电磁兼容期末复习题

电磁骚扰：任何可能引起装置，设备或系统性能降低，或者对有生命无生命的物质产生损坏作用的电磁现象。电磁干扰：由电磁骚扰引起的设备传输通道或系统性能的降低。电磁兼容（EMC）：设备或系统在其中电磁环境中能正常工作，并且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力电磁骚扰发射：从骚扰源向外发出电磁骚扰能量的现象。电磁骚扰敏感性：在存在电磁骚扰的情况下，设备分系统或系统不能避免性能降低的能力。抗扰度：设备，分系统或系统面临电磁骚扰不降低运动性能的能力。EMC设计思路：从分析形成电磁干扰后果的基本要素出发：1.电磁骚扰源2.耦合途径3.敏感设备电磁兼容预测：在设计阶段通过计算的方法对电气，电子元件设备乃至整个系统的电磁兼容特性进行分析。计算机外界干扰的来源有哪些？1.射频干扰：大功率的无线电发射设备，高频大电流设备或射频理疗设备等，计算机所受到的危害程度取决于干扰场强，频率和计算机自身的电磁敏感度。2.工频电源干扰：典雅的大幅度波动或冲击性电流沿电源线进入计算机系统3.静电干扰：造成计算机中大规模集成电路损坏的主要原因。4.雷电脉冲干扰：雷电脉冲形成的过电压通过各种线路进入到计算机系统中。电磁环境的有害影响主要表现有哪些？1接收机等敏感设备性能降级2.机电设备，电子线路，元器件等误动作3.烧毁或击穿元器件4.点爆设置，易燃材料等意外触发或点燃等。自然骚扰源的种类：1.电子噪声热噪声散弹噪声1lf噪声和天线噪声等。2.天电噪声3.地球外噪声4.沉积静电等其他自然噪声人为噪声源的种类：1.连续波骚扰源a发射机：缠身大哥电磁骚扰包括有意信号发射，谐波发射信号一级乱真发射信号本机振荡器b交流声：交流声是由进入系统的周期性低频信号引起的连续波骚扰2.瞬态骚扰源：a开关转换动作b含有整流子和电刷的旋转电机以及照明装置c点火装置。d高压输电线，间隙击穿，电晕放电。3.非线性现象：非线性失真，开关瞬态，调制，互调。第一章表面电阻率：表征物体表面导电性能的物理量，它是正方形材料两边测得的电阻值，与该物体正方形边长无关单位Ω最小点燃能量：在常温常压下，影响物质点燃的各种因素处于最敏感条件，点燃该物质所需的最小电气能量。静电形成的内因和外因：内因：a各种物质逸出功的不同是产生静电的基础b以电阻率来表示，电阻率越小，导电性能越好，电阻率的大小是静电能够积累的条件。C物质的介电常数即电容率是决定静电电容的主要因素外因：摩擦起电附着起电感应起电极化起电雷电感应起电固体的其他带电方式还有断裂带点，剥离带电，沉降带电，喷雾起电静电的危害有哪些：1.静电造成爆炸和火灾灾害2.静电对人体的危害：人体电击，引发火宅和爆炸，对静电敏感的电子产品的工作造成危害3.静电产生的生产故障（与静电力学感应与放点效应有关）4.静电放电产生的电磁骚扰影响信息系统设备的正常运行。ESD能量传播方式：1.放电电流通过导体传播2.激励一定频谱狂堵的脉冲能量在空间传播信息系统环境中静电的防护措施：从设备角度：a设备中不用的输入端不允许处于不连接或悬浮状态b使用滤波器阻止ESD能量耦合到设备内部c外壳设计PCB设计和阻止ESD辐射及传导耦合d一个正确的电缆保护系统可以提高系统的非敏感性。为了减少辐射EMI偶和机制电缆，线长和回路面积要减小，在电缆的两端电缆屏蔽必须与壳体屏蔽连接。从机房角度（降低发生ESD几率）：a基本工作间可铺设导静电地面b主机房内可采用防静电活动地板c导静电地面，防静电活动地板，工作台及座椅垫套材料必须是导静电的d主机房的导体必须与大地有可靠连接e静电接地的连接线应有组稿的机械强度和化学稳定性。第二章传导耦合：电磁灶生的能量在电路中以电压或电流的形式，通过金属导线或其他元件耦合至被干扰设备。根据电磁噪声耦合特点可分为直接传导耦合，公共阻抗传导耦合，转移阻抗传导耦合。公共阻抗传导耦合：噪声通过印刷版电路和机壳接地线，设备的公共安全接地线以及接地网络中的公共阻抗产生公共地阻抗偶合，噪声通过交流供电电源及直流供电电源阻抗时，产生公共电源阻抗耦合。辐射耦合：电磁噪声的能量，以电磁场能量的形式通过空间辐射传播，偶合道被干扰设备（电路）可分为进场耦合和远场耦合。良好的电场屏蔽必须满足下列条件：1.露出屏蔽层之外的芯线部分越短越好2.屏蔽层必须有良好接地。公共阻抗耦合主要包括哪两种情况：公共阻抗耦合和公共电源阻抗耦合短单极天线和小环天线性质，进场和远场的性质。短单极天线远场区：电基本振子的电磁场只有两个分量，相互垂直，同相位，坡印廷矢量是实数，指向r方向，说明远场的场是一个沿径向向外传播的电磁波。远场区是一个辐射场；电场和磁场的比值为一个纯实数称为力波阻抗；辐射强度电基本振子的电流成正比与距离成反比；在不同方向上，辐射强度不等，表明电基本振子的辐射有方向性。进场区：电场与静电场中的电偶极子电场仪相似，磁场和恒定电流元磁场相似，近场区为稳恒场；近场区随距离增大而快速减小；电场与磁场相位差90°坡印廷矢量为虚数，电磁能量在源与场之间来回振荡小环天线近场远场特性与短单机天线相同，就是把电场换位磁场，磁场换为电场。提高计算机系统兼容水平的措施有哪些？1.从硬件软件设计着手提高系统自身抗干扰能力2.屏蔽接地3.滤波技术（抑制传导耦合干扰）4.采用光技术第三章信息系统的供电接地制式采用什么方式？TN-S制式直流地与大地连接的方式有哪些：1.串直流接地2.并联式直流接地3.网格式直流接地4.混合接地系统信息系统中接地种类：交流工作地，直流工作地，安全保护地，屏蔽接地，防静电接地，防雷保护接地接地系统的目的和要求：要求1.及时有效释放脉冲干扰能量2.接地装置在吸收大量脉冲电流后地电位浮动尽量低目的：1.保证接地系统有很低的公共阻抗，使系统中各电路电流通过该公共阻抗产生的直接传导噪声电压最小2.在有高频电流的场合，保证信号地对大地有较低的共横电压，使信号地差生的辐射噪声最低3.保证地线，信号线构成的回路面积最小4.保证人生安全，设备安全直流工作地悬浮的原因1.信息系统的支流地与交流地接在一起，可能会引入交流地网干扰2.支流地与交流地分开可使交直流之间不会形成电流回路可以防止漏电进入信息系统3.工作于直流及低频范围的小型设备对市电频率高电平的共模噪声有很大的共模抑制比，而设备本身功率和电压电平又太高，此时采用浮地信号系统压制地回路干扰的技术措施：1.信号源本身浮空，放大器接地2.信号源接地放大器浮空3.均接地4.引入信号平衡变压器实现地环路隔离5.引入光耦合器实现隔离地环路6.引入差动放大器实现地环路隔离7.引入共模扼流圈实现地环路隔离8.将信号地与机壳绝缘9.用平衡点路代替不平衡电路。第四章屏蔽如何分类？按屏蔽的电磁场性质分类：电场屏蔽（静电场屏蔽及低频交变电场屏蔽）磁场屏蔽（直流磁场屏蔽和低频交流磁场屏蔽）点磁场屏蔽（同时存在电场及磁场的高频辐射点磁场屏蔽）按屏蔽体结构分类：完整屏蔽体屏蔽，非完整屏蔽体屏蔽，编制体屏蔽电场高频电磁场和低频磁场屏蔽原理：1.电场屏蔽的基本原理：采用金属屏蔽体屏蔽电场必须满足两个条件，完善的屏蔽及屏蔽体良好接地2.磁场屏蔽的基本原理：磁场屏蔽的目的是消除或抑制直流或低频交流磁场噪声源与被干扰回路的磁耦合：a采用高磁导率材料的屏蔽体进行屏蔽b采用反向磁场抵消来实现磁屏蔽c辐射电磁场屏蔽的基本原理：电磁波在穿透屏蔽时产生的感生涡流引起，感生涡流可产生一个反向磁场以抵消原干扰磁场屏蔽效能如何定义？影响屏蔽效果大小的因素有哪些？屏蔽效能SE指未加屏蔽时某一测量点的场强与加屏蔽后同一测量点的场强之比对电场（有屏蔽）无屏蔽SEEESE)(lg200对磁场：（有屏蔽）无屏蔽SHHHSE)(lg200电场屏蔽材料选择原则：1.电场屏蔽材料选择原则：必需具有良好导电性2.电磁波屏蔽材料选择原则：电场分量屏蔽主要靠屏蔽层第一界面反射，屏蔽材料必须具有良好导电性，电导率大，具有一定厚度的材料，具体数值与电磁波频率有关第五章反射式滤波器工作原理：一般由电感线圈和电容器构成，在通带内呈低的串联阻抗和高的并联阻抗。在阻带范围内呈低的并联阻抗和高的串联阻抗，这样可以组织有用的频率意外的其余成分通过，并把它们反射回信号源。吸收式滤波器工作原理：由有损原件组成，把不希望的频率成分吸收掉以达到滤波的目的。随着频率的升高，实际电容器和电感器特征有何变化？一个实际电容器除呈现电容特性外还含有电阻和电感的特性。随着频率升高。当0ffo时，实际电感呈容性，当f=fo（谐振频率）时，LZ=R达到串联谐振，呈纯阻性，当ffo时，实际电容器成感性。一个实际电感器，除呈现电感特性外，还包含电阻和线圈绕组分布电感特性，随着频率升高当0ffo实际电感器呈感性，当f=fo，LZ=R达到并联谐振，呈纯阻性，当ffo，线圈绕组分布电容其主导作用呈容性。插入损耗：当未接滤波器时，接收机测得信号源输出电压为E1，把EMI滤波器插入到信号源和接收机之间后，在靠近EMI滤波器输出端口处测得信号源电压为E2插入损耗21log20EEIL滤波器安装要注意哪些问题？1.滤波器最好安装在干扰源出口处，再将干扰源和滤波器完全屏蔽在一个盒子里。2.滤波器的输入和输出线必须分开3.滤波器中电容器导线应尽可能短4.对滤波器的抑制元件咬进行良好屏蔽5.焊接在同一插座上的每根导线都必须进行滤波6.套管滤波器必须完全同轴安装。板上滤波器注意事项信号滤波器安装：面板安装滤波器注意事项：馈通滤波器适于安装在屏蔽壳体上，有很好的高频率波效果，特别适于单个单线穿过屏蔽体。滤波器连接器适于安装在屏蔽相箱上，有良好的高频率波效果，用于多跟导线（电线）穿过屏蔽体。板上滤波器安装注意：滤波器靠近借口，在接口处设置挡板，线路板干净与金属板紧密搭接信号滤波器安装：滤波器靠近被率波导线的靠近器件或线路板一段，有屏蔽的场合装在屏蔽截面上。面板安装滤波器注意：滤波器与面板之间必须使用电磁密封衬垫线路板安装滤波器适于安装在线路板上，具有成本低安装方便等优点，高频不佳。滤波器连接器适于安装在屏蔽相箱上，有良好的高频率波效果用于多跟导线穿过屏蔽体。第六章干扰侵入计算机的途径有哪些？1.串模干扰：串联与信号回路中的干扰，产生于传输线的互感，和频率有关2.共模干扰：干扰电压同时加到两条信号线上出现的干扰。3.端口感应干扰：端口静电感应，多端口延迟不一致，前后沿产生振荡。4.动态RAM易产生串扰并经公共阻抗干扰其他电路。5.工频干扰6.单片机系统产生串扰通路而相互干扰7.外部高频辐射干扰电路。8.接地不良造成地线上不平衡电流，谐波电流，浪涌等多种干扰信号侵入计算机9.电源是多种干扰信号侵入计算机的途径。计算机电磁泄漏的主要途径有哪些？如何防止？计算机以两种方式向外泄漏电磁信号：1.空间电磁波2.传导波。在计算机和机壳内的某一空间，总是同时存在静电场，磁场，电磁场。其中静电场与磁场是近场，以感应的方式在导体上形成传导波，电磁场是远场，以空间波的形式辐射。防止：对于传导波可在导体上加上滤波器，SPD对于电磁波可采用屏蔽技术如何对计算机机房进行全面的EMC设计要完成以下任务：机房选址，总体结构设计，屏蔽体设计，静电防护设计，电磁防护设计，计算机机房噪音防护设计，安全防护设计，其他配套设施设计。机房的设计原则：通过屏蔽，滤波，接地，匹配，选材料来阻止，减小静电的电磁波的传输