《电磁骚扰的耦合与传输理论课时.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁骚扰的耦合与传输理论课时.ppt（64页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电磁骚扰的耦合与传输理论课时现在学习的是第1页，共64页 电磁干扰（电磁干扰（电磁干扰（电磁干扰（Electromagnetic InterferenceElectromagnetic Interference）是指电磁骚扰引起）是指电磁骚扰引起）是指电磁骚扰引起）是指电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能下降。的设备、传输通道或系统性能下降。的设备、传输通道或系统性能下降。的设备、传输通道或系统性能下降。电磁骚扰（电磁骚扰（电磁骚扰（电磁骚扰（Electromagnetic DisturbanceElectromagnetic Disturbance）是指任何可能引起装置、）是指任何可能引起
2、装置、）是指任何可能引起装置、）是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低，或者对有生命物质或无生命物质产生损害作用的设备或系统性能降低，或者对有生命物质或无生命物质产生损害作用的设备或系统性能降低，或者对有生命物质或无生命物质产生损害作用的设备或系统性能降低，或者对有生命物质或无生命物质产生损害作用的电磁现象。电磁现象。电磁现象。电磁现象。电磁骚扰强调任何可能的电磁危害现象电磁骚扰强调任何可能的电磁危害现象电磁骚扰强调任何可能的电磁危害现象电磁骚扰强调任何可能的电磁危害现象 。电磁干扰强调这种电磁危害现象产生的结果。电磁干扰强调这种电磁危害现象产生的结果。电磁干扰强调这种电磁危害现象产生的结果
3、。电磁干扰强调这种电磁危害现象产生的结果。电磁干扰是由电磁骚扰引起的后果。电磁干扰是由电磁骚扰引起的后果。电磁干扰是由电磁骚扰引起的后果。电磁干扰是由电磁骚扰引起的后果。所以，我们先讲电磁骚扰，然后讲电磁干扰所以，我们先讲电磁骚扰，然后讲电磁干扰所以，我们先讲电磁骚扰，然后讲电磁干扰所以，我们先讲电磁骚扰，然后讲电磁干扰 复复 习习现在学习的是第2页，共64页电磁干扰三要素电磁干扰三要素电磁干扰三要素电磁干扰三要素:电磁干扰源、干扰传播途径、敏感设备电磁干扰源、干扰传播途径、敏感设备电磁干扰源、干扰传播途径、敏感设备电磁干扰源、干扰传播途径、敏感设备现在学习的是第3页，共64页产生电磁干扰三要
4、素表明：任何电磁干扰的产生必然存在电磁骚扰（或者骚扰电磁能量）的耦合与传输途径。这里，“耦合”的概念指的是电路、设备、系统与其它电路、设备、系统之间的电能量联系电能量联系，耦合起着把电磁能量从一个电路、设备、系统“传输”到另一个电路、设备、系统的作用。“耦合途径”是从各种电磁骚扰源传输电磁骚扰至敏感设备的通路或媒介。现在学习的是第4页，共64页2.1 电磁骚扰的耦合途径 定义：电磁骚扰是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低，或者对有生命物质或无生命物质产生损害作用的电磁现象。耦合途径有两种方式：传导耦合：通过电路耦合的干扰。（例如 导线传输、电容耦合、电感耦合。）辐射耦合：通过空间传输的干扰
5、。现在学习的是第5页，共64页1.传导耦合传导耦合是骚扰源与敏感设备之间的主要耦合途径之一。传导耦合必须在骚扰源与敏感设备之间存在有完整的电路连接，电磁骚扰沿着这一连接电路从骚扰源传输电磁骚扰至敏感设备，产生电磁干扰。传导耦合的连接电路包括互连导线、电源线、信号线、接地导体、设备的导电构件、公共阻抗、电路元器件等。现在学习的是第6页，共64页2.辐射耦合辐射耦合是电磁骚扰通过其周围的媒介以电磁波电磁波的形式向外传播，骚扰电磁能量按电磁场的规律向周围空间发射。辐射耦合的途径主要有天线、电缆、导线、机壳的发射对组合。通常将辐射耦合划分为三种：天线与天线的耦合,指的是天线 A 发射的电磁波被另一天线
6、B无意接收，从而导致天线A 对天线B产生功能性电磁干扰；场与线的耦合，指的是空间电磁场对存在于其中的导线实施感应耦合，从而在导线上形成分布电磁骚扰源；线与线的感应耦合，指的是导线之间以及某些部件之间的高频感应耦合。现在学习的是第7页，共64页实际工程中。敏感设备受到电磁干扰侵袭的耦合途径是传导耦合、辐射耦合、感应耦合以及它们的组合。以电视机为例，敏感设备（即电视接收机）除受到来自雷电、汽车点火系统、计算机发射的辐射骚扰干扰外，也受到来自电源线上的传导骚扰侵袭。传导骚扰可能是空间电磁波作用于电源线形成的感应骚扰，也可能是计算机产生的骚扰通过电源插座以传导方式侵袭电视接收机。正因为实际中出现电磁干
7、扰的耦合途径是多途径、复杂难辨的，所以才使电磁骚扰变得难以控制。现在学习的是第8页，共64页目前对传导耦合的具体划分，许多资料还存在一些分歧。一种观点认为，传导耦合的传输电路只限定于“电源线、信号线、控制线、导电部位（如地线、接地平面、机壳等）”的可见性连接可见性连接，将电容性耦合和电感性耦合都归属于辐射传输的近场感应耦合，如下图所示：现在学习的是第9页，共64页另一种观点认为，电容性耦合、电感性耦合以及这两者共同作用的两导体间的感应耦合均归属于传导耦合范围，且“传导耦合包括通过线路的电路性耦合，以及导体间电容和互感所形成的耦合”，如下图所示：现在学习的是第10页，共64页还有一种观点认为，传
8、导耦合的传输电路是由“金属导线或集总元件构成”，因此将导线与导线之间的分布参数耦合作为辐射耦合的一部分，如下图所示：现在学习的是第11页，共64页2.2 传导耦合的基本原理传导耦合按其耦合方式可以划分为三种基本方式：电路性耦合电容性耦合电感性耦合实际工程中，这三种耦合方式同时存在、互相联系。现在学习的是第12页，共64页2.2.1 电路性耦合1.电路性传导耦合的模型 电路性耦合是最常见、最简单的传导耦合方式。最简单的电路性传导耦合模型如图3-2所示。当电路1有电压U1作用时，该电压经Z1加到公共阻抗Z12上。当电路2开路时，电路1耦合到电路2的电压为 若公共阻抗Z12中不含电抗元件时为共电阻耦
9、合，简称为电阻性耦合。图中，Z1、U1及Z12组成电路1Z2、Z12组成电路2Z12为电路1和电路2的公共阻抗现在学习的是第13页，共64页1）直接传导耦合由式 ，若 ，则 U1 U2，即电路1的电压U1直接加至电路2，形成直接传导耦合。骚扰经导线直接耦合至电路是最明显的事实，但却往往被人们忽视。导线经过存在骚扰的环境时，即拾取骚扰能量并沿导线传导至电路而造成对电路的干扰。现在学习的是第14页，共64页2.2.2 电容性耦合1.电容性耦合模型电容性耦合（The Capacitive Coupling）也称为电耦合，它是由两电路间的电场相互作用所引起。下页图3-6表示一对平行导线所构成的两电路间
10、的电容性耦合模型及其等效电路。现在学习的是第15页，共64页 假设电路1为骚扰源电路，电路2为敏感电路，两电路间的耦合电容为C。根据等效电路图（b），可以计算出骚扰源电路在电路2上耦合的骚扰电压为:式中：现在学习的是第16页，共64页 式 表明：电容性耦合引起的感应电压正比于骚扰源的工作频率、敏感电路对地的电阻R2（一般情况下为阻抗）、耦合电容C、骚扰源电压U1；电容性耦合主要在射频频率形成骚扰，频率越高，电容性耦合越明显；电容性耦合的骚扰作用相当于在电路2与地之间连接了一个幅度为 的电流源。一般情况下，骚扰源的工作频率、敏感电路对地的电阻R2（一般情况下为阻抗）、骚扰源电压U1是预先给定的，
11、所以，抑制电容性耦合的有效方法是减小耦合电容C。现在学习的是第17页，共64页2.2.3 电感性耦合1.电感性耦合模型电感性耦合（Inductive Coupling）也称为磁耦合磁耦合，它是由两电路间的磁场相互作用所引起。当电流I在闭合电路中流动时，该电流就会产生与此电流成正比的磁通量 。该磁通量 与电流I的比值称为电感（L /I)。电感的值取决于电路的几何形状和包含场的媒质的磁特性。现在学习的是第18页，共64页如图3-10所示，S 是闭合回路的面积；B 是角频率为 (弧度/秒)的正弦变化磁通密度的有效值(The RMS Value)；Un是感应电压的有效值。现在学习的是第19页，共64页
12、2.3 电磁辐射的基本理论电磁兼容问题实际上是要解决系统内部或系统间的电磁干扰问题。骚扰源产生的骚扰通过辐射耦合或（和）传导耦合到接受器。在分析骚扰源时常常用到两个基本的骚扰源（天线）模型，即基本电振子（短线天线）和基本磁振子（小圆环天线）。“短”和“小”是相对于其辐射的电磁波的波长而言的，即 。基本振子也称为偶极子。现在学习的是第20页，共64页电偶极子是最基本的电磁辐射单元。一段通有高频电流的直导线，当导线长度 远小于波长()，且导线直径与导线长度之比远小于1时，可近似的认为导线上各点电流的幅值和相位相同。这样的一段直导线称为基本振子或电偶极子。现在学习的是第21页，共64页现在学习的是第
13、22页，共64页现在学习的是第23页，共64页2.3.1 电磁辐射的物理概念随时间变化的电磁扰动是以有限速度传播的，称之为电磁波动或电磁波电磁波。理论和实践都已经证明，电磁波的电场能量和磁场能量能够脱离场源在空间传播。电磁能量向远处传播而不再返回场源的现象称为电磁辐射电磁辐射。现在学习的是第24页，共64页电磁波就其与波源的关系来看，可以分为两类：一类是在波源附近的束缚电磁波束缚电磁波，它的电磁能量不仅在电场能量与磁场能量之间来回转换转换，而且在波源与其周围空间之间来回转换。某时某时束缚电磁波的电磁总能量是随时间增加增加的,这时波源供给能量波源供给能量；在另外另外的时间，束缚电磁波的电磁总能量
14、是随时间减少减少的，波源由电磁场吸收能量波源由电磁场吸收能量，也就是束缚电磁波交出能量。束缚电磁波的能量是不向远方辐射的。另一类是电磁能量完全辐射的，即自由电磁波自由电磁波。在远离波源的地方，电磁波能量基本上完全是自由电磁波能量。现在学习的是第25页，共64页在波源附近波源附近除了束缚电磁波以外，也有自由电磁波，只是束缚电磁波的能量或电磁场比自由电磁波大得多。束缚电磁波的电磁场也称为感应场感应场，而自由电磁波的电磁场则称为辐射场辐射场。在离开波源离开波源相当远的区域辐射场又比感应场强得多。现在学习的是第26页，共64页产生辐射的直接原因是变化的电场和变化的磁场的相互转化。麦克斯韦方程表明：电磁
15、场变化的快慢电磁场变化的快慢决定了电磁场的强弱，也就决定了电磁辐射能量的多少。由于电磁场变化的快慢是由波源的频率频率决定的，所以波源的频率是直接影响电磁辐射的重要因素之一。当波源频率很高时，电场电场的高速变化在空间形成强大的位移电流位移电流。位移电流接着在其邻近空间产生强的磁场磁场，而该磁场随时间的变化又在附近产生变化的电场即位移电流，如此循环往复。变化的电磁场不但相互转化转化而且在空间向前推进推进，这种推进的过程即为电磁波的辐射过程电磁波的辐射过程。波源频率越高，位移电流就越强，辐射的电磁能量就越多。现在学习的是第27页，共64页2.3.3 近区场与远区场由电基本振子和磁基本振子的电磁场分布
16、表示式可见，电场强度和磁场强度由几项组成，各项的数值均随离开场源的距离的增加而减小，但是各项的减小程度不同。在 的各点，电磁场主要取决于分母中含的kr的最低次幂项；而在 的各点，电磁场主要取决于分母中含的kr的最高次幂项。根据这个概念，整个存在电磁场的空间分为三个区：的远区，的近区，的中间区。现在学习的是第28页，共64页1.远区场辐射场当 时，场点P 与源点的距离r 远大于波长 ，与这些点相应的区域称为远区。2.近区场感应场当 时，场点P 与源点的距离r 远大于波长 ，与这些点相应的区域称为近区。近区场和远区场的性质不同，场分布特点不同，测量方法也不同。k，相位系数，单位rad/m现在学习的
17、是第29页，共64页2.4 近场的阻抗通常将空间某处的电场与磁场的横向分量的比值称为媒质的波阻抗ZW。由于一般情况下电场和磁场不相同，因此波阻抗常常是复数，即电基本振子和磁基本振子远区场远区场的波阻抗为它等于媒质的波阻抗（特征阻抗)。在自由空间，基本振子的波阻抗可以简化为但是近区场的波阻抗表示式复杂的多，且电基本振子和磁基本振子的近区场的波阻抗表示式完全不同。现在学习的是第30页，共64页在近场（The Near Field）中，波阻抗取决于源的性质和源到观察点的距离。如果源具有高电流、低电压（近场波阻抗小于媒质的波阻抗）的特性，那么近场中占优势的场是磁场磁场。相反地，如果源具有低电流、高电压
18、（近场波阻抗大于媒质的波阻抗）的特性，那么近场中占优势的场是电场电场。在近场中，必须分别考虑电场和磁场，因为近区场的波阻抗不是常数。然而，在远场（The Far Field）中，电场和磁场互相垂直且都垂直于传播方向，形成了平面横电磁波TEM波（具有媒质的波阻抗）。因此，当讨论平面电磁波的时候，假定电场、磁场处于远场区；当分开讨论电场、磁场时，就认为电场、磁场处于近场区。现在学习的是第31页，共64页2.5 辐射耦合通过辐射途径造成的骚扰耦合称为辐射耦合。辐射耦合是以电磁场的形式将电磁能量从骚扰源经空间传输到接受器（骚扰对象）。这种传输路径小至系统内可想象的极小距离，大至相隔较远的系统间以及星际
19、间的距离。许多耦合都可看成是近场耦合模式，而相距较远的系统间的耦合一般是远场耦合模式。辐射耦合除了从骚扰源有意辐射之外，还有无意辐射。例如无线电发射装置除发射有用信号外，也产生带外无意发射。骚扰源以电磁辐射的形式向空间发射电磁波，把骚扰能量隐藏在电磁场中，使处于近场区和远区场的接受器存在着被骚扰的威胁。现在学习的是第32页，共64页任何骚扰必须使电磁能量进入接受器才能产生危害，那么电磁能量是怎样进入接受器的呢？这就是辐射的耦合问题。一般而言，实际的辐射骚扰大多数是通过：天线、电缆导线和机壳感应进入接受器。电缆导线感应，然后沿导线传导进入接受器；接收机的天线感应进入接受器；接受器的连接回路感应形
20、成骚扰；金属机壳上的孔缝、非金属机壳耦合进入接收电路。因此，辐射骚扰通常存在四种主要耦合途径：天线耦合、导线感应耦合、闭合回路耦合和孔缝耦合。现在学习的是第33页，共64页2.5.1 导体的天线效应任何载有时变电流的导体都能向外辐射电磁场，同样，任何处于电磁场中的导体都能感应出电压。因此，金属导体在某种程度上可起发射天线和接收天线的作用。例如：架空配电线、信号线、控制线均起天线作用。金属设备外壳也起天线作用。现在学习的是第34页，共64页2.5.2 辐射耦合方式1.天线与天线间的辐射耦合天线与天线间的辐射耦合是一种强辐射耦合强辐射耦合，它是指某一天线产生的电磁场在另一天线上的电磁感应。根据耦合
21、的作用距离可划分为近场耦合和远场耦合近场耦合和远场耦合；根据耦合作用的目的可划分为有意耦合和无意耦合有意耦合和无意耦合。一般按照不同的性能要求和用途，采用金属导体做成特定形状，用于接收电磁波的装置就是天线天线。当电磁波传播到天线导体表面时，电磁波的电场和磁场的高频振荡在天线导体中引起电磁感应，从而产生感应电流，经馈线流入接收电路。现在学习的是第35页，共64页天线有目的的接收特定电磁辐射属于有意耦合，然而，在实际工程中，存在大量的无意电磁耦合。例如，电子设备中长的信号线、控制线、输入和输出引线等具有天线效应，能够接收电磁骚扰，形成无意耦合。现在学习的是第36页，共64页2.电磁场对导线的感应耦
22、合设备的电缆线一般是由信号回路的连接线、电源回路的供电线以及地线一起构成，其中每一根导线都由输入端阻抗、输出端阻抗和返回导线构成一个回路。因此，设备电缆线是设备内部电路暴露在机箱外面的部分，它们最容易受到骚扰源辐射场的耦合而感应出骚扰电压或骚扰电流，沿导线进入设备形成辐射骚扰。对于导线比较短、电磁波频率比较低的情况，可把导线和阻抗构成的回路看作为理想的闭合回路。电磁场通过闭合回路引起的骚扰属于闭合回路耦合。对于电缆比较长、电磁波频率比较高的情况，导线上的感应电压是不均匀一致的，需要将感应电压等效成许多分布电压源，采用传输线理论来处理。现在学习的是第37页，共64页3.电磁场对闭合回路的耦合电磁
23、场对闭合回路的耦合是指回路受感应最大部分的长度小于四分之一波长。在辐射骚扰电磁场的频率比较低的情况下，辐射骚扰电磁场与闭合回路的电磁耦合。4.电磁场通过孔缝的耦合电磁场通过孔缝的耦合是指辐射骚扰电磁场通过非金属设备外壳、金属设备外壳上的孔缝、电缆的编织金属屏蔽体等对其内部的电磁骚扰。上述辐射耦合的具体分析和计算将在后续章节中叙述。现在学习的是第38页，共64页幻灯片 6现在学习的是第39页，共64页2.6 电磁干扰概述2.6.1 定义：任何可能引起装置、设备或系统性能降 低的电磁现象。（国标GB/T4365-1995）2.6.2 电磁干扰的分类一、按场的性质分类 电场干扰、磁场干扰、电磁辐射干
24、扰 二、按传播途径分类 传导干扰：通过电路耦合的干扰。（例如导线传 输、电容耦合、电感耦合。）辐射干扰：通过空间传输的干扰。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第40页，共64页第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第41页，共64页三、按干扰的来源分类 1、自然干扰、雷电干扰：雷电放电时，电场强度达到104V/cm以 上，闪电通道中的电流平均可达几万安培，最大可 达20万安培以上，放电时间在mss数量级，一次闪 电释放的能量就有几万千焦耳，干扰信号的频率主 要在10100kHz，最高也可以达到100MHz以上。、宇宙干扰：来自太阳和其他星系的电磁噪声，干扰 信号的频率：几十M几十G
25、Hz。例如太阳黑子活动 造成的无线电干扰，可造成通信中断。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第42页，共64页2、人为干扰 人为干扰是指在人类的生活、交通、生产、科学研究、军事等项活动中产生的电磁干扰。四、按信号的功能分类 功能性干扰：设备正常工作时产生的信号对其它设 备的干扰，例如。非功能性干扰：无用的电磁泄漏产生的干扰，例如。五、按干扰的特性分类 频率：射频干扰（低频、高频、微波）工频干扰（50Hz）静态场干扰（静电场、恒定磁场）。波形：连续波干扰、脉冲波干扰。带宽：宽带干扰、窄带干扰。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第43页，共64页 周期性：有规则干扰：周期性干扰信号
26、 非周期性干扰信号：随机干扰2.6.3 产生电磁干扰的三个要素、电磁干扰源。、对此类干扰敏感的仪器设备（被干扰体）。、干扰信号耦合的通道（传播途径：传导、辐 射)第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第44页，共64页2.6.4 系统内部的干扰与系统之间的干扰 、系统内部的干扰：系统内一部分电路对另一 部分电路的干扰。例1 汽车内发动机点火系统对车内通信系统 的干扰。例2 电路板上振荡电路对其它单元电路的干 扰。、系统之间的干扰：一个系统对另一个系统的 干扰 例1 计算机对收音机的干扰。例2 高压输电线路对通信线路的干扰。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第45页，共64页22 电
27、磁干扰源 221 常见的电磁干扰源 干扰信号，是一个广泛的概念。一般来说，任何有用的信号任何有用的信号和无用的信号都可能成为干扰信号和无用的信号都可能成为干扰信号，无用的信号，例如设备的电磁泄漏就可能对其它设备造成干扰。对一个设备有用的信号（例如广播、电视信号）进入到其它设备中就可能成为干扰信号。各种电气设备都可能出现电磁泄漏，出现接触不良或火花放电，所以任何一个电气设备都可能成为一个干扰源。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第46页，共64页一、自然干扰源：雷电、宇宙干扰。二、人为干扰源1、按使用功能分类、广播、电视、通信发射设备，雷达（是利用电磁波传递信息的，希望信号越强越好，对其
28、它的设备造成了干扰）。、工业、科学、医疗设备(ISM设备)：例如：高频、微波加热设备，高频、微波医疗设备，电动机、电动工具，电焊机，电气化铁路，汽车点火系统，计算机及外设，电子仪器，家用电器等。在利用电磁能时伴有电磁辐射的泄漏。、公用电源：高压输电线路，继电器，各种开关产生的干扰可以沿公用电源传播，公用电源上还有来自线路上其它设备的传导干扰。现在学习的是第47页，共64页、瞬变干扰源：弧光放电 例如：电焊机、大负荷开关；电晕放电 例如：高压输电系统；火花放电 例如：汽车点火器，电动机（电刷），电车，电气化铁路；气体放电 例如：荧光灯；静电放电；核电磁脉冲。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习
29、的是第48页，共64页2、按辐射频率分类 表213、按传输方式分类：传导干扰源、辐射干扰源 辐射场类型电磁干扰源射频电磁场广播、电视、通信、雷达发射设备，ISM设备，高压输电线路、电气化铁路产生的射频干扰等。工频电磁场高压输电线路、电气化铁路静电场造纸、制革、化纤、橡胶、塑料及粉体材料的生产、加工、运输等工艺过程中由于摩擦、分离产生的静电；在液体、气体的灌注、喷射等过程中产生的静电。恒定磁场工业电解、磁性材料等行业中产生的磁场。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第49页，共64页 传导干扰源产生干扰的原因干扰的类型信号发生器、功率放大器、振荡器基波、各次谐波信号泄漏传导、辐射脉冲信号发
30、生器脉冲含有丰富的谐波，频谱很宽。传导、辐射继电器，各种开关电流突变；接触电火花放电、弧光放电。传导、辐射电动机、电动工具启动电流约是额定电流的47倍，形成冲击电流；电刷和整流子之间滑动接触引起火花放电。传导、辐射荧光灯、气体放电管点燃时电击穿瞬间产生射频噪声；点燃后辉光放电。传导、辐射计算机及外设时钟振荡器、开关电源、数字电路器件、高速数据线、频率变换器等都是高频干扰源。传导、辐射第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第50页，共64页 传导干扰源产生干扰的原因干扰的类型数字电路器件工作于开、关状态，电压突变，含有丰富的高次谐波。传导变压器、电感性器件磁场泄漏；通、断转换时产生前沿很陡的
31、瞬变电压。传导、辐射电子仪器含有振荡器等辐射源。传导、辐射家用电器含有电动机、振荡器等辐射源。传导、辐射公用电源交流声；来自线路上其它设备的传导干扰传导第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第51页，共64页222 传导干扰源 传导干扰是指通过导体（例如导线），或通过电容性器件、电感性器件耦合而传播的干扰，可分为功能性干扰源和非功能性干扰源。一、功能性传导干扰源：系统中某一设备正常工作时对其它设备产生干扰。例如：各种振荡器、信号发生器 功能性干扰源具有确定的频率功能性干扰源具有确定的频率第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第52页，共64页第二章第二章 电磁干扰电磁干扰 辐射干扰源产
32、生干扰的原因干扰的类型广播、电视、通信、雷达发射设备基波、各次谐波、各种交调干扰辐射高压输电线路电晕放电、火花放电辐射电气化铁路滑动节点脱线产生火花放电、弧光放电辐射电焊机弧光放电传导、辐射高频、微波加热设备高频、微波辐射辐射高频、微波医疗设备高频、微波辐射辐射磁疗设备磁场泄漏辐射汽车点火系统火花放电辐射核电磁脉冲E105V/m，H260Am传导、辐射静电放电火花放电，击穿电子器件，引起爆炸和火灾辐射现在学习的是第53页，共64页二、非功能性传导干扰源：由于接触不良，放电现象或电流的突然变化产生干扰。1、接触不良：电流时断时续（也是一种电流突变)，产生感应电动势，形成干扰信号，(接触噪声）2、
33、放电现象：放电脉冲产生频谱很宽的电磁噪声。3、电流突变：形成冲击电流（例如,电动机起动电流是额定电流的47倍)产生干扰电压：eLdidt4、各种振荡器、信号发生器各次谐波信号泄漏。例：各种转换器和电气开关、电动机、电感性器件、荧光灯、机动车火系统、共用电源等。非功能性干扰信号的频谱一般很宽非功能性干扰信号的频谱一般很宽第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第54页，共64页 下面分析一下来自公用电源的传导干扰下面分析一下来自公用电源的传导干扰：、使用同一电源的各设备的电磁噪声可通过电源线互相传送。、电力线的天线效应，可接受空间的辐射干扰，沿电力线传播形成传导干扰。、电力线上的放电噪声：例如
34、：高压线上的电晕电、电力线上由于 接触不良引起的火花放电、线路上开关设备的电弧放电等，可以通过电力线形成传导干扰。、电源系统中的异常电压：例如：雷击电压、线路电流突变引起的干扰电压、某些设备产生的异常电压等可以通过电力线形成传导干扰。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第55页，共64页223 辐射干扰源 辐射干扰是指以电磁波的形式通过空间传播的干扰一、功能性辐射干扰源 各种振荡器、信号发生器、广播、电视、通信、雷达发射设备等。二、非功能性辐射干扰源（设备的电磁泄漏，各种放电辐射）例如：ISM设备的电磁泄漏，高压输电线路的电晕放电和火花放电、电气化铁路的火花放电和弧光放电、机动车辆的点火
35、系统、家用电器、荧光灯、气体放电管、静电放电、自然噪声（大气干扰，宇宙噪声等。振荡器、信号发生器、广播、高次谐波的输出，功率电视、通信、雷达发射设备产生的各次谐波，各种交调干扰也属于非功能性辐射干扰。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第56页，共64页1、设备的电磁泄漏、透过外壳向外辐射，单层机壳屏蔽效果一般为20-60dB，比较强的辐射源产生的电磁辐射可以透过机壳发生电磁泄漏。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第57页，共64页、通过机壳上的缝隙、孔洞向外辐射 例如面板上的表头、刻度盘、各种调节轴孔，散热口、通过连接电缆辐射、电源线发生辐射泄漏（天线效应）2、放电辐射、电晕放
36、电 高压设备(例如高压输电线)表面附近场强很大（电位梯度大）引起空气电离而发生的放电现象，随空气湿度的增大而增强。电晕放电的脉冲密度大，幅值较低，干扰信号的低频分量多（一般在10MHz以下）。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第58页，共64页、火花放电和弧光放电 线路上（例如高压输电线路、电气化铁路等）由于接触不良会出现火花放电，电动机的电刷和整流子之间滑动接触处会出现火花放电，电机动车点火也是利用火花放电。开关设备断开时，或其它电气接点断开时（例如：电气机车、电车的导电弓架脱线等）会发生弧光放电。弧光放电一般出现在火花放电之后，火花放电和弧光放电的脉冲重复频率低，幅值大，干扰信号中
37、高频分量多。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第59页，共64页介绍一个试验：a、用两个曲率比较 大的电极，相隔 一间隙，加一电 压，当电压逐渐 升高时，电极尖 端部分附近场强 很大，出现电晕 放电，然后出现 火花放电和弧光放电。图24 b、若两电极曲率很小，电极附近场强较小，不 出现电晕放电，直接形成火花放电和弧光放 电。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第60页，共64页、辉光放电 主要出现在放电管中(如荧光灯)，辉光放电产生于低气压状态，也称为真空放电、静电放电 在造纸、制革、化纤、橡胶、塑料及粉体材料的生产、加工、运输等工艺过程中由于摩擦、分离会产生静电，在液体、气体的
38、灌注、喷射等过程中会产生的静电，飞机上由于气流摩擦会产生静电。由于感应也会产生静电。静电电压可达几千十几万伏，会引起电晕放电或火花放电。静电放电除了产生干扰信号以外，还会使人受到电击，在有易燃易爆物体时（如汽油、粉尘等），会引起爆炸和火灾。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第61页，共64页 静电放电可能造成电子元器件的击穿和损坏。如果一个元件的两个针脚之间的电压超过元件介质的击穿强度，就会对元件造成损坏，这是MOS器件出现故障最主要的原因。MOS器件的氧化层越薄，元件对静电放电的敏感性也越大。另一种故障是静电放电脉冲的能量可以产生局部发热，使半导体局部熔断损坏。即使静电产生的电压低于
39、介质的击穿电压，也会发生这种故障。一个典型的例子是，NPNNPN型三极管发射极与基极间常型三极管发射极与基极间常会因静电而产生击穿，击穿后电流增益急剧降低会因静电而产生击穿，击穿后电流增益急剧降低。要密切注意元件在不易察觉的放电电压下发生的损坏，这一点非常重要。人体有感觉的静电放电电压为3000V5000V，然而元件发生损坏时的电压仅为几百伏。这势必会对电子电路的性能产生影响。第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第62页，共64页 典型生产现场易产生的静电电压及静电对部分电子器件的击穿电压 第二章第二章 电磁干扰电磁干扰生产场台静电电压（V）湿度10%20时湿度65%90时在地毯上走动时350001500在乙烯树脂地板上走动时12000250手拿乙烯塑料袋装入器件时7000600在流水线工位接触聚酯塑袋时200001200在操作工位与聚胺酯类接触时180001500现在学习的是第63页，共64页静电对部分电子器件的击穿电压 器件类型静电对电子器件的击穿电压（V）VMOS301800MOSFET100200砷化嫁FET100300EPROM100以上JFET1407000SAW（声表面波滤波器）150500运算放大器1902500CMOS250一3000第二章第二章 电磁干扰电磁干扰现在学习的是第64页，共64页