电磁兼容原理.ppt

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1、电磁兼容原理现在学习的是第1页，共36页1.概述1.1 电磁兼容性电磁兼容性定义课程内容基本认知 抗干扰技术?能解决干扰问题?.理论总结概要 .定理级连公式推导现在学习的是第2页，共36页1.概述主要应用类型特点 .新系统设计 .系统设计 .大系统设计 .电路设计 .标准规范 .旧系统医治_抗干扰技术现在学习的是第3页，共36页1.概述教材特点 研究生课程 作者及教师个人实践不足 教材多空泛而少具体授课内容 教材主要章节 补充抗干扰技术和电路设计一般准则 实例分析与改进现在学习的是第4页，共36页1.概述教材 电磁兼容原理及应用教程 清华 电磁兼容原理、设计和预测技术 北航参考书 电磁兼容原理

2、与设计技术 人民邮电 现代电子系统的电磁兼容性设计 国防现在学习的是第5页，共36页1.概述授课类型 课堂讲授为主，自学为辅 作业 实例分析 课堂讨论考试 闭卷笔试现在学习的是第6页，共36页1.概述1.2 电磁干扰与电磁兼容 电磁干扰三要素:干扰源 干扰传播途径 敏感设备 结果和系统状态:电磁干扰 电磁兼容 状态转化现在学习的是第7页，共36页1.概述1.3 电磁兼容学科研究内容1)电磁干扰特性及其传播耦合理论2)电磁危害及电磁频谱利用和管理3)电磁耦合的工程分析和电磁兼容控制技术4)电磁兼容设计理论和设计方法5)电磁兼容测量和实验技术6)电磁兼容标准、规范与工程管理7)电磁兼容预测和分析8

3、)信息设备电磁泄漏几防护技术9)环境电磁脉冲及其防护现在学习的是第8页，共36页1.概述1.4 电磁兼容学科的主要特点 新兴综合学科,具有独立的理论体系.但不够严密和系统,还在发展完善.大量引用无线电技术的概念和术语计量单位特殊性以电磁场为基础的理论体系电磁理论,电工,电子,电磁测量,信号分析,机械结构,自动控制,生物医学,材料工艺.现在学习的是第9页，共36页1.概述1.5 系统可靠性与电磁兼容性1.5.1 产品质量目标 产品可靠性1.5.2 电磁兼容性与可靠性电磁兼容性是产品可靠性的技术措施之一电磁兼容性设计是可靠性工程的组成部分电磁兼容性是可靠性工程和维修性工程的重点发展应用项目电磁兼容

4、性和可靠性有共同的工程管理和实施技术现在学习的是第10页，共36页1.概述1.6 电磁分贝单位电压分贝单位 db=20log(v1/v2)dbV=20log(v1(V),dbmv=20log(v1(mv)dbuv=dbmv+60=dbv+120电流分贝单位 db=20log(I1/I2)dbA,dbmA,dbuA功率分贝单位 db=10log(P1/P2)dbuW=dbmW+30=dbW+60电场强度,磁场强度等分贝单位现在学习的是第11页，共36页1.概述1.7 电磁兼容名词术语1.8 电磁兼容标准与电磁认证1.9 电路,磁路,电磁场基础现在学习的是第12页，共36页2.电磁干扰源与敏感设备

5、2.1 电磁环境2.1.1 大地磁场 地磁与地理坐标,磁偏角11.5,磁极,子午线和纬线,场强.正常场和异常场 正常场:磁距Pm=8.1x1022Am2 Hr=26x2cos/Rb3 H=26x2sin/Rb3 H=0 地球半径Rg=6.37x106m,Rb为Rg倍数 变化:周期性和非周期性(慢变和快变)长周期性变化:1%短周期性变化:规则扰动,n0,1=10-5Oe(7.94A/m)不规则扰动,n000,磁暴现在学习的是第13页，共36页2.电磁干扰源与敏感设备2.1.2 大地电场晴天:地表负电,场强与纬度和地形有关,中纬度地区最高,两极和赤道弱介质非均匀:电导随高度增加而增加.大气电离层(

6、50km)导电,场强随高度增加而减小E=-(90e-3.5h+40e-0.23h)v/m h海拔高度(km)h=0,E=130v/m等电位点:同心球面V=Edh=26(1-e-3.5h)+174(1-e-0.23h)kvh=50km,V=200kV电场作用下的向下持续电流:1.5kA雷电(100次/秒)产生向上电流地球象巨大的发电机大地电场模型:晴天模型和雷雨模型现在学习的是第14页，共36页2.电磁干扰源与敏感设备2.1.3 自然电磁噪声天电噪声:雷电,30MHz宇宙噪声:太阳(10MHz30GHz)和银河(150MHz200MHz),主要20MHz500MHz沉积静电放电:nHznkHz静

7、电现在学习的是第15页，共36页2.电磁干扰源与敏感设备2.2 电磁干扰源2.2.1 分类 自然 人为2.2.2 常见人工干扰源2.2.3 飞机干扰源分析举例2.3 电磁干扰的危害现在学习的是第16页，共36页2.电磁干扰源与敏感设备2.4 敏感设备的敏感度 抗干扰能力:敏感度S 敏感度门限:灵敏度Gv高则敏感度门限低2.4.1 模拟电路 Sv=f(B)K/Nv 以电压表示的敏感度 K常取1 B频带宽度 Nv热噪声电压=2Gv 对规则干扰:Sv=B/Nv=B/(2Gv)Sp=Sv2=B2/(4Gv2)=B2/(4RNp)以功率表示的敏感度 Np=Gv2/R 功率度量的热噪声,R输入阻抗 Sdb

8、v=20logSv=20logB-6-Gdbv 对随即干扰:Sv=B1/2/Nv=B1/2/(2Gv)现在学习的是第17页，共36页2.电磁干扰源与敏感设备2.4.2 数字电路 Sd=B/Ndl Ndl数字电路最小触发电平现在学习的是第18页，共36页2.电磁干扰源与敏感设备2.5 电磁干扰信号分析2.5.1 一般电磁干扰分类2.5.2 时域分析2.5.3 频域分析2.5.4 付氏变换现在学习的是第19页，共36页3.电磁干扰传播和耦合理论3.1 电磁干扰的传输途径 电磁能量的传输 按传输途径的特征分类 干扰源和敏感器间的耦合关系传导耦合 电阻性耦合 电容性耦合 电感性耦合辐射耦合 导线与导线

9、间的耦合 天线对天线耦合 场对导线的耦合现在学习的是第20页，共36页3.2 传导耦合的基本原理3.2.1 电阻性耦合 导线的电阻：R=l/s=l/(s)如圆直铜导线：R=22l/d2x10-6()(mm)高频时趋肤效应 趋肤深度=(f)-1/2(m)cu=0=5.8x107(s/m)0=410-7H/m 0=1/(4x9x109)=8.85x10-12(F/m)=66x(rrf)-1/2(mm)cu=66f-1/2(mm)现在学习的是第21页，共36页3.2.1 电阻性耦合RAC计算时应注意导线截面积sAC的变化 RAC=l/(sAC)=l/(d)=l/(d2/4)xd/(4)=RDCd/(

10、4)=5/6xl/dx(rrf)-1/2x10-7 注意:条件17424/(rrd2)RACRDC现在学习的是第22页，共36页3.2.1 电阻性耦合电阻计算 b=0.5rf低频b1:RAC=RDC(b+0.25+3/(64b)现在学习的是第23页，共36页3.2.2 电容性耦合电场耦合以分布电容进行估算C=Q/V现在学习的是第24页，共36页3.2.3 电感性耦合磁场耦合以互感进行估算现在学习的是第25页，共36页3.3 典型传导耦合3.3.1 公共地阻抗耦合公共接地阻抗耦合或电路间公用信号线的阻抗Z=RAC+jL3.3.2 共电源耦合现在学习的是第26页，共36页3.3.3 地线阻抗计算和

11、电源内阻测定3.3.3.1 金属平板地线阻抗 Zg=RACS(1+tg(2l/)l/b (/m2)RACS=0.26x10-6(rf/r)1/2(/m2)3.3.3.2 线状地线的阻抗 1)电阻 RAC=l/(sAC)现在学习的是第27页，共36页3.3.3.2 线状地线的阻抗圆截面矩形截面 2)电感 低频:L=0.05uH/m 高频:圆截面单线:L=0.2lln(4l/d)(uH)矩形截面单线:L=0.2lln(2l/(w+t)(uH)普通箱内布线估算:1uH/m现在学习的是第28页，共36页3.3.3.2 线状地线的阻抗双线:现在学习的是第29页，共36页3.3.3.3 电源内阻测定现在学

12、习的是第30页，共36页3.4 电磁辐射的基本理论3.4.1 电磁辐射的概念3.4.2 电磁辐射的场强分析麦克斯韦方程电偶极子产生的电磁场磁偶极子产生的电磁场现在学习的是第31页，共36页3.4 电磁辐射的基本理论场区划分近区场:kr1,r1,r/(2)中区场:kr=1现在学习的是第32页，共36页3.4 电磁辐射的基本理论一般场源的电磁场:导线分段电流环分按小面积划分为小电流环现在学习的是第33页，共36页3.4 电磁辐射的基本理论3.4.3 电磁场的性质波阻抗近区场特性远区场特性方向图现在学习的是第34页，共36页3.5 辐射耦合方式3.5.1 天线耦合3.5.2 场对导线耦合3.5.3 场对闭合回路耦合现在学习的是第35页，共36页4 电磁兼容控制技术4.1 电磁干扰的控制策略4.2 空间分离4.3 时间分隔4.4 频率划分和管制4.4.1 频谱管制4.4.2 滤波4.4.3 频率调制4.4.4 数字传输4.4.5 光电传输4.5 电气隔离现在学习的是第36页，共36页