電磁相容學習報告

2022-09-24 16:27:04 字數 4859 閱讀 8151

本學期,我選修了電磁相容這門課程。現在,課程已接近尾聲,我想對我所學到的知識進行一些必要的梳理。一來為自己今後的學習工作積累一些必要的資源,二來也能完成老師所布置的作業。

對於這門課的總體感受,我想老師教給我們的絕不僅僅是電磁相容的內容本身,更多的是思考與解決問題的方法。

1.做事前學會用腦:

電磁相容的第一堂課,老師首先用乙個四個人猜帽子顏色的問題開篇,給我留下了很深刻的印象。這一堂課讓我真正認識到我們之前所接受的教育中缺少了對於獨立思考問題能力的培養。我們所習慣的更多是一種知識的灌輸。

長期習慣了遇到了就記下來-沒遇到過就不知道的模式,所以其結果就是發現讀了那麼多的說卻解決不了實際的問題。

在課上,老師給我們詳細闡述了十二何方法。我想也許在之前我所做事的過程中,更多的時候是一種下意識的行為或者說未經過什麼縝密的思考。十二何方法的存在警示我們在解決問題之前,能夠在腦中對事件有個更全面的把握,對於我們做決策將有著極大的幫助。

聽了老師的講解我感同深受,讓我想到一種說法:即乙個人在一生中不可能做的每件事都是對的。但掌握了老師的十二何法,能讓我做對的事情多與錯的事情.

這對我來說就是一種收穫。在做一件事的時候,我的注重的往往是結果。但結果如何是由這十二何法當中其它的因素所決定。

我對於其中「何法」尤為關注。因為它的不同將直接導致結果的不同。

在了解了十二何法後,要想真正掌握,還需要我在今後解決問題的過程中不斷自我訓練。在聽完了老師的課後我覺得乙個人聰明與否不在於讀過多少書,取得了多好的成績,而是是否在做事之前會用腦。

2.電磁相容概述:

進入課程內容,首先我了解了什麼是電磁相容。電磁相容是指器件在工作的過程中即不干擾其它電器,同時也不被其它電器所干擾。電磁干擾可以來自於系統的內部,也可以來自於系統的外部。

它主要由以下三個要素產生:意外的源、意外的傳輸途徑、意外的響應。講到干擾,老師提到了電路板的問題。

電路板的板間是存在干擾的。在設計板子的過程中應該考慮到這個問題。一般板子不能太大,其頻率也不能太高。

一般電路板為波長的1/10-1/20是比較合理的。還有就是電腦一般都是有兩個頻率的。這些都是與電磁干擾相關聯的考慮。

在這部分內容中,老師還向我們介紹了手機的工作原理。手機實際上是「蜂窩」**。接收手機訊號的是分布在各處的手機機站,手機發出的訊號會通過附近的機站被傳送出去。

當我們在長途行駛的車上打**時,偶爾會出現掉線的情況。這實際是我們在車輛行駛的過程中離乙個正通訊著的機站越來越遠,而離另外乙個機站越來越近,這時我們的手機就會選擇切換機站。如果我們手機從乙個機站脫離,而另乙個機站滿負荷而無法接入,就會出現掉線的情況。

在我們的生活中,我們還會遇到許多相類似的問題。我們通常都習以為常。在老師給我們解釋了這個現象的同時,也啟發我們在生活遇到問題不要放,多思考一下,多問個為什麼,也許我們的生活就會因此發生些許的改變。

另乙個知識點是可以用來評價雜訊的單位:分貝。對於功率量,分貝=10lg(關注功率/基準參考功率)。

對於非功率量,分貝=20lg(關注物理量/基準參考物理量)。20db功率放大倍數為100倍,而40db電壓放大倍數為100倍。

電磁相容的實施性方法包含了組織措施與技術措施兩個方面。技術上有合適的接地,合理的佈線,遮蔽。濾波,電氣隔離,限幅,續流,計算機軟硬體措施等。

組織上有電磁相容標準、規範,頻譜管理,空間分離,時間分隔等。靜態電源裝置是基於電力電子技術的一種裝置。

在此部分老師還給我們詳細講解了試電筆的工作原理:

試電筆的通路實際是乙個大地電容,在使用中,人組成了

大地電容的一部分,大約是100uf-200uf。我們在日常生活

中,只根據常識知道試電筆在220v的時候會亮,其他的情況並未認真關注過。實際上,當電壓是110v的時候,它同樣會亮。當電壓為60v的時候,試電筆仍會發出微弱的光。

當電壓為36v的時候,試電筆不再能被點亮。

3.傳導干擾源:

傳導干擾源可分為無意的或非功能性的與有意的或功能性的兩種。

功能性干擾源一般為週期性的東西。包括脈衝發生器,計算機時鐘、鋸齒波發生器、多諧振盪器、斬波器、步進開關和馬達等。

非功能性干擾源一般都是有較大的電感、電流及電流變化率的電器或電路。包括直流機的轉換器、加熱器、老式的螢光燈、可控矽做的電源輸出端、資料處理機、靜態電源裝置、繼電器、接觸器、電鈴、斷路器、開關閘流體、igbt電路等。

在此部分,老師講到了關於汽車點火的問題。對於柴油機車,一般

壓縮比比較高可以達到14.5:1,這樣的壓縮比在氣缸中可以直接

壓縮爆燃。而對於汽油車,壓縮比一般為10:1左右,需要由火花

塞點火引爆。對於一輛汽車,發動機時時在運轉,其電磁環境是很惡劣的。所以較一般的電子裝置例如汽車上的收音機,在汽車上因受到強大的電磁干擾而很難正常工作。

所以用在車上的電子裝置往往是那些抗干擾能力較強的裝置。

對於傳導頻譜其範圍是0-30mhz。對於干擾的性質,頻寬是越窄帶的越好防,幅度是越小的越好,波形是越緩和的約好。

為減少傳導干擾,我們在設計電路的過程中我們可以採用一下的方法:

1、在所有可能的工作模式下,檢驗可疑的或已知的雜訊源。

2、盡可能使裝置工作在設計曲線線性最好的部分,以使輸出諧波最少。

3、在可靠工作的情況下,使所設計的波形,具有盡可能慢的上公升和下降時間。

4、不使振盪器和開關器件的工作速度高於效能所需要的速度。

5、避免電弧放電。

6、頻寬可以選擇時,要選用最小頻寬。

7、減小引線電感。

8、產生雜訊的元件應盡量靠近其負載,以使耦合途徑最短。

9、共用同一電源的幾個裝置之間,必須用旁路電容去耦。

10、盡量少用低電平器件,只需使用能完成任務的靈敏度。

在生活中我們都會用到電飯煲。老師也在課上給我們講解了電飯煲是如何實現飯熟後斷電和遇到短路等問題時的斷電保護。首先,電飯煲並不可能真正看到飯是否已經煮熟,它是根據居里溫度點判斷是否切斷加熱的。

其斷電包括了正常情況下的磁鐵105攝氏度失磁斷開,短路器隔離開關在10a長時間實施熱脫扣和在70a實施電磁瞬時脫扣。

4.輻射干擾源:

輻射干擾是否會影響到周圍的裝置

與以下三個因素有關:

1干擾輻射(天線)的方向性。

2傳輸到該裝置所在位置時,干擾能量的損失量。

3接收者方的靈敏度。

電磁輻射可以從某一裝置內通過多種方式向外傳輸:透過裝置的外殼向外輻射(如塑料外殼或有開口的金屬外殼);透過裝置外殼縫隙向外輻射;透過未充分發揮遮蔽作用的外殼向外輻射。由於外殼接地不好;通過裝置間的連線電纜向外輻射;通過裝配不好的聯結器向外輻射;通過編織遮蔽層的洩漏向外輻射。

處於開關工作狀態的裝置是常見的輻射電磁干擾源。

輻射干擾源亦可像傳導干擾源一樣分為功能輻射干擾源與非功能輻射干擾源兩類。非功能輻射源包括了大氣干擾、宇宙雜訊、螢光燈、靜電積累放電、機動車雜訊源、工業科學和醫療裝置、周圍介質的非線性和一切有較大di/dt的裝置。功能輻射源包括了本地振盪器、傳送裝置、功能非線性、10khz以上輻射頻譜與emp電磁脈衝。

其中,值得一提的是emp電磁脈衝瞬態作用於電路,可以引起電路效能惡化或部分元件燒毀。在未來,電子戰將成為戰爭的主要存在形式。

受干擾靈敏度:小功率二極體》普通二極體》可控矽

5.由傳導和輻射耦合造成的干擾:

意外的耦合所造成的干擾包括了:意外的共阻抗耦合、意外

的電感耦合和意外的電容耦合。意外的共阻抗耦合一般是由於

雜訊源與敏感電路公用乙個電源所造成的。意外的電感與意外

的電容耦合則是並行導線間的耦合。見圖:

並行導線之間,頻率越低時電感傳輸越明顯。頻率越高時

電容傳輸越明顯。

為避免耦合所產生干擾,可以採用以下一些方法:把攜帶雜訊的元件和導線與連線敏感元件的佈線隔離開;為了縮短emi的耦合路徑的長度,要使導線盡可能短;把有雜訊的元件的迴線與敏感元件的迴線隔離開;訊號的饋線與迴線,電源饋線與迴線都應該靠得很近,如有可能應該把兩線絞在一起;如果已知輻射主要是通過電場耦合的,減少電路的阻抗,可以減少干擾耦合;如果已知輻射主要是通過磁場耦合的,增加電路的阻抗,可以減少干擾耦合。

解決來自於電源的干擾可以採用低通濾波器或恆壓變壓器。

6.接地:

接地可分為廣義的接地與狹義的接地。廣義的接地是指與大地等電位,是保護性的接地。俠義的接地是指與訊號電平的參考點等電位,不一定是大地。

按接地的方法分可以分為單點接地、多點接地與混合接地。

單點接地是指在乙個線路中,只有乙個物理點被定義為接地參考點。其他各個需要接地的點都直接接到這一點上。只適用於低頻或直流。

繼電器電路應該單點接地,並應該在最大電流點接地。電源線和迴線應該緊靠在一起,以使它們構成的環路面積為最小。

多點接地是指某乙個系統中,各個接地點都直接接到距它最近的接地平面上,以使接地引線的長度為最短。適用於高頻。優點是電路構成比單點接地簡單,接地線上可能出現的高頻駐波現象顯著減少。

缺點是各種地線迴路之間的環流,對低頻產生不良影響。

混合接地就是將那些只需高頻接地的點,利用旁路電容和接地平面連線起來。變壓器隔離和光電隔離電路採用這種接地方式。

聯絡到我們生活中,坐電梯時時常被靜電電到,這是因為我們所使用的電梯存在缺陷,其缺少有效的接地。但廠家的設計漏洞並不意味著我們一定要命令其解決,我們可以用我們自己的方式將電放掉,只需在按電梯前用身體接觸一下機體即可有效地解決這個問題。還是那句話,遇到問題不要將計就計,而要多思考一步,也許問題就能解決。

7.引數的選定問題:

引數的選定都是有其必要的考慮的,並非任意的選取。以下面的運放電路為例:

8.遮蔽與濾波:

遮蔽可分為靜電遮蔽、交變電場遮蔽、低頻磁場遮蔽、高頻電磁場遮蔽。靜電場的遮蔽需要完整的遮蔽導體和良好的接地。交變電場的遮蔽需要完整的遮蔽導體和良好的接地。

低頻(100khz以下)磁場的遮蔽採用高磁導濾的鐵磁材料(鐵,矽鋼片等)。其遮蔽原理是利用鐵磁材料的高磁導率對干擾磁場進行分路。高頻磁場的遮蔽採用的是低電阻率的良導體材料(銅、鋁)。

其遮蔽原理是利用電磁感應現象在遮蔽體表面所產生的渦流的反磁場來達到遮蔽的效果。磁場遮蔽的遮蔽體是否接地不影響遮蔽效果。但是電場遮蔽必須接地。

一般遮蔽體都接地。

電磁相容設計方法

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電磁相容基礎知識

7.設計遮蔽機箱時,根據哪些因素選擇遮蔽材料?答 從電磁遮蔽的角度考慮,主要要考慮所遮蔽的電場波的種類。對於電場波 平面波或頻率較高的磁場波,一般金屬都可以滿足要求,對於低頻磁場波,要使用導磁率較高的材料。8.機箱的遮蔽效能除了受遮蔽材料的影響以外,還受什麼因素的影響?答 受兩個因素的影響,一是機箱...