電子設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐

前言

　　我國加入WTO和實(shí)施強(qiáng)制產(chǎn)品EMC認(rèn)證制度以來，電磁兼容的重要性和必要性已被普遍接受。但是目前國內(nèi)大多數(shù)電子工程師面對(duì)實(shí)際的設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，仍然需要花費(fèi)較大的精力去解決電磁兼容性的設(shè)計(jì)和工程問題；仍然需要不斷提高和改進(jìn)電磁兼容性的設(shè)計(jì)和工程能力。目前，國內(nèi)電子行業(yè)的電磁兼容設(shè)備和測(cè)試水平普遍偏低，缺少必要的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、診斷手段和能力，無法在本單位進(jìn)行電磁兼容的預(yù)測(cè)試或查找故障的測(cè)試。面對(duì)國際電子市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的局面，這確實(shí)是個(gè)很遺憾的事實(shí)?！　‖F(xiàn)在，進(jìn)入了信息時(shí)代的今天，幾乎所有的工程設(shè)計(jì)都與電子設(shè)備有關(guān)，技術(shù)人員設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能否達(dá)到電磁兼容規(guī)范要求，已經(jīng)成為衡量現(xiàn)代工程技術(shù)人員能否勝任技術(shù)工作的重要標(biāo)志之一。對(duì)第一線工程技術(shù)人員而言，不斷提高電磁兼容設(shè)計(jì)能力，是適應(yīng)不斷發(fā)展的工業(yè)化、信息化的形勢(shì)要求，是提升自身價(jià)值的出類拔萃之道。編撰本書的目的就是希望提供一本能滿足廣大讀者自學(xué)要求的實(shí)用電磁兼容設(shè)計(jì)教材。為此，我們?cè)?003版《電子設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)》專著的基礎(chǔ)上，廣泛查閱、收集近年來國內(nèi)外電磁兼容領(lǐng)域各方面的最新發(fā)展成果、動(dòng)向和趨勢(shì)，并結(jié)合新形勢(shì)下從事科技項(xiàng)目的實(shí)踐成果及經(jīng)驗(yàn)，重新編寫了這本《電子設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐》專著。本版比《電子設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)》專著有很大改動(dòng)，全體編委都夜以繼日地工作，有些章節(jié)更新的內(nèi)容甚至達(dá)到總量的50％以上?！　　峨娮釉O(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐》專著的編委會(huì)由6人組成：區(qū)健昌教授任主編；林守霖研究員、呂英華教授博導(dǎo)任副主編。馮桂山高工、劉利華高工、孫明云副教授任編委。全書共12章。簡(jiǎn)述如下?！　〉?章：緒論。本章從電磁兼容一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展簡(jiǎn)史和主要國際組織機(jī)構(gòu)開始，進(jìn)而闡述電磁兼容學(xué)科和研究對(duì)象，其中特別對(duì)近期修訂的GJB1389A-2005（（系統(tǒng)電磁兼容性要求》規(guī)范中的電磁環(huán)境效應(yīng)做了介紹。繼而，對(duì)電磁兼容的研究方法和產(chǎn)品質(zhì)量的認(rèn)證體系進(jìn)行了闡述?！　〉?章：電子設(shè)備電磁兼容設(shè)計(jì)原理。本章全面闡述了現(xiàn)代的電子設(shè)備和電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的信號(hào)完整性、電磁兼容性、電子設(shè)備電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容及原理。特別是，本版明確地提出了“模板式的”電磁兼容分析和設(shè)計(jì)的理念，并且把這一理念貫穿到整章的撰寫中，比較細(xì)致地介紹了分析各層次電磁兼容工程問題所需要的基本的理論模板。處理電磁兼容工程問題與處理電磁理論問題不同，更需要抓住主要矛盾、忽略次要矛盾的影響因素，采用簡(jiǎn)化的工程處理方法。實(shí)現(xiàn)這個(gè)理念的關(guān)鍵是采用模板分析方法，也就是利用本章給出的基本理論模板用到實(shí)際問題中去，將實(shí)際問題對(duì)應(yīng)為理論模板和具體數(shù)據(jù)的集成體，在理解物理現(xiàn)象的基礎(chǔ)上找到設(shè)計(jì)和分析的結(jié)論。相信經(jīng)過本章的閱讀，讀者能喜歡模板式的分析建模方法。

內(nèi)容概要

　　闡述了電磁兼容學(xué)科的基本理論、研究方法和設(shè)計(jì)原理；元件、設(shè)備、系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)間的設(shè)計(jì)與控制技術(shù)，對(duì)電磁兼容工程中的屏蔽、濾波、接地、PCB板、布線和接續(xù)等抑制技術(shù)進(jìn)行了詳盡分析和工程計(jì)算、舉例，靜電、雷電和電磁脈沖所涉及的電磁兼容防護(hù)理論、工程計(jì)算和實(shí)際舉例；電磁兼容測(cè)量原理、診斷和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，各種測(cè)量?jī)x器性能和各種軍民測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)；電磁兼容性的故障診斷理論、監(jiān)測(cè)技術(shù)與干擾識(shí)別、故障案例?！峨娮釉O(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐》的特色是電磁兼容學(xué)科涉及的面廣且深，理論與實(shí)踐緊密相結(jié)合，與科技發(fā)展相同步?！　　峨娮釉O(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐》可作為高等院校相關(guān)專業(yè)本科生和研究生教材，電子工程技術(shù)設(shè)計(jì)人員的參考書，也非常適宜作為電子工程技術(shù)培訓(xùn)教材。

作者簡(jiǎn)介

　　區(qū)健昌，教授，1958年畢業(yè)于北京理工大學(xué)電子工程系。早期從事電磁兼容研究，重點(diǎn)為EMI濾波器領(lǐng)域的研究工作。2002年主編《電子設(shè)備的電磁兼容性設(shè)計(jì)》，在國內(nèi)外刊物上發(fā)表過論文50余篇。曾獲《高性能小型電源濾波器》等六項(xiàng)專利和多項(xiàng)北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)，其中《高性能小型電源濾波器》1991年被國家專利局評(píng)定為國家專利。1997年載入英國劍橋國際傳記中心的（（國際名人辭典》（二十五版）、1998年載入國家人事部《中國專家人名辭典》（第八卷）?！　?996年3月退休。曾任北京理工大學(xué)產(chǎn)業(yè)總公司總工、北京理工高科技孵化器副主任等。中國電子學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員?，F(xiàn)任北京電子電器學(xué)協(xié)會(huì)電磁兼容分會(huì)會(huì)長(zhǎng)、北京電子學(xué)會(huì)生產(chǎn)技術(shù)委員會(huì)副主任。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 電磁兼容發(fā)展簡(jiǎn)史1.2 電磁兼容的主要國際組織和機(jī)構(gòu)1.3 電磁兼容學(xué)科和研究對(duì)象1.3.1 電磁脈沖與電磁環(huán)境效應(yīng)1.3.2 雷電（Lightning）1.3.3 強(qiáng)電磁脈沖（EMP）1.3.4 靜電放電（ESD）1.3.5 開關(guān)操作1.3.6 對(duì)電氣、電子設(shè)備或元器件造成的危害1.3.7 研究所涉及的領(lǐng)域1.4 EMC的研究方法1.4.1 EMC設(shè)計(jì)方法的演變1.4.2 EMI的預(yù)測(cè)和分析1.4.3 EMC設(shè)計(jì)的有效性1.4.4 EMI的控制技術(shù)1.4.5 EMC的儀器與測(cè)量技術(shù)第2章 電子設(shè)備電磁兼容設(shè)計(jì)原理2.1 電子設(shè)備電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容及采用的方法2.1.1 21世紀(jì)的電子信息設(shè)備的電磁兼容2.1.2 保證設(shè)備級(jí)的電磁兼容性2.1.3 保證綜合系統(tǒng)和系統(tǒng)級(jí)的電磁兼容性2.1.4 保證業(yè)務(wù)級(jí)的電磁兼容性2.2 常見的電磁干擾源及特性2.2.1 自然界存在的電磁干擾源2.2.2 人為的電磁干擾源2.2.3 干擾源的頻譜評(píng)估2.3 電磁干擾作用途徑及分析方法2.3.1 輻射干擾2.3.2 傳導(dǎo)干擾2.4 保證電磁兼容性的方法2.4.1 在不同等級(jí)上保證電磁兼容性的方法2.4.2 減小導(dǎo)線之間的耦合2.4.3 接地2.4.4 屏蔽與濾波第3章 電子電氣系統(tǒng)電磁兼容性分析和設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)電磁兼容性概述3.1.1 電磁兼容性設(shè)計(jì)的依據(jù)3.1.2 電磁兼容性設(shè)計(jì)的主要原則3.1.3 電磁兼容性問題的處理和設(shè)計(jì)方法3.1.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)3.2 譜域分析和系統(tǒng)間電磁兼容性3.2.1 發(fā)射機(jī)功率譜函數(shù)數(shù)學(xué)模型3.2.2 接收機(jī)響應(yīng)譜函數(shù)數(shù)學(xué)模型3.2.3 天線增益函數(shù)數(shù)學(xué)模型3.2.4 饋線損耗3.3 環(huán)境電磁場(chǎng)及安全界限值3.3.1 接收系統(tǒng)的環(huán)境電磁場(chǎng)3.3.2 發(fā)射系統(tǒng)的環(huán)境電磁場(chǎng)3.3.3 電磁波安全界限值3.4 頻譜控制和尖峰脈沖控制3.4.1 頻譜分析與控制3.4.2 尖峰脈沖控制3.5 電源的電磁兼容性要求3.5.1 系統(tǒng)對(duì)電源干擾的限制性要求3.5.2 一次電源系統(tǒng)特性要求3.6 系統(tǒng)內(nèi)不可控噪聲電平3.6.1 系統(tǒng)地線干擾指標(biāo)和分配方法3.6.2 系統(tǒng)地線干擾噪聲的測(cè)量3.7 電磁干擾隔離度和布局3.7.1 發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的隔離度3.7.2 接收機(jī)通道隔離度3.7.3 系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備之間的隔離度3.7.4 裝備和電子設(shè)備的布局3.8 接地、布線、屏蔽總體方案3.9 電子、電氣系統(tǒng)的防雷措施3.9.1 避雷針結(jié)構(gòu)3.9.2 避雷針引下線和接地3.9.3 對(duì)感應(yīng)雷的防護(hù)第4章 電子設(shè)備電磁屏蔽的設(shè)計(jì)4.1 概述4.2 電場(chǎng)屏蔽4.2.1 靜電屏蔽4.2.2 交變電場(chǎng)屏蔽4.3 磁場(chǎng)屏蔽4.3.1 靜磁屏蔽4.3.2 低頻磁場(chǎng)屏蔽4.4 電磁屏蔽4.4.1 電磁輻射干擾源4.4.2 屏蔽效能的計(jì)算4.5 電磁屏蔽材料4.5.1 屏蔽用金屬材料4.5.2 縫隙屏蔽材料4.5.3 薄膜屏蔽材料4.5.4 通風(fēng)孔屏蔽材料4.5.5 觀察窗屏蔽材料4.5.6 引線孔的屏蔽材料第5章 EMI電源濾波器的防護(hù)設(shè)計(jì)5.1 電網(wǎng)的電源干擾5.2 開關(guān)電源的干擾5.3 噪聲源的等效電路5.3.1 三線制輸入端的開關(guān)電源噪聲5.3.2 開關(guān)電源輸出端噪聲5.3.3 二線制輸入端的開關(guān)電源噪聲5.3.4 噪聲源等效電路的輸入阻抗5.4 EMI電源濾波器插入損耗的理論計(jì)算方法5.4.1 插入損耗的定義5.4.2 電源濾波器一般常用的典型電路5.4.3 共模插入損耗的推導(dǎo)5.4.4 差模插入損耗的推導(dǎo)5.4.5 理論計(jì)算與實(shí)測(cè)結(jié)果5.4.6 高頻參數(shù)的修正5.5 EMI電源濾波器插入損耗的工程計(jì)算方法5.5.1 理論計(jì)算公式5.5.2 工程應(yīng)用5.5.3 應(yīng)用步驟5.5.4 設(shè)計(jì)舉例5.6 EMI輸入濾波器的穩(wěn)定性問題5.6.1 并聯(lián)阻尼濾波器5.7 EMI濾波器中的濾波電感5.7.1 共模扼流圈5.7.2 差模扼流圈5.7.3 整流濾波電感5.8 EMI濾波器標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法5.8.1 EMI濾波器的標(biāo)準(zhǔn)5.8.2 插入損耗的測(cè)量方法5.8.3 EMI電源濾波器實(shí)際的輸入、輸出負(fù)載5.9 EMI濾波器的正確選擇和使用5.9.1 具體電路分析5.9.2 額定電流與環(huán)境溫度5.9.3 耐壓、泄漏電流與安全5.9.4 正確安裝方法5.10 EMI濾波器的發(fā)展趨勢(shì)5.10.1 模塊電源EMI濾波器向小型化和功能復(fù)合化方向發(fā)展5.10.2 X2Y平衡式MLCC電容濾波器5.10.3 常規(guī)連接器向帶有濾波或壓敏功能的連接器方向發(fā)展5.11 簡(jiǎn)易的共/差模分離方法第6章 電子電氣設(shè)備接地設(shè)計(jì)6.1 基本概念6.1.1 接地是電路的組成部分6.1.2 接地建立基準(zhǔn)電平6.1.3 地線干擾分析6.2 克服地線干擾的主要方法6.2.1 克服差模干擾的有效方法6.2.2 克服共模干擾的主要方法6.2.3 地線的天線效應(yīng)引起的電流6.2.4 接地電位差干擾的抑制方法6.2.5 安全接地6.3 接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例6.3.1 接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)幾項(xiàng)主要要求6.3.2 接地線截面積選擇6.3.3 供電配電箱接地6.3.4 復(fù)雜電子設(shè)備的接地6.3.5 供電接地、電子設(shè)備接地、避雷接地的相互關(guān)系6.4 搭接6.4.1 搭接的類型6.4.2 搭接片的設(shè)計(jì)6.4.3 搭接面的處理6.4.4 搭接技術(shù)的一般原則6.4.5 搭接電阻要求6.5 接地綜合性問題分析6.5.1 接地平面電位的平坦度6.5.2 地線匯總點(diǎn)的確定6.5.3 地面裝備（設(shè)備）接地電阻6.5.4 軍用裝備和民用設(shè)備接地要求的差別6.5.5 高壓設(shè)備接地和數(shù)字設(shè)備防靜電接地的特殊要求第7章 電子電氣設(shè)備的布線和接續(xù)設(shè)計(jì)7.1 線間串?dāng)_分析7.1.1 電容耦合產(chǎn)生的干擾7.1.2 電感耦合產(chǎn)生的干擾7.1.3 減小線間耦合的一種方法7.2 屏蔽線的磁屏蔽和電磁屏蔽作用及地回路的形成7.2.1 屏蔽層的磁屏蔽7.2.2 地回路干擾的形成7.2.3 電磁輻射和同軸電纜屏蔽7.3 電子設(shè)備常用線型7.3.1 屏蔽線7.3.2 雙絞線7.3.3 同軸電纜7.4 工程上布線、布纜方法7.5 接續(xù)設(shè)計(jì)7.5.1 滑動(dòng)連接裝置7.5.2 電連接器應(yīng)用7.5.3 轉(zhuǎn)接箱（信號(hào)分配器）接續(xù)設(shè)計(jì)7.6 布線電磁兼容性工程應(yīng)用和分析7.6.1 電纜對(duì)中輻射發(fā)射RE102指標(biāo)的影響7.6.2 電纜滿足GJB151A標(biāo)準(zhǔn)中CS114、CS115、CS116指標(biāo)的電磁兼容性設(shè)計(jì)7.6.3 互連電纜對(duì)電子設(shè)備間電磁干擾隔離度的影響7.6.4 電纜屏蔽層的終端連接法7.6.5 采用印制母板布線替代電子設(shè)備布線第8章 高速印制電路板的電磁兼容設(shè)計(jì)8.1 電子信息設(shè)備電磁兼容性設(shè)計(jì)與信息安全8.1.1 概述8.1.2 電子設(shè)備電磁兼容設(shè)計(jì)思想8.2 高速印制電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)8.2.1 電磁兼容設(shè)計(jì)要考慮的帶寬和等效電路8.2.2 印制線條及電路的高頻參數(shù)計(jì)算8.2.3 決定多層印制電路板的布線安排8.2.4 高速印制電路板的接地設(shè)計(jì)8.2.5 高速電路板布線的其他方法8.3 數(shù)字電路的電容設(shè)計(jì)8.3.1 開關(guān)電路供電的特點(diǎn)和解決方案8.3.2 電容器的自諧振頻率8.3.3 數(shù)字電路電源系統(tǒng)電容的設(shè)計(jì)方法8.3.4 數(shù)字電路電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)遇到的實(shí)際問題8.4 時(shí)鐘電路的電磁兼容設(shè)計(jì)8.4.1 概述8.4.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)方法8.4.3 時(shí)鐘電路的電磁兼容設(shè)計(jì)舉例8.4.4 時(shí)鐘電路印制線條的布線方法8.4.5 減小時(shí)鐘電路輻射的方法8.4.6 時(shí)鐘電路引起的串音、保護(hù)線的安排8.4.7 時(shí)鐘線條終端方法8.5 I/O電路及背板和連接器的設(shè)計(jì)8.5.1 連接器設(shè)計(jì)的基本概念8.5.2 I/O電路、背板和連接器設(shè)計(jì)的一般原理8.5.3 印制電路板到背板的連接設(shè)計(jì)8.5.4 插板到插槽的阻抗控制8.5.5 I/O電路與背板和連接器設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)方法8.5.6 多層印制電路板電磁兼容設(shè)計(jì)的理論方法第9章 靜電、靜電測(cè)量和靜電防護(hù)9.1 靜電的產(chǎn)生9.1.1 靜電產(chǎn)生的機(jī)理9.1.2 靜電產(chǎn)生方式9.1.3 靜電的屏蔽性9.1.4 電子產(chǎn)品敏感特性9.2 靜電放電（ESD）試驗(yàn)?zāi)Ｐ?.2.1 人體模型9.2.2 帶電器件模型9.2.3 電場(chǎng)感應(yīng)模型9.3 危害9.3.1 引起爆炸和火災(zāi)9.3.2 給人以電擊9.3.3 妨礙生產(chǎn)9.3.4 對(duì)電子產(chǎn)品的影響9.4 測(cè)量9.4.1 電子元器件靜電放電（ESD）敏感度測(cè)量9.4.2 電子設(shè)備靜電放電（ESD）敏感度試驗(yàn)9.5 靜電放電（ESD）的防護(hù)9.5.1 一般措施9.5.2 儀器和設(shè)備的防靜電放電（ESD）措施9.5.3 軟件防靜電放電（ESD）措施第10章 雷電及電磁脈沖的防護(hù)技術(shù)10.1 雷電基礎(chǔ)知識(shí)10.1.1 雷電形成的物理過程10.1.2 雷電活動(dòng)規(guī)律10.2 雷電及電磁脈沖的物理特性10.2.1 雷電流波形及一般物理特性10.2.2 雷電電磁脈沖的頻譜分析10.2.3 電磁脈沖的波形和頻譜10.2.4 雷電及電磁脈沖的傳播途徑10.3 雷電電磁脈沖的物理效應(yīng)和電磁效應(yīng)10.3.1 電磁脈沖對(duì)器件或系統(tǒng)（設(shè)備）的電磁效應(yīng)10.3.2 電磁脈沖對(duì)地下長(zhǎng)傳輸電纜的影響10.3.3 對(duì)供電線的影響10.4 雷電和電磁脈沖的防護(hù)原理10.4.1 接閃10.4.2 屏蔽10.4.3 均壓（等電位）10.4.4 接地和接地電阻10.5 過壓保護(hù)原理及其器件10.5.1 過壓保護(hù)原理10.5.2 過壓保護(hù)器件（SPD）10.6 雷電、電磁脈沖防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用10.6.1 關(guān)于防雷規(guī)范的討論10.6.2 接閃器10.6.3 地網(wǎng)10.6.4 防雷器總體要求10.6.5 電源防雷器的要求和安裝10.6.6 信號(hào)防雷器要求10.6.7 防護(hù)技術(shù)應(yīng)用第11章 電磁兼容性測(cè)量及測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)11.1 電磁兼容性測(cè)量的基本概念11.1.1 電磁干擾形成原因11.1.2 電磁輻射的基本概念11.1.3 幾種電磁兼容測(cè)量量綱及換算關(guān)系11.2 電磁兼容性測(cè)量需要的主要儀器和設(shè)施11.2.1 接收設(shè)備11.2.2 信號(hào)發(fā)生器11.2.3 功率放大器11.2.4 使用電子測(cè)量?jī)x器注意事項(xiàng)11.2.5 電磁兼容性測(cè)量輔助設(shè)備11.2.6 電磁兼容性測(cè)量設(shè)施11.3 電磁兼容性性能預(yù)測(cè)試11.3.1 電磁干擾產(chǎn)生的根源11.3.2 干擾信號(hào)的頻譜11.3.3 電磁兼容性性能預(yù)測(cè)試11.3.4 電磁干擾診斷方法舉例11.3.5 輻射診斷測(cè)量注意事項(xiàng)11.4 電磁兼容性基本測(cè)量方法11.4.1 電磁輻射發(fā)射測(cè)量系統(tǒng)（RE）（電磁騷擾或輻射騷擾）11.4.2 電磁輻射敏感度測(cè)量系統(tǒng)（RS）（電磁抗擾度）11.4.3 傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)量系統(tǒng)（CE）（傳導(dǎo)騷擾）11.4.4 傳導(dǎo)敏感度測(cè)量系統(tǒng)（CS）11.5 電磁兼容性測(cè)量?jī)x器和附件的校準(zhǔn)11.5.1 電磁干擾測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)11.5.2 天線的校準(zhǔn)11.5.3 電流探頭傳輸阻抗校準(zhǔn)方法11.5.4 電流注入探頭插入損耗校準(zhǔn)方法11.5.5 電源阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)11.6 電磁兼容性測(cè)量不確定度分析11.6.1 不確定度分析的基本概念11.6.2 EMI測(cè)量不確定度分析11.6.3 電磁敏感度測(cè)量不確定度分析11.7 電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)概況第12章 電磁兼容性故障診斷12.1 概述12.2 電磁兼容性故障矩陣12.2.1 故障矩陣原理12.2.2 不同分系統(tǒng)故障矩陣元素的分析12.2.3 電磁兼容性故障矩陣的綜合分析12.3 電磁兼容性故障樹——排除法12.3.1 故障樹建立和分析的一般方法12.3.2 電磁兼容性故障樹12.3.3 故障機(jī)理的排除法12.4 電磁兼容性故障監(jiān)測(cè)與干擾識(shí)別12.4.1 潛在故障監(jiān)測(cè)和設(shè)計(jì)改進(jìn)12.4.2 顯性故障的監(jiān)測(cè)和分析12.4.3 電磁干擾識(shí)別12.5 電磁兼容性故障相似類比法和故障案例12.5.1 故障案例的收集及案例內(nèi)容12.5.2 故障案例的錄入和檢索12.5.3 專家系統(tǒng)故障診斷12.6 電磁兼容性故障診斷綜述附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　3.電子設(shè)備內(nèi)部的干擾源　　電子設(shè)備內(nèi)部電路及器件在工作時(shí)也會(huì)輻射電磁波產(chǎn)生電磁干擾。這種電磁輻射一方面會(huì)傳送到電子設(shè)備之外并對(duì)其他設(shè)備造成干擾影響，另一方面也會(huì)在自己內(nèi)部電路上產(chǎn)生干擾影響其他部件的工作，使電子設(shè)備的功能變壞，使穩(wěn)定性變差。特別是在有數(shù)字器件的電子電路中，高速度的數(shù)字邏輯元件都是產(chǎn)生噪聲和干擾的原因?！　。?）TTL的開關(guān)噪聲。TTL邏輯元件工作時(shí)，邏輯狀態(tài)變化時(shí)電流發(fā)生很大變化，這個(gè)開關(guān)電流的成分中包含有幾十到幾百兆赫的高頻成分，它是引起噪聲的重要原因。這些噪聲引起的高頻電流通過電源和接地的渠道對(duì)其他電路產(chǎn)生影響。對(duì)于TTL邏輯元件本身來講也極容易遭受噪聲的影響，一般地講2V、20ns的由低到高的噪聲就足以使TTL邏輯器件發(fā)生誤動(dòng)作。TTL電路所產(chǎn)生的須狀噪聲約為0.5～1.5V，寬度5～10ns。　?。?）動(dòng)態(tài)RAM。動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）體積小，速度高，功耗小，性能價(jià)格比非常優(yōu)越。DRAM的存儲(chǔ)單元是電容器，利用電荷存儲(chǔ)數(shù)位信息，讀出信息時(shí)電容器上的電荷就轉(zhuǎn)移到位讀出線上，再經(jīng)放大器放大，同時(shí)再對(duì)該電容器充電以便再度儲(chǔ)存電荷，保存曾經(jīng)讀過的邏輯值。由于電路總會(huì)有漏電，電容的電荷有衰減，就必須定期再生，所以，DRAM是以電容器放電為基礎(chǔ)的部件。DRAM的快速的電容器充放電電流的峰值為100mA，頻率可達(dá)100MHz，因此能夠經(jīng)過電源線和接地線產(chǎn)生串?dāng)_和公共阻抗噪聲?！　。?）電源和接地。在電子設(shè)備中通常采用直流電源，而電網(wǎng)上提供交流電源，所以要采用一定的電子設(shè)備產(chǎn)生直流電源。這些電源設(shè)備會(huì)把電網(wǎng)中的高頻噪聲或電源設(shè)備工作中的電磁噪聲經(jīng)直流通路傳送到電子電路上造成干擾。同時(shí)，電子電路中的數(shù)字器件和高頻器件工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生噪聲，也會(huì)經(jīng)電源和接地通路對(duì)其他部件產(chǎn)生干擾。此外，現(xiàn)代的電子設(shè)備內(nèi)部供電也常采用分散供電的方式，電源投入的過渡過程，負(fù)載變化都會(huì)導(dǎo)致電流快速脈沖的發(fā)生?！　≡陔娮釉O(shè)備中，接地系統(tǒng)呈現(xiàn)極為復(fù)雜的狀態(tài)，其原因有如下方面：①電子設(shè)備中有各種功能的接地系統(tǒng)，安全地、信號(hào)地、電源地、數(shù)字地、模擬地和浮置地等。②電子設(shè)備的接地系統(tǒng)往往參與信號(hào)傳輸和工作過程，特別是在印制電路板中，接地回路是許多電子電路的公共回流通道。③電子設(shè)備中的接地系統(tǒng)流過具有大帶寬高頻電流，并且應(yīng)該具有最小的阻抗。　?。?）振蕩器件及變壓器。電路中的晶體振蕩器工作時(shí)會(huì)向周圍輻射高頻電磁波，變壓器工作時(shí)也會(huì)有電磁輻射發(fā)生。　?。?）靜電放電和輸入／輸出端的干擾。由于摩擦，特別是人體的運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生很高的靜電電壓，從而引發(fā)靜電放電。靜電放電會(huì)經(jīng)過不完善的屏蔽進(jìn)入到電子設(shè)備內(nèi)部對(duì)內(nèi)部電路產(chǎn)生干擾甚至毀壞器件?！　≥斎耄敵龆诉B接外部設(shè)備，經(jīng)過信號(hào)線，外界的電磁干擾就通過連接器進(jìn)入電子設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生干擾。實(shí)際上電子設(shè)備內(nèi)部的干擾源常常與電磁干擾的傳輸相聯(lián)系，常常通過分布的電參數(shù)把表面上看起來沒有關(guān)聯(lián)的電路連接起來并形成電磁干擾。因此，在實(shí)際進(jìn)行印制電路板設(shè)計(jì)時(shí)一定要具體問題具體分析?！　?.2.3 干擾源的頻譜評(píng)估　　目前的電子電路理論基本上是建立在頻率域電子電路理論的基礎(chǔ)上的，電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)限值也都是以頻率域測(cè)量的數(shù)值來確定的，而且，電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸也是通過電氣長(zhǎng)度來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，所以，電磁兼容設(shè)計(jì)的首要的和基本的任務(wù)是進(jìn)行干擾信號(hào)和電子系統(tǒng)的頻譜分析。

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