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1、E EMMC C1 1 电气工程系电气工程系.江滨浩江滨浩 教授教授 E EMMC C1 1为什么要驾驭电磁兼容技术o电磁干扰和电磁污染的危害日益严峻电磁干扰和电磁污染的危害日益严峻o电磁兼容标准强制实施电磁兼容标准强制实施o市场竞争日益激烈市场竞争日益激烈E EMMC C1 1为什么要驾驭电磁兼容技术o各国都留意各国都留意EMC教化和培训及学术沟通，以教化和培训及学术沟通，以04年为例，就举办了年为例，就举办了35次国际性的一流学术沟通会次国际性的一流学术沟通会和培训班。和培训班。o探讨的热点已涉及社会很多方面，如计算机平安、探讨的热点已涉及社会很多方面，如计算机平安、电信设备电磁兼容、航空
2、航天、武器系电信设备电磁兼容、航空航天、武器系统、电磁统、电磁场生物效应、地震电磁现象场生物效应、地震电磁现象,.。o我国对电磁环境学重要性的相识还很不够，目前我国对电磁环境学重要性的相识还很不够，目前仅有少数单位从事相关探讨。（好仅有少数单位从事相关探讨。（好/坏事！？）坏事！？）o电磁兼容学正是为解决这类问题而快速发展起电磁兼容学正是为解决这类问题而快速发展起来的一门新兴学科。来的一门新兴学科。E EMMC C1 1第一章第一章 电磁兼容概述电磁兼容概述p电磁干扰与电磁污染的危害案例电磁干扰与电磁污染的危害案例p电磁兼容的含义电磁兼容的含义p电磁兼容学科的探讨内容电磁兼容学科的探讨内容p电
3、磁兼容学科的特点电磁兼容学科的特点p课程内容课程内容p度量单位度量单位-dBE EMMC C1 1电磁干扰与污染的危害案例电磁干扰与污染的危害案例o 1969 1969年土星年土星V-V-阿波罗阿波罗1212事务事务o 1999 1999年医疗设备的失灵年医疗设备的失灵o 1989 1989年南京的雷电引起的油库爆炸年南京的雷电引起的油库爆炸o微波老鼠微波老鼠丢失记忆报告丢失记忆报告o 1986 1986年湖北省潜江变电站火灾年湖北省潜江变电站火灾o 人类健康的潜在危急人类健康的潜在危急o o 人祸天灾、重大、致命、数不胜数人祸天灾、重大、致命、数不胜数E EMMC C1 1电磁干扰与污染的危
4、害案例电磁干扰与污染的危害案例o对航空的危害对航空的危害n喷气式民航飞机每喷气式民航飞机每50001000小时的飞行平均遭一次雷击小时的飞行平均遭一次雷击n1992年年9月月16日深圳国际日深圳国际机场因感应雷电过电压导致机场因感应雷电过电压导致25套通讯、雷达、导航设备套通讯、雷达、导航设备中有中有5套损坏，使机场停业套损坏，使机场停业n1996年白云机场由于雷电年白云机场由于雷电导致指挥系统故障而机场导致指挥系统故障而机场n1961年，意大利发生了年，意大利发生了“丘比丘比特特”导弹武器系统的雷击事故导弹武器系统的雷击事故n1969年年11月美国土星月美国土星“V阿阿波罗波罗12”载人飞船
5、在起飞后出现载人飞船在起飞后出现雷击事故雷击事故E EMMC C1 1电磁干扰与污染的危害案例电磁干扰与污染的危害案例o对斗争的作用对斗争的作用o电子战，在电子战，在1990年的海湾斗争期间，美军接受电子年的海湾斗争期间，美军接受电子干扰干扰战术来干扰伊拉克的武器系统，使之不能正常工战术来干扰伊拉克的武器系统，使之不能正常工作；信息电磁平安与泄漏作；信息电磁平安与泄漏o对人类健康的影响对人类健康的影响o高频辐射大于确定限值时，高频辐射大于确定限值时，o会使人产生失眠、嗜睡等会使人产生失眠、嗜睡等o植物神经功能紊乱，以及植物神经功能紊乱，以及o脱发、白血球下降、视力脱发、白血球下降、视力o模糊、
6、晶状体混浊、心电模糊、晶状体混浊、心电o图变更等症状受损有关联。图变更等症状受损有关联。中华人民共和国环境电磁波卫生标准规定：中华人民共和国环境电磁波卫生标准规定：一级标准（小于一级标准（小于10伏米），二级标准（小于伏米），二级标准（小于25伏米）为中间区，伏米）为中间区，超过二级标准地区，对人体可带来有害影响；超过二级标准地区，对人体可带来有害影响；E EMMC C1 1电磁干扰与污染的危害案例电磁干扰与污染的危害案例o对电子系统的危害对电子系统的危害o美国每年因电磁干扰（包括雷害）而导致设美国每年因电磁干扰（包括雷害）而导致设备损坏的损失就达备损坏的损失就达260亿美元亿美元E EMMC
7、 C1 1u电磁骚扰电磁骚扰(Electromagnetic Disturbance)电磁噪声电磁噪声(Electromagnetic Noise)任何任何可能可能引起设备或系统性能下降，或对生命或引起设备或系统性能下降，或对生命或无生命物质产生损害的电磁无生命物质产生损害的电磁现象现象，强调，强调任何可能的任何可能的电磁危害电磁危害现象现象u电磁干扰电磁干扰(Electromagnetic Interference-EMI)电磁噪声（骚扰）所引起的设备、传输通路或电磁噪声（骚扰）所引起的设备、传输通路或系统性能的下降强调电磁危害现象产生的系统性能的下降强调电磁危害现象产生的结结果果。分为。分
8、为系统间干扰系统间干扰和和系统内干扰系统内干扰 电磁兼容的含义电磁兼容的含义E EMMC C1 1u(ElectromagneticCompatibilityEMC)u设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的实力的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的实力u有确定的抗干扰实力，不产生超过限度的干扰有确定的抗干扰实力，不产生超过限度的干扰uEMCEMISusceptibilityu和谐和谐/共存共存/相容的性能相容的性能/实力实力/品质品质u要有确定的标准、规范来界定和强制要有确定的标准、规范来界定和强制 和 谐
9、 社 会 电磁兼容电磁兼容E EMMC C1 1 Electromagnetic Compatibilityo日本：日本：oEMC是一门独立的学科，随着电磁能量利用的发展，是一门独立的学科，随着电磁能量利用的发展，它将研它将研o究、预料并限制变更着的地球和天体四周的电磁环境、究、预料并限制变更着的地球和天体四周的电磁环境、为了为了o协调环境所实行限制方法、各项电气规程的制定以及协调环境所实行限制方法、各项电气规程的制定以及电磁环电磁环o境的协调和电磁能量的合理应用等。境的协调和电磁能量的合理应用等。oBernhardKeiser：o设备不相互干扰，都能正常工作。设备不相互干扰，都能正常工作。o
10、GB/T：o电磁兼容是探讨在有限的空间、有限的时间、有限电磁兼容是探讨在有限的空间、有限的时间、有限的频谱的频谱o资源条件下，各种用电设备资源条件下，各种用电设备(分系统、系统，生物体分系统、系统，生物体)可以可以o共存并不致引起降级的一门科学。共存并不致引起降级的一门科学。E EMMC C1 1 Electromagnetic CompatibilityoEMC学科领域范围日益扩大，现已不只限于电子设备学科领域范围日益扩大，现已不只限于电子设备本身，还涉及到电磁污染、电磁饥饿等一系列生态效本身，还涉及到电磁污染、电磁饥饿等一系列生态效应问题以及其他多方面的问题，应问题以及其他多方面的问题，“
11、电磁兼容电磁兼容”一词似一词似已已不能包含不能包含EMC学科的全部内容。学科的全部内容。o对一门学科、一个领域、一个工业或技术范围来讲，对一门学科、一个领域、一个工业或技术范围来讲，Electromagnetic Compatibility 应译为应译为“电磁兼容电磁兼容”，反映，反映整整一个领域，而不仅仅是单项技术指标整整一个领域，而不仅仅是单项技术指标o对于设备、分系统、系统的性能参数来说，对于设备、分系统、系统的性能参数来说，Electromagnetic Compatibility 应译为应译为“电磁兼容性电磁兼容性”。o电磁兼容学科电磁兼容学科=环境电磁学、电磁环境学环境电磁学、电磁
12、环境学E EMMC C1 1 Electromagnetic Compatibilityo误会：误会：o很长时间以来，人们错误地认为干扰抑制技术是纯阅历很长时间以来，人们错误地认为干扰抑制技术是纯阅历的试验技巧。的试验技巧。oEMC设计已发展为一门多学科的、综合性的学科分支电设计已发展为一门多学科的、综合性的学科分支电o磁兼容是探讨在有限的空间、时间和频谱资源等条件下，磁兼容是探讨在有限的空间、时间和频谱资源等条件下，各种用电设备各种用电设备(广义的还包括生物体广义的还包括生物体)可以共存，并不致引可以共存，并不致引起降级的一门科学起降级的一门科学o三方面的含义三方面的含义o电磁环境应是给定的
13、或可预期的电磁环境应是给定的或可预期的o设备电磁骚扰放射符合标准要求设备电磁骚扰放射符合标准要求o应满足电磁敏感性或抗扰度限值要求应满足电磁敏感性或抗扰度限值要求E EMMC C1 1Electromagnetic Environment(EME)o电磁环境：存在于给定场所的全部电磁现象的总和。电磁环境：存在于给定场所的全部电磁现象的总和。o要素：空间、时间、频谱要素：空间、时间、频谱o空间有限性：空间有限性：如美国尼米兹如美国尼米兹(NIMITZ)航空母舰航空母舰32.9m，宽，宽48m，甲板上下需装设各种收、发信机，甲板上下需装设各种收、发信机数十部、各种天线数十付，还有其他各种用电设备数
14、十部、各种天线数十付，还有其他各种用电设备o时间：全天时间：全天24小时，全部的设备与分系统都须要在小时，全部的设备与分系统都须要在这些时间内工作，作战时，几乎全部的设备都进入工这些时间内工作，作战时，几乎全部的设备都进入工作状态作状态o频谱：现在由国际电联频谱：现在由国际电联(ITU)已经规划的可以利用的已经规划的可以利用的无线无线电频谱在电频谱在10kHz400GHz之间，频率再低则之间，频率再低则进入音频，而再高则进入光波，任何一种无线电业务进入音频，而再高则进入光波，任何一种无线电业务都脱离不开这一频谱范围都脱离不开这一频谱范围E EMMC C1 1电磁兼容术语电磁兼容术语抗扰性（im
15、munity）：设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的实力。敏感性（susceptibility）：在存在电磁骚扰的状况下，设备或系统不能避开性能降低的实力。电磁放射（electromagneticemission）：从源到外发出电磁能量的现象电磁辐射（electromagneticradiation）：电磁能量以电磁波辐射的形式放射到空间的现象。E EMMC C1 1电磁兼容术语电磁兼容术语o电平电平level(oftimevaryingquantity)：用规定方式在：用规定方式在规定时间间隔内求得的诸如功率或场参数等时变量的平均值或规定时间间隔内求得的诸如功率或场参数等时变量的平均值或加
16、权值。加权值。o骚扰限值（骚扰限值（limitofdisturbance）：）：对应于规定测量方法对应于规定测量方法的最大电磁骚扰允许电平。的最大电磁骚扰允许电平。o抗扰性限值（抗扰性限值（limitofimmunity）：）：规定的最小抗扰性电规定的最小抗扰性电平。平。o放射裕量（放射裕量（emissionmargin）：）：设备或系统的电磁兼容电设备或系统的电磁兼容电平与放射限值之间的差值。平与放射限值之间的差值。o抗扰性裕量（抗扰性裕量（inmmunitymargin）：）：设备或系统的抗扰设备或系统的抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差值。度限值与电磁兼容电平之间的差值。o电磁兼容裕量电磁
17、兼容裕量(electromagneticcompatibilitymargin）：）：装置、设备或系统的抗扰度电平与骚扰源的放射限值之间的差装置、设备或系统的抗扰度电平与骚扰源的放射限值之间的差值值E EMMC C1 1 放射放射/抗扰度限值、兼容电平抗扰度限值、兼容电平E EMMC C1 1电磁兼容术语电磁兼容术语o耦合途径（耦合途径（couplingpath）：）：电电磁能量从源到另一电路或装置所经的磁能量从源到另一电路或装置所经的途径。途径。o地耦合干扰（地耦合干扰（groudcoupledinterference）：）：电磁骚扰从一电电磁骚扰从一电路通过公共地或地回路耦合到另一电路通过
18、公共地或地回路耦合到另一电路从而引起的电磁干扰。路从而引起的电磁干扰。o电磁屏蔽（电磁屏蔽（electromagneticscreen）：）：用来削减电磁场向指定用来削减电磁场向指定区域穿透的措施区域穿透的措施E EMMC C1 1电磁兼容术语电磁兼容术语o干扰抑制（干扰抑制（interferencesuppression）：）：减弱或消退电磁骚扰的措施减弱或消退电磁骚扰的措施o差模电压（差模电压（differentialmodevoltage）：）：一组规定的带电导体随意两根之间的电压。一组规定的带电导体随意两根之间的电压。o共模电压（共模电压（commonmodevoltage）：）：每每
19、个导体与规定参考点（通常是机壳或地）之间的电个导体与规定参考点（通常是机壳或地）之间的电压。压。o横电磁波室（横电磁波室（TEMCell）：）：一个封闭系统，电一个封闭系统，电磁波在其中以横电磁波模式传播，从而产生供测试磁波在其中以横电磁波模式传播，从而产生供测试运用的规定的电磁场。运用的规定的电磁场。E EMMC C1 1电磁兼容学科的探讨内容电磁兼容学科的探讨内容u电磁干扰特性及其传播理论电磁干扰特性及其传播理论u电磁频谱管理与利用电磁频谱管理与利用u电磁干扰的工程、机理分析电磁干扰的工程、机理分析u电磁兼容限制技术电磁兼容限制技术u电磁兼容设计理论和设计方法电磁兼容设计理论和设计方法u电
20、磁兼容性标准、规范与工程管理电磁兼容性标准、规范与工程管理E EMMC C1 1电磁兼容学科的探讨内容电磁兼容学科的探讨内容o电磁兼容测量和试验技术电磁兼容测量和试验技术o电磁兼容性预料和分析电磁兼容性预料和分析o信息电磁泄漏及其防护技术信息电磁泄漏及其防护技术o环境电磁脉冲及其防护环境电磁脉冲及其防护o电磁生物效应电磁生物效应o地震电磁现象地震电磁现象o.E EMMC C1 1电磁兼容学科的特点电磁兼容学科的特点o理论体系以电磁场理论体系以电磁场/电路原理为基础电路原理为基础o一门新兴的综合性的交叉学科一门新兴的综合性的交叉学科o计量单位的特殊性计量单位的特殊性o大量引用无线电技术的概念和术
21、语大量引用无线电技术的概念和术语o极强的好用性极强的好用性o极强地依靠于测量极强地依靠于测量o E EMMC C1 1教材和参考文献 教教 材材工程电磁兼容路宏敏，工程电磁兼容路宏敏，西安电子科大出版社，西安电子科大出版社，2003 2003电磁兼容技术白同云，北京邮电高校出版社，电磁兼容技术白同云，北京邮电高校出版社，20012001电磁兼容原理及技术刘鹏程，高教出版社，电磁兼容原理及技术刘鹏程，高教出版社，19931993 参考文献参考文献电电磁磁兼兼容容原原理理与与应应用用D.A.Weston(D.A.Weston(王王守守三三译译），机机械械工工业出版社，业出版社，20062006电电
22、磁磁兼兼容容设设计计基基础础及及干干扰扰抑抑制制技技术术钱钱照照明明，浙浙大大出出版版社社，20002000电电磁磁兼兼容容技技术术总总装装备备部部教教材材编编辑辑会会，国国防防工工业业出出版版社社，20052005电磁干扰及限制林国荣，电子工业出版社，电磁干扰及限制林国荣，电子工业出版社，20042004电电磁磁兼兼容容导导论论C.R.Paul C.R.Paul （闻闻映映红红译译）机机械械工工业业出出版版社社，20062006电电磁磁兼兼容容理理论论与与应应用用技技术术丛丛书书北北京京邮邮电电高高校校出出版版社社，20012001E EMMC C1 1课课程程内内容容o电磁兼容概述电磁兼容
23、概述o电磁环境及电磁干扰电磁环境及电磁干扰o的耦合途经的耦合途经o地线干扰与解决方法地线干扰与解决方法o电磁屏蔽原理和搭接电磁屏蔽原理和搭接o电磁干扰滤波技术电磁干扰滤波技术o电缆设计技术电缆设计技术o瞬态脉冲干扰抑制技术瞬态脉冲干扰抑制技术o印刷电路板的电磁兼容问题印刷电路板的电磁兼容问题o电磁兼容标准与认证、电磁兼容性管理电磁兼容标准与认证、电磁兼容性管理oEMC模拟与预料模拟与预料o跋：跋：EMC与和谐社会和人生与和谐社会和人生E EMMC C1 1p 对电磁兼容原理有较为全面的理解对电磁兼容原理有较为全面的理解p 驾驭电磁骚扰的耦合与传输理论驾驭电磁骚扰的耦合与传输理论p 驾驭接地、滤
24、波、屏蔽等关键技术驾驭接地、滤波、屏蔽等关键技术p 了解瞬态抑制技术了解瞬态抑制技术p 具备进一步学习的实力具备进一步学习的实力p 在电磁兼容设计方面有明确的思路在电磁兼容设计方面有明确的思路通过学习本课程要达到通过学习本课程要达到E EMMC C1 1分分 贝贝(dB)u 分贝（分贝（dB）的定义：分贝数的定义：分贝数P1、P2 是两个功率值，无是两个功率值，无量纲量纲 性性p 贝尔（贝尔（B）p 电压电压、电流和电功率的单位（量纲）、电流和电功率的单位（量纲）：电场、磁场、能量密度和功率流的单位电场、磁场、能量密度和功率流的单位：？但当基准量的单位不同时，形式上带有但当基准量的单位不同时，
25、形式上带有量纲量纲的表达区分的表达区分E EMMC C1 1o电压电压o电流电流o电场电场o磁场磁场o功率流（面）密度功率流（面）密度为什么是为什么是 10 或或 20？E EMMC C1 1电压：电压：用用1V、1mV、1 V 为参考（例如：为参考（例如：1 V=0dB V）则单位为：则单位为：dBV、dBmV、dB V 等，等，电流：电流：用用1A、1mA、1 A 为参考，则：为参考，则：dBA、dBmA、dB A电场：电场：用用1V/m、1 V/m 为参考，则：为参考，则：dBV/m、dB V/m 等，等，磁场磁场：用用1A/m、1 A/m 为参考，则：为参考，则：dBA/m、dB A/
26、m 等等功率：功率：用用1W、1mW 为参考，则：为参考，则：dBW、dBm等，等，注：常用注：常用E EMMC C1 1换算关系，例换算关系，例E EMMC C1 1p压大增小压大增小 增益增益p乘除变加减乘除变加减 频谱宽度频谱宽度 给出不同给出不同 量纲量纲 量之间的量之间的数学数学关系关系p 例：可便利地判别（区分）多个不同量纲、量级因例：可便利地判别（区分）多个不同量纲、量级因 素的不同影响程度素的不同影响程度 为什么要用为什么要用 dB dB?E EMMC C1 1 为什么要用为什么要用 dB?o一个设备在进行辐射放射试验时发觉在某个频率上有超一个设备在进行辐射放射试验时发觉在某个
27、频率上有超标放射，经过分析有五个地方可能是泄漏源。标放射，经过分析有五个地方可能是泄漏源。o去掉一个泄漏源：辐射改善去掉一个泄漏源：辐射改善o201g1/(4/5)=1.9dBo去掉两个泄漏源：辐射改善去掉两个泄漏源：辐射改善o201g1/(3/5)=4.4dBo去掉三个泄漏源：辐射改善去掉三个泄漏源：辐射改善o201g1/(2/5)=7.9dBo去掉四个泄漏源：辐射改善去掉四个泄漏源：辐射改善o201g1/(1/5)=13.9dBo去掉五个泄漏源：辐射改善去掉五个泄漏源：辐射改善o201gl/(0/5)=dB如各泄漏源的辐射放射的强度不同，结果又如何？如各泄漏源的辐射放射的强度不同，结果又如何？E EMMC C1 1教员简介o简历（江滨浩）o1959年诞生于沈阳市，（东北人），现工作在电工基础教研室o教学经验o本科：电磁场，电路理论基础o探讨生：电磁场理论，电磁兼容原理，气体放电与等离子体物理，电磁场数值分析方法o探讨方向o电磁场理论与应用，电磁兼容技术，等离子体的电磁限制理论与技术，o电磁波（地波）的散射和传播理论，高功率脉冲电源，同位素分别技术，近空间表面等离子体推动技术，o联系方式oE-Mail：Jiangbhhit.edu