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发表于 2009-6-9 20:17:12
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RE:EMC试题
1. EMC电磁兼容性（ＥＭＣ）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，ＥＭＣ包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度。
2. 传导干扰指由于线缆之间的耦合产生的干扰；辐射干扰指系统线路拾取空间辐射的电磁波产生的干扰。传导耦合包括互传导耦合和导线间的感性与容性耦合。辐射耦合包括近场耦合和远场耦合。
传导耦合必须在骚扰源和敏感设之间有完整的电路连接。这个传输电路可包括导线、设备的导电部件、供电电源、公共阻抗、接地平面、电阻、电感、电容、和互感元件等。
辐射耦合是通过介质以辐射电磁波形式传播，骚扰能量按电磁波的规律向周围空间发射，常见的辐射耦合有三种：①骚扰源天线发射的电磁波被敏感设备天线意外接收，称为天线对天线耦合；②空间电磁场经导线感应而耦合，称为场对线的耦合；③两根平行导线之间的高频信号感应，称为线对线感应耦合（也可理解为是传导耦合）。
对于辐射干扰，采用屏蔽技术来消除效果最好；而对于传导干扰，采用磁性滤波器件来消除、抑制则是最有效和最经济的方法。并且将抗EMI元器件安置到尽可能靠近干扰源的地方，还可有效减少辐射干扰的产生。
3.电压电流的变化通过导线传输时有二种形态,称做"共模"和"差模".设备的电源线,电话等的通信线,与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路,至少有两根导线,这两根导线作为往返线路输送电力或信号.但在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是"地线".干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路,地线做返回路传输.前者叫"差模",后者叫"共模".
电源线噪声是电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的。电源线噪声分为两大类：共模干扰、差模干扰。共模干扰（Common-mode Interference）定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；差模干扰（Differential-mode Interference）定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。
辐射场到互联电缆的辐射骚扰，可用差模和共模信号来表示。差模干扰在两导线之间传输，属于对称性干扰；共模干扰在导线与地（机壳）之间传输，属于非对称性干扰。在一般情况下，差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小；共模干扰幅度大、频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。
4. 3w原则.这里3W是线与线之间的距离保持3倍线宽.是为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，如果线中心距不少于3倍线宽时，则可保持70%的线间电场不互相干扰，称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W规则。
5. 20H原则.这里的H指的介质厚度.H即电源和地之间的介质厚度.是指电源层相对地层内缩20H的距离，当然也是为抑制边缘辐射效应。在板的边缘会向外辐射电磁干扰。将电源层内缩，使得电场只在接地层的范围内传导。有效的提高了EMC.（但是实际中，这种方法似乎不是特别有效，其它工作做到家，电路板边缘就不会有太大辐射，如果这是设计中遇到的最大问题，设计应该是完成的相当不错了）
若内缩20H则可以将70%的电场限制在接地边沿内；内缩100H则可以将98%的电场限制在内。
6.①电磁骚扰源，②耦合途径或传播通道，③敏感设备。
电磁骚扰源大致可分为自然骚扰源和人为骚扰源。电磁骚扰源还可分为宽带或窄带骚扰。宽带骚扰可以进一步分为相参或非相参的。
宽带电磁骚扰：传导与辐射的电磁信号，其振幅随频率变化（频谱密度函数）的频率范围大于指定感受器的带宽。在宽带噪声环境中，感受器的响应对相参噪声信号而言与其频率带宽成比例，对非相参噪声信号而言与其频率带宽的平方根成比例。宽带信号的频谱密度振幅函数，除了是频率的函数外，还要用指定的带宽来表示。宽带噪声可定义成一个函数，其频谱密度在感兴趣的频率范围内是频率的连续函数。
窄带电磁骚扰：其振幅随频率变化（频谱密度函数）的频率范围窄于指定感受器的带宽。在窄带噪声环境中，一旦感受器的带宽大于噪声信号的频率范围时，感受器的响应就与其带宽无关。窄带噪声可用数学来定义时，其频谱密度在感兴趣的频率范围内作为频率函数的一根谱线。
电磁骚扰的传播途径包括传导耦合和辐射耦合。第2题中详述。
敏感设备端口一般分为以下5类：
①外壳端口；②交流电源端口；③直流电源端口；④控制线/信号线端口；⑤接地端口，即系统和地或参考地之间的连接。
根据形成电磁干扰三要素可知，要实现产品的电磁兼容，须从三个方面着手：抑制电磁骚扰源；切断电磁骚扰耦合途径；提高电磁敏感设备的抗干扰能力。
二。1.屏蔽。辐射干扰的基础是空间“场”，干扰信号可以从任何一个缝隙孔洞或长导线（相当于天线）传输至被干扰设备。由此看来，对辐射干扰的抑制的途径：封堵电磁波可透过的缝隙、空洞，减弱长
导线的天线效应。注意接地可靠性。
2.基于加权余量法的矩量法（mom）（基于积分方程），有限元法（FEM）（基于微分方程）；时域有限差分法（FDTD）
3.单点接地，多点接地,浮地，混合接地。单点接地一般用于低频系统（1MHz以下），分为串联并联两种形式，没有地环路，但是底线往往过长，低阻抗较大；多点接地指所有电路底线就进接地，地线短，适合高频（10MHz以上）接地，但存在地环路；混合接地，指在地线系统适用电感、电容连接，使底线系统不同频率有不同的结构。
接地产生问题主要有两种，即地环路干扰和公共地阻抗。地环路干扰有两种成因，一是两个设备地电位不同产生差模电压，二是环路拾取地磁场辐射骚扰。解决基本思路有三：减小地阻抗，从而减小干扰电压；增加地环路阻抗，从而减小地环路电流（地阻抗足够大即为浮地处理），使用隔离变压器、光耦合器件、共模扼流圈、平衡电路等方法；单点接地。公共阻抗耦合是一个电路的地电位收到另一个电路地电流的调制，另一个电路信号耦合进前一个电路。这种情况可用并联单点接地等措施避免。 |
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