江滨浩 杨继深   2002                  主 要 内 容 电磁干扰现象 电磁干扰三要素 时域与频域 电磁干扰源  敏感体及其特性 电磁干扰的耦合途经 电磁辐射的基本理论 传导耦合的基本理论 电磁骚扰的抑制策略                  电磁干扰现象       电磁干扰三要素            常见干扰源          电磁骚扰源的分类        电磁骚扰（源）的性质 频谱宽度    — 按照电磁骚扰能量的频率分布特性，可以确定其频谱宽度。连续波      交流声骚扰的频谱宽度最窄，单价脉冲函数的频谱诺宽度最宽。  波形 幅度或电平 出现率 辐射骚扰的极化特性 辐射骚扰的方向特性 天线的有效面积    — 表征敏感设备接收骚扰场强能力的参数，等于传送到匹配负载的平        均功率密度与入射到天线上的电磁波平均功率密度之比。天线有效        面积越大，敏感设备接收电磁骚扰的能力就越强。        产生电磁干扰的条件               频 谱 分 析               频域分析             脉冲信号的频谱                 信号的频谱        地表面自然磁场的分布           地表面的自然电场                雷电放电              非功能性干扰                 功能性干扰源   电磁骚扰的耦合途径分类       电磁辐射的基本理论        磁偶极源的近区场 波 阻 抗         远区场和近区场的波阻抗                源的波阻抗          小型实际电路的辐射 近区       辐射场随频率的变化曲线       偶极天线的演变和寄生天线       导体的天线效应    接收天线对发射天线的功率响应         差模电流和共模电流    场对线的共模和差模的耦合      场对高频传输线的耦合        电容性耦合 (近电场相互作用)      近地导线间的电容性耦合    电感性耦合 (近磁场耦合)    电容性与电感性耦合之间的差异     电容耦合与电感耦合的综合考虑          电路性耦合            电路耦合的实例           传输线的短线处理 根据传输线长度与传输信号频率的关系可把传输线分为      长线和短线，长线和短线应采取不同的方法处理。 传输线长度小于等于1／20 的信号波长， 传输延迟时间小于等于1／4的数字信号脉种上升时向时传缠线亩祝为短线，即             转移阻抗耦合               频域分析             脉冲信号的频谱                 信号的频谱       电磁兼容设计策略   敏 感 体 受电磁骚扰影响的电路、设备或系统均称为敏感体 电磁敏感性（electromagnetic susceptibility      在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能避免性能降低的能力。敏感性高，抗扰性低。   对于电容性合，在敏感电路(导体2) 与地之间并联了一个骚    扰电流源(并联一个电压源).   对于电感性耦合，产生一个与敏感电路(导体2串联的骚扰电压     (感应电压)             如何鉴别电容性和电感性耦合干扰？ 电感耦合干扰电压是串联于受害电路上．而电容耦 合干扰电压   是并联于受害电路上.在靠近干扰源的近端和远端电容耦合的电流方向相同，而电感耦台的电流方向相反。 作业 !  远端的干扰电压  近端的干扰电压 电路1中的骚扰      通过阻抗 耦合到电路2中，形成干扰   地线阻抗形成的耦合   公共电源内阻及公共线路阻抗形成的耦合  多回路电路性传导耦合          是辐射耦合，还是 ‘路’耦合？！          时域波形 频谱分量 付立叶级数(周期) 付立叶变换(非周期) 示波器观察 频谱分析仪观察 谱密度  频率很低时 频率较低时                   高频时  简化：不考虑相位，  d   谐波幅度 （电压） tr V 1/?tr 频率（对数） 两个转折点    一个转折点   脉冲波形有较宽的频率带宽   频率幅度在低频段较高，在低频段较低，下降的速度与脉冲边沿与陡度     有关，越陡，下降越慢  电磁兼容的角度，希望频谱带要窄，因为，高频时 串扰和辐射强，     电磁兼容的工程方法       1 测试修改法                      2 系统设计法 可采取的措施        电路 结构封装        屏蔽        滤波        软件 成本 措施  概念       设计            产品         市场 阶段 电磁干扰耦合模型        C：  电容耦合         L：   电感耦合         Z：  共阻抗耦合        NC：近场耦合       FR：远场辐射      环天线元     偶极天线元    缝隙天线           电磁辐射    电磁散射（二次源，敏感体）   基本天线结构  （等效为磁荷源）                      辐射系统的三个区域 对电流辐射系统，有三个空间尺度 考虑小区域内辐射： 按波长和距离，分成三个区域：        ，近区，       ， 各点相位一致，电磁场结构与 静电、静磁场相同（似稳场）        ，感应区，过渡区        ，远区，辐射区  源到场点距离 r 电流系统尺度 l 空间电磁波波长  总电  磁场 ＝ 源所激发 的电磁场 ＋  电磁场相互 激发的电磁场  静态电磁场特点 场量与 r 2   成反比      电磁波特点   场量只能与 r 成反比   电偶极子－电流元   电偶极子电磁场表达式 电偶极电磁场表达式 近区场/ 似稳场 近场区                                        （无推迟效应） 场表达式     坡印亭平均值   电磁场  相位差  与电偶极子的静电场和恒定电流元的磁场的表达式相同。尽管电偶极源上 的电流是时变的，时变电磁场之间相互激发的波动效应比起电荷和电流直接 激发的静态场要小得多。  电场与磁场始终保持 90 度相位差，其 Poynting 平均值恒为零，电场能在 另半周期等值地转换为磁场能没有能量向外部输运。          电偶极辐射(远区）场   同相位，        辐射场，TME 波   波阻抗      方向性－非均匀球面波 辐射电场线图 磁偶极源场表达式 磁偶极 电流 因为电流    闭合，可用闭合电流 的线圈线积分计算磁偶极源   场表达式           磁偶极辐射（远区）场 磁场线分布图   同相位，         辐射场，TME 波   波阻抗    方向性－非均匀球面波 电偶极子 磁偶极子 对 偶 关 系    “ 稳态场 ” 的结构，     无能量辐射，无推迟效应    电场随频率增加而增加减小   一般定义 远场 近场 同传播方向上，相互垂直电场和磁场之比 电偶极源 磁偶极源 波阻抗 电
第二章_电磁兼容课件-电磁干扰耦合与传输理论-2009.ppt