xxxx大学硕士生课程论文
电磁兼容与结构设计
电磁兼容概述
（2014—2015学年上学期）
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摘要
随着用电设备的增加，空间电磁能量逐年增加，人类生存环境具有浓厚的电磁环境内涵。在这种复杂的电磁环境中，如何减少相互间的电磁干扰，使各种设备正常运转，是一个亟待解决的问题；另外，恶略的电磁环境还会对人类及生态产生不良影响。电磁兼容正是为解决这类问题而迅速发展起来的学科。可以说电磁兼容是人类社会文明发展产生的无法避免的“副产品”。
电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作，又互不干扰，达到兼容状态。电磁兼容技术是一门迅速发展的交叉学科，其理论基础涉及数学、电磁场理论、电路基础、信号分析等学科与技术，其应用范围几乎涉及到所有用电领域。
关键字：电磁兼容、电磁发射、传导耦合、辐射耦合、静电放电
1 引言
信息技术已经成为这个时代的主题，而信息时代的最突出特征，就是将电磁作为记录和传递信息的主要载体，人们对于电磁的利用无处不在。电磁日益渗入到金融、通信、电力、广播电视等事关国家安全的各个重要领域和社会生活的各个角落，电磁已经成为了信息时代中将经济、军事等各方面各部门联成一体的纽带，它与每个人工作和生活息息相关。电磁空间对国家利益的实现具有越来越深刻的影响，经济社会发展、军队建设和作战对电磁空间的依赖程度日益提高[1]。
当前人类的生存环境已具有浓厚的电磁环境内涵。一方面，电力网络、用电设备及系统产生的电磁骚扰越来越严重，设备所处电磁环境越来越复杂；另一方面，先进的电子设备的抗干扰能力越来越弱，同时电气及电子系统也越来越复杂。在这种复杂的电磁环境中，如何减少相互间的电磁干扰，使各种设备正常运行，是一个亟待解决的问题。另外，恶略的电磁环境还会对人类及生态产生不良影响。对于生产厂家而言，只有出场设备具有一定的电磁兼容性并且适应目前这一复杂的电磁环境，才能使自己的产品更具有竞争力。而对于国家安全而言，构筑电磁
空间安全防御体系，已成为各国和军队建设的重要内容，随着社会信息化程度的不断提高，电磁空间对国家安全的影响也越来越大。
电磁兼容是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力，研究在有限的空间时间和频谱资源条件下，各种用电设备（分系统、系统、广义的还包括生物体）可以共同存在不致引起降级的一门学科。电磁兼容涉及的频率范围宽达0~400GHz，研究对象除传统设施外，涉及芯片级，直到各型舰船、航天飞机、洲际导弹，甚至整个地球的电磁环境。电磁兼容研究涉及许多方面，如计算机安全、典型设备、无线设备、工业控制设备、自动化设备、机器人、移动通信设备、航空航天飞机、舰船、武器系统及测量设备的电磁干扰问题，各种线缆的辐射和控制，高压输电线路及交流电气铁道的电磁影响，电磁场生物效应，地震电磁现象等。
许多工业发达国家自1996年1月1日其规定所有电子设备都要经过电磁兼容性认证，否则将禁止在市场销售。我国电磁兼容性认证管理办法已于1999年10月颁布，从2003年8月起对电子设备实行电磁兼容强制性认证，简称3C认证。3C认证是中国国家强制性产品认证（China Compulsory Certification）的简称实际上将CCEE（中国电子电工产品安全认证）、CCIB（中国进口电子产品安全认证）、EMC（电磁兼容性认证）三证合一。电磁兼容测试已成为电子设备研发和生产过程中一个不可缺少的重要环节[2]。
本文主要分为三个部分，分别对电磁兼容技术的发展，电磁兼容的三要素以及电磁兼容的常见防护措施进行讨论。
2 电磁兼容技术的发展
EMC (Electromagnetic Compatibility，电磁兼容)的发展经历了从“路”到“场”，从低频到高频，从狭义的电磁干扰到广义的电磁兼容的过程。电磁兼容可以说是一门既古老又年轻的学科，说他古老，是因为对于电磁干扰的研究可以追溯到19世纪，从无线电波作为通信媒质开始就存在，当时发现火花间隙能产生电磁波，能在无线电、电报通信系统的接收机上产生干扰或噪声。说他年轻，是指电磁兼容只是在近30年，随着数值计算的发展，该学科才得到快速的发展。科学家及工程师们不仅可以提出模型揭示干扰隐含的物理现象，同时也可以采用计算模型更好的理解干扰现象，使干扰现象可视化，同时可以减轻干扰的作用。
电磁干扰是人们早就发现的电磁现象，1823年安培发现了电流产生磁力的
基本定律。1831年法拉第发现电磁感应现象，总结出电磁感应定律，揭示了变化的磁场在导线中产生感应电动势的规律。1840年美国人亨利成功地获得了高频电磁振荡。1864年麦克斯韦综合了电磁感应定律和安培全电流定律，总结出麦克斯韦方程，提出了位移电流的理论，全面地论述了电场和磁场之间的相互作用，并预言电磁波的存在。麦克斯韦的电磁场理论为认识和研究电磁干扰现象奠定了理论基础。1881年英国科学家希维赛德发表《论干扰》的文章，标志着研究干扰问题的开端。1888年德国物理学家Hertz用实验证实了电磁波的存在，从此开始了人类对电磁干扰问题的实验研究。1889年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题，使对干扰技术问题的研究开始走向工业化和产业化[3]。
二十世纪以来，随着电子技术的发展和应用，人们逐渐认识到对各种电磁干扰进行控制的重要性。特别是工业发达国家格外重视干扰控制，它们成立了国家级以及国际间的组织，如德国电气工程师协会、IEC(International Electro-technical Commission，国际电工技术委员会)、CISPR(International Special Committee On Radio Interference，国际无线电干扰特别委员会)等。为了解决干扰问题，保证设备和系统运行的电磁兼容性，四十年代初有人提出了电磁兼容性的概念。1944年德国电气工程师协会制订了世界上第一个电磁兼容性规范VDE0878。接着美国在1945年颁布了美国最早的军用规范JAN-I225。
从四十年代提出电磁兼容性概念起，电磁兼容学科在认识、研究和控制电磁干扰的过程中得到了发展。它深入阐述了电磁干扰产生的原因，分清了干扰的性质，研究了干扰传输以及耦合的机理，系统地提出了抑制干扰的技术措施，促进了电磁兼容的系列标准和规范的制订，建立了电磁兼容设计、分析和预测等一系列理论体系。
放眼未来，电磁兼容还将在信息安全和生物电磁学等方面获得较大的进展。电磁兼容技术的频率范围宽达400GHz，研究对象除传统设施外，还涉及从芯片直到各型舰船、航天飞机、洲际导弹，甚至整个地球的电磁环境。各种测试方法和测试标准一开展了全方位的研究，例如，VDE、FTZ、FCC、BS、MIL-STD、VG、PTB、NAC-SIM、IEC、CISPR和ITU-T等标准逐年更新版本，并趋向于全球公认化。各种规模的电磁兼容论证、设计、测试中心如雨后春笋般出现。各国都注重电磁兼容教育和培训及学术交流。近1994年，就举办了25次国际性的一流学术交流和培训班。研究的热点以涉及许多方面，如计算机安全，电信设备电磁兼容，无线设备、工业控制设备、自动化设备、机器人、移动通信设备、航空航天、舰船、武器系统及测量设备等的电磁兼容问题，各种线缆的辐射和控制，超高压输电线及交流电气轨道的电磁影响，电磁场生物效应，地震现象，接地系统和屏蔽系统等。
我国对电磁兼容理论和技术的研究起步较晚，标准化工作起始于20世纪60
年代。直到80年代初才有组织系统地研究并制订电磁兼容性标准和规范。1981年颁布了第一个航空工业部较为完整的标准HB5662-81《飞机设备电磁兼容性要求和测试方法》。从那时起，国内的电磁兼容学术组织也纷纷成立，学术活动开始频繁起来。而1990年在北京成功举办的第一次国际电磁兼容性学术会议，标志着我国电磁兼容学科的迅速发展并开始参与世界交流。此后，我国在标准和规范的研究与制订方面有了较大进展，到目前已制定了近百个国家标准和家军用标准。
研制一个复杂设备或系统之前，对系统、分系统、各部件和元器件的电磁特性进行分析预测，合理分配各项指标要求，并且在系统的整个设计过程中不断地进行修正和补充，摄系统工作在最佳状态，即进行电磁兼容预测。但电磁兼容问题作为一个极为复杂的电磁边值问题是很难用一般的方法求解的。近10年内，电磁兼容分析、仿真和预测软件得到了快速的发展，计算方法和计算技术的改进把电磁兼容预测计算速度提高了一个数量级，国内外出现了一批专业的电磁兼容预测软件。随着计算机、计算技术和计算方法的发展，相信电磁兼容预测会得到更大的发展。这一技术作为直到电磁兼容技术的关键技术，它的发展必将会带动电磁兼容测试以及防护技术的进一步发展，它可以使电磁兼容设计过程中所面临的各种问题数量化、直观化，从而可以更好的去指导人们进行电磁兼容性方面的研究。随着各种技术的不断发展和人们对复杂电磁环境的认识越来越深，可以预言，今后电磁兼容技术将得到全人类的高度重视，电磁兼容学科将获得更加迅速的发展。
3 电磁兼容三要素
电磁兼容主要研究电磁能量的产生、传输、接受和抑制。如图3-1所示。骚扰源、耦合途径和敏感设备（或接收机、接收设备）构成了电磁兼容的三要素。
图3-1 EMC基本组成部分
3.1电磁骚扰源
电磁骚扰源分散性很大，按传播形式分，骚扰源可分为传到骚扰和辐射骚扰。传导骚扰是指通过骚扰源和敏感设备之间的电路传导及低频场耦合而对敏感设备产生危害，而辐射骚扰是指通过空间辐射对敏感设备产生作用。传导骚扰包括电压暂变、雷电效应在电源线和信号线上引起的过电压、谐波、开关投切操作及变压器分接头调整产生的操作过电压等。辐射骚扰包括雷电电磁脉冲和核致电磁脉冲效应，无线辐射、带电物体、线路以及印刷电路板产生的辐射骚扰[4]。
另外，通常采用的一种最简单的分类方法就是根据骚扰源的起因，将环境中的电磁骚扰分为自然骚扰源和认为骚扰源两种，人为骚扰源可以进一步分为功能性发射骚扰源和非功能性发射骚扰源。如图3-2所示。
图3-2 电磁骚扰源分类
电磁骚扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化，即较大的dv/dt或di/dt。dv/dt或di/dt能够使导体产生电磁波辐射。一方面，人们可以利用这一特点实现特定的功能，例如，无线通信、雷达和其他功能；另一方面，电子设备在工作时，导体中的dv/dt、di/dt或产生电磁辐射。数字脉冲电路就是一种典型的骚扰源。根据骚扰源波形的连续性将骚扰源分为连续波和暂态波，连续电磁骚扰源具有固定频率，如广播站、高功率雷达、电机噪声、固定及移动通信、计算机、可视化显示设备、打印机、高重复率的点火噪声、交流多相整流器、太阳及宇宙
噪声。暂态电磁骚扰源具有宽的频谱，包括核雷电、核电磁脉冲、电力线故障、开关及继电器、电焊接设备、低重复率的点火噪声、电气化火车的电接触电弧、人体静电放电。
3.2电磁骚扰传播机理
骚扰源和敏感设备布置在一起时，就存在从一方到另一方的潜在干扰路径。设备要满足性能指标，减小骚扰耦合往往是消除干扰危害的重要手段，因此弄清楚骚扰耦合到敏感设备（受害者）上的机理十分必要。
电磁兼容问题实际上是电磁装置或系统与其他或远方系统间的无意的相互作用。这种互相影响可以用“耦合”来描述，即一个系统对另一个系统的“耦合”，从而实现能量从骚扰源传递到敏感设备。
电磁干扰的分类方法可分为多种，现主要介绍几种分类方法[5]：
(l)按干扰源的来源可分为两类：自然干扰和人为干扰。自然干扰包括宇宙干扰、天电干扰及雷电冲击。人为干扰包括广播、通信、雷达、输电线、电器设备、点火系统等。
(2)按电磁干扰的性质可分为：脉冲干扰和平滑干扰。当电磁干扰经过谐振电路时，在电路中将产生衰减振荡，峰值很高但持续时间很短，这类干扰为脉冲干扰。若以上的脉冲持续时间在没有消失之前，又出现了脉冲，则为平滑干扰。
(3)按干扰进入电子系统的方式以及干扰形式可分为：差模干扰和共模干扰。
(4)按干扰的传播途径可以分为两类：传导干扰和辐射干扰。其中传导干扰的传输性质有电场耦合、磁场耦合及电磁场藕合和公共阻抗耦合等。辐射干扰的传输性质有近场区感应耦合及远场区辐射耦合。
在对设备进行电磁兼容防护的时候，我们往往更关心的是电磁辐射的耦合途径，并力争在其开始传输的源头将其所带来的危害降到最小。骚扰源通过各种耦合途径作用在敏感设备上。能量从骚扰源传递到干扰对象有两种方式：传导方式和辐射方式。因此，我们可以通过对电磁干扰耦合途径的进一步分析来直到我们对设备进行相应的电磁兼容性防护。电磁干扰的传播途径主要有传导耦合和辐射耦合两种，下面对这两种耦合方式进行详细的介绍。
3.3传导耦合
传导耦合是指骚扰源的电磁能量一电压或电流的形式通过金属导线、电阻、电容及电感而耦合至敏感设备。传导耦合对敏感设备影响的机理视骚扰电流流过的阻抗特性而分为电抗性耦合和阻抗性耦合。与骚扰源有直接电气接触的耦合为
公阻抗耦合。当频率很低时，或次阻抗为纯电阻性时，可称为电阻性耦合。传导耦合有可进一步分为电导性耦合、电感性耦合、电容性耦合。电导性耦合为骚扰的直接传导，容性和感性耦合主要指近场耦合。控制电路和电缆离骚扰源的距离，小于最高干扰频率的0.167倍波长λ（λ/2π）时可认为是近场。
3.3.1 传输线理论
电磁骚扰传播的常见途径是沿不同的导体或煤质，包括导线对、波导管或光纤，一般统称为传输线及波导管。电磁能量大部分局限在导体中，并且沿线路传输。传输线产生电磁干扰的途径有如下几方面：
1) 传输线与复杂系统相连，导致沿线路的电磁骚扰传输进入系统内部；
2) 传输线与复杂系统相连，在系统内部产生电磁辐射；
3) 电磁波耦合进入传输线，沿线路进入屏蔽很好的电子设备内部，这是屏
蔽很好的电子设备引入电磁骚扰的主要途径；
4) 传输线间的耦合，特别是电路板上印制线的耦合，能引起EMC 问题。 如图3-1所示的单根均匀无损线，其参数L 0、C 0都是不变的常量。假设线路首端到线路上某一点的距离为x ，可以将长线线路看成许多无限小、长度为dx 的线路单元串联而成，每一线路单元具有电感L 0dx 和电容C 0dx 。电源E 合闸后电源向电容充电，在导线周围建立起电场，靠近电源的电容立即充电，并向相邻的电容放电。由于线路电感的作用，较远处的电容要间隔一段时间才能充上一定数量的电荷，并向更远处的电容充电，这样电容一次充电，线路沿线逐渐建立起电场，形成电压，电压波以一定的速度沿线路传播。随着线路电容的充放电，将有电流流过导线的电感，在导线周围建立起磁场。因此，和电压波相适应，还有一电流波以同样的速度沿x 方向流动[6]。
E
图3-1 波在均匀无损线上的传播
电压波和电流波沿线路的流动，实际上就是电磁波沿线路的传播过程。电压
波和电流波的关系为
u Z i == （3-1） 二者之比为线路的波阻抗。对于架空线，波速度为光速，而对于电缆线路，约为
光速的一半。
电压波和电流波的传播也伴随着能量的传播，容易得到
2121e j w M I L = 220011()(vC )u 22
vL i = （3-2） 即导线周围在单位时间内获得的磁场能量与电场能量相等，正是电磁能传播的规律。这就是说，电流波和电压波沿导线的传播过程实际上就是电磁能量的传播。传导干扰可以采用这种传输线理论及波过程理论进行分析。
3.3.2 电导性耦合
电导性耦合最普遍的方式是干扰信号经过导线直接传导到被干扰电路中而造成对电路的干扰。这些导线可以使设备之间的信号连线，电路之间的连接导线（如地线和电源线）以及供电电源与负载之间的供电线等。这些导线在传递有用信号能量的同时，也将干扰信号传递给对方。它们可以是公共阻抗耦合，也可以是地回路耦合。
公共阻抗耦合是由于骚扰源与敏感设备公用一个线路阻抗而产生的。最明显的公共阻抗是阻抗实际存在的场合，如骚扰源和敏感设备共用导体。公共阻抗也可以使由两个电流回路之间的互感耦合，或者由于两个电压节点之间的电容耦合产生的。
当两个独立功能的电路供应一个阻抗时，一般是指接地连接体或接地回路，将产生电导耦合，这时骚扰源直接通过传导作用加在设备上。如图3-3a 所示，当骚扰源（图中系统A 的输出）与敏感设备（系统B 的输入）公用一个地时，则由于A 的输出电流流过公共线段的公共阻抗，在B 的输入端产生电压。公共阻抗仅仅是由一段导线或印制线产生的。因为导线的阻抗呈感性，因此输出中的高频或高di/dt 分量将更容易耦合。当输入和输出在同一系统时，公共阻抗构成寄生反馈通路，这可能导致震荡，等效电路如图3-3b 。
系统A
系统B
（a ）两系统公用线段 （b ）等效电路图
图3-3 传导性公共阻抗耦合 而地回路耦合产生的电磁干扰是指，一回路在地中注入电流，在地中产生电
流分布及电位分布，如果附近有一回路接在地平面的两点，这两点之间存在电位差，因此将在该回路中产生干扰电压。如图3-4所示，当信号源与相连的仪器在不同点接地时，接地点的电位差产生的骚扰源V N 作用在该电路系统，产生共模干扰。
信号源
图3-4 共模阻抗耦合（接地回路）
电力系统最典型的情况是当系统发生短路故障时，在地网上产生很高的电位，即地电位升高。这种地网电位升高会使接在地网上的弱电系统电缆及弱电设备上出现很高的电位。接地网接地电阻越大，电导性耦合的干扰就越严重。
3.3.3 电容耦合
当两导体之间存在分布电容时，两导体之间就会发生电容耦合。最常见的电容耦合的例子是两根相互靠近的平行导体，如图3-5a 所示，其等效电路如图3-5b 所示：
2
2
C 12C 2G R N
（a ）常见的电容耦合模型 （b ）电容耦合模型等效电路
图3-5 两平行导线之间的电容耦合及其等效电路
通过对等效电路进行分析易得，导线2上所感应的干扰电压为
2G n S 122G (1j C )R v V (1j C )(1j C )R ωωω=∙+ （3-3） 式中，Vs 为施加在骚扰源导体上的电压；R L 和C L 为屏蔽导体的负荷。
且存在
n S 12R v V 1j R (1j C )R ωω=∙ >>+ （3-4）
通过式（3-4）可得，对地阻抗越高，越容易产生电容传输；当频率越高时，电容传输的现象越明显；线路上分布电容越大时，耦合的干扰产生的电压越大。因为通过电容耦合产生的干扰电压与骚扰源的频率、骚扰电压、骚扰电路与被干扰电路之间的耦合电容、被干扰电路对地阻抗成正比。为减小电场耦合的影响，应减小骚扰电压，降低骚扰电压的频率，并减小被干扰回路的对地电阻，减小电路之间的耦合电容，必要时在平行到线上加屏蔽。
3.3.4 电感耦合
电感耦合发生在两个电路之间，如图3-6所示。当一个电路上有突变电流时，在干扰电路l 上引起的交变磁能会通过两个电路之间的互感耦合到电路2上，在电路2上产生感应电动势[2]。
图3-6 电感耦合原理图
图3-7为电感耦合的等效电路。
图3-7 电感耦合等效电路
两电路间的电感噪声干扰的基本方程为：
2cos e jwBA θ= （3-5）
式中，A 为封闭电路的面积，B 为磁通密度。
若用两电路中的互感进行描述，则也可以修改为
02121e jwM I = （3-6）
式3-6中，M 12为两个电路之间的单位长度的互感。若两个电路的耦合长度为L ，互感耦合在电路中产生的感应电动势为
2121e jwM I L （3-7）
要减小干扰电压强度，可以减小B 、A 、cos θ。要减小B 则可以采用拉大两回路之间的距离或使导线绞绕，绞绕可以使两电路产生的磁场相互抵消：要减小回路的面积A ，可以采用把导线回路敷设在接地平面以上，减小导线与地平面围成的环路面积；cos θ的减小可以通过重新安排干扰源与被干扰源之间的位置来解决，当cos θ等于0，干扰为最小。
从以上两节的分析可以看出，电容干扰与电感干扰的主要区别有以下几点。
1) 减小被干扰回路的负载阻抗未必能使电感干扰的情况改善；而对于电容
干扰而言，减小被干扰电路的负载阻抗，可以改善被干扰的情况。
2) 在电感干扰中，产生的噪声电压串联在被干扰电路中；但电容干扰中，
产生的噪声电压则并联于被干扰电路中。也可以这样说：电容干扰时，在被干扰回路中产生的是电流源，而电感干扰时被干扰回路中产生的是电动势。
在以上两个章节中，所有结论都是在假设只有一种干扰的情况下推导的，实际情况下，可能两种干扰都会存在，需要考虑综合的干扰效应。
3.4 辐射耦合
任何干扰源的本质都是产生电磁波，交变电流通过导体网络产生狡辩电流时会产生电磁波，E 场和H 场互为正交同时传播。传播速度由煤质决定，在自由空间等于光速。在靠近辐射源时，电磁场的几何分布和强度骚扰源特性决定；当离源较远时，只有正交的电磁场。
电场更容易由高阻抗电压驱动电路产生，如直导线。磁场主要有低阻抗电流驱动电路产生，如导线回路。
辐射电磁骚扰是指骚扰能量通过空间电磁波的形式传播到敏感设备中产生干扰，随敏感设备电缆的接地方式不同形成共模和差模干扰。当一个地方的电流或电荷随时间变化时，就有一部分电磁能量进入周围空间，这种现象称为电磁辐射。产生电磁波的辐射源最简单的方式就是电偶极子与磁偶极子。实际辐射源都可看成有许多偶极子组成，所产生的电磁波也就是这些偶极子辐射电磁波的合成。
电磁场辐射产生干扰耦合，即就是当高频电流流过导体时，在该导体周围便产生电力线和磁力线，并发生高频变化，从而形成一种在空间传播的电磁波。处于电磁波中的导体便会感应出相应频率的电动势。
电磁场辐射干扰是一种无规则的干扰，这种干扰很容易通过电源线传到系统中去。处于空间中的传输线，即能辐射干扰波又能接收干扰波，这种现象成为天线效应。当传输线的长度大于或等于空间中信号哦频率的四分之一波长时，天线效应尤其明显[3]。
通过对理论的分析，得出对于辐射干扰的抑制措施可以分为：1、采用合理的总体布局，电路系统的工作要依靠实际的电气连接来实现的，实际信号线的长短是由电路系统的布局决定的。若高速信号或易干扰信号等布局不合理，则EMC 的性能下降。2、采用合理的走线方式，PCB走线方式及与相邻PCB走线的关系对其辐射能力有很大影响，布线的好坏直接决定着系统的EMI的大小。高频信号的辐射是整体EMI中最突出的部分。为了最大限度的抑制高频信号的辐射，先从高速的、密集的信号开始布线，优先考虑那些信号频率高，联系紧密的模块。
3、要有合理的地线处理，地线在EMC方面的应用，最主要的用法是屏蔽、回流。为了采用平行往返的方式抑制辐射，高频信号的地线要尽量的靠近高频信号线，并采用最短路径走线，如果是一组高频信号线的话，可以在它们中间多加入几条地线，以达到更好的抑制效果。由于地线一般是由大面积的铜箔构成的，因而其分布电阻、分布电感比普通的PCB走线要小得多，即使流过高频电流时其阻抗也比较小，对于感应到地线网络的高频噪声，能够形成阻抗很低的回流路径，降低EMI辐射。
4、要增设高频去祸电容，有时为了降低高频信号的幅度，在信号线与地线间加接高频去祸电容。注意地线阻抗的高低直接影响去祸效果。在高频信号的末端，加接对地的去祸电容，一般电容取值在10pF-100pF之间，高频噪声会通过电容直接流到地线上去。因为噪声频率非常高，所以要注意接地电容的引线电感。
电磁兼容的理论和技术就是围绕感染源、干扰传播途径（或传输通道）和敏感设备，研究电磁干扰源产生的机理及抑制干扰源的措施，寻找消弱传播干扰能量的方法和提高敏感设备抵抗能力的技术，从而达到控制干扰发生的目的。
4 电磁干扰的防护
对于日益复杂的电磁环境的研究，都是通过研究电磁环境对设备或系统的作用机理、能量耦合途径等，目的都是为了保障设备或系统在预定电磁环境中的生存能力和运行能力。目前，随着电子设备的不断增加，且电子设备的集成度不断提高，都造成了电磁空间的复杂度不断增加。构成电磁环境的因素十分复杂，既
有自然因素也有人为因素。其中，自然因素包括雷电电磁辐射、静电放电(electrostatic discharge, ESD)电磁辐射、太阳系和星际电磁辐射、地球和大气层电磁场等。人为因素包括无线电台等各种系统产生的电磁发射；高电压送、变电系统等产生的工频电磁辐射；各种家用电器、电动工具等产生的电磁辐射以及用于军事目的的各类强电磁脉冲源，如雷达、电磁脉冲武器等产生的电磁辐射等。
电磁兼容是指设备、分系统、系统在共同的电磁环境中能同时执行各自功能的共存状态。它主要包括2个方面的内容：一是设备、分系统、系统在预定的电磁环境中运行时，可按规定的安全裕度实现设计的工作性能、且不因电磁干扰而受损或产生不可接受的降级；二是设备、分系统、系统在预定的电磁环境中正常工作且不会给环境(或其他设备)带来不可接受的电磁干扰。
而电磁防护是指为在设计、研制和生产过程中使设备具有抗电磁干扰或电磁毁伤能力而采取的技术措施，也包括为消除电磁环境对电爆装置、燃油及人员影响而采取的技术措施和对策。
综上所述，电磁兼容与电磁防护在内涵和外延上是一个有机的整体，它们研究的重点都是电磁环境对设备或系统的作用机理、能量耦合途径等，即电磁环境效应；目的都是为了保障设备或系统在预定电磁环境中的生存能力和运行能力。要改善电子产品的电磁兼容性，接地、屏蔽和滤波是抑制EMI的基本方法。下面分别对这几种方法进行简要的介绍。
4.1接地
地的定义有四种：1、导电性的土壤，具有等电位，且任意点的电位可以看成零电位。2、导电体，如土壤或钢船的外壳，作为电路的返回通道，或作为零电位参考点。3、电路中相对于地具有零电位的位置或部分。4、电路与地或其他起地的作用的导电体的有意的或偶然的连接。接地就是一个系统内电气与电子元件至地参考点之间的电传导路径。无论从安全还是电路工作的角度考虑，电气设备接地都是十分必要的。接地有两方面的含义，一是指电气设备与大地的连接；二是指电路及电子设备的信号参考地。
接地除了提供设备的安全保护地以外，还提供设备运行所必需的信号参考地。理想的接地平面是一个零电位、零阻抗的物理体，它可作为电路中所有信号点评的参考点，并且任何干扰信号通过它，都不会产生电压降。但是，理想的接地平面是不存在的，这就需要我们考虑和分析地电位分布，进行接地设计与研究，找出合适的接地电位[7]。
接地的目的在不同的情况下是不一样的，常见的有：
1)建立与大地相连的低阻抗通路，使雷击电流、静电放电电流等从接地通
路直接流入大地，而不致影响设备或系统的正常工作及人身安全。
2)建立设备外壳与附近金属导体之间的低阻抗通路，当设备中存在漏电流
时，不致于危及人身安全。
3)设备或系统的各部分都连接到一个公共点或等位面，以便于有一个公共
的参考电位，消除两个悬浮电路之间可能存在的干扰电压。
4)将屏蔽体接地，使屏蔽发挥作用。
5)将滤波器接地，使使滤波器能起到抑制共模干扰的作用。
6)印制电路板上的信号电路接到地平面，以提供一个信号的返回通路。
7)汽车、飞机上的非重要电路接车体或机体的金属外壳，以提供一个电流
返回通路。
接地的方式可分为：浮地、单点接地、多点接地、混合接地。对于电路系统来说可选择：电路接地、电源接地和信号接地等方法。
4.2屏蔽
屏蔽技术就是利用屏蔽体阻断或减小电磁能量在空间传播的一种技术，是减少电磁发射和实现电磁骚扰防护的最基本、最重要的手段之一。采用屏蔽有两个目的：一是限制内部产生的辐射超出某一区域；二是防止外来的辐射进入某一区域。屏蔽按其机理分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种。按屏蔽体结构可分为完整屏蔽、不完整屏蔽及编织带屏蔽。
屏蔽的设计既可以针对干扰源，也可以针对被干扰体。对于干扰源，设计屏蔽部分可以使其减小对周边其他设备的影响；对于被干扰体，则可减小外界干扰电磁波对本设备的影响。电磁干扰抑制技术是围绕电磁干扰三要素所采取的各种措施，归纳起来就是三条：1、抑制电磁干扰源；2、切断电磁干扰耦合途径；3、降低敏感装置的敏感性。
静电屏蔽采用完整的金属屏蔽体将带电导体包围起来，在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量极性相反的电荷，外侧出现与带电导体等量极性相同的电荷，如果将金属屏蔽体接地，则外侧的电荷将流入大地，外侧不会有电场存在，即带电导体的电场被屏蔽在金属屏蔽体内。金属屏蔽体导电性能越好，静电屏蔽效果越好。值得注意的是静电屏蔽必须要通过接地才能起到屏蔽的作用。
磁场屏蔽在低频段主要是利用高磁导率的材料构成低磁阻通路，使大部分磁场被集中在屏蔽体内。屏蔽体的磁导率越高，厚度越大，磁阻越小，磁场屏蔽的效果越好。高频段则主要通过干扰信号在屏蔽层中产生的涡流建立的反向磁场抵消干扰磁场而实现。
电磁屏蔽主要通过反射、吸收、抵消三种效应来实现削弱干扰电磁波的作用。
当电磁波到达屏蔽体表面时，由于电介质和屏蔽层的交界面上阻抗不连续（二者波阻抗不相同），对入射波产生反射，电磁波的一部分能量被反射掉。空气与金属的波阻抗相差越大，则由反射引起的屏蔽效应越强。未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量，在屏蔽体内传播的过程中受到衰减。也就是所谓的吸收。吸收是由金属内涡流损耗所引起的，频率越高、屏蔽层越厚，则能量损耗越多。
在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量，传到材料的另一表面时，遇到电介质和屏蔽层波阻抗不连续的交界面，会形成再次反射，并重新返回屏蔽体内。这种反射在两个金属的交界面上可能有多次的反射，这意味着对电磁波能量的吸收也是多次的。
这一过程可用下图表示：
图4-1 电磁场屏蔽机理
4.3滤波
任何直接穿透屏蔽体的导线都会造成屏蔽体的屏蔽失效。令缺乏电磁兼容经验的设计师感到困惑的典型问题之一是很多屏蔽严密的机箱（机柜）正是由于有导体直接穿过而导致电磁兼容实验的失败。解决导体穿透屏蔽体引入的电磁干扰问题的有效方法之一，就是在电缆的端口处使用滤波器，滤除电缆上不必要的频率成分，减小电缆产生的电磁辐射，也防止周围环境在电缆上感应产生的电磁噪声传进设备内。
滤波时抑制传导电磁骚扰的一种重要方法。由于搔扰源产生的电磁骚扰的频谱比待接收的信号的频谱宽得多，所以当接收器接收有用信号时也会接收不希望有的骚扰信号。采用滤波器能限制接收信号的频带以抑制无用的骚扰，而不影响有用信号，即可提高接收器的信噪比。
采用滤波器的目的是分离信号、剔除干扰，可显著减小传导骚扰的电平。骚扰频谱成分一般不同于有用信号的频率，滤波器对这些与有用信号频率不同的成分具有良好的抑制作用，从而达到抑制干扰的目的。如图所示。要削弱工作频带内的干扰，则要采用降压措施。
针对不同的干扰，应采取不同的抑制方法和器件，下面对不同的抑制器件分别作简要叙述。
采用专用供电线路的设计，即就是通过对供电线路进行简单处理就可以获得一定的干扰抑制效果。例如在三相供电系统中把一相作为干扰敏感设备的供电电源；把另一相作为外部设备供电电源；再把第三相作为常用测试仪器或其他辅助设备的供电电源。这样可减少设备之间的相互干扰，同时也有利于三相平衡。在现代电子系统中，由于配电线路中非线性负载的使用，造成线路中谐波电流的存在，而谐波分量在中线里不能相互抵消，而是叠加，因此尽量采用较粗的中线，以减小线路阻抗，降低干扰。
针对电路中容易出现的电压或电流的瞬间突变现象，另一种常见的屏蔽方式是采用瞬态抑制电路，其典型电路如下图所示。瞬态抑制电路包括气体放电管、金属氧化物压敏电阻、硅瞬变吸收二极管和固体放电管等多种。其中金属氧化物压敏电阻和硅瞬变吸收二极管的工作原理与普通的稳压管类似，是箝位型的干扰吸收器件；而气体放电管和固体放电管是能量转移型干扰吸收器件。
图4-2 瞬态抑制电路
5 总结
随着电气和电子设备的广泛应用和技术的进步，电磁兼容问题越来越突出，加强电磁兼容理论研究，推广现有的、成熟的电磁兼容技术，建立完善的试验、测试制度和检验标准，研究电磁兼容新问题、新方向是电磁兼容应用技术的当务之急。
随着科技进步、电磁环境保护与国际经贸往来的加强，电磁兼容己成为国内外瞩目的迅速发展学科。由于EMC学科范围很宽，我们在很多方面，都还只是处于起步阶段，我们应该加快步伐，迎头赶上。
电磁兼容性设计应该在设计的各个阶段都进行考虑,这要求设计人员不仅要有扎实的理论基础,还要具备丰富的设计经验,只有这样才能把握干扰产生的根源和本质,正确的进行电磁干扰的预测与分析。也只有这样,才能真正解决电磁兼容
性问题,保证电子产品的稳定可靠。
文章从电磁兼容技术的发展以及其三要素出发，介绍了电磁兼容的主要防护方法，对电磁兼容技术有了一个概括性的介绍，但由于本人学识有限未能对每一部分进行透彻的分析。
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EMC结构电磁兼容设计规范 篇一：结构设计规范(EMC) EMC） 结构设计规范（ 一、简单介绍 电磁兼容（Electromagnetic Compatibility , EMC）主要包含两方面的内容：电磁干扰（Electromagnetic interference , EMI）；电磁敏感度（Electromagnetic susceptibility , EMS）。电磁兼容设计基本目的： A 产品内部的电路互相不产生干扰，达到预期的功能。 B 产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。 C 产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。 在整个工程项目中，必须在设计初期开始考虑电磁兼容设计。一方面，这对整个工程项目是个效费比很高的措施，可以有效避免工程项目因为电磁兼容测试未通过而进行较大修改，产生不必要的成本增加。另一方面，设计初期可以采取相对较多的措施来满足电磁兼容要求，而后期可采取的措施比较少。在电磁兼容设计过程中，针对电磁兼容性设计中的重点和关键，分析并预测各种可能发生的电磁兼容问题，并从设计初期就采取各种技术措施，包括电路硬件与结构相结合、电路硬件与软件相结合的技术措施。 电磁兼容设计主要从三个方面进行：电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。耦合途径主要是传导和辐射。
具体在工程措施上，电磁兼容设计可分为：信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合理布局。其中与结构关系较大的有：屏蔽、接地与搭接、合理布局。但这并不代表其他措施与结构设计完全无关，结构设计亦需配合完成其他措施比如滤波。 二、常用测试项目 2.1、在电磁兼容性设计中遇到的常用测试项目，从干扰源与被干扰对象角度可分为两类： EMI（电磁发射测试）和EMS（电磁敏感度测试）。 EMI（电磁发射）：被测设备为干扰源，测试被测设备对外界发射的电磁干扰水平。 EMS（电磁敏感度）：被测设备为被干扰对象，通过测试仪器对其施加干扰，测试其抗干扰能力。 从干扰路径区分，又可分为传导测试与辐射测试两类。综合起来测试项目可分为四种测试模式： CE-传导发射测试，CS-传导敏感度测试； RE-辐射发射测试，RS-辐射敏感度测试。 2.2、GJB151A-97常用测试项目表 其中与结构设计关系较大的有CE101、CE102、RE101、 RE102、CS101、 RS101 、RS103。 2.3、汽车电子设备常用测试项目表图1 汽车电子常用测试项目 三、设计规范 3.1、屏蔽 电磁屏蔽的目的有两个：一个限制内部的辐射电磁能越出某一个区域；而是防止外来的辐射进入某一区域。即切断电磁波的传播途径。
结构件电磁兼容设计规范 1、概述： 本规范规定了结构件电磁兼容设计（主要是屏蔽和接地）的设计指标、设计原则和具体设计方法。 本规范适应于结构设计人员进行结构件的电磁兼容设计，目的是规范机电协调中电磁兼容方面的内容，指导结构设计人员正确地选择方案和进行详细设计。下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GJB 1046《舰船搭接、接地、屏蔽、滤波及电缆的电磁兼容性要求和方法》 GJB 1210《接地、搭接和屏蔽设计的实施》 GJB/Z 25《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽设计指南》 MIL-HDBK-419 《电子设备和设施的接地搭接和屏蔽》 IEC 61587-3 （草案）《第三部分： IEC 60917-... 和 IEC 60297-... 系列机箱、机柜和插箱屏蔽性能试验》 《结构件分类描述优化方案及图号缩写规则》 术语本规范中的专业术语符合 IEC50-161 《电磁兼容性术语》的规定。 2、设计程序要求 对于有EMC 要求的项目的开发程序，在遵守部门现有的结构造型设计流程基础上，提出以下特殊的要求： 所有需要考虑屏蔽的A 类项目以及产品定位为海外市场的所有项目，必须通过EMC 方案评审后才能进行详细的设计； 对于 C 级以上屏蔽等级（具体级别划分见 5.1）要求的项目，方案评审时必 须提交详细的 EMC 设计方案（包括屏蔽体的详细结构和具体处理措 施）； 对于 C 级以上屏蔽等级的项目，样机评审时必须提交屏蔽效能测试报告；除通用结构件（例如 19" 标准机柜）外，如果样机的屏蔽效能测试结果达不到设计 134 指标的要求，只要整机（产品）的EMC 测试中相应指标符合要求，结构件 可以不要求再作优化。 3、屏蔽效能等级 3.1、屏蔽效能等级的划分 一般结构件的屏蔽效能分为以下六个等级，各级屏蔽效能指标规定如 下： E级: 30-230 MHz 20 dB；230-1000 MHz 10 dB D 级：30-230 MHz 30 dB；230-1000 MHz 20 dB C级: 30-230 MHz 40 dB；230-1000 MHz 30 dB B 级：30-230 MHz 50 dB；230-1000 MHz 40 dB A 级：30-230 MHz 60 dB；230-1000 MHz 50 dB T级：比A级高10dB或者以上，和/或对低频磁场、1GHz以上平面波屏蔽效能有特殊需求。 屏蔽效能等级由高至低分别为：T 级 A 级 B 级 C 级 D 级 E级。一
电磁兼容技术 电磁兼容的英文名称为Electromagnetic Compatibility ，简称EMC。电磁兼容技术涉及的频率范围宽达0-400GHz，研究对象除传统设施外，涉及芯片级，直到各型舰船、航天飞机、洲际导弹，甚至整个地球的电磁环境。本篇主要讲计算机中的电磁兼容情况。 一、计算机TEMPEST技术 计算机TEMPEST技术发展至今已有40年的历史，它是在电磁兼容（EMC）领域发展起来的一个新的研究方向。TEMPEST计划的具体内容是针对信息设备的电磁辐射与信息泄漏问题，从信息接收和防护两个方面所展开的一系列研究和研制工作，包括信息接收、破译水平、防泄漏能力与技术、相关夫范标准及管理手段等。 由于计算机系统是各种信息处理设备中最关键和重要的组成部分，因而也是利用信息设备的电磁发射来获取信息情报更为及时、准确、广泛、连续，且安全、可靠、隐蔽。正是这样，TEMPEST防护研究一般都是针对计算机系统及其外设配置而言的。TEMPEST的研究对象还包括接收系统、电传机、数字电话等。 信息处理设备的电磁辐射有两方面影响：1）对电磁环境构成污染；2）对信息安全与信息保密会构成严重威胁。 已经分析表明：对于由数字电路组成的信息处理设备来说，由于辐射频谱及谐波非常丰富，因而很容易被窃收和解译，其信息泄漏问题更为突出一严重，以计自机算机视频显示器例，其中各种印刷电路板，各部件之间的电源。信号接口与连线、数据线接地线、驱动电路、阴极射击线管等都可以产生程度不同的电磁辐射。在辐射频谱中，所包含的信息也不相同，包括时钟/数据信息频信息等。从理论上讲这些信息都是可以接收和解译的，只是难易程度。利用信息设备的电磁发射来获取信息情报更为及时、准确、广泛、连续，而且安全、可靠、隐蔽。 总之，在信息化社会，研究计算机TEMPEST技术已和研究计算机病毒一样，被认为是涉及计算机安全的重要方面，受到国内外学者的广泛关注。 二、计算机印刷电路板（PCB）中的电磁兼容（EMC）问题 信息化社会的电子产品越来越趋向高速、宽带、高灵敏度、高密集度和小型化，这种趋势导致了EMC 问题更加严重。计算机系统中PCB是一个典型的代表，PCB的电磁兼容（EMC）问题是目前微型计算机设计中急待解决的技术难题。 1、印刷电路板（PCB）中带状线、电线、电缆间的串音和电磁耦合 印刷电路板（PCB）中带状线、电线、电缆间的串音是印刷电路板线路中存在的最难克服的问题之一。这里所说的串音是较广意义上的串音，不管其源是有用信号还中噪声，串音用导线的互容和互感来表示。当在EMC预测和解决EMI问题时，首先应确定发射源的耦合途径是传导的、辐射的、还是串音。例如，当PCB上某一带状线上载人控制和逻辑电平，与其靠近的第二条带状线上载有低电平信号，当平行布线长度超过10厘米时，预期产生串音干扰。当一长电缆载人几组串行或并行高速数据和遥控线时，串音干扰也成为主要问题。靠近的电线和电缆之间的串音是由电场通过互容，磁场通过互感引起的。 当考虑在PCB带状线、电缆中导体或靠近的电线和电缆的串音问题时，是主要的是确定电场（互容）、磁场（互感）耦合哪个是主要的。确定那种耦合模型主要取决于线路阻抗、频率和其他因素。对线路阻抗，一个粗略的原则是：1）当源和接收器阻抗乘积小于3002时，耦合的主要是磁场；2）当源和接收器阻抗乘积大于10002时，耦合的主要是电场；3）当源和接收器阻抗乘积在3002-10002之间时，则磁场或电场都可能成为主要耦合，这时取决于线路间的配置和频率。 然而，上述标准并不适用于所有的情况，例如在地（底）板上PCB带状线之间的串音，这时，PCB上带状线特性阻抗可能较低，而负载和源阻抗可能较高，但串音仍以电场（互容）耦合为主。 一般来说，在高频时电容耦合是主要的，但是如果源或接收器之一或两者采用屏蔽电缆并在屏蔽层两端接地，则磁场耦合将是主要的。另外；低频一般有较低的电路阻抗、电感耦合是主要的。 串音预测计算程序是计算机辅助PCB设计软中的重要内容，通过串音预测，可以保证PCB上数字和模拟信号适当的间距。由Quantic实验室编制的程序GREENFIELF2TM和EESOF编制的u Wave SPICKE
电子设备结构设计中的电磁兼容 引言：但凡电子设备，在运行过程中都在无时无刻在向外界辐射着或强或弱的电磁能量，这些能量对于附近的其他电子设备而言就可能是一种环境干扰，影响其正常的运行状态或者降 低其工作性能，为解决这些问题，电磁兼容的概念和实现方式作为一门专门的课题得到了学 界广泛关注。一、电磁兼容基本含义当前，电子产品系统间电磁干扰的日趋严重化，电磁兼容这一研究课题逐渐进入人们的视野。电磁兼容（ElectromagneticCompatibility，EMC）通常 定义为一个电子设备的各个功能部分在同一工作环境下，可以做到不受其他部分的电磁波动 影响，而正常运行的一种安全模式[1] 。电磁兼容对于如今的电子技术学科发展而言有着诸 多的现实意义。电子设备的制造中，产品的集成化、超高频率化导致了电子设备中电磁扰动 影响逐渐加剧，对于一些高精度的电子产品而言，过量的电磁干扰会使得整个系统失灵。比 如在宇宙空间站中，无数高精度、高科技化的电子设备集中在一个大的舱体内，并且空间站 运行在几万里的高空之上，暴露在复杂的宇宙电磁环境中，空间站内不同系统间的电子设备 之间会产生电磁辐射的干扰，同时整个空间站还收到外界宇宙中电磁波的干扰，这种状况下，要使空间站安全地运行、完成航天任务，不采取相应的电磁兼容技术几乎是不可能的。二、 电磁兼容发展历程电磁波自十九世纪被先后预言并通过实验证明其存在后，电磁波技术得到 了飞跃式的发展和应用，而伴随着电磁波技术的进步发展，电磁干扰的问题也逐渐暴露在人 们面前，为解决电子设备间的电磁干扰问题，电磁兼容的概念于二十世纪四十年代形成。在 电磁兼容概念的牵引下，科学家开始对电磁干扰形成的缘由、影响电磁干扰程度的因素、降 低干扰的方法以及有效实现电磁兼容的方式方法进行探索，进而逐步形成了电磁兼容这门学科。在大量的研究下，制定出了电磁兼容的标准和规定，完善了电磁兼容的检测评估技术， 将电磁兼容的相关理论形成一个完整的体系，这为后来的电磁兼容在电子设备中的有效实现 奠定了理论基础。当前，电磁兼容已经成为一门较为成熟的理论学科，为应对日趋恶化的电 磁环境，越来越多的学者投身到了电磁兼容的研究当中，丰富和补充了电磁兼容理论。尤其 借助计算机技术的出现，电磁兼容可以实现在计算机中的仿真模拟，将电子设备中可能出现 的电磁干扰通过计算机软件进行预测，并且精准地找出其出现的缘由，借此在电子设备结构 设计环节实现对电磁干扰的有效抑制。我国虽然电磁兼容技术起步较晚，但是在国防科技、 航空航天等领域发展的催动下，已经形成较完善的电磁兼容学科系统，并且具备了一定的检 测和实现能力。三、电子设备结构设计中电磁兼容实现分析（一）电磁干扰产生因素分析对于电磁干扰形成过程分析主要可以从三个角度进行分析，即：电磁干扰源、电磁波传递路径、电磁干扰抗性低的元件。 1. 电磁干扰源电磁干扰来源可以是多方面的，但主要可以分为内部干扰以及外部干扰。内部干扰指电子设备内部各个电子元件运行过程中，产生的电磁波会对 附近的其他电子元器件产生干扰，这种通常类型较为单一，且波动幅度较小。外部干扰指来 自电子设备外部环境的一切电磁干扰，由于电子设备所处电磁环境的不同，电磁干扰的类型 通常也不是固定的[2] 。 2. 电磁波传播路径干扰电磁波在空间中的不同传播路径会对电子设 备产生不同的干扰，主要可以分为空间电磁波直接辐射干扰、缆线受到干扰并传递干扰、电 磁波对电源辐射而产生干扰。不同类型的辐射还有可能叠加到一起，形成更加复杂的电磁波 动类型。 3. 对电磁干扰敏感的元器件电子设备中，部分元器件对电磁干扰极其敏感，不论是设备内部还是外部环境中的电磁波动都会对其运行性能产生影响。（二）通过结构设计实现 电磁兼容上文中对电磁干扰产生的原因进行了一系列分析，进而可以有针对性的在电子设备 的结构设计环节进行优化，通过结构上的调整，降低电子设备产生电磁干扰的可能性或者使 电子设备具有一定的防干扰能力。 1. 电子设备中的接地结构电子设备设计中的接地结构具有极其重要的意义，通过接地，使得电子设备中各个部分或者不同的电子设备之间具有了共同 的零电势点，这一特征极大提升了电子设备运行的稳定性以及面对电磁干扰时的抗性[3] 。此外，接地结构可以将电子设备外壳表面累积的多余电荷及时导入地下，这避免了雷暴环境中 电子设备被雷电击中的情况，同时也避免了工作人员被电子设备电击可能性。 2. 对于电子元 件的电磁屏蔽及保护电子设备中屏蔽结构的设计，可以同时实现对传播路径电磁干扰和电子 元件对外部环境电磁辐射的控制，通常的实现方式是在电子设备外部设置屏蔽电磁辐射的金 属外壳，通过金属对电子元器件、导线等的包裹，使外部的电磁辐射无法干扰电子设备的运行，电子设备的电磁辐射也无法影响到外部环境。四、结束语未来，电磁干扰问题还会进一
多层PCB板设计的电磁兼容设计考虑电磁兼容（Electro - Magnetic Compatibility，简称EMC）是一门新兴综合性学科，它主要研究电磁干扰和抗干扰问题。电磁兼容性是指电子设备或系统在规定的电磁环境电平下，不因电磁干扰而降低性能指标，同时它们本身产生的电磁辐射不大于限定的极限电平，不影响其它系统的正常运行，并达到设备与设备、系统与系统之间互不干扰、共同可靠工作的目的。电磁干扰（EM I）产生是由于电磁干扰源通过耦合路径将能量传递给敏感系统造成的，它包括由导线和公共地线的传导、通过空间辐射或近场耦合3种基本形式。实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响，所以保证印制电路板电磁兼容性是整个系统设计的关键，本文主要讨论电磁兼容技术及其在多层印制线路板（Printed Circuit Board，简称PCB）设计中的应用。 PCB是电子产品中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接，是各种电子设备最基本的组成部分。如今，大规模和超大规模集成电路已在电子设备中得到广泛应用，而且元器件在印刷电路板上的安装密度越来越高，信号的传输速度更是越来越快，由此而引发的EMC问题也变得越来越突出。PCB 有单面板（单层板）、双面板（双层板）和多层板之分。单面板和双面板一般用于低、中密度布线的电路和集成度较低的电路，多层板使用高密度布线和集成度高的电路。从电磁兼容的角度看单面板和双面板不适宜高速电路，单面、双面布线已满足不了高性能电路的要求，而多层布线电路的发展为解决以上问题提供了一种可能，并且其应用变得越来越广泛。 1多层布线的特点 PCB是由具有多层结构的有机和无机介质材料组成，层之间的连接通过过孔来实现，过孔镀上或填充金属材料就可以实现层之间的电信号导通。多层布线之所以得到广泛的应用，究其原因，有以下特点： （1）多层板内部设有专用电源层、地线层。电源层可以作为噪声回路，降低干扰;同时电源层还为系统所有信号提供回路，消除公共阻抗耦合干扰。减小了供电线路的阻抗，从而减小了公共阻抗干扰。 （2）多层板采用了专门地线层，对所有信号线而言都有专门接地线。信号线的特性：阻抗稳定、易匹配，减少了反射引起的波形畸变;同时，采用专门的地线层加大了信号线和地线之间的分布电容，减小了串扰。 2印制电路板的叠层设计 2. 1PCB的布线规则 多层电路板的电磁兼容分析可以基于克希霍夫定律和法拉第电磁感应定律。根据克希霍夫定律，任何时域信号由源到负载的传输都必须有一个最低阻抗的路径。 具有多层的PCB常常用于高速、高性能的系统，其中的多层用于直流（DC）电源或地参考平面。这些平面通常是没有任何分割的实体平面，因为具有足够的层用作电源或地层，因此没有必要将不同的DC电压置于同一层上。该层将会用作与它们相邻的传输线上信号的电流返回通路。构造低阻抗的电流返回通路是这些平面层最重要的EMC目标。 信号层分布在实体参考平面层之间，它们可以是对称的带状线和非对称的带状线。以一个12层板为例说明多层板的结构和布局。其分层结构为T - P - S - P - S - P - S - P - S - S - P - B，“T”为顶层，“P”为参考平面层，“S”为信号层，“B”为底层。从顶层至底层依次为第1层、第2层、？？第12层。顶层和底层用作元件的焊盘，信号在顶层和底层不应传输太长的距离，以便减少来自走线的直接辐射。不相容的信号线应相互隔离，这样做的目
电子产品结构设计中的电磁兼容性(EMC) 设计 摘要：本文针对电子产品结构中的电磁兼容性设计展开分析，为使电磁兼容 性设计满足正常使用要求，具备安全性与稳定性，对电磁兼容设计工作的重要性 展开探讨，并对电磁兼容设计相关经验做出详细分析。 关键词：电子产品；电磁兼容性；实用经验 0引言 电子设备在使用中，难免遇到电磁干扰问题，合理应用电磁兼容技术就可以 解决了这个电磁干扰问题。本文针对电磁兼容性展开分析，并结合电磁干扰与电 子产品电磁兼容性之间存在的关系加以阐述。 1概念 电磁兼容性(EMC)指的是电子器件、电子设备或电子系统，在电磁环境中仍 然能正常运行，且不会对所处环境带来不好的电磁骚扰。EMC的主要要求有两个 方面：一方面是正常运行的设备对所处环境带来的电磁骚扰(EMI)要低于某限值；另一方面是设备不会受到环境中其他电磁信号的骚扰。为保证电子系统内各种设 备能够互不干扰，要做好电磁兼容性设计。 2电磁兼容设计的具备方法 2.1系统制备法 系统制备法是在规划设计时，为提更高研发电磁兼容的效率而兴起的，该方 法实现了多种先进技术的相互融合，将电磁干扰与兼容紧密连接起来。能模拟出 设计指标与参数，并加以计算优化。 2.2规范制备法
在电子产品的电磁兼容设计中，规范制备法体现的是相关标准，可用于对产品设计的成果加以验证测试。规范制备法虽然有局限性，但能从不同角度解决多种电磁兼容问题。若安全标准太苛刻，会引起资源浪费，故制定的规范务必要合理。 2.3故障清除制备法 在电子产品的电磁兼容设计中，故障清除制备法是最根本的设计方法。能很快解决已发现的电磁干扰故障，但解决不了其他问题，在预防方面存在短板。 3电子兼容重要技术 3.1电磁屏蔽技术 电磁屏蔽技术需要借助实物对电磁干扰加以屏蔽，阻隔电磁能量的传播，能有效抑制电磁能量干扰，在电子设备中应用广泛。电磁屏蔽技术主要有三种：电场屏蔽、磁场屏蔽，还有电磁场屏蔽。其抑制效果取决于选材，最好选择那种导磁率、导电率高的材料，譬如钢板、铝箔铜板，或者使用金属镀层，还有导电涂料等。 3.2电线接地技术 电子设备接地是为了电力稀释，实现零电频，为人身安全提供基本保障。电线接地技术的功效就是保证安全，并维持工作电路中电流的稳定流通，降低电磁干扰频率。 3.3过滤波纹技术 过滤波纹技术可以将超出工作频段的电磁干扰除去，通过分离信号达到抑制干扰的效果，是实现电磁屏蔽的一种有效辅助方法。其具体应用主要有信号滤波与电磁滤波两种，信号滤波，可有效消除无关频谱分量；电磁滤波可消除电源电磁干扰。图1为过滤波纹技术的基本原理。
天线结构设计与电磁兼容的干扰与抗干 扰技术探讨 摘要：电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）是电子设备和系统工作在电磁环境中的关键因素，为了确保设备在这种环境下能够正常工作并且不会对其他设备造成干扰，天线结构设计成为至关重要的领域。本文综合分析了电磁兼容的干扰特点以及成因，并在此基础上分析了优化天线结构设计实现电磁兼容抗干扰的应用策略，旨在为提高电子设备减少电磁兼容干扰，提高电子设备与系统的稳定性和可靠性提供参考性意见。 关键词：天线结构；电磁兼容；抗干扰；技术 前言：随着无线通信、雷达技术、卫星通信以及各种电子设备的广泛应用，电磁环境变得日益复杂和拥挤。在这种复杂的电磁环境中，电子设备和系统不仅需要在其设计频段内工作，还需要保持对外部干扰的抵抗能力，以确保其正常运行并不对其他设备产生不利影响。因此，电磁兼容性（EMC）成为电子领域的一个关键挑战和研究重点。天线作为电子设备的核心组成部分之一，起着传输和接收无线信号的关键作用，天线本身也是电磁干扰的敏感部分，其设计和性能直接影响着设备的电磁兼容性。 1电磁兼容的干扰 电磁兼容是确保电子设备和系统在电磁环境中能够相互操作并保持正常工作的能力，电磁兼容考虑到了电磁干扰的问题，这是一种在电磁频谱中的电磁波信号相互干扰的现象。电磁干扰可以分为以下两种类型： （1）导向传播干扰（Conducted EMI） 这种干扰是通过电线、电缆或导线传播的，通常以电压和电流的形式出现。导向传播干扰可以分为两种子类型：1、导线传导干扰：电子设备在其电源线或
连接线上引发的电磁干扰，可传播到其他设备。2、导线传导抗干扰：电子设备 受到来自电源线或连接线的外部电磁干扰时的抗干扰能力。 （2）辐射传播干扰（Radiated EMI） 这种干扰以无线电磁波的形式传播，而不需要导线传输。辐射传播干扰通常 分为两种子类型：1、辐射辐射干扰：电子设备发射的电磁辐射，如无线电信号、微波辐射等。2、辐射抗干扰：电子设备受到外部无线电磁辐射干扰时的抗干扰 能力。 电磁干扰可以来自多种源头，附近的其他电子设备可能会产生电磁辐射或导 线传导干扰，影响到周围的设备，并且不稳定的电源、电流波形、电压峰值等因 素可能导致电磁干扰。一方面，天气条件下的雷电或静电放电可能会产生突发的 电磁干扰，并且无线电和微波通信设备、无线电塔等设备可能产生辐射传播的电 磁干扰。另一方面，在电子设备生产或运输过程中，设备可能受到来自其他电磁 辐射源的污染。 2优化天线结构设计实现电磁兼容抗干扰的技术应用 2.1 频率选择与调整 频率选择与调整是优化天线结构设计以实现电磁兼容抗干扰的关键技术应用，频率选择是根据特定应用需求和电磁环境条件，选择合适的工作频率范围。这可 以通过分析电磁频谱、考虑无线通信标准以及了解其他无线电设备的使用来完成，具体应用过程中需要选择一个较清晰的频率频段，避免与其他频段的信号发生干扰，并且避免选择过于拥挤的频段，因为这可能导致频谱竞争和干扰。其次，频 率调谐技术允许天线在不同频率下优化性能。这对于在多个频段工作的多模式或 多频段设备非常重要，具体应用过程中可以使用可调谐元件，如可变电感器、可 变电容器或切换天线元件，以在不同频率下调整天线的电气长度和匹配特性。通 过合理的频率选择和调整策略，天线设计可以更好地适应复杂的电磁环境，减小 电磁干扰的影响，提高电磁兼容性和抗干扰性能。 2.2 极化匹配
xxxx大学硕士生课程论文 电磁兼容与结构设计 电磁兼容概述 （2014—2015学年上学期） 姓名： 学号： 所在单位： 专业：
摘要 随着用电设备的增加，空间电磁能量逐年增加，人类生存环境具有浓厚的电磁环境内涵。在这种复杂的电磁环境中，如何减少相互间的电磁干扰，使各种设备正常运转，是一个亟待解决的问题；另外，恶略的电磁环境还会对人类及生态产生不良影响。电磁兼容正是为解决这类问题而迅速发展起来的学科。可以说电磁兼容是人类社会文明发展产生的无法避免的“副产品”。 电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作，又互不干扰，达到兼容状态。电磁兼容技术是一门迅速发展的交叉学科，其理论基础涉及数学、电磁场理论、电路基础、信号分析等学科与技术，其应用范围几乎涉及到所有用电领域。 关键字：电磁兼容、电磁发射、传导耦合、辐射耦合、静电放电 1 引言 信息技术已经成为这个时代的主题，而信息时代的最突出特征，就是将电磁作为记录和传递信息的主要载体，人们对于电磁的利用无处不在。电磁日益渗入到金融、通信、电力、广播电视等事关国家安全的各个重要领域和社会生活的各个角落，电磁已经成为了信息时代中将经济、军事等各方面各部门联成一体的纽带，它与每个人工作和生活息息相关。电磁空间对国家利益的实现具有越来越深刻的影响，经济社会发展、军队建设和作战对电磁空间的依赖程度日益提高[1]。 当前人类的生存环境已具有浓厚的电磁环境内涵。一方面，电力网络、用电设备及系统产生的电磁骚扰越来越严重，设备所处电磁环境越来越复杂；另一方面，先进的电子设备的抗干扰能力越来越弱，同时电气及电子系统也越来越复杂。在这种复杂的电磁环境中，如何减少相互间的电磁干扰，使各种设备正常运行，是一个亟待解决的问题。另外，恶略的电磁环境还会对人类及生态产生不良影响。对于生产厂家而言，只有出场设备具有一定的电磁兼容性并且适应目前这一复杂的电磁环境，才能使自己的产品更具有竞争力。而对于国家安全而言，构筑电磁
结构设计规范（EMC）
一、简单介绍 电磁兼容（Electromagnetic Compatibility , EMC）主要包含两方面的内容： 电磁干扰（Electromagnetic interference , EMI）； 电磁敏感度（Electromagnetic susceptibility , EMS）。 电磁兼容设计基本目的： A 产品内部的电路互相不产生干扰，达到预期的功能。 B 产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。 C 产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。 在整个工程项目中，必须在设计初期开始考虑电磁兼容设计。一方面，这对整个工程项目是个效费比很高的措施，可以有效避免工程项目因为电磁兼容测试未通过而进行较大修改，产生不必要的成本增加。另一方面，设计初期可以采取相对较多的措施来满足电磁兼容要求，而后期可采取的措施比较少。在电磁兼容设计过程中，针对电磁兼容性设计中的重点和关键，分析并预测各种可能发生的电磁兼容问题，并从设计初期就采取各种技术措施，包括电路硬件与结构相结合、电路硬件与软件相结合的技术措施。 电磁兼容设计主要从三个方面进行：电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。 耦合途径主要是传导和辐射。 具体在工程措施上，电磁兼容设计可分为：信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合理布局。其中与结构关系较大的有：屏蔽、接地与搭接、合理布局。但这并不代表其他措施与结构设计完全无关，结构设计亦需配合完成其他措施比如滤波。 二、常用测试项目 2.1、在电磁兼容性设计中遇到的常用测试项目，从干扰源与被干扰对象角度可分为两类： EMI（电磁发射测试）和EMS（电磁敏感度测试）。 EMI（电磁发射）：被测设备为干扰源，测试被测设备对外界发射的电磁干扰水平。 EMS（电磁敏感度）：被测设备为被干扰对象，通过测试仪器对其施加干扰，测试其抗干扰能力。 从干扰路径区分，又可分为传导测试与辐射测试两类。 综合起来测试项目可分为四种测试模式： CE-传导发射测试，CS-传导敏感度测试；
电子测量仪器结构设计中的电磁兼容技术 【摘要】由于空间电磁环境日趋恶劣，因此对电子测量仪器的电磁兼容性设计要求也日益提高。本文从结构设计的角度出发，从结构布局、材料、工艺等多方面阐述了几种电磁兼容性设计的方法及要点，主要包括了接地设计、屏蔽设计和搭接设计等。 【关键词】电子测量仪器；电磁兼容；接地；屏蔽；搭接 the structure design of electromagnetic compatibility in electronic measurement instrument chen zhen-lin （the 41st institute of china electronics technology group corporation，qingdao shandong 266555，china） 【abstract】because of the space electromagnetic environment has become increasingly severe， so the design of electromagnetic compatibility of electronic measurement instruments requirement also is increasing day by day. in this paper， from the perspective of the structure design， from the aspects of layout structure， material and process are expounded several emc design methods and key points. mainly includes the grounding design， shielding design and bonding design. 【key words】electronic measurement instrument；emc；grounding；shielding；bonding
产品EMC结构设计技术详解 EMC结构设计技术的核心目标是通过减少电磁辐射和提高产品的抗干 扰能力，来达到产品的电磁兼容性要求。以下是一些常用的EMC结构设计 技术： 1.外壳设计： 外壳是产品的第一道防线，它需要具备良好的屏蔽性能。外壳的设计 要合理布置产品内部电源线和信号线的走向，避免它们在外壳内交叉引起 干扰。外壳材料要选择导电性好的金属材料，如铝合金或镀铜板，以提高 屏蔽效果。 2.接地设计： 接地是保证产品正常运行的基础，也是防止干扰的关键。在EMC结构 设计中，正确设计和铺设接地线是必不可少的。接地线要短而粗，尽量避 免回路的串扰，采用星型接地结构，在产品内部形成一个共同的地点，减 少地回线对其他线路的干扰。 3.滤波设计： 滤波器可以削弱电磁辐射和抑制外部干扰。在产品设计中，可以使用 电源滤波器、信号滤波器等滤波器来减小电磁干扰。电源滤波器可以过滤 电源中的高频噪声，信号滤波器可以滤除信号线上的干扰信号。 4.线路设计： 线路设计是EMC结构设计中的关键环节，它直接影响产品电磁兼容性。在线路设计中，需要合理规划线路的走向和布局，尽量避免共模和差模干扰。可以采用屏蔽线、屏蔽罩等措施来减小线路间的耦合。
5.引线设计： 6.整体布局设计： 产品的整体布局也会影响电磁兼容性。产品内部线路和模块的布局要合理，要避免模块之间的干扰或共振。可以采用分区屏蔽的方法，将不同模块之间的干扰最小化。 EMC结构设计技术的实施需要综合考虑产品的设计目标、电磁兼容性要求以及工艺可行性。通过有效地应用这些技术，可以保证产品在电磁环境下的正常工作，同时减小对其他设备的干扰，提高产品的市场竞争力。
电磁兼容性设计指南 电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是一个关乎电子产品 设计的重要概念。在现代社会中，电子设备的应用越来越广泛，而这些设备之间的电磁干扰问题也越来越突出。为了保证各种电子设备在相互之间正常工作的同时，互不干扰，电磁兼容性的考虑就显得尤为重要。 首先，我们来了解一下电磁兼容性的基本概念。EMC是指在电子系统中，各 种电子设备之间或同一个设备内部，通过合理的设计和控制，使其能够在同一电磁环境中协调共存的能力。也就是说，在一个电磁环境中，所有的设备都应该能够同时正常运行，而不会互相干扰，造成数据的错误传输、设备的损坏甚至系统的崩溃等现象。 那么，如何进行电磁兼容性设计呢？首先，我们应该从设备的物理结构入手。 合理的物理结构设计可以减少信号的辐射和敏感度，从而减少电磁干扰的可能性。在PCB（Printed Circuit Board）的设计中，应注意减小线路长度和宽度，合理布局 和靠近地面平面，减少信号的辐射。同时，我们还可以利用屏蔽箱或者屏蔽罩进行电磁泄漏的控制。这样的设计可以有效地减少电磁干扰，提高设备的免疫性。 其次，电磁兼容性设计中还需要关注设备的地线设计。地线的设计是确保设备 接地的重要一环。正确的地线设计可以有效地减少电磁波的辐射和敏感度，提高电磁兼容性。在地线设计中，应注意将安全地线和信号地线分离，防止相互干扰。同时，要确保各个地线接口的接触电阻尽量小，以减少信号传输过程中的损耗。 另外，好的电磁兼容性设计还需要注重设备的电源设计。电源设计中，应注意 对电源滤波器的选型和布局。合理使用滤波器可以有效地降低电源中的谐波和噪声，减少对其他设备的干扰。此外，还可以采取地电位差和供电波形控制等方法，进一步提升设备的电磁兼容性。
EMC电磁兼容设计讲座 在现代社会中，无线电频率的使用越来越广泛，各种电子设备如手机、电视、电脑等在我们的生活中起到了重要的作用。然而，由于电子设备之 间的互相干扰，会导致设备出错、性能下降等问题。因此，EMC电磁兼容 设计显得十分重要。 一、电磁兼容设计的原则 1.提供合适的电磁屏蔽：采用屏蔽方法是减少电磁感应的有效手段， 可以将设备内部电磁干扰妥善隔离，避免干扰其他设备。 2.优化电源和地线设计：合理的电源和地线设计可以保证设备的稳定 性和电磁兼容性。 3.控制传导干扰：适当设置连接导线和排线的走向，合理规划线束布局，减少传导干扰的影响。 4.控制辐射干扰：通过合理的布线设计、优化PCB板的尺寸和层次结构，减少辐射干扰的程度。 5.使用正确的滤波器和除噪技术：滤波器和除噪技术可以有效地减少 设备干扰其他设备的概率。 二、EMC电磁兼容设计的重要性 1.保障设备的正常运行：兼容性设计可以减少设备之间相互干扰的概率，从而保障设备的正常运行。 2.提高设备的抗干扰能力：通过电磁兼容设计可以提高设备的抗干扰 能力，使设备在复杂环境中依然能够保持正常工作。
3.减少设备的故障率：电磁兼容设计可以减少设备的故障率，提高设 备的可靠性和稳定性。 4.提高产品的市场竞争力：通过良好的EMC电磁兼容设计可以提高产 品的市场竞争力，赢得消费者的信任。 三、EMC电磁兼容设计的具体要求 1.对电源和地线的设计要求：合理设计电源和地线系统，采用低噪声 和低电阻线材，减少导线的串扰和互容。 2.对信号线的设计要求：合理设计信号线布局、长度和形状，减少相 互干扰；采用合适的屏蔽方法，减少信号线之间的电磁干扰。 3.对机械结构的设计要求：合理设置机械结构，避免共振和机械震动，减少机械结构引起的辐射和传导干扰。 4.对滤波器和除噪技术的要求：适当使用滤波器和除噪技术，减少设 备的辐射和传导干扰。 EMC电磁兼容设计对于现代电子设备和系统来说至关重要。只有合理 有效的兼容性设计，才能避免干扰带来的各种问题，保障设备的正常运行 和减少故障率，提高产品的市场竞争力。在今后的设计中，我们应该更加 重视EMC电磁兼容设计，通过采用特定的技术和措施，使设备在电磁环境 中能够更好地工作。
电磁兼容解决方案 一、背景介绍 电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）是指各种电子设备在同一电磁环境下能够共存并正常工作的能力。随着现代电子设备的广泛应用，电磁干扰问题日益突出，对电磁兼容性的要求也越来越高。为了解决电磁兼容性问题，制定一套标准化的解决方案是非常必要的。 二、问题描述 在电磁兼容性问题中，主要存在以下几个方面的问题： 1. 电磁辐射干扰：电子设备产生的电磁辐射干扰会对周围的电子设备和通信系统造成干扰，影响其正常工作。 2. 电磁感应干扰：电子设备对外部电磁场的感应会导致设备内部的干扰，影响设备的性能和可靠性。 3. 电磁耐受性问题：电子设备对外部电磁场的耐受能力不足，容易受到干扰而发生故障。 三、解决方案 为了解决电磁兼容性问题，可以采取以下几个方面的措施： 1. 设计合理的电磁屏蔽结构：通过合理设计电子设备的外壳和内部结构，减少电磁辐射和感应干扰。可以采用金属屏蔽罩、屏蔽隔间等方式来实现电磁屏蔽。 2. 优化电路布局和地线设计：合理布局电路板上的元器件和信号线，减少电磁辐射和感应干扰。地线的设计也非常重要，要保证地线的连续性和低阻抗。
3. 使用滤波器和抑制器：在电子设备的输入和输出端口加装滤波器和抑制器， 可以有效地减少电磁干扰的传导和辐射。 4. 选择合适的元器件和材料：选择具有良好抗干扰性能的元器件和材料，能够 减少电磁辐射和感应干扰。 5. 进行电磁兼容性测试和评估：在产品开辟的各个阶段进行电磁兼容性测试和 评估，及时发现和解决问题，确保产品的兼容性。 四、实施步骤 1. 制定电磁兼容性测试计划：根据产品的特点和要求，制定电磁兼容性测试的 内容和方法。包括辐射测试、传导测试、敏感度测试等。 2. 进行电磁兼容性设计分析：对产品的电路、布局、接地等进行分析，找出可 能存在的电磁兼容性问题，并提出相应的改进措施。 3. 进行电磁兼容性仿真分析：利用电磁仿真软件对产品进行仿真分析，预测和 评估产品的电磁兼容性能。 4. 进行电磁兼容性测试：按照制定的测试计划，进行辐射测试、传导测试、敏 感度测试等，记录测试结果并进行评估。 5. 分析测试结果并提出改进措施：根据测试结果，分析存在的问题，提出相应 的改进措施，包括电路优化、布局调整、滤波器的使用等。 6. 优化设计并重新测试：根据改进措施，对产品进行优化设计，并重新进行电 磁兼容性测试，验证改进效果。 7. 编写电磁兼容性测试报告：根据测试结果和评估，编写电磁兼容性测试报告，包括测试方法、测试结果、改进措施等。 五、案例分析
集成电路设计中的电磁兼容问题分析 集成电路是现代电子技术中最重要的一个分支，它可以完整地集成了电子器件和电路系统。由于大多数集成电路的实现方式都是使用半导体材料，从而大大提高了集成度和性能。但是，集成电路的应用也给当前复杂的电磁兼容问题带来了很大挑战。本文将介绍集成电路设计中的电磁兼容问题与分析方法。 一、电磁兼容性基本概念 电磁兼容性（EMC）是在电磁环境下，电子设备完成预期功能的能力。其主要内容包括电磁辐射和电磁感应两方面。电磁辐射是指电子设备在工作中产生的电磁波，它会向周围环境扩散，并对周围电路和上下游电子设备产生干扰。 电磁感应是指电子设备受到来自周围环境电磁波的影响，产生误动作或工作性能降低的现象。 在集成电路设计中，电磁兼容性主要是指电磁辐射问题。由于集成电路的工作频率越来越高，电磁辐射问题也愈加突出。为了避免电磁辐射的影响，需要在电路设计阶段考虑电磁兼容性问题，保证集成电路在工作时尽可能避免电磁辐射产生。 二、集成电路电磁兼容性分析 1. EM半模式理论 EM半模式理论是一种分析电磁辐射问题的方法，它通过对电路结构进行建模和分析，预测电路在工作状态下可能产生的电磁辐射。EM半模式理论的基本思想是将电路结构看成一组媒介传输线，按照电磁场的分布特点在其上分离出电磁辐射半模式和电磁辐射半模式。 电磁辐射半模式是一种电磁波的传输模式，它在电路结构上分布成某种空间形态，可以通过传输线的辐射电场进行传递。根据EM半模式理论，当电路结构中存在辐射模式时，电路将具有辐射能力，并能够向周围环境辐射电磁波。因此，通过
分析电路结构上的辐射模式，可以预测电磁辐射的发生情况，有助于进行电磁兼容性设计。 2. 传输线模型 集成电路通常采用互联线的形式来实现不同电路之间的连接。传输线模型是用 来分析电路中传输线辐射问题的方法，它主要是通过对电路上的传输线进行建模和分析，来预测电路的辐射情况。 传输线模型的基本思想是将传输线看作是一条具有电容和电感性质的线路，在 这条线路上通过电流和电压信号的传输，从而达到不同电路之间的信息交换。这种传输线传输电信号的过程也会导致电磁辐射的产生。因此，通过对传输线建模和分析，可以预测电磁辐射的发生情况，并采取相应的设计措施来避免电磁辐射的产生。 三、集成电路电磁兼容性设计方法 1. 信号传输线靠近地面 集成电路的高频模拟电路和数字电路通常需要采用传输线形式进行信号传输， 而传输线的特性阻止了信号从线上跑出。在设计中，采用将传输线尽量靠近接地平面的方式能够有效地减小信号反射的可能性，从而有助于减少电磁辐射。 2. 使用屏蔽罩 对于要求高电磁兼容性的集成电路设计，使用金属屏蔽罩是一种很常见的解决 方案。屏蔽罩能够有效地限制电磁场的扩散范围，并能够在一定程度上避免电磁波对周围环境产生的影响。 3. 采用垂直共面振荡器 垂直共面振荡器（VCO）是一种高频振荡电路，它主要通过调节内部谐振腔的频率和质量因子来实现振荡。传统的VCO存在电磁辐射问题，难以达到高电磁兼 容性的要求。现有的解决方法是采用共振器的垂直方向，加入直流相位变换器和电
高压直流输电系统的电磁兼容性研究与应用 摘要 高压直流输电系统的广泛应用已经成为现代能源输送的重要组成部分。然而，由于高压直流输电系统存在的电磁兼容性问题，可能对其他电力设备、通信设备和民用设施产生干扰和损害。因此，对于高压直流输电系统的电磁兼容性研究与应用具有重要意义。 本文在分析高压直流输电系统的基本原理和工作机理的基础上，重点探讨了高压直流输电系统的电磁兼容性问题。首先，介绍了电磁兼容性的基本概念和研究方法。然后，分析了高压直流输电系统的电磁辐射、电磁感应和电磁耦合等电磁兼容性问题。接着，提出了一系列针对高压直流输电系统的电磁兼容性解决方案，包括系统设计、电磁隔离和电磁抑制等措施。最后，通过实验验证了提出的电磁兼容性解决方案的有效性。 关键词：高压直流输电系统，电磁兼容性，电磁辐射，电磁感应，电磁耦合，电磁隔离，电磁抑制 Abstract The widespread application of high-voltage direct current (HVDC) transmission systems has become an important part of modern energy transmission. However, due to the electromagnetic compatibility (EMC) issues that exist in HVDC transmission systems, interference and damage may be caused to other power equipment, communication equipment, and civil facilities. Therefore, the research and application of EMC for HVDC transmission systems is of great significance. Based on the analysis of the basic principles and working mechanisms of HVDC transmission systems, this paper focuses on the EMC issues of HVDC transmission systems. Firstly, the basic concepts and research methods of EMC are introduced. Then, the EMC issues such as electromagnetic radiation, electromagnetic induction, and electromagnetic coupling in HVDC transmission systems are analyzed.