【正文】 ? 當(dāng)不同電流通路上的阻抗不同時(shí) ， 天線模電流會變?yōu)椴钅；蚬材?，成為系統(tǒng)的輻射場敏感性問題 。 3/1/2023 89 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 輻射耦合 （ 續(xù) ） 天線模： ? 天線模電流沿電纜和地平面同向傳輸 。 ? 與導(dǎo)線和設(shè)備外殼有關(guān)的寄生電容和電感是共模耦合回路的主要部分 ， 在很大程度上決定著共模電流的輻度和頻譜分布 。 ? 共模電流可以引起內(nèi)部差模電流 ， 設(shè)備對差模電流是敏感的 。 ? 這些電流通常與信號電流無關(guān) 。 ? 地參考面 （ 可以是設(shè)備外部 ， 也可以是設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu) ） 在耦合中不起作用 。 ? 電纜中兩根靠近的導(dǎo)線傳輸差模 （ 去和回 ） 信號電流 。 ? 平面波總是假設(shè)是在遠(yuǎn)場； ? 當(dāng)分別考慮電場或磁場波時(shí) ， 則假設(shè)是在近場 。 ? 如果輻射體阻抗正好約 377Ω， 那么實(shí)際在近場能產(chǎn)生平面波 ，這取決于輻射體形狀 。 ? 對于任何已知電磁波 ， 波阻抗是一個(gè)十分關(guān)鍵的參數(shù) ，因?yàn)樗鼪Q定了耦合效率 ， 也決定了導(dǎo)體的屏蔽效能 。 ? 在靠近輻射源時(shí) ， 電磁場的幾何分布和強(qiáng)度由干擾源特性決定 ， 僅在遠(yuǎn)處是正交的電磁場 。 ? 磁場的單位為 m/A， 磁場正比于電流 ， 反比于離開導(dǎo)體的距離 。 ? 當(dāng)交變電壓通過網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)體產(chǎn)生交變電流時(shí) ， 產(chǎn)生電磁 （ EM） 波 ， E場和 H場互為正交同時(shí)傳播 。 3/1/2023 82 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 輻射耦合 (1) 電磁場的產(chǎn)生 ? 電場 （ E場 ） 產(chǎn)生于兩個(gè)具有不同電位的導(dǎo)體之間 。 ? 對于較長的距離 ， 在 10MHz以下 ， 電源電纜是損耗很低的 ，特性阻抗約為 150～ 200Ω。 ? 在電磁兼容試驗(yàn)中 ， 電源的射頻阻抗可用 50Ω網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)50μH電感近似表示 （ LISN） 。 3/1/2023 81 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電源耦合 ? 所有騷擾能從騷擾源經(jīng)電源配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入敏感部位 。 3/1/2023 80 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 公共阻抗耦合 （ 續(xù) ） (5) 空間間隔 ? 互電容和互感都受騷擾源和受害導(dǎo)體之間的物理距離的影響 。 ? 這個(gè)性質(zhì)可以用于診斷：比如你在觀察耦合電壓時(shí) ，改變 RL， 你能夠推斷哪一種耦合模式起主導(dǎo)作用 。 3/1/2023 79 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 公共阻抗耦合 （ 續(xù) ） (4) 負(fù)載電阻的影響 ? 磁場和電場耦合的等效電路之間的差異決定了電路負(fù)載電阻的變化引起的結(jié)果是不同的 。 ?在上述情況 ， 兩電路都必須連接參考地 ， 這樣耦合路徑才能完整 。 ?無論兩個(gè)電路對地是隔離還是連接的 ， 感應(yīng)電壓都是相同的 。 ? 磁場耦合的等效電路相當(dāng)于電壓源串接在敏感部位的電路中 。 ? 解決方法如下圖 ，分別連接兩個(gè)電路 ，因而在兩個(gè)電路之間沒有公共通路 ，也就沒有公共阻抗 。 3/1/2023 76 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 公共阻抗耦合 （ 續(xù) ） ? (1) 導(dǎo)體連接 ? 當(dāng)騷擾源與敏感部位共用一個(gè)地時(shí) ，則由于騷擾源的輸出電流流過公共地阻抗 ， 在敏感部位的輸入端產(chǎn)生騷擾電壓 。 ? 最明顯的公共阻抗是阻抗實(shí)際存在的場合 ，例如騷擾源和敏感部位共用的導(dǎo)體； ? 公共阻抗也可以是由兩個(gè)電流回路之間的互感耦合； ? 或者由于兩個(gè)電壓節(jié)點(diǎn)之間的電容耦合產(chǎn)生的 。 ? 電纜之間的耦合既可以是電容性的 ， 也可以是電感性的 。 ? 系統(tǒng)內(nèi)部耦合和設(shè)備間的外部耦合 ， 可以通過屏蔽 、電纜布局以及距離控制得到改善 。 3/1/2023 74 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁騷擾傳播途徑 （ 續(xù) ） ? 許多電子硬件包含著具有天線能力的元件 ， 例如電纜 、 印制電路板的印制線 、 內(nèi)部連接導(dǎo)線和機(jī)械結(jié)構(gòu) 。 ? 遵守已出版的發(fā)射和敏感度標(biāo)準(zhǔn)并不能保證解決系統(tǒng)的電磁兼容性問題 。 3/1/2023 73 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁騷擾傳播途徑 （ 續(xù) ） ? 騷擾源和敏感部位在一起時(shí) ， 就有從一方到另一方的潛在干擾路徑 。 ? 設(shè)備要滿足性能指標(biāo) ， 減小騷擾耦合是消除干擾危害的有效手段 ， 弄清楚騷擾耦合到敏感設(shè)備上的機(jī)理是十分必要的 。 ? 大部分電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)都是針對系統(tǒng)間電磁兼容的 。 然而隨機(jī)電壓電流則是無用副產(chǎn)品 ， 或是自然產(chǎn)生的 ， 如熱噪聲 。 它們的產(chǎn)生是為了特定的目的 ， 如 50Hz電源及其諧波或遙測信號 。 ? 隨機(jī)函數(shù)的定義允許限定其幅度或頻率成份 ，但要防止用時(shí)間函數(shù)來分析 、 描述它 。 ? 周期性函數(shù)是指在確定的時(shí)間間隔 （ 稱之為周期 ） 內(nèi)能重復(fù)出現(xiàn)； ? 非周期性函數(shù)則是不重復(fù)的 ， 即是沒有周期 ，但出現(xiàn)是確定的 ， 而且是可以預(yù)測的 。 3/1/2023 70 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁騷擾的出現(xiàn)率 ? 騷擾信號在時(shí)間軸上出現(xiàn)的規(guī)律稱為出現(xiàn)率 。 通常脈沖下的面積決定了頻譜中的低頻含量 ， 而其高頻成份與脈沖沿的陡度有關(guān) 。 3/1/2023 69 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁騷擾的波形 （ 續(xù) ） 各種波形占用帶寬由寬到窄的排列為： 矩形波－鋸齒波－梯形波－三角波－余弦形波－高斯形波 。 ? 為了保持定時(shí)準(zhǔn)確度或保證某種形式的準(zhǔn)確動作 ， 有時(shí)需要上升很陡的波形 。 3/1/2023 68 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁騷擾的波形 ? 電氣干擾有各種不同的波形 ， 如矩形波 、 三角波 、 余弦形波 、 高斯形波等等 。 ? 沖擊噪聲：它們是一些在時(shí)間上明顯地分開的 、 稀疏的 、 且前后沿很陡的脈沖； ? 熱噪聲：它們是彼此重疊的 ， 多次發(fā)生的 ， 且在時(shí)間上不易分開的密集脈沖 。 所謂隨機(jī) ， 簡單說 ， 就是未來值不能肯定地預(yù)測 。 ? 這種了解對于理解電磁 噪聲 的傳播以及電磁兼容測量夠了 。 ? 我們不必要去研究每一條譜線及其相位 ， 甚至對其包絡(luò)的變化細(xì)節(jié)也不必過分地關(guān)心 。 圖中各條譜線頂端的包絡(luò)實(shí)際上是不存在的 。 則譜如右下圖所示 。 3/1/2023 65 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁噪聲的頻譜 ? 研究電磁噪聲的傳播問題是一項(xiàng)困難的工作 ， 原因之一就是電磁噪聲的頻譜非常寬 。 ? 寬帶信號的頻譜密度振幅函數(shù) ， 除了是頻率的函數(shù)外 ， 還要用指定的帶寬來表示 。 3/1/2023 64 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁騷擾源分類 （ 續(xù) ） ? 寬帶電磁騷擾：其振幅隨頻率變化 （ 頻譜密度函數(shù) ） 的頻率范圍大于指定感受器的帶寬 。 ? 在窄帶噪聲環(huán)境中 ， 一旦感受器的帶寬大于噪聲信號的頻率范圍時(shí) ， 感受器的響應(yīng)就與其帶寬無關(guān) 。 ? 寬帶騷擾可以進(jìn)一步分為相參或非相參的 。 ? 人為騷擾源又可進(jìn)一步區(qū)分為有意的和無意的 （ 偶然的 ） 。 ? 電磁騷擾信號可以是窄帶或?qū)拵У?， 相參或非相參的 、 人為的或自然的 。 ? 在時(shí)域內(nèi) ， 電磁騷擾可以是瞬變的 、 脈沖的或穩(wěn)態(tài)的 。 3/1/2023 61 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁騷擾進(jìn)入設(shè)備的端口 3/1/2023 62 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁騷擾源的特性 電磁騷擾 （ EMI） 定義 電磁騷擾由無用的 、 亂真的傳導(dǎo) 、 輻射電信號組成 ， 能造成系統(tǒng)或設(shè)備的性能發(fā)生不允許的劣化 。 ? 端口的概念可以對各種媒體加以區(qū)分： ① 外殼端口； ② 交流電源端口； ③ 直流電源端口； ④ 控制線／信號線端口； ⑤ 接地端口 ， 即系統(tǒng)和地或參考地之間的連接 。 ? 騷擾現(xiàn)象的性質(zhì)和騷擾程度與端口的類型有關(guān) 。 ? 電磁騷擾以輻射和傳導(dǎo)方式侵害敏感設(shè)備的 。 輻射耦合是通過介質(zhì)以輻射電磁波形式傳播 ， 騷擾能量按電磁波的規(guī)律向周圍空間發(fā)射 。 3/1/2023 58 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁騷擾的傳播途徑 （ 續(xù) ） 傳導(dǎo)耦合必須在騷擾源和敏感設(shè)之間有完整的電路連接 ， 騷擾信號沿著這個(gè)連接電路傳遞到敏感設(shè)備 ， 發(fā)生干擾現(xiàn)象 。 ? 傳導(dǎo)耦合包括互傳導(dǎo)耦合和導(dǎo)線間的感性與容性耦合 。 人為騷擾源包括： ① 工科醫(yī) （ 射頻 ） 設(shè)備； ② 高壓電力系統(tǒng)與電力電子系統(tǒng)； ③ 電牽引系統(tǒng)； ④ 內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)； ⑤聲音和廣播電視接收機(jī)； ⑥ 家用電器 、 電動工具與電氣照明； ⑦ 信息技術(shù)設(shè)備； ⑧ 靜電放電； ⑨核電磁脈沖； ⑩ 通訊 、 廣播 、 定位等大功率設(shè)備 。 3/1/2023 56 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁騷擾源 電磁騷擾源包括自然騷擾源和人為騷擾源 。 則在自由空間 ， 功率密度 S與電場強(qiáng)度 E的關(guān)系化為分貝： SdB（ W/m2） =EdB（ V/m） – SdB（ mW/m2） =EdB（ μV/m） – SdB（ μW/m2） =EdB（ μV/m） – 3/1/2023 55 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁干擾形成的三要素 形成電磁干擾必然具備三個(gè)基本要素 : ① 電磁騷擾源 ， ② 耦合途徑或傳播通道 ， ③ 敏感設(shè)備 。 它們之間的關(guān)系為： SW/m2＝ 10 SmW/cm2＝ SμW/cm2 除需要進(jìn)行場強(qiáng)換算外 ， 一般功率密度不再轉(zhuǎn)換為分貝形式 。 功率密度的基本單位為 W/m2。 3/1/2023 52 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁兼容測試中常用單位 （ 續(xù) ） ? 電壓 對于純阻性負(fù)載： P=V2 / R 若以分貝 （ dB） 表示 ， VdBμ=20 lg（ V2 / V1） =20lg（ VμV /1） dBμV通常省略為 dBμ 顯然： 0dBμ = –120dBV dBμ與 dBm之間的關(guān)系： PdBm= VdBμ – 90 – 10 lg（ R /1） 對于 50Ω的系統(tǒng)： PdBm＝ VdBμ – 107dB 3/1/2023 53 電器產(chǎn)品強(qiáng)制認(rèn)證（ gdmec） 電磁兼容測試中常用單位（續(xù)） ? 電流 常以 dB為單位 ， 即： IdBμA = 20 lg（ IμA /1μA） ? 磁場強(qiáng)度 與電場強(qiáng)度 HA/m = EV/m / ZΩ HμA/m = EμV/m / ZΩ