西电EMC电磁兼容复习资料习题集..pdf

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1、EMC 基本问题 问题一 EMI 案例及其解决方法，阐述EMC 的重要性。 P10 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。 的定义是什么？依据系统组成，电磁兼容性应该如何分类？ P11 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

2、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。 分类：系统电磁兼容性分为系统之间的电磁兼容性和系统内部的电磁兼容性。 学科形成的标志、起源是什么？ P13 标志： 1933 年 CISPR成立，第一次会议提出的两个问题：可以接受的无线电干扰限制和测量无线电干扰的方法。 P17 研究内容： 电磁干扰特性及其传播理论 电磁危害及电磁频谱的利用和管理 电磁兼容性的工程分析和电磁兼容性控制技术 电磁兼容设计理论和设计

3、方法 电磁兼容性测量和试验技术 电磁兼容性标准、规范与工程管理 电磁兼容性分析和预测 信息设备的电磁泄漏及防护技术 环境电磁脉冲及其防护 系统内与系统间的电磁兼容性 特点： 1、 电磁兼容学科的理论体系以电磁场理论为基础 2、 电磁兼容学科是一门新兴的综合性交叉学科 3、 计量单位的特殊性 4、 大量引用无线电技术的概念和术语 5、 极强的实用性 6、 强烈的依赖于测量 Tips ：最有用的 2dB = 3 、lg2=0.3 3dB=4.77、lg3=0.477 电压电流乘20，功率乘 10 dBm 表示法 Prec=电缆增益 +Psource 问题二 P49 功能性干扰源：指设备、系统在实现

4、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。 P27 辐射干扰：由任何部件、天线、电缆或连接线辐射的电磁干扰 传导干扰：沿着导体附近传输的电磁干扰 辐射和传导 P53 描述： 1、 频谱宽度 2、 幅度或电平 3、 波形 4、 出现率 5、 辐射骚扰的极化特性 6、 辐射骚扰的方向特性 7、 天线有效面积 P56 分类： 低频现象、高频现象、静电放电 低频现象是指电磁骚扰频谱中低于9kH

5、z 分量占主要成分的情况 高频现象是指电磁骚扰频谱远大于9kHz 分量占主要成分的情况 问题三 传导耦合 在分析骚扰源时，常常用到两个基本的骚扰源（天线）模型：长为l 的电基本阵子（短线天线）以及半径为a 的磁 基本阵子（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l? ，a?。 P82 当 kr1或 r人/2 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。 场点 P与源点的距离r 远小于波长，与这些点相应的区域称为近区。 在近区场主要取决于分母中含的kr 的最低次项 在近区场主要取决于分母中含的kr 的最高次项 在远区，电、磁基本阵子的波阻抗均趋于

6、媒质的波阻抗ZW ； 在近区，电基本阵子产生的电场占优势，在电磁兼容工程中称电基本振子的骚扰源模型为电场骚扰源； 在近区，磁基本阵子产生的磁场占优势，在电磁兼容工程中称磁基本振子的骚扰源模型为磁场骚扰源。 在近区场中，由于波阻抗不是常数，必须分别考虑电场和磁场； 在远区场中，电场和磁场结合起来形成了平面电磁波（具有媒质的波阻抗）； 当讨论平面电磁波的时候，假定电场、磁场处于远区场；当分开讨论电场、磁场时，认为电场、磁场处于近区场。 P85 通常将空间某处的电场与磁场的横向分量的比值称为波阻抗ZW错误！不能通过编辑域代码创建对象。 电基本振子： 错误！不能通过编辑域代码创建对象。 近区：2r 2

7、 w EWw Z ZZ krr 远区： 错误！不能通过编辑域代码创建对象。 磁基本振子： 在远区，电、磁基本阵子的波阻抗均趋于媒质的波阻抗ZW ； 在近区，电基本阵子产生的电场占优势，在电磁兼容工程中称电基本振子的骚扰源模型为电场骚扰源； 在近区，磁基本阵子产生的磁场占优势，在电磁兼容工程中称磁基本振子的骚扰源模型为磁场骚扰源。 P89 天线耦合 导线感应耦合 闭合回路耦合 孔缝耦合 问题四 P92 1、尽可能选用互相干扰最小、符合电磁兼容性要求的器件、部件、电路，并进行合理布局、装配、已组成设备或 系统。 2、考虑形成电磁干扰的三要素，实施屏蔽、滤波、接地和搭接等技术以抑制和隔离电磁干扰。

8、P92 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

9、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。 P94 主动预防、整体规划、对抗疏导相结合 P95 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 问题五 P102 屏蔽：由导电或导磁材料制成的金属屏蔽体将电磁骚扰源限制在一定范围内 凡是通过空间传输的电磁骚扰可以采用屏蔽的方法抑制。 时的注意问题。 P102 静电屏蔽：完

10、整的屏蔽导体和良好的接地 交变电场的屏蔽：采用接地良好的金属屏蔽体将骚扰源 低频磁场的屏蔽：利用铁磁材料的高磁导率对骚扰磁场进行分离；注意问题，磁导率越高、屏蔽罩越厚、磁阻越小 则屏蔽效果越好。 用铁磁材料做的屏蔽罩，在垂直磁力线方向不应开口或者有缝隙。 铁磁材料的屏蔽不能用于高频磁场屏蔽。 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。 P109 屏蔽系数：加屏蔽体后的感应电压与未加屏蔽的电压之比。 传输系数：存在屏蔽体时的电场强度与无屏蔽的电场（或磁场）强度之比 屏蔽效能：不存在屏蔽体

11、时某处的电场强度与存在屏蔽体时同一处的电场强度之比，常用分贝表示。 SEE=20lg （E0/ES） 系数与效能互为倒数关系 P114 屏蔽盒为长方形时，应使长边平行于磁场方向，而短边垂直于磁场方向 P119 频率越高，吸收损耗越大。 平面波的反射损耗以频率一次方的速率减小，磁场的反射损耗以频率的一次方的速率增加，电场的反射损耗以频率 的三次方的速率减小。 计算： 静磁场：无限长磁性材料屏蔽效能计算公式： 圆柱体腔壁厚度：t=b-a 平均半径 R = (a+b)/2 )( )( 1log20) 2 1log(20 0 ba ab R t SE r 低频磁场： 矩形截面盒： 2 20log(1)

12、 rt SE a a 为垂直磁场方向边长 圆柱体： 20log(1) 2 r e t SE R e R 为平均半径 球形： 2 20log(1) 3 r e t SE r 问题六 利用屏蔽效能计算的解析方法，如何选择屏蔽体材料？ P127 P128 吸收损耗、反射损耗 随着频率的增加，需要的屏蔽壳体厚度也越小 屏蔽材料的电导率越高，磁导率越低，反射损耗就越大 降低电磁泄漏。 P131 孔隙的电磁泄漏与孔隙的最大线性尺寸、孔隙的数量和骚扰源的波长有密切关系； 随着频率的增高，孔隙电磁泄漏将更严重； 在相同面积情况下，缝隙比孔隙的电磁泄漏严重，矩形孔比圆形孔的电磁泄漏严重； 当缝隙长度接近工作波长

13、时，缝隙就成为电磁波辐射器，即缝隙天线； 对于孔隙，要求其最大线性尺寸小于/5 ；对于缝隙，要求其最大线性尺寸小于/10 ， 为最小工作波长。 带孔隙的金属板、金属网，对超高频以上的频率基本上没有屏蔽效果。因此超高频以上的频率需要采用截止波导管 来屏蔽。 P139 计算 问题七 p156 接地技术是任何电子、电气设备或系统正常工作时必须采用的重要技术，它不仅是保护设施和人身安全的必要手段， 也是抑制电磁干扰、保障设备或系统电磁兼容性、提高设备或系统可靠性的重要技术措施。接地一方面可引起接地 阻抗干扰，另一方面良好的接地还可抑制干扰。 2. 导体的直流电阻与交流电阻存在怎样的关系(p161) ，

14、 为什么电磁兼容性设计中要求元器件 的引线尽可能的短(p156) 。如何选择接地线(p163 p166)。 高频交流电阻与工作频率的平方根成正比错误！不能通过编辑域代码创建对象。 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。 在高频时，由于集肤效应，高频电流只流经导体表面，即使加大导体厚度也不能降低阻抗。为了在高频时降低地线 阻抗，通常要将地线和公共地镀银。 在导体截面积相同的情况下，为了减小地线阻抗，常用矩形截面导体做成接地导体带。 特点和应用限制。 p164 单点接地适用于低频，多点接地适用于高频 频率在 1MHz以下可采用单点接地方式 频率高于 10MHz应采用多点接

15、地方式 频率在 110MHz之间可以采用混合接地（在电性能上实现单点接地、多点接地混合使用） 如用一点接地，其地线长度不得超过/20 ，否则应采用多点接地 问题八 P172 共地阻抗的共模干扰； 场对导线的共模干扰 接地电流的存在是产生接地干扰的根源: 导电耦合引起的接地电流 电容耦合形成的接地电流 电磁耦合形成的感应电流 金属导体的天线效应形成地电流 P169 P171 当电路有一个接地信号源与一个不接地的放大器连接时，连接电缆的屏蔽层接地应接至信号源的公共端 当电路有一个不接地信号源与一个接地的放大器连接时，连接电缆的屏蔽层接地应接至放大器的公共端 P175 一般来说，电子设备中的低电平级

16、电路是受干扰的电路，因此接地点的选择应使低电平级电路受干扰最小。多极电 路的接地点应选择在低电平级电路的输入端。 P176 信号回路隔离变压器 信号回路纵向扼流圈 信号线上使用磁环 在数据线路中使用光电耦合器或光纤 使用差分放大器 P177 原理：电路1 的输出信号经变压器耦合到电路2，地回路被隔离变压器阻隔 注意事项：不能传输直流信号，对低频信号影响较大。因此，对直流和低频信号电路不宜采用, 对低频干扰有较好 的抑制能力。 P178 原理：对于流过接地线的共模干扰电流，流经两线电流方向相同, 所产生的磁场相长，故扼流圈对回路干扰电流呈 现高阻抗，起到抑制地回路的作用。 注意事项：纵向扼流圈的

17、铁芯截面积应该足够大，以便有一定数量的不平衡直流流过时不致饱和。 问题九 EMI 滤波器的特点（p199） 1、电磁干扰滤波器往往在阻抗失配的条件下工作。 2、骚扰源的电平变化幅度大，有可能使电磁干扰滤波器出现饱和效应。 3、电磁骚扰源的频带范围很宽，其高频特性非常复杂，难以用集总参数电路来模拟滤波电路的高频特性。 4、工作频带内必须具有较高的可靠性。 反射式滤波器的工作原理(p201) 原理：把不需要的频率成分的能量反射回信号源或者骚扰源，而让需要的频率成分的能量通过滤波器施加于负载， 以达到选择和抑制信号的目的。 吸收式滤波器的工作原理(p205) 吸收式滤波器：由有耗元件构成，将信号中不

18、需要的频率分量的 能量消耗在滤波器中，而允许需要的频率分量通过。 电源线滤波器的构成与设计(210) 为了抑制共模干扰和差模干扰，电源线滤波器由许多LC 低通网络构成，分为共模滤波器和差模滤波器。 滤波器安装需要考虑的问题(212) 1、位置 : 取决于骚扰的入侵途径。 2、输入端引线与输出端引线的屏蔽隔离。 3、高频接地。滤波器应加屏蔽，其屏蔽体应良好接地，否则高频接地阻抗将直接降低高频滤波效果。因此，滤波 器的安装位置应尽量接近金属设备壳体的接地点，滤波器的接地线应尽量短。 4、搭接方法。一半将滤波器的屏蔽体外壳直接安装在设备的金属外壳上，以降低连接电阻。 5、电源线滤波器应安装在敏感设备

19、或者屏蔽体的入口处，并对滤波器加以屏蔽。 问题十 什么为标准 (p220) ？我国制定标准的原则和方法(p245) ？ 标准：一个一般性的导则或者预期要满足的准则 原则和方法： 1、积极采用国际标准和国外先进标准； 2、我国的 EMC 标准绝大多数引自国际标准； 3、大量系统间电磁兼容标准是根据我国自己的科研成果制定的。 表述 IEC 电磁兼容性标准体系的构成(p225) 基础发射标准基础标准 基础抗扰度标准 通用标准通用发射标准 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，

20、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。 简述国家EMC 标准编号的形式，并举例(p245) 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。 我国三军通用的军用EMC 标准 (p252) 、美国最新军用EMC标准是什么 (p251) ？ 三军通用的新

21、的电磁兼容标准GJB151A-97 和 GJB152A-97。 MIL-STD-461E 阐述 GJB151A-97及 GJB152A-97的频率范围要求？以及标准适应性的具体要求？ 习题集 名词解释： 电磁兼容：略 传导干扰：沿着导体附近传输的电磁干扰。 辐射干扰：由任何部件、天线、电缆或连接线辐射的电磁干扰 电磁敏感性：在存在电磁骚扰的情况下，装置设备或系统不能避免性能降低的能力。 电磁环境：存在于给定场所的所有电磁现象的总和 电磁干扰：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：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

22、安全系数：敏感度门限与出现在关键试验点或信号线上的干扰之比 如何根据近区场的波阻抗判断干扰源的性质，并给出干扰源的波阻抗表达式（10 分）。 答：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。相反地， 如果源具有低电流、高电压（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。 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， 电场和磁场结合起来形成了平面电磁波（具有媒质的波阻抗）。 因为

23、近区场的波阻抗表示式比较复杂，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，所以我 们分开讨论。 1 电基本振子近场的波阻抗 电基本振子产生的辐射场的波阻抗定义为： H E ZW 将 jkr e kr j krkr jIlk E 32 3 1 4 sin ； jkr e krkr jIlk H 2 2 1 4 sin 两个式子带入上式，简化后得到下式： 3 2 22 /11 /11/1 /1/1 krj kr Z rjk rrjkk j Z W EW 所以波阻抗ZEW的模为： 2 6 /11 /11 kr kr ZZ WEW 对于近区场， 2/r ，在上式的分子和分母中，相对于 kr

24、/1 的高次幂项而言1 可以忽略，所以近区场 的波阻抗的模近似为： r ZkrZZ WWEW 2 / 2 磁基本振子近场的波阻抗 磁基本振子产生的辐射场的波阻抗定义为： H E ZW 将 jkr e r k r jk r IS H 2 23 1 sin 4 ； jkr e rr jkISk jE 2 1 sin 4 两个式子带入上式，简化后得到下式： 3 2 2 /11 /11/1 krj krkr Z Z W HW 所以波阻抗的模为： krkr kr ZZ WHW /11/1 /11 2 2 6 对于磁基本振子的近区场， 2/r ，在上式的分子和分母中，相对于 kr/1 的高次幂项而言1 可

25、以忽略， 所以近区场的波阻抗的模近似为： r ZkrZZ WWHW 2 在近场区，电基本振子的波阻抗大于媒质的波阻抗，它产生的近区场中电场占优势，在电磁兼容性工程中，简 单地称电基本振子的骚扰源模型为电场骚扰源；磁基本振子的波阻抗小于媒质的波阻抗，它产生的近区场中磁场占 优势，在电磁兼容性工程中，简单地将其称为磁场骚扰源 屏蔽同轴电缆一端与信号源相连，另一端与运算放大器相连，试说明在低频、高频情况下，屏 蔽同轴电缆的屏蔽层如何接地（10 分）。 答：频率低于 1MHz时 电缆屏蔽层的接地一般采用一端接地方式，以防止骚扰电流流经电缆屏蔽层，使信号电 路受到干扰。 当电路有一个不接地的信号源与一个

26、接地的放大器连接时，连接电缆的屏蔽层应接至放大器的公共端。 当一个接地的信号源与一个不接地的放大器连接时，连接电缆的屏蔽层应接至信号源的公共端。 当频率高于 1MHz时或电缆长度超过信号波长的1/20 时，常采用多点接地方式，以保证屏蔽层上的地电位，最 常用的是两端接地。长电缆应在每隔1/10波长处接地一次。同轴电缆在高频时多点接地能提供一定的屏蔽作用。 另外由于高频杂散电容的耦合会形成地环路，这时电缆屏蔽层通过杂散电容实际上已被接地。若用一个小电容代替 杂散电容，则可形成混合接地（复合接地）。在高频时，小电容的阻抗变得很低，电路变成多点接地，所以这种接 地方法对宽频带工作是有利的。 什么是屏

27、蔽？简述低频磁屏蔽的原理，应用低频磁屏蔽体时应注意什么（10 分）。 答：屏蔽就是用导电或导磁材料制成的金属屏蔽体将电磁骚扰源限制在一定的范围内，使骚扰源从屏蔽体的一 面耦合或当其辐射到另一面时受到抑制或衰减。 低频磁场屏蔽原理是利用铁磁材料的高磁导率对骚扰磁场进行分路。 注意要点：选用高磁导率材料，并要使屏蔽罩有足够的厚度，有时需用多层屏蔽。 用铁磁材料做的屏蔽罩在垂直磁力线方向不应开口或有缝隙。 铁磁材料的屏蔽不能用于高频磁场屏蔽。 屏蔽抑制何种类型的电磁骚扰、屏蔽效果怎样定量表示？ 电场屏蔽：静电屏蔽、交变电场屏蔽 磁场屏蔽：静磁屏蔽、交变电场屏蔽 电磁场屏蔽 屏蔽效能：不存在屏蔽体时某

28、处的电场强度与存在屏蔽体时同一处的电场强度之比，常用分贝表示。 SEE=20lg （E0/ES） 表述 EMI滤波器和信号滤波器的异同？叙述反射式EMI滤波器与吸收式EMI滤波器抑制电磁骚 扰的原理，及它们在EMC 工程应用中的注意问题（10 分）。 答：EMI 滤波器是以能够有效抑制电磁干扰为目的的滤波器。信号滤波器是指能有效去除不需要的信号分量， 同时对被选择信号的幅度、相位影响最小的滤波器。两者既具有共同的特点，又具有不同点，相同点是：在一定的 通频带内，滤波器的衰减很小，能量可以很容易地通过，在此通频带之外则衰减很大，抑制了能量的传输，因此凡 与需要传输的信号频率不同的骚扰，都可以采用

29、滤波器加以抑制。 EMI滤波器与信号滤波器相比有如下几点不同： 1. EMI滤波器往往在阻抗失配的条件下工作； 2. 骚扰源的电平变化幅度大，有可能使EMI 滤波器出现饱和效应； 3. 电磁骚扰源的频带范围很宽，其高频特性非常复杂，难以用集总参数电路来 模拟滤波电路的高频特性； 4. EMI滤波器的工作频带必须具有较高的可靠性。 反射式滤波器的工作原理是把不需要的频率成分的能量反射回信号源或者骚扰源，而让需要的频率成分的能量 通过滤波器施加于负载，以达到选择和抑制信号的目的。 注意问题：反射式滤波器的应用选择，由滤波器型式、源阻抗和负载阻抗之间的组合关系确定。使用电源干扰抑制 滤波器时，遵循输

30、入端、输出端最大限度失配原则，以求获得最佳抑制效果。 吸收式 EMI滤波器又名损耗滤波器。它将信号中不需要的频率分量的能量消耗在滤波器中（或被滤波器吸收）， 而允许需要的频率分量通过，来达到抑制干扰的目的。 注意问题： 吸收式滤波器的缺点在于滤波器通带内有一定得插入损耗，这是由于吸收式滤波器中的有耗媒质引起的。 因此，必须选择合适的损耗材料，合理的设计吸收式滤波器，以减小滤波器通带内的损耗。 一台50的信号发生器与输入阻抗为25的信号测量仪相连，信号发生器指示的输出电平为 20dBm，求信号测量仪的输入电压，以dB V为单位（ 15 分）。 解： 20PdBm =5 10 W=0.01mW 当

31、 20dBm 输出到 50 负载上得到的电压为： 50 outUP 22.36mV 所以此时开路电压（由于 50 sL RR ）为： 2 ocout UU =44.72mV 所以当 50 的信号发生器与输入阻抗为 25 的信号测量仪相连时，信号测量仪的输入电压为 in 25 14.906783.5 2550 oc UVmVdB V 简述国家EMC 标准编号的形式，并举例。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？陆军地面设备EMC 测试要求项目有哪些?（10 分） 答：我国的民用产品电磁兼容标准是基于CISPR和 IEC 标准，目前已发布57 个， 编

32、号为 GB/T XXXX XX、 GB XXXX - XX ，例如 GB 9254-98 MIL-STD-461E 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 GJB151A 、GJB152A其主题内容是：规定了控 制军用电子、电气和机电设备及分系统的电磁发射和电磁敏感度特性的要求/ 测量，为研制和订购单位提供电 磁兼容性设计和验收依据。 陆军地面设备EMC 测试要求项目有：CE102 、CS101 、CS114 、RE102 、RS103. 表述共模传导干扰和差模传导干扰，隔离变压器的工作原理它与电压变压器（升压或降压）有 什么不同？（10 分） 答：共模干扰（Common-

33、mode Interference）指的是干扰电压在信号线及其回线（一般称为信号地线）上的幅 度相同，这里的电压以附近任何一个物体（大地、金属机箱、参考地线板等）为参考电压，干扰电流则是在导线与 参考物体构成的回路中流动。 差模干扰（ Differential-mode Interference）指的是干扰电压存在于信号线及其回路（一般称为信号地线） 之间，干扰电流则是在相线（信号线）与中线( 信号地线 ) 构成的回路中流动。 隔离变压器是通过阻隔地回路的形成来抑制地回路干扰的。 普通变压器的首要任务是改变电压，分为降压变压器和升压变压器，原副线圈匝数不相等。隔离并不是它主要 的任务。而隔离变

34、压器的首要任务是将原副线圈绕组进行电绝缘隔离，因此对它的最基本要求是保证原副线圈绝缘 性能。所以隔离变压器的初次级线圈之间有隔离层，而变压并不是它的首要任务，多数的隔离变压器并不进行变压， 即原副线圈绕组匝数相等。隔离变压器不同于普通变压器还在于其次级不接地，它的安全性也在于其次级不接地。. 说明电磁干扰耦合的详细分类。 叙述高频磁场屏蔽的原理。阐述有一定厚度的平板导体屏蔽电磁波的基本原理，及屏蔽效能的 组成部分。（10 分） 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

35、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、

36、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

37、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

38、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

39、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错误！不能通

40、过编辑域代码创建对象。 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 : mWP1 1 和WP20 2 ; mVv10 1 和Vv20 2 ; mAi2 1 和Ai5.0 2 。 最有用的 2dB = 3 、lg2=0.3 3dB=4.77、lg3=0.477 解： (1) dB P = 10log(P1/P2) = -43dB (2) dB P = 10log(P1/P2) = 54dB (3) dB P = 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 = dBmout

41、dBmin PP = L686.8 （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W1, 放大器增益60dB，其输出功率为 多少 WdB 。 解：使用 dB 表示放大器的增益为： dBindBdBout PP增益 或者 dBmindBdBmout PP增益 或者 WdBindBWdBout PP增益 若输入功率为W1即 WindB P= 10log(1 W/W) = 0WdB 故 WoutdB P = 60dB - 0WdB= 60WdB 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

42、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 0 B 中。假设均 匀磁场 0 B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 abt ，平均半径 2 ba R 。 相对磁导率 0

43、r （ 0 为真空的磁导率） 故由屏蔽效能定义有： )( )( 1log20) 2 1log(20 0 ba ab R t SE r 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 0 B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 2 ba re 。屏蔽壳厚度 abt ， 相对磁导率 0 r （ 0 为真空的磁导率）。 由屏蔽效能定义有： )(3 )(4 log20)1 3 2 log(20 0 ba ab r t SE e r 。 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？

44、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

45、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： 基础发射标准基础标准 基础抗扰度标准 通用标准通用发射标准 通用抗扰度标准 B类：居民 区、商业区、 轻工业区 A类：工业区

46、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 E

47、MC 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。