高频磁场的屏蔽:利用磁感现象在屏蔽体表面所产生的涡流的反磁场达到屏蔽目的;注意问题:无需考虑屏蔽盒厚度;垂直涡流方向不应该有缝隙或开口,实际中应接地。
电磁波向厚度为t的金属板投射,部分电磁波在第一个表面反射掉,剩余部分继续传播,在导体内衰减一部分。到达第二的导体表面时,又有部分电磁波被反射回导体,剩余电磁波进入良导体的另一侧。在导体第二个表面反射的电磁波在导体内反向衰减传输,在第一个导体表面射出一部分,又反射回一部分,这部分过程反复进行。由此可见,平板导体的屏蔽效能包括反射损耗、吸收损耗和多次反射损耗。
? 阐述控制电磁干扰的基本策略、技术方法。(10分)
传输途径抑制:滤波、屏蔽、接地、搭接、布线
空间分离:地点位置、自然地形、方位角、电磁场矢量方向
时间分隔:时间公用准则、雷达脉冲同步、主动时间分隔、被动时间分隔 频域管理:频谱管制、滤波、频率调制、数字传输、光电转换
电器隔离:变压器隔离、光电隔离、继电器隔离、DC/DC变换、电动-发电机组
? EMC的含义是什么?电磁兼容与电磁兼容性的概念有何区别。
电磁兼容性:“设备(分系统、系统)在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。
即:该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级;它也不会使同一电磁环境中其它设备(分系统、系统)因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级”
电磁兼容:研究在有限的空间、时间和频谱资源等条件下,各种用电设备(广义的还包括生物体)可以共存,并不致引起降级的一门科学。
区别:兼容性侧重描述设备或系统的性能指标,但作为一门学科来说,应为“电磁兼容”。
? 什么是电磁干扰与电磁骚扰?它们的区别何在?
电磁干扰是指电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。
电磁骚扰是指任何可能引起装置、设备或系统性能降低,或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。 电磁干扰是指由电磁骚扰产生的具有危害性的电磁能量或者引起的后果,电磁骚扰强调任何可能的电磁危害现象,而电磁干扰强调这种电磁危害现象产生的后果。
? 电磁骚扰主要通过什么途径传输(传播)。怎样描述电磁骚扰?
描述:
频谱宽度 幅度或电平 波形 出现率 辐射骚扰的极化特性 辐射骚扰的方向特性 天线有效面积
? 功能性干扰源与非功能性干扰源有什么区别?举例说明。
功能性干扰源:指设备、系统在实现自身功能的过程中所产生的有用电磁能量对其他设备、系统造成干扰的用电装置,例如广播信号、雷达信号产生的干扰。
非功能性干扰源:指设备、系统在实现自身功能的过程中所产生的无用电磁能量对其他设备、系统造成干扰的用电装置,例如开关闭合断开产生电弧的放电干扰。
? 分析和解决电磁兼容性问题的一般方法有哪些?阐述电磁骚扰的抑制策略,你在产品设计中采
用的主要策略。
问题解决法:在电路、设备和系统建立之前不专门考虑电磁兼容问题,而后根据出现的电磁兼容问题应用各种抑制干扰的技术去解决。由于设备和系统可能已经装配好,为解决问题可能要进行大量的拆卸和修改,也可能要进行重新设计,可能造成人力物力的浪费,延误电路设备和系统的研制周期,有可能会使性能下降。 规范法:这种方法在一定程度上可以预防电磁干扰的出现,比问题解决发法更加合理,但是标准和规范不是针对某一设备和系统制定,因此不一定能够解决问题。而且没有进行电磁兼容的分析和预测,有可能导致过量的预防储备,导致成本增加。
系统法:在设计阶段就用分析程序预测在设备系统中将要遇到的电磁干扰问题,并在设计、实验、制造、装配环节不断进行分析和预测,一般可以避免出现电磁干扰过量。
? 导体的直流电阻与交流电阻存在怎样的关系,为什么电磁兼容性设计中要求元器件的引线尽可
能的短。
高频交流电阻与工作频率的平方根成正比RAC?K?RDC?f
为了降低电路的地电位,每个电路的地线应尽可能短,以降低地线阻抗。
? 求下列各物理量以dB表示的值:①P1?1mW和P2?20W; ②v1?10mV和v2?20?V;
③i1?2mA和i2?0.5A。
最有用的 2dB = 3、lg2=0.3
3dB=4.77、lg3=0.477
解: (1)PdB = 10log(P1/P2) = -43dB
(2)PdB = 10log(P1/P2) = 54dB (3)PdB = 10log(P1/P2) = -48dB
? 计算连接电缆的功率损耗(电缆特性阻抗与负载阻抗匹配)
解: 电缆的功率损耗 = PindBm
?PoutdBm
= 8.686?L
(α为传输线损耗,L为所选传输线的长度)
? 使用dB表示放大器的性能参数:增益。如果输入功率1?W,放大器增益60dB,其输出功率为
多少dB?W。
解:使用dB表示放大器的增益为:
PoutdB?增益dB?PindB或者
或者
PoutdBm?增益dB?PindBm
PoutdB?W?增益dB?PindB?W若输入功率为1?W即
PindB?W= 10log(1?W/?W) = 0dB?W
故PoutdB?W = 60dB - 0dB?W= 60dB?W
? 为什么大量的现代EMC测试设备具有50?的纯电阻输入阻抗和源阻抗,并且用50?同轴电缆来连接。
解:如果电缆的终端阻抗不等于电缆的特性阻抗,那么从信号源向负载方向看过去的电缆输入阻抗也不再对所有长度的电缆都是50?,而是会随着频率和电缆长度的变化而变化。选择50?以外的其他任何阻抗都是合适的,但是50?已经成为工业标准。这就是为什么大量的现代化EMC测试设备具有50?的纯输入阻抗和信号源阻抗,并且用50?的同轴电缆来连接。
?? 将内外半径分别为a和b,磁导率为?的无限长磁性材料圆柱腔置于均匀磁场B0中。假设均
?匀磁场B0的取向与无限长磁性材料圆柱腔的轴线平行,试求解此圆柱腔的磁屏蔽效能。
解:由题意有,圆柱腔壁厚度t?b?a,平均半径
a?bR?2。
相对磁导率
??r??0(
?0为真空的磁导率)
故由屏蔽效能定义有:
?(b?a)
SE?20log(1?)?20log[1?]2R?0(a?b)?rt? 将内外半径分别为a和b,磁导率为?的磁性材料球壳置于均匀磁场B0中,试求解此球壳的
磁屏蔽效能。
解:由题意有,球形磁屏蔽壳的平均半径
?a?b。屏蔽壳厚度t?b?a, re?2相对磁导率
??r??0(
?0为真空的磁导率)。
由屏蔽效能定义有:
2?t4?(b?a)SE?20log(r?1)?20log[]3re3?0(a?b)
。
? 适用于我国各种军用电子、电气和机电设备及分系统的EMC标准及其主题内容是什么?罗列主
要的国际EMC标准化组织?
解:
GJB151《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》和GJB152《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》于1986年正式颁布实施,在1997年在原标准基础上等效采用MIL-STD-461D和MIT-STD-462D颁布了三军通用的新的电磁兼容标准GJB151A-97和GJB152A-97。其主要内容是:(1)它将分系统和设备的电磁发射和电磁敏感度测量方法合成一个标准;(2)它明确指出这些标准对于特定的分系统和设备时进行必要的剪裁。由于具体的分系统和设备的所安装的平台及电磁环境不尽相同,因此在分系统和设备订货时就要进行这种剪裁,在设计中依靠设计人员的EMC知识对其EMC进行控制。(3)本标准的附录《应用指南》给出每个要求的原理和背景,这对理解和贯彻标准十分有用。
MIL-STD-461E美军!
主要的国际EMC标准化组织有:国际电工委员会(IEC)、国际无线电干扰特别委员会(CISPR)、国际大电网会议(CIGRE)、国际电信联盟(ITU)、国际标准化组织(ISO)、跨国电气和电子工程师协会(IEEE)等。
? 图示IEC标准体系?表述基础标准、通用标准和产品(类)标准的相互关系。
解:
IEC标准体系图如下:
基础发射标准通用发射标准基础标准通用标准基础抗扰度标准通用抗扰度标准
B类:居民区、商业区、轻工业区A类:工业区产品标准B类:居民区、商业区、轻工业区A类:工业区在基础标准、通用标准和产品标准三层次中,下一层次的标准通过引用上一个层次的标准来构成本层次标准的
一部分。标准层次越低,规定越详细、明确,操作性就越强;反之米标准的包容性越强,使用范围越宽。
? 举例说明国家EMC标准编号的形式?
解:
举例:GB4824-1995:GB代表强制性国家标准;4824代表工业、科学和医疗射频设备无线电干扰特性的测量方法和限值;1995代表制定年份。
GB/T17618-1998:GB/T代表推荐性国家标准;17618代表信息技术设备扰度限值和测量方法;1998代表制定年份。
? EUT的EMC测试通常如何分类,它们的频率范围怎样界定? EMC预测试与EMC标准测试有何异
同? EMC测试设施通常有哪些?EMI接收机与频谱分析仪有何异同?
解:EUT的EMC测试可分为四类:传导发射测量、辐射发射测量、传导敏感度测量和辐射敏感度测量。传导发射测量的频率范围通常为25Hz-30MHz;辐射发射测量的频率范围通常为10KHz-1GHz。
EMC预测试与EMC标准测试的不同点:EMC预测试是产品研制过程中进行的一种EMC测量,一般情况下只能做定性测量且测量仪器简单,费用较低;而EMC标准测试是在产品完成,定型阶段进行,可以定量评价EUT的EMC标准,其仪器及实验室复杂,费用昂贵。相同点:两者都可以确定干扰源的位置、频谱以及敏感部件周围的电磁环境。
EMC测试设备通常有:开阔试验场,屏蔽室,电波暗室,横电磁波小室,混响室等。
EMI接受机与频谱分析仪的不同点是:频谱分析仪灵敏度低、数值测量不准等且扫描测量速度慢。相同点是:可以对频段进行,测量和扫描,且可以给出频谱分布图形。
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