电磁兼容机理分析方法与应对策略
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作者赵阳 等 著
出版社科学出版社
ISBN9787030513670
出版时间2016-12
装帧平装
开本16开
定价99元
货号1201531638
上书时间2024-11-20
商品详情
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目录
1.3电磁兼容标准5
参考文献7
第2章传导电磁干扰机理分析方法与应对策略8
2.1传导电磁干扰机理诊断8
2.1.1传导电磁干扰噪声定义8
2.1.2线路阻抗稳定网络特性与校准8
2.1.3共模/差模噪声机理特性16
2.1.4传导电磁干扰噪声提取方法20
2.2噪声源内阻抗提取28
2.2.1插入损耗法28
2.2.2双电流探头法30
2.2.3单电流探头法33
2.2.4散射参数法35
2.2.5双阻抗校准法和麦夸尔特法36
2.2.6综合特性对比分析40
2.3传导电磁干扰应对策略41
2.3.1电源/接地41
2.3.2EMI滤波器53
2.3.3传导EMI滤波器特征建模60
2.3.4串扰65
2.3.5PCB线路阻抗失配68
2.4现代信号分析技术在传导EMI噪声中的应用69
2.4.1盲源分离原理70？
2.4.2盲源信号分离算法在传导EMI噪声诊断中的应用72
2.4.3实验结果73
参考文献75
第3章基于频域分析的辐射电磁干扰问题机理分析77
3.1辐射电磁干扰噪声机理77
3.1.1辐射EMI噪声产生机理77
3.1.2PCB辐射单元模型79
3.1.3辐射EMI噪声诊断82
3.2辐射电磁干扰噪声源建模84
3.2.1芯片级噪声源干扰模型84
3.2.2线缆类噪声源干扰模型87
3.2.3设备结构的噪声源干扰模型88
3.3辐射电磁干扰噪声源重构89
3.3.1PCB辐射电磁干扰重构的电压驱动模型89
3.3.2PCB辐射电磁干扰重构的电流驱动模型92
3.3.3分布电容及辐射线缆输入电容修正方法94
3.3.4辐射线缆共模电流的全波分析模型及阻抗修正方法96
3.3.5辐射电磁干扰噪声抑制103
3.3.6辐射电磁干扰噪声分析流程105
参考文献106
第4章辐射电磁干扰机理分析方法与应对策略107
4.1辐射电磁干扰预估107
4.1.1基于射频电流探头的辐射电磁干扰预估方法107
4.1.2基于射频电压探头的辐射电磁干扰预估方法110
4.1.3基于GTEM小室的辐射电磁干扰预估方法111
4.1.4基于盲信号处理技术的辐射电磁干扰预估方法121
4.2辐射电磁干扰应对策略124
4.2.1因接地不良引起的辐射电磁干扰抑制方法124
4.2.2因信号大环路引起的辐射EMI噪声抑制方法125
4.2.3因串扰引起的辐射噪声126
4.2.4因传输线缆引起的辐射噪声128
4.2.5因阻抗失配引起的辐射噪声129
参考文献131
第5章基于时域的电磁干扰辐射源溯源分析133
5.1溯源分析算法133
5.1.1辐射源信号的时域{频域描述133
5.1.2时频分析原理136
5.2辐射源溯源的时频分析方法137
5.2.1溯源方法原理137
5.2.2溯源方法描述138
5.2.3溯源方法实现139
5.3辐射噪声溯源方法特性研究140
5.3.1模拟实验140
5.3.2溯源方法应用151
参考文献154
第6章电磁抗扰度问题机理分析155
6.1静电放电抗扰度(ESD)问题分析155
6.1.1静电放电形成机理及危害分析155
6.1.2ESD防护中的过冲电压模型与应用165
6.1.3ESD防护中的负载阻抗匹配与应用169
6.1.4结论183
6.2电快速瞬变脉冲群抗扰度(EFT)问题分析183
6.2.1EFT机理与危害分析183
6.2.2执行标准与测试方法186
6.2.3EFT干扰问题应对策略191
6.3其他电磁抗扰度问题分析194
6.3.1射频电磁场抗扰度(RS)问题机理194
6.3.2浪涌(冲击)抗扰度问题分析208
参考文献217
第二篇电磁兼容应对策略
第7章传导电磁干扰问题应对策略221
7.1智能电网行业产品传导干扰问题应对策略221
7.1.1行业背景及测试标准221
7.1.2某型单相电表的传导干扰问题应对策略221
7.1.3某型电力集中器的传导干扰问题应对策略226
7.2医疗电子行业产品传导干扰问题应对策略231
7.2.1行业背景及测试标准231
7.2.2某型电子助视器的传导干扰问题应对策略232？
7.3家用电器行业产品传导干扰问题应对策略236
7.3.1行业背景及测试标准236
7.3.2某型液晶显示器的传导干扰问题应对策略236
参考文献240
第8章辐射电磁干扰问题应对策略241
8.1智能电网行业产品辐射干扰问题应对策略241
8.1.1行业背景及测试标准241
8.1.2某型单相电表的辐射干扰问题应对策略241
8.2医疗电子行业产品辐射干扰问题应对策略246
8.2.1行业背景及测试标准246
8.2.2某型医疗电子助视器的辐射干扰问题应对策略247
8.2.3电磁兼容整改措施249
8.2.4某型生物刺激反馈仪的辐射干扰问题应对策略250
8.3计量电子行业产品辐射干扰问题应对策略255
8.3.1行业背景及测试标准255
8.3.2某型商用刷卡机的辐射干扰问题应对策略255
参考文献260
第9章静电放电抗扰度问题应对策略261
9.1医疗电子行业产品静电放电抗扰度问题应对策略261
9.1.1行业背景及测试标准261
9.1.2某型高频电刀的静电放电抗扰度问题应对策略263
9.1.3某型激光治疗仪的静电放电抗扰度问题应对策略266
9.2智能电网行业产品静电放电抗扰度问题应对策略269
9.2.1行业背景及测试标准269
9.2.2某型电力集中器的ESD抗扰度问题应对策略270
9.3轨道交通行业静电放电抗扰度问题应对策略274
9.3.1行业背景及测试标准274
9.3.2某型车载辅助电源的ESD抗扰度问题应对策略275
参考文献279
第10章其他电磁抗扰度问题应对策略280
10.1医疗电子行业产品其他电磁抗扰度问题应对策略280
10.1.1行业背景及测试标准280
10.1.2某型高频电刀的EFT抗扰度问题应对策略282
10.1.3某型激光治疗仪的EFT抗扰度问题应对策略285
10.1.4某型高频电刀的浪涌(冲击)抗扰度问题应对策略287？
10.2计量电子行业产品其他电磁抗扰度问题应对策略289
10.2.1行业背景及测试标准289
10.2.2某型皮带秤的EFT抗扰度问题应对策略291
参考文献293
内容摘要
本书系统介绍了电磁兼容技术的基本知识、概念，以及靠前外电磁兼容的技术标准，着重从工程实践的角度阐述电磁兼容技术的原理、应用方法以及注意事项。全书内容包括：传导骚扰机理分析方法与应对策略，传导骚扰整改案例，辐射骚扰机理分析方法与应对策略，辐射骚扰整改案例，电磁抗扰度机理分析分析方法与应对策略，电磁抗扰度整改案例以及电子设备可靠性分析方法。全书内容丰富，深入浅出，具有较强的实用性，将理论分析与工程实例应用结合，具有一定的工程指导实践性。
精彩内容
**篇 电磁兼容机理分析
**章 电磁兼容基础
1.1 电磁兼容发展历史与现状
第二次世界大战期间，电子设备尤其是无线电收发设备、导航设备以及雷达的使用，使得飞行器上的无线电收发设备和导航设备之间的干扰开始增多。当时电子器件的密度(主要是电子真空管)远小于今天的，通过在并不拥挤的频谱上对发射频率进行重新分配，或将电缆远离噪声发射源以避免电缆接收那些发射，通常就可以很容易地解决干扰问题。因此，为了解决电磁干扰(EMI)问题，在逐个排查的基础上很容易实现干扰的修正。但是，随着高密度电子元器件的发明，如20世纪50年代发明的场效应晶体管，60年代发明的集成电路(IC)和70年代发明的微处理器芯片，干扰问题极其显著地增加。由于语音和数据传输需要的增加，频谱也变得越来越拥挤。这就要求对频谱的利用进行合理规划，直到今天也是如此。
由于干扰有线和无线通信的数字系统日益增多，1979年美国联邦通信委员会(FCC)颁布了一个规定，要求所有的“数字设备”的电磁发射必须低于某个限定值。这一规定的目的是要限制对环境的“电磁污染”，以减少EMI问题。因为除非“数字设备”的电磁发射满足FCC强制的限定值，否则不能在美国销售，所以激起了从数字计算机到电子打字机的民用电子产品生产商们对电磁兼容(EMC)学科的浓厚兴趣。
许多欧洲国家在FCC颁布其规范之前就已经很好地对数字设备强制实施了类似的要求。1933年国际电工委员会(IEC)在巴黎的一次会议上建议成立国际无线电干扰特别委员会(CISPR)来处理不断出现的EMI问题。该委员会发布了一份文件，详细说明用于确定潜在的EMI发射的测量设备。CISPR在第二次世界大战结束后于1946年在伦敦重新召开会议。随后的多次会议出版了各种技术出版物，讨论测量技术，建议发射限定值。
这些规范使得EMC[1;2]成为电子产品市场准入的一个关键因素。如果在特定国家，产品不符合其规范，它就不得在该国销售。也就是说功能上完全得以实现的产品，只要不符合规范要求，用户也无法购买。
我国电磁兼容工作起步较晚，20世纪70年代才逐渐发展起来，并陆续颁布了一些EMC设计要求、测试方法等国家标准和国家军用标准[3;4]，但具体的设计规范仍很缺乏。电磁兼容工作渗透到每一个电气电子系统及设备中，只有通过总体设计部门管理协调，才能解决电磁兼容性问题。
1.2 电磁兼容专业术语
电磁兼容(electromagnetic compatibility，EMC)是指设备或系统在其电磁环境中按照要求工作，并且不对周围的其他设备或系统产生具有破坏性的电磁噪声的能力。由此可得，EMC涵括了两方面的内容：一方面，是指设备在执行其职能时，对周围任何其他设备或机器的电磁干扰须保持在一定的限值之下，不能超过该限值；另一方面，是指设备具有一定抗扰度(电磁敏感性)，即能在一定程度上抵抗周围其他任何电子设备对其产生的电磁干扰。
如图1-1所示，电磁兼容(EMC)包括电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)及电磁敏感度(electromagnetic susceptibility，EMS)两部分：EMI，指设备或系统在正常运行的过程中所产生影响其他设备或系统的电磁噪声；EMS，指设备或系统在正常运行的过程中不受周围电磁环境中电磁噪声影响的能力。
图1-1 电磁兼容概念图
根据电磁干扰传播路径的不同，电磁干扰可分为：传导电磁干扰(conducted EMI)，又称传导电磁发射；辐射电磁干扰(radiatedEMI)，又称辐射电磁发射。进一步，传导EMI噪声还可以分为共模干扰噪声(commonmodenoise，存在于相线与地线、中线与地线间)以及差模干扰噪声(di.erentialmodenoise，存在于相线与中线间)。辐射EMI噪声在空间中以电磁波的形式传播，同样大致可以分为共模辐射噪声以及差模辐射噪声。与此同时，电磁兼容三要素是指干扰源、耦合路径(或传输路径)以及敏感设备(图1-2)。干扰源是指发射电磁干扰噪声的元件、设备等；耦合路径(传输路径)是指将电磁干扰能量耦合到敏感设备的媒介，包括线缆、空间等；敏感设备是指在电磁环境中被电磁干扰，影响正常工作的设备。电磁兼容三要素是所有电磁干扰产生都必须同时具备的三个条件。
图1-2 电磁兼容三要素
根据试验方法不同，电磁敏感性分为射频场感应的传导干扰抗扰度试验(im-munity to conducted disturbances，induced by radio-frequency fieldstest)、射频电磁场辐射抗扰度试验(radiated radio-frequency electromagnetic field immunity test)、静电放电抗扰度试验(electrostatic discharge immunity test)、电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(electrical fast transient/burst immunity test)、浪涌(冲击)抗扰度试验(surge immunity test)等。
1.3 电磁兼容标准
大多数的电子电气设备、电路和系统都会有意或者无意地发射电磁能量，这种发射能构成电磁干扰。同时，许多现代电子装置、电路和设备能够响应这种电磁干扰或者受其影响。我们所面临的情形中，各种设备既是“罪犯”又是“受害者”。这个问题在现代半导体器件和超大规模集成电路(VLSI)中变得更加严重，在电磁干扰下，它们容易发生故障甚至完全损坏，因为这些设备对于电磁干扰的抗扰度阈值相对较低。与电磁发射(构成电磁干扰)以及设备、子系统和器件抗电磁干扰(电磁兼容)有关的问题在无线广播、通信、控制、信息技术产品、仪器、计算机、电能的生产和传输中经常出现。
作为确保电磁兼容性的实际度量措施，各种设备的设计和性能标准不断地演化，不同的机构也在不断发布各种相关标准。这些标准的目的是对不同的设备制定合理的电磁发射电平的限值以及抗扰度限值。电磁干扰或者电磁兼容常常涉及弱的信号或者干扰电平，测试流程要求在极低功率时的准确测量。另外，不同的测试流程或者不同的测试仪器会带来不同的测试结果，尽管差异性可能较小。因此，谨慎定义测试流程和测试仪器是十分必要的。相应地，标准也会规定测量电磁(干扰)发射和抗扰度的测试流程和仪器。相同的仪器在不同的地点测试会显现出显著的差异，为了解决这一领域的困难，在这方面我们必须给予充分的关注。
1. FCC标准
美国联邦通信委员会(FCC)负责促进和保证美国各种涉及无线电广播和传播设施的法规能有效执行，FCC也负责对各种电子电气装置设备的电磁发射控制的规范化，这在电信联邦法规中颁布。对无线电频率装置和设备的电磁发射(无意和有意的辐射)的限值进行了规定。
2. CISPR标准
以欧洲为基础的国际无线电干扰特别委员会(CISPR)自20世纪30年代就积极地从事于发展EMC方面的国际标准，并且被国际电工委员会(IEC)公布。IEC/CISPR的成就是国际性的，不仅涉及欧盟国家，也包括其他的非欧盟国家，例如澳大利亚、加拿大、印度、日本、韩国和美国。表1-1中给出了CISPR关于EMC的文件。
表1-1 关于EMC的CISPR的标准
3. GB标准
我国对电磁干扰防护及兼容标准的制定和建立也十分重视，因为标准化是科学管理的重要组成部分，也是组织现代化生产，促进技术进步，与发达国家进行技术交流的技术依据。
我国首份EMC标准是由原**机械工业部于1966年颁发的机械工业部标准JB854|1966《船用电气设备工业无线电干扰端子电压测量方法与允许值》。20世纪70年代后期，由原国家标准局主持成立了无线电干扰标准化工作组。1983年10月31日颁布了首份EMC国家标准GB/T3907|1983《工业无线电干扰基本测量方法》。之后又相继颁布了GB4343|1984《电动工具、家用电器和类似器具无线电干扰特性的测量方法和允许值》、GB4365|1984《无线电干扰名词术语》、
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