《电磁兼容EMC》课件

电磁兼容EMC电磁兼容EMC是指电子设备在电磁环境中正常工作的能力，同时又不干扰其他设备的正常工作什么是电磁兼容相互影响互相共存

11.

22.电磁兼容指的是电子设备在电磁电磁兼容性是指电子设备在电磁环境中正常工作的能力，同时不环境中，可以正常工作并不会受干扰其他设备的正常工作到其他设备电磁干扰的影响互不影响

33.当电子设备正常工作时，不会对周围的其他设备产生电磁干扰电磁兼容的基本原理电磁辐射电磁干扰电子设备工作时，会产生电磁波，这当设备受到来自其他设备的电磁辐射些波会影响周围的其他设备，这就是干扰时，会影响其正常工作，这就是电磁辐射电磁干扰电磁兼容性电磁兼容标准是指设备能够在电磁环境中正常工作为了保证电子设备之间的电磁兼容性，同时也不会对其他设备造成电磁干，制定了相关标准和规范，用于限制扰的能力设备的电磁辐射和抗干扰能力电磁兼容的重要性确保设备正常运行提高设备的安全性电磁干扰会导致设备误操作、性能下降甚至损坏电磁兼容设计可以有电磁兼容设计可以降低电磁辐射对人体健康的影响，同时也可以防止设效防止这些问题，保证设备稳定可靠地运行备受到外部电磁干扰的伤害，提高设备的安全性电磁兼容的分类电磁发射电磁抗扰性谐波瞬态包括电磁干扰EMI，指电子设备指电子设备抵抗外部电磁干扰的指频率高于基波频率的倍数的正指持续时间很短的电磁干扰，例向周围环境发射的电磁能量，可能力，确保设备在干扰环境中正弦波，它们会在电力系统中产生如雷击或开关操作引起的瞬变电能影响其他设备或系统正常工作常运行负面影响，例如电压波形失真压或电流电子设备的电磁辐射电子设备在工作时会产生各种形式的电磁辐射这些辐射会对周围环境产生影响，甚至会干扰其他电子设备的正常工作辐射类型频率范围影响无线电频率辐射3kHz-300GHz无线电干扰，人体健康风险微波辐射300MHz-300GHz微波炉工作原理，人体组织加热红外辐射

0.75μm-1000μm热成像，人体温度感知可见光辐射380nm-780nm视觉感知，光线照射紫外辐射100nm-380nm皮肤晒伤，DNA损伤X射线辐射

0.01nm-10nm医疗影像，人体组织穿透伽马射线辐射小于

0.01nm放射性物质，核反应电子设备的电磁抗扰性电磁抗扰性是指电子设备抵抗外部电磁干扰的能力它决定了电子设备在存在电磁干扰的情况下，是否能正常工作电磁抗扰性是电磁兼容的重要组成部分12抗干扰稳健性抵抗外部电磁干扰的影响在干扰环境中保持正常性能34可靠性安全性确保设备稳定运行防止干扰导致设备故障或安全风险电磁兼容的设计要求电路设计布局屏蔽接地PCB选择适当的元器件，并采取措施合理布局元器件，避免高频信号使用金属外壳或屏蔽材料，将电建立良好的接地系统，将电子设降低电磁辐射和干扰，例如采用线与低频信号线相邻，减少信号子设备的电磁辐射限制在一定范备的噪声和干扰引入地面，有效屏蔽、滤波等技术串扰围内降低电磁干扰电磁屏蔽的基本方法金属屏蔽1利用金属材料的导电性，将电磁波反射或吸收吸收材料屏蔽2使用吸收材料来吸收电磁波，减少其穿透电磁波吸收材料3一些材料如铁氧体、碳材料，具有良好的电磁波吸收性能屏蔽层结构4选择合适的屏蔽层厚度和材质，以达到最佳的屏蔽效果电磁屏蔽是电磁兼容设计中非常重要的一个环节屏蔽层可以阻挡电磁波的传播，降低设备的电磁辐射和干扰电路和布线的设计PCB信号完整性1确保信号完整性和稳定性，防止信号反射、串扰等问题电源完整性2设计良好的电源系统，避免电源波动和噪声，保证设备正常运行阻抗匹配3合理设计阻抗匹配，减少信号传输过程中的损耗和反射布局布线4优化元件布局，合理布线，有效降低电磁干扰走线规则5遵循相关布线规则，避免关键信号线靠近噪声源PCB布线对电磁兼容至关重要，需要考虑多种因素，比如信号完整性、电源完整性、阻抗匹配等等电源滤波和接地的处理电源滤波接地12电源滤波器用于抑制来自电源线良好的接地可以将噪声和干扰引的噪声和干扰，例如高频脉冲导到地面，防止它们传播到其他电路共模滤波差模滤波34用于抑制共模噪声，例如电源线用于抑制差模噪声，例如来自电上的噪声子设备内部的噪声线缆的屏蔽和布线屏蔽类型接地处理屏蔽线缆通常采用编织屏蔽、箔屏蔽或组合屏蔽，以有效阻挡电磁屏蔽层应妥善接地，使干扰电流通过低阻抗路径流入大地，避免干干扰扰信号传播布线技巧线缆选择尽量缩短线缆长度，避免与高频信号线平行或交叉，并采用合理的选择合适的屏蔽线缆，例如双绞线、同轴电缆或光纤，以满足特定方式进行捆绑或固定应用场景的电磁兼容性要求电磁兼容测试的基本流程测试准备确定测试标准和环境，选择合适的测试设备，准备测试样品和记录表格测试执行按照标准和测试计划进行测试，记录测试数据，并对测试结果进行初步分析数据分析对测试结果进行全面分析，判断设备是否符合标准要求，并进行测试报告的编写测试报告整理测试结果，编写测试报告，并进行报告的评审和签发传导干扰的测试方法传导干扰测试仪器屏蔽箱接地使用频谱分析仪、网络分析仪等仪器测量设备将待测设备置于屏蔽箱中，模拟实际使用环境确保设备的接地良好，防止干扰信号通过地线在电源线和信号线上的干扰信号，减少外部干扰传播辐射干扰的测试方法天线测试电磁场测试屏蔽室测试频率扫描辐射干扰测试使用天线接收电子测试人员使用探针测量电子设备在屏蔽室中进行辐射干扰测试，使用频率扫描仪，可以快速分析设备发射的电磁辐射信号，分析周围的电磁场强度，评估其对周可以有效地隔离外部干扰，确保电子设备在不同频率下的辐射强其强度和频率围环境的干扰程度测试结果的准确性度，识别潜在的辐射干扰源电磁脉冲的测试方法测试目的测试方法电磁脉冲测试模拟现实环境中，电子设备可利用专门的电磁脉冲发生器产生不同类型的能遭遇的电磁干扰电磁脉冲测试验证设备在遇到强电磁脉冲干扰时，能测试设备在脉冲干扰下的性能表现，例如信否正常运行号完整性、数据丢失等静电放电的测试方法接触放电测试空气放电测试

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22.测试仪器模拟人体，直接接触到测试仪器模拟静电放电时的空气待测设备，施加一定电压，模拟击穿现象，模拟空气中的静电放人体静电放电时的电荷注入电，通过电极对待测设备施加高压脉冲测试标准和规范

33.IEC61000-4-2和GB/T

17626.2等标准规定了静电放电测试方法和测试条件电池供电设备的兼容性电池电压稳定电磁干扰电池寿命电池供电设备需要确保电压稳定，防止电压波电池供电设备的电磁干扰问题需要重点考虑，电池供电设备的兼容性还包括电池寿命，需要动对设备性能造成影响确保设备正常工作和通信选择合适的电池类型和管理策略无线电设备的兼容性发射器的电磁兼容无线电发射器可能会产生电磁干扰，干扰其他无线电设备的正常工作因此，发射器需要符合相关的电磁兼容标准，例如，FCC和CE医疗设备的电磁兼容安全性和可靠性患者安全医疗环境兼容性标准和法规确保医疗设备在各种电磁环境中防止医疗设备的电磁辐射对患者医疗设备必须与医院的电磁环境医疗设备必须符合相关的电磁兼正常工作，避免干扰或故障造成伤害或干扰兼容，避免相互干扰容标准和法规，确保其安全性和可靠性汽车电子的电磁兼容复杂电磁环境安全与可靠性汽车电子设备暴露在各种电磁干扰源中，例如发动机、点火系统和电磁兼容性对于确保汽车电子系统的安全、可靠性和正常运行至关无线电信号重要法规与标准设计挑战汽车电子产品必须符合严格的电磁兼容性法规和标准，以确保其不汽车电子设计人员必须采取措施来减轻电磁干扰，确保设备的电磁会干扰其他设备抗扰性航空航天电子的兼容性严苛环境可靠性至关重要复杂的设计航空航天电子设备必须能够承受极端温度、振设备故障可能导致灾难性后果，因此可靠性是航空航天电子设备的设计需要考虑到电磁干扰动和辐射，这些环境对电子元件构成重大挑战航空航天电子系统的首要考虑因素、电磁兼容性和安全性电磁兼容设计的基本准则最小化辐射最大化抗扰性合理布局规范接地采用有效的屏蔽技术，降低电子设计电路和系统时，考虑其抗电对元器件进行合理布局，避免高建立良好的接地系统，确保电子设备的电磁辐射强度，防止对周磁干扰的能力，提高对外部噪声频信号线和低频信号线相互干扰设备的电磁兼容性围环境造成干扰的抵抗力电磁兼容性能的验证测试验证通过测试验证，确保产品符合相关标准和法规要求，确保产品在实际应用环境中的可靠性仿真分析使用仿真软件模拟电磁环境，预测产品性能，优化设计，减少测试成本报告记录记录测试结果、分析数据，提供可靠的验证报告，为产品的设计改进和认证提供依据电磁兼容的法规与标准国家标准国际标准

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22.中国有国家标准，如GB/T系列，国际电工委员会（IEC）发布的标为电磁兼容提供了指导原则准在全球范围内被广泛采用行业标准法规

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44.针对特定行业和应用场景制定了各国政府制定了电磁兼容法规，更细致的电磁兼容标准例如欧盟的RED指令，对产品进行监管电磁环境的管理电磁环境监测电磁干扰控制定期监测电磁环境，评估电磁干扰水采取措施降低电磁干扰，例如屏蔽、平，识别潜在的电磁兼容问题滤波、接地等电磁兼容标准实施电磁环境管理制度严格执行相关的电磁兼容标准，确保建立完善的电磁环境管理制度，规范电子设备的电磁兼容性电磁环境管理工作电磁兼容设计的实例分析例如，在设计笔记本电脑时，需要考虑电源适配器、无线网络卡、电池等部件的电磁兼容性，以确保设备正常工作并不会干扰其他电子设备另一个例子是手机的设计，需要考虑手机内部的射频模块、音频放大器、电源管理芯片等部件的电磁兼容性，以确保手机能够正常通话、收发数据和播放音乐电磁兼容测试的注意事项测试环境测试人员测试设备测试数据确保测试环境符合标准要求，避操作人员需经过专业培训，熟练定期校准测试仪器，确保其精度详细记录测试数据，包括测试条免外部干扰影响测试结果掌握测试仪器和操作规范和准确性符合要求件、测试结果和分析结论电磁兼容设计的发展趋势智能化小型化高速化绿色化人工智能技术将应用于电磁兼容电子设备小型化趋势，对电磁兼高速信号传输对电磁兼容设计要环保要求推动绿色电磁兼容设计设计，提高设计效率容设计提出挑战求更高通过人工智能识别潜在问题，优需要更有效的电磁屏蔽和抗扰性需采用先进技术，控制信号完整低功耗、低辐射、可回收材料等化设计方案设计性和电磁干扰设计理念电磁兼容的未来应用物联网智能家居物联网设备数量不断增加，对电磁兼智能家居设备使用各种无线技术，电容的要求越来越高磁兼容设计至关重要电动汽车航空航天电动汽车需要考虑电池、电机和控制航空航天领域的电磁环境复杂，电磁系统等方面的电磁兼容性兼容技术至关重要总结与展望电磁兼容设计领域不断发展，未来将更加注重以下方面:电磁兼容测试技术的进步，如更高频、更精确的测试方法电磁兼容设计软件的应用，更智能化、更精准的分析和优化电磁兼容与其他学科交叉融合，如与人工智能、云计算、物联网的结合。