下的自激， 等
外来噪声干扰：从外部侵入电子装置和设备的噪声 干扰．
21
接地（5）
双层屏蔽（续）
为消除干扰，常采用双层屏蔽及数字模拟电路互相隔离的浮地结构
I c m2
Rs Rs Z2
Ucm Z1 Z0
U sm Icm2Z0
Rs Z2
Z0 Z1 Z0
U
cm
U sm Rs Z0
U cm Z2 Z1 Z0 1011 设：Z0 1k,
R1 1G,C1 1uF Rs 10, Z2 10M
屏蔽罩：用无孔隙的金属薄板制成 屏蔽栅网：用金属编织网或有孔金属薄板制成 屏蔽铜箔：利用多层印刷电路板的一个铜箔面作为屏蔽板 隔离仓：用金属板将金属箱体分割成多个独立的隔仓 导电涂料：在非金属箱体内、外表面喷一层金属涂层
屏蔽的材料：电场屏蔽材料和磁场屏蔽材料
电场屏蔽材料：一般电导率较高的铜或铝；干扰频率较高时，可采用 银，以反射衰减为主。 磁场屏蔽材料：磁导率较高的磁材料，以透射时的吸收衰减为主。但 干扰频率升高时，磁导率下降，屏蔽作用将减弱。 可采用多种不同方式屏蔽组合
UH
13
共模干扰-电磁场的干扰（2）
交流大电流设备的磁场，通过互感感应同时耦合到 输入的两条引线上
E1=E2时，只有共模干扰 E1！=E2时，既有共模干扰，又有差模干扰
E1 jM1I1 E2 jM 2I1
电路中的电磁兼容和抗干扰设计
电路中的电磁兼容和抗干扰设计电子产品越来越普及和依赖于我们的生活，但是它们也面临着电磁兼容性和抗干扰性的挑战。
在电路设计中，为确保设备的正常运行，我们需要重视电磁兼容和抗干扰设计。
一、电磁兼容性的重要性电磁兼容性是指电子设备在相同空间内能够共存而不产生互相干扰的能力。
如果电子设备之间缺乏电磁兼容性，就可能导致信号失真、通信中断、电子设备故障等问题。
因此，电磁兼容性设计是确保电子设备之间能够正常工作的重要保证。
实现电磁兼容性的关键是减小电磁辐射和提高抗干扰能力。
为了减小电磁辐射，我们可以通过优化电路布局和使用合适的屏蔽材料来进行设计。
另外，接地设计也是重要的一环，有效的接地系统能够消除电磁回路中的环路、降低共模电压，并降低电磁辐射。
二、抗干扰设计的关键因素抗干扰设计是为了确保电子设备在外部电磁场干扰下能够正常工作。
干扰源可以是无线电波、电磁辐射和电磁感应等。
为了应对这些干扰，我们需要采取一些措施来提高电子设备的抗干扰能力。
一种常见的抗干扰设计措施是添加滤波器。
滤波器可以过滤掉不需要的频率，只传递所需的信号。
这样可以有效地减小外部电磁干扰对电子设备的影响。
另外，屏蔽技术也是抗干扰设计的重要一部分。
屏蔽箱和屏蔽层可以将电子设备与外部环境隔离，减少外界电磁干扰的影响。
除此之外，设计合理的接线和接口也能提高抗干扰能力。
三、电磁兼容和抗干扰设计的案例下面我们以一个具体的案例来说明电磁兼容和抗干扰设计的重要性。
假设我们正在设计一个汽车上的音频系统，我们需要确保这个音频系统不会受到汽车发动机的干扰。
为了实现电磁兼容性，我们首先需要进行电路和布局优化。
我们可以将音频系统的电路与汽车发动机的电路相互隔离，减小电磁辐射和干扰。
此外，使用适当的屏蔽材料覆盖音频系统的电路板也能够有效降低外界电磁干扰。
在抗干扰设计方面，我们可以在音频系统中添加滤波器，以减小发动机产生的电磁干扰对音频信号的影响。
另外，合理设计音频系统的接口和接线，以提高其抗干扰能力。
电子产品的电磁兼容性和干扰抑制
电子产品的电磁兼容性和干扰抑制电子产品的电磁兼容性和干扰抑制是一个重要的问题，特别是在当今数字化时代，我们周围的环境中充斥着各种各样的电子设备。
在本文中，我将详细介绍电子产品的电磁兼容性和干扰抑制，并提供一些解决方案和步骤。
1. 什么是电磁兼容性和干扰抑制？- 电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指设备在电磁环境条件下，能够以所规定的性能水平正常工作，同时不对其他设备和环境造成无法接受的干扰。
- 干扰抑制是指在设计和使用电子设备时，采取措施来降低或遏制电磁干扰，以确保设备的性能和可靠性。
2. 为什么电磁兼容性和干扰抑制重要？- 电磁兼容性和干扰抑制是保证设备稳定性和可靠性的关键因素。
- 违反电磁兼容性标准可能导致设备故障、数据丢失，甚至对生活环境和人体健康造成危害。
3. 如何提高电磁兼容性和干扰抑制？- 设备设计阶段：a. 合理布局：合理布置电路板，避免信号线过长、交叉，减少母线电流的回路面积。
b. 地线设计：良好的地线设计可有效地降低干扰。
c. 屏蔽设计：使用金属屏蔽和屏蔽罩，减少电磁波的辐射和接收。
d. 滤波电路：添加适当的滤波电路，削弱设备干扰源的辐射和传输。
- 设备制造和使用阶段：a. 接地：设备接地是有效减少干扰的关键，保证设备在使用时能够有效地排除干扰电流。
b. 绝缘：设备的绝缘阻抗要符合标准，以防止电流泄漏和干扰传导。
c. 屏蔽：设备外壳和线缆要选择合适的屏蔽材料，减少电磁波的传输和辐射。
d. 电源管理：使用稳定和过滤合格的电源，减少电源本身带来的干扰。
- 设备维护阶段：a. 定期检查设备：定期检查设备的接地和绝缘状态，确保其正常运行和维护。
b. 环境监测：通过定期监测电磁场水平和设备的电磁辐射情况，及时发现和解决问题。
c. 故障处理：及时处理设备故障，修复或更换故障部件，以保证设备的正常运行和兼容性。
d. 培训和教育：用户和维护人员需要有充分的培训和教育，了解设备的正确使用方法和维护要求。
电磁兼容性与电磁干扰控制技术
电磁兼容性与电磁干扰控制技术电磁兼容性（EMC）是指电子设备在不相互干扰的条件下共存的能力，其目的是使各种电磁辐射源对环境和其他设备不产生干扰，同时使各种设备在电磁环境的影响下正常运行。
电磁兼容性的重要性在于现代电子设备日益复杂，越来越多地依赖于电磁波进行通信和控制，因此电磁干扰对这些设备的正常工作造成的影响也越来越大。
而电磁干扰控制技术就是为了解决这一问题而发展起来的。
电磁干扰控制技术可以分为两类：预防型和治理型。
预防型技术主要包括抗干扰设计、电磁场仿真和优化设计等，它们可以在设计阶段防范电磁干扰的产生，从而降低后期的修复成本和风险。
治理型技术主要包括屏蔽、吸收、滤波和接地等，它们可以有效地减小已经产生的电磁干扰的影响，从而保证设备的正常运行。
抗干扰设计是电磁兼容性技术的核心。
它主要通过改进电路和系统结构、优化接地和屏蔽结构，从而降低电路和电子元器件对外界电磁场的敏感度，提高它们的抗干扰能力。
电磁场仿真是抗干扰设计的重要手段之一。
它可以通过计算机仿真的方式预测电路和系统在电磁场环境下的性能，从而指导优化设计。
屏蔽是一种更为直接和有效的电磁干扰控制技术。
它可以通过在电子设备周围构建金属辐射屏蔽，将电磁波的辐射限制在屏蔽内部，从而隔离电子设备和其他设备之间的干扰。
吸收则是通过在电子设备周围覆盖吸波材料，将电磁波的能量转化为热能消散，从而达到减小电磁波反射和有效减干扰的效果。
滤波则是通过在电路中加入滤波电容、电感等元器件，来削弱特定频段电磁波的传输，从而提高设备抗干扰的能力。
接地则是通过将电路的地电位与地面良好接触，在某种程度上降低电磁干扰的影响。
在实际的电磁干扰控制过程中，不同的技术手段应结合使用，才能取得更好的效果。
例如，在设计EMC方案时，应该首先进行电磁场仿真，以了解系统在电磁环境下的性能；然后再应用抗干扰设计技术，优化系统结构；最后再对系统进行必要的屏蔽、滤波和接地等治理型技术应用。
总之，EMC技术和电磁干扰控制技术对现代电子设备的正常运行和互联互通至关重要。
电路中的电磁兼容与抗干扰
电路中的电磁兼容与抗干扰电磁兼容与抗干扰是电路设计中不可忽视的重要内容。
在现代电子设备的发展中，电磁辐射和抗干扰已经成为一个不可忽视的问题，因为它们可能对其他设备或系统产生严重的干扰。
因此，保证电路的电磁兼容性和抗干扰能力对设备的正常运行和使用而言至关重要。
电磁兼容性是指电路在电磁环境中能够与其他设备和系统共存并保持其正常功能的能力。
现代电子设备与系统的普及使得电磁辐射和抗干扰的问题日益突出。
电子设备中的各种电磁辐射源从发射端发出的电磁波会经过传输介质传播到接收端，如果其他设备的接收端与信号不匹配，就会导致辐射干扰，从而影响整个电磁环境的稳定性。
电路设计中需要采取一系列的措施来减小电磁辐射并提高电磁兼容性。
首先，通过恰当的线路布局和屏蔽措施，尽量降低电路的高频辐射。
其次，在电子设备的设计与制造过程中，需要对电路进行合理的屏蔽，以防止电磁辐射与其他设备产生干扰。
此外，还需要通过接地、隔离、滤波等手段，对电磁干扰进行消除和抑制，以保证设备的正常运行。
抗干扰是指电路在外界电磁场的干扰下，能够保持其正常工作状态的能力。
干扰源往往是源源不断地向电子设备中注入干扰信号，导致电路产生误动作、误判或性能下降，严重时甚至会损坏设备。
为了提高抗干扰能力，电路设计中需要采取措施来提高电路的抗干扰能力。
其中，地线设计是提高抗干扰能力的重要手段之一。
电路中存在着许多信号线和供电线，其中一些线路会接收到其他设备传输的电磁信号。
通过合理设计地线，可以有效地抵消来自其他设备的干扰信号，保证电路的正常工作。
此外，滤波器的应用也是提高抗干扰能力的一个重要手段。
滤波器可以通过滤除电磁场中的高频成分，减小对电路的干扰，从而提高电路的抗干扰能力。
除了以上方法，还可以采用合理的电路布局、设计合适的接口保护电路和综合干扰源等方式来提高电路的抗干扰能力。
通过充分考虑电磁兼容性和抗干扰的问题，可以有效地防止电路对其他设备和系统产生干扰，同时保证电路系统的正常工作。