第一篇：常见电磁兼容和电性能检测检测项目
常见电磁兼容和电性能检测检测项目
广电计量 杜亚俊
电磁兼容和电性能检测综述...........................................................................................................1 汽车整车及零部件...........................................................................................................................1
汽车整车...................................................................................................................................2 汽车电子部件...........................................................................................................................2 航空机载...........................................................................................................................................3 轨道交通...........................................................................................................................................4 国防军工...........................................................................................................................................5 电磁..................................................................................................................................................7 无线通信与通信基站干扰排查.......................................................................................................8
无线通信产品...........................................................................................................................9 其他电子设备.........................................................................................................................12 多国认证.........................................................................................................................................14 产品电磁兼容设计整改服务.........................................................................................................16 研发设计服务.........................................................................................................................16 失效分析与整改调试服务.....................................................................................................16 技术培训服务.........................................................................................................................17 电磁兼容和电性能检测综述
广电计量在广州、武汉、北京、无锡检测基地建有电磁兼容实验室，并与各 地电磁兼容检测机构和实验室达成战略合作，为各大企业解决电磁兼容与电 磁辐射影响的各类安全问题。下设技术研究院所属的电磁兼容研究所为客户 提供电磁兼容设计、标准建立以及科研项目验收等服务。
服务类型：
汽车整车及零部件 航空机载 轨道交通 电力设备 医疗用电子设备 国防军工 电磁
无线通信及其他电子设备 船载电子设备
汽车整车及零部件
广电计量汽车电磁兼容检测能力获日产、神龙、江淮、吉利、宇通等整车厂认可，完全满足民品汽车整车及零部件电磁兼容检测领域有关国际、国家和行业标准，以及各车厂标准，汽车电子电磁兼容检测技术能力处于行业领先水平。
审核认可：
日产认可实验室 神龙认可实验室 江铃认可实验室 广汽认可实验室 一汽轿车认可实验室
E8/E9/E11认可实验室 北汽认可实验室 众泰认可实验室 ……
汽车整车
所有乘用车、商用车、货车及挂车
■检测项目
■ 检测标准 整车对外电磁辐射
GB14023/CISPR 12 整车对内辐射
GB18655/CISPR 25 整车辐射抗干扰
ISO 11451-2 整车大电流（BCI）
ISO 11451-4 整车静电放电（ESD）
GB/T 19951/ISO 10605 汽车电子部件
汽车电子控制装置：包括动力总成控制、底盘和车身电子控制、舒适和防盗系统等。车载汽车电子装置：包括汽车信息系统(车载电脑)、车灯、汽车胎压监测系统、导航系统、汽车视听娱乐系统、车载通信系统、车载网络、倒车影像后视系统、车载领航员后视摄像头等。
新能源高压部件：包括高压电池包、DC/DC转换器、充电机、高压空调等。
■ 检测项目
■ 检测标准
CE传导骚扰
中国标准 GB系列、QC/T系列 RE辐射骚扰
国际标准 ISO系列 低频磁场骚扰测试
欧盟标准 ECER10 BCI 大电流注入
美国SAE J系列
RI电波暗室法辐射抗扰度
NISSAN尼桑 28401NDS02 瞬态抗扰度低频磁场抗扰度
BMW宝马 Gs95002 2 瞬态噪音抗扰度测试，高周波，低周波实验
FORD福特 EMC-CS2009 静电放电抗扰度
GMW通用 GMW30972004、GMW3172 手持发射设备辐射抗扰度
TOYOTA丰田 Ts系列
电源间断跌落实验
VOLKSWAGEN大众 TL系列、VW系列
电源微断路的稳定性
…… 接地偏移 电源偏移
航空机载
广电计量航空机载电磁兼容检测的电磁干扰频率最高达到40GHz，电磁敏感度EMS最高场强达300V/m，为国内多家民航飞机制造企业提供相关安全问题方案的技术咨询和检测服务。
航空机载产品：民航飞机电子及通信产品 ■ 检测项目 电源输入 电压尖峰
电源线音频传导敏感度 感应信号敏感度 传导敏感度 辐射敏感度 射频传导发射 射频辐射发射 静电放电
RTCA DO-294B/C全项目 RTCA DO-307BIC项目 ■ 检测标准 RTCA DO-160D RTCA DO-160E RTCA DO-160F RTCA DO-160G RTCA DO-294B/C 轨道交通
广电计量作为轨道交通装备控制和安全专业实验室，满足EN，IEC，GB/T,TB/Td的国际、国家和行业标准，提供轨道交通电气和电子设备型式试验电磁兼容检测服务。
轨道交通装备：轨道机车车辆电气和电子设备（包括零部件、大样品和整车）■ 检测项目 辐射骚扰 传导骚扰 静电放电抗扰度 射频电磁场辐射抗扰度 电快速瞬变脉冲群抗扰度 浪涌抗扰度
射频场感应的传导骚扰抗扰度 工频磁场抗扰度
电压暂降、短时中断和电压变化 电源电压变化 电源过电压 ■ 检测标准 EN 50121-1 EN 50121-3-1 EN 50121-3-2 EN 50121-4 4 EN 50121-5 EN 50155 EN 50500 GB/T 25119 GB/T 24338.1/2/3/4/5/6系列 TB/T 3034
IEC 60571 IEC 62236-1 IEC 62236-2 IEC 62236-3-1 IEC 62236-3-2 IEC 62236-4 IEC 62236-
……
国防军工
广电计量形成中大型军用装备电磁兼容检测、设计评估和咨询整改的技术服务能力，满足国防军工设备、系统级和分系统电磁兼容测试需求。军用设备与分系统电磁兼容试验： CE101 25Hz-10kHz电源线传导发射 CE102 10kHz-10MHz电源线传导发射 CE106 10kHz-40GHz天线端子传导发射 CE107 电源线尖峰信号(时域)传导发射 CS101 25Hz-150kHz电源线传导敏感度 CS102 25Hz～50kHz地线传导敏感度
CS103 15kHz-10GHz天线端子互调传导敏感度 CS104 25Hz-20GHz天线端子无用信号抑制传导敏感度 CS105 25Hz-20GHz天线端子交调传导敏感度 CS106 电源线尖峰信号传导敏感度 CS109 50Hz-100kHz壳体电流传导敏感度 CS112 静电放电敏感度
CS114 10kHz-400MHz电缆束注入传导敏感度 CS115 电缆束注入脉冲激励传导敏感度
CS116 10kHz-100MHz电缆和电源线阻尼正弦瞬变传导敏感度 RE101 25Hz-100kHz磁场辐射发射 RE102 10kHz-18GHz电场辐射发射测试
RE103 10kHz-40GHz天线谐波和乱真输出辐射发射 RS101 25Hz-100kHz磁场辐射敏感度 RS103 10kHz-40GHz电场辐射敏感度 系统级电磁兼容试验： 安全裕度测量 电磁辐射危害 发射控制
系统内电磁兼容性
电搭接 谱兼容性管理 外部射频电磁环境 外部接地
分系统和设备电磁干扰 静电电荷控制 天线间耦合度测试 舱体屏蔽效能测试 电源系统特性测试
■ 检测标准 GJB 151A GJB 152A GJB 151B GJB 181A/B GJB 322A GJB 3947A GJB 1389A GJB 8848 GJB 298 GJB 5313 GJB 6785 MIL-STD-461D/E/F/G MIL-STD-704E/F MIL-STD-1275D 电磁
广电计量提供通信基站的电磁辐射干扰信号测量及干扰排查服务和通信基站电台执照申请的电磁辐射综合检测服务，以及数据机房，变电站等环境评估与职业场所中的电磁辐射、等电磁检测服务，同时提供电磁防护及培训。
环境评估与职业场所中的电磁辐射，紫外线辐射安全监测 ■ 被检对象
通信网络中的基站电磁辐射 高压交流架空送电线无线电干扰测量 变电站 职业场所 作业场所 居民小区 超市商场 ■ 检测项目 电场强度 磁场强度 功率密度 工频电场 工频磁场 超高频辐射测量 高频辐射测量 频辐射测量 微波辐射测量 紫外光 ■ 检测标准
移动通信基站电磁辐 射环境监测方法 GB 8702 GB 9175 GB 15707 GB/T 7349 HJ/T24 HJ/T 10.2 HJ/T 10.3 DL/T 988 DL/T 334 GBZ 2.2 GBZ/T 189系列
无线通信与通信基站干扰排查
广电计量配备了国际领先，高端的无线通信电磁兼容测试设备和系统，拥有三米法半电波/全电波暗室，40GHz频谱仪，配套EMC测 试 设 备，满 足 无 线 通 信 产 品 射 频 性 能、电 磁 兼 容 测 试 ； 配 备 了 无 线 通 信 产 品 宽 带 数 据 传 输 设 备 射 频 测试 系 统（RSTs8997测试系统），满足EN 300 328 V1.8.1/1.9.1、EN 301 893 V1.7.1、ETSI DFS测试需求；可同时实现4天线通道同步测试需求，配有带有雷达波信号、AWGN信号的矢量信号源、模拟信号源、4通道功率测量设备、频谱仪及自动控制配件，满足无线产品射频性能测试需求。配合常规EMC测试设备及10/700?s，6kV雷击（浪涌）通信端口测试、ISN电信端口人工电源网络，三环天线等完全满足目前配备无线通信功能的智 能家居产品射频和电磁兼容测试需求。
配合频谱仪、扫频仪，定向天线等可对通信基站干扰源进行排查。
配合汽车专用EMC测试设备，可满足目前发展迅速的车载无线多媒体终端产品的多国检测认证需求。
无线通信产品
检测范围：
蓝牙产品(Bluetooth BDR,EDR,BLE) WiFi无线局域网产品(802.11a/b/g/n/ac) 移动通信手机、数据终端、直放站等
(GSM/GPRS/CDMA/CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA/LTE） 无线麦克风
对讲机（手持，车载，船用） GPS/北斗设备/电子海图 家用无线遥控、无线门铃 无线视频监控系统 遥控玩具 智能遥控锁 无线胎压监测系统 运动脉搏无线监测系统 智能无线家电 无线鼠标、键盘
基站天线，连接器，功分器等无源器件 检测项目：
无线通信产品射频检测 无线通信产品电磁兼容检测 无线射频通信产品的型号核准服务 海上导航和无线电通信设备及系统认证服务 直放站，无源器件产品检测认证服务
无线产品CE检测认证，FCC/IC检测认证服务 ■ 检测标准 中国
信部无[2002]353号 信部无[2002]277号 …… 欧洲
ETSI EN300220 ETSI EN300330 ETSI EN300440 ETSI EN300328 ETSI EN301511 ETSI EN301357 ETSI EN301025 ETSI EN301178 ETSI EN301489 系列 ETSI EN301908 系列 EN 301893 …… 美国
FCC PART 15 FCC PART 22 FCC PART 24 FCC PART 27 FCC PART 80 FCC PART 90 FCC PART 95 …… 日本 STD-T66 STD-T74 STD-T33 …… 加拿大 RSS GEN RSS 210 RSS 310 RSS 133 RSS 123 RSS 139 …… 韩国 KC 22 KC 24 KC 301 489-1 巴西 Res.n 442 Res.n 506 Res.n 529 通信标准 GR-1089 YD 1214 YD 1215 YD 1032 YD/T 1337 YD/T 1711 YD/T 1547 YD/T 1548 …… 其他电子设备
检测范围：
家电、电子玩具、灯具、音视频产品、IT类产品、以及居住、商业、轻工业以 及工业环境中三相电源供电产品(工业空 调、商用电磁炉、工业电脑等) 大型电子机械产品（登机桥、升降电 梯、电动扶梯、大型吊机)检测项目： 辐射骚扰 传导骚扰 静电放电抗扰度 射频电磁场辐射抗扰度 电快速瞬变脉冲群抗扰度 浪涌（雷击）抗扰度 射频场感应的传导骚扰抗扰度 工频磁场抗扰度 脉冲磁场抗扰度
电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度 感应电流密度 谐波电流发射
电压变化、电压波动和闪烁
交流电源端口谐波、谐间波及电网信号的低频抗扰度
…… ■ 检测标准 中国 GB 9254 GB 13837 GB 17743
GB 4343.1 GB 4343.2 GB 17625.1 GB 17625.2 …… 台湾 CNS 13438 CNS 13439 …… 美国
FCC PART 15B FCC PART 18 加拿⼤ ICES-003 日本 VCCI-V3 检测范围 ■ 检测标准其他电子设备 13 14 欧洲 EN 55011 EN 55013 EN 55014-1/-2 EN 55015 EN 55022 EN 55024 EN 300 386 EN 61547 EN 62493
EN 61000-3-2 EN 61000-3-3 EN 61000-4-2 EN 61000-4-3 EN 61000-4-4 EN 61000-4-5 EN 61000-4-6 EN 61000-4-8 EN 61000-4-11 ……
多国认证
多国认证EMC及RF测试 认证项目
可提供全球100多个国家进出口认证服务： SRRC 中国无线电发射产品型号核准 CTA入网认证代理
R&TTE 欧洲射频及通信终端认证 FCC ID 美国联邦通信委员会认证 IC NO.加拿大工业局型式认可 JAPAN MIC 日本电波法认可 ANATEL 巴西电信局认证 KCC 韩国认证
IDA 新加坡通信产品认证 … … 主要服务国家 亚洲 中国 日本
韩国 柬埔寨 越南 …… 欧洲 欧盟 塞尔维亚 俄罗斯 白俄罗斯 哈萨克斯坦 …… 南美洲 阿根廷 巴西 哥伦比亚 厄瓜多尔 委内瑞拉 …… 北美 美国 加拿大 尼加拉瓜 洪都拉斯 哥斯达黎加…… 非洲
阿尔及利亚 埃及 突尼斯 多哥
科特迪瓦 ……
产品电磁兼容设计整改服务
广电计量具有电磁兼容设计及整改服务能力，缩短和降低企业产品在电磁兼容设计中的周期与成本，加快产品定型定样的设计过程，从而帮助企业提高其产品的市场竞争力。■ 研发与设计服务
■失效分析与整改调试
■技术培训服务
研发设计服务
广电计量提供电子电器产品在设计开发阶段的电磁兼容设计咨询服务，服务项 目包括电磁兼容设计及风险评估。电磁兼容设计
在产品架构、PCB Layout设计、产品结构设计、材料与封装工艺等基础上，充分融入电磁兼容设计方案，对现有的设计方案进行简化和优化，简化高成本 和高风险设计，优化产品性能和电磁兼容性能，最大限度地缩短后期的调试工 作，达到成本和性能双赢的效果。风险评估
对研发阶段或设计定型的产品，根据检测标准和测试项目，结合电路原理、产 品结构、生产工艺等，有效地评估在电磁兼容性与可靠性方面的潜在风险，正 确合理地采取弥补措施手段，将失败的风险降至最低。
失效分析与整改调试服务
产品在检测认证过程中，出现有不通过的测试项目，广电计量可提供失效分析 与整改调试服务，针对产品特性和测试原理，从结构、原理、布局、软件、工 艺上，由简至繁，从易到难地分析排查，分析并找出引起失败的潜在因素，并 形成正式的分析报告。同时在产品现有的结构基础上，通过电路器件参数的微 调、线束与布局的调整、端口处理、屏蔽与接地改良等等一系列措施手段进行 有效地整改调试，以保证测试通过，测试通过后，对后期整改方案进行量产方
案评估、成本评估和可靠性评估，最终形成正式的整改方案报告。
技术培训服务
广电计量技术研究院电磁兼容研究所一直致力于产品电磁兼容研究工作，并以培 训、讲座、大型技术研讨会等形式，通过讲解电磁兼容基础知识和技术应用，分析 经典案例，分享技术成果，交流日常工作问题解决方案，帮助广大企业顺利通过检 测和认证，提高对电磁兼容性能的认识，增强技术人员在产品设计开发中对风险的 评估和控制，有效地控制周期和成本，提升产品的竞争力。培训内容包含电路的原 理设计、生产工艺的设计、PCB电磁兼容设计、屏蔽机理、结构设计等内容，也 可根据企业的实际需要进行量身定制培训计划和培训内容，真正有效地让受训人员 做到能了解电磁兼容、能分析电磁兼容、能掌握电磁兼容、能设计电磁兼容。
第二篇：电磁兼容认证检测工程师的五项修炼
电磁兼容认证检测工程师的五项修炼
电磁兼容应用学者：毛洪涛
随着中国3C认证的不断深入，电磁兼容标准被列入强制执行的电子产品几乎覆盖了所有的电子消费产品，2008年金融危机却推动了中国电磁兼容实验室建设的高潮，各省级的质量监督检验机构，计量站等纷纷获得政府的投资建起了现代化的电磁兼容实验室，使得中国现在拥有的电磁兼容实验室比世界上其他国家的总和还多，设备只要花钱买来就可以，但是电磁兼容检验工程师可不是短期内能够培养出来的，所有实验室的服务宗旨基本上都是“科学、公正、准确、诚信”，这一切都需要有一只职业素质过硬的检测工程师队伍才能做到，否则就不过是空喊口号自欺欺人！为了准备中国的3C认证，我在2000年调到信息产业部电子第五研究所电磁兼容实验室，专门从事电磁兼容检测和对策研究工作。电磁兼容检测工程师要面对的问题，就是针对被检测的产品按照相应标准规定的实验方法进行实验，获得准确的实验数据，根据实验数据和相应的判定规则，对被检测的产品做出是否合格的结论。这是个严谨细致的科学任务，由于其技术含量比较高，因此电磁兼容在国际贸易中常被用于限制对方进入市场的技术壁垒。电磁兼容检验工程师必须要眼明心细，公正不阿。我总结了多年的工作经验，认为电磁兼容检验工程师应该长期进行下列五项修炼。
一、知和曰常，知常曰明
所有的电子产品都是想办法把公用电源的能量转换成实现其功能的能量，在这个能量转换过程中和者电磁兼容，不和者变成了电磁干扰，危害人类的身体健康和其它电子产品使用的功能。电磁兼容检测工程师在工作中接触到大量同类型的电子产品，经过长期认真的积累，对电子产品为实现其功能的能量转换过程中的和与不和就会有直观的感觉。实验室检测的依据是标准，各类标准随着国际、国内经济形势经常变动，要检测的科学、准确，首先就要保证实验室的检测标准跟随标准化组织协调一致。是电磁兼容标准支撑着这个行业，也是由电磁兼容标准构筑起一道技术壁垒，检测认证工程师就是这个壁垒的守门员。电磁兼容的标准门类繁多，没有哪个人能够精通所有的标准，对于电磁兼容检测工程师，却必须精通他所承担检测任务的产品相应的电磁兼容标准，通过电磁兼容检测设备观察到产品的电磁幅频特性，既可以明确地判断出产品的电磁兼容设计状况，就像高明的医生看到病人的心电图、血压等指标就能判断病人的身体状况一样。
二、知己知彼，换位思考
电磁兼容检测最大的问题就是不确定性，检测机构质量控制的核心就是保证其检测结果不确定性尽可能小，如果不能将不确定性控制在有效的范围内，不能够清楚明白自己检测能力的确定范围，检测机构就没有判定检测产品合格或不合格的权威。知道自己的检测能力，还要熟悉电子产品设计的功能，使用过程中可能产生最大辐射骚扰的状态，检测到产品在正常使用过程中可能出现的电磁兼容问题。换一个角度想，如果我送产品到实验室检测当然希望一次就能通过，没有什么电磁兼容问题，当实验室告诉我什么项目被检测不合格时，首先会对这些我在没有专门设备很难直观感觉到的内容产生怀疑，也想知道产品能够达到的限度，尽早发现产品发布后可能存在的电磁兼容风险。发现一个不合格的项目，既可判定整个产品不合格，优秀的电磁兼容工程师绝不会这样，一定是全部项目评估完毕以后，考虑到系统不确定程度才会慎重地判定不合格，同时还会从产品设计工程师怀疑的角度来反观检测的细节，这也是电磁兼容检测工程师走向更高职业生涯的途径。
三、知进知退，坚守规则
设置这个技术壁垒的作用是为了建立一个公正的产品竞争秩序，保护消费者使用个人无法识别的合格产品的权利，因此检测认证工程师肩负着保护消费者不受非法电磁骚扰的责任，公平地行使竞争性电子产品市场准入的裁判权。电磁兼容检测是基于相关产品电磁兼容标准给定的实验条件下的一次电路实验，其测试的数据只有在标准规定的相同的实验条件下才有与标准限值的可比性和可重复性。如果没有严格的操作规则，实验室产生的实验数据将不符合标准，也就失去了权威性，因此认证实验室每年都有严格的资格审查和整改。电磁兼容检测以小时计算其成本，不断地提高检测的效率也是电磁兼容检测工程师追求的目标，在标准许可的范围内尽量简化EUT的实验布置，如EUT配置了连接线可以按实际使用情况检测，而非坚持国际化标准中操作性不强的标准配置，教条化地执行标准，而忘了执行标准的宗旨。
四、精益求精，一丝不苟
电磁兼容检测核心的问题还是精确性，由于现代电子产品中晶体管非线性工作状态产生的电磁辐射也是量子态的，尤其现在的检测频率扩展到1GHz以上后，根据量子力学的不确定性原理，又称“测不准原理”、“不确定关系”，该原理表明：以共轭量为自变量的概率幅函数（波函数）构成傅立叶变换对；比如位置和速度，时间和能量就是一对共轭量，人们能对一对共轭量之一进行测量，但不能同时测得另一个与之共轭的量，比如对频率进行准确测量的同时，破坏了对幅度进行准确测量的可能性。其中一个量越确定，另一个量的不确定程度就越大。电子产品的电磁兼容性总是在它们与其他体系，特别是电磁兼容检测仪器系统的相互作用中表现出来。电磁兼容检测工程师作为这个检测系统中最关键的一环，必须要有精益求精，一丝不苟的工作态度，否则就不可能保证检测结果的准确可靠。影响电磁兼容检测一致性的因素复杂多变，找到一个成熟的实验室系统配置方案往往要经历很多次筛选，每一个接头、每一根信号电缆、每一根电缆走线的布置，都要经过选择和定置管理，要用目前先进的系统校验方法校准电磁兼容设备。保持这个检测系统稳定运行也要不厌其烦的日常校验，这也有赖于电磁兼容检测工程师长期细致的工作积累。
五、上善若水，善解自在如果你的电磁兼容实验室有两个以上电波暗室，你就会发现要保持自己实验室两个暗室的实验数据偏差在3dB以内都不是很容易，更不要说与其他实验室的实验数据偏差了，经验数据表明，不同的电磁兼容实验室之间数据偏差4～6dB都不是太离谱，但是电子产品生产厂家要为这几个dB的偏差进行整改和重新设计麻烦可就大了，尤其是产品到了境外以后。这可能也是欧洲除了把电磁兼容作为贸易技术壁垒之外，并没有在内部进行强制认证的原因，CE认证80年代末就在准备，到了96年才开始执行如能力实验室出具检测报告，电子产品生产厂家自我宣告的认证模式，电磁兼容检测不确定的风险主要由生产厂家自己承担，十年之内都可以追偿生产厂家的法律责任。理解了这一切，电磁兼容检测工程师应该学习水性之利万物而不争，现在的电磁兼容标准已经要求实验室在检测报告中标明检测的不确定度，电子产品的生产厂家只是选择一个电磁兼容检测系统，来配合它显示其产品的电磁兼容性能，他有充分的理由选择最准确，不确定度最小的实验室进行认证检测，因此电磁兼容检测工程师必须想尽一切办法，做最大的努力保证电磁兼容检测的准确性和一致性。
结语：
以上所列五项修炼其实也是电磁兼容认证检测工程师在所面对复杂严谨的工作中不断提升的职业素质，电磁兼容认证检测工程师的队伍在我们国家来说快速扩张而又比较年轻，相对于现在经过了十年建设的3C认证体系和集中投资的现代化实验设备来说，检测工程师的人员素质是最薄弱的环节，就我所了解的情况，由于目前大量采用电脑自动化测试，检测工程师对仪器操作的步骤就生疏了，同时缺乏系统性分析和解决电磁兼容检测的准确性和一致性的能力。希望通过本文的分享引起年轻的电磁兼容检测工程师们重视，加强内功修炼。
作者：毛洪涛；技术交流信箱：2264130870@qq.com
第三篇：电磁兼容理论、检测与设计基础部分讲义[mphome]
电磁兼容理论、检测与设计基础部分讲义[mphome]发短信 购买论坛点券 我能做什么 我发表的主题 我参与的主题 基本资料修改 用户密码修改 联系资料修改 用户短信服务 编辑好友列表 用户收藏管理 个人文件管理
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★技术研讨★ → 电磁兼容理论、检测与设计基础部分讲义
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等级：版主 文章：291 积分：2825 门派：无门无派
注册：2006年12月2日楼主 电磁兼容理论、检测与设计基础部分讲义电磁兼容理论、检测与设计基础部分讲义 1．电磁兼容概述 1.1什么叫电磁兼容
1.1.1电磁兼容的定义：
国家标准GB/T4365-1995《电磁兼容术语》对电磁兼容（EMC）所下的定义为“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骚扰的能力。” 国家军用标准GJB72-1985《电磁干扰与电磁兼容性名词术语》的定义为“设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自的功能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其他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他设备（系统、分系统）因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。”
下列定义在阐明电磁兼容方面也有其特色：“电磁兼容是研究在有限的空间、有限的时间、有限的频谱资源条件下，各种用电设备（分系统、系统；广义的还包括生物体）可以共存并不致引起降级的一门科学。”
在以上的各定义中，都涉及电磁环境这一概念。实际上，电磁环境是由空间、时间、频谱三个要素组成的。在频谱方面，现在由国际电联（ITU）已经规划的可以利用的无线电频谱在10kHz～400GHz之间。频率再低则进入声频，而再高则进入光波，任何一种无线电业务都脱离不开这一频谱范围。实际上，要解决电磁兼容问题，离不开空间、时间、频谱这三要素，这也就是我们说的电磁环境。
对于上述的电磁兼容定义，无论文字如何表述，都反映了这样一个基本事实，即：在共同的电磁环境中，任何设备、分系统、系统都应该不受干扰并且不干扰其他设备。1.1.2电磁兼容的研究领域：
作为一门科学，电磁兼容涉及的问题可以归结为五大方面：(1)骚扰源特性的研究
包括电磁骚扰产生的机理，频域与时域的特性，表征其特性的主要参数，抑制其发射强度的方法等等。
(2)敏感设备的抗干扰性能
在电磁兼容领域中，被干扰的设备或可能受电磁骚扰影响的设备称为敏感设备，或者在系统分析中称为骚扰接收器。如何提高敏感设备的抗干扰性能，是电磁兼容领域中的研究问题之一。
(3)电磁骚扰的传播特性
即研究电磁骚扰如何从骚扰源传播到敏感设备上去，包括辐射与传导两种传播形式。与一般研究有用信号的天线与电波传播相比，电磁兼容领域中传播特性研究的特点在于：源的非理想化（源的频域、时域特性的复杂性和源“天线”的几何参数的复杂性）以及宽的频率范围。(4)电磁兼容测量
包括测量设备、测量方法、数据处理方法以及测量结果的评价等等。由于上述的电磁兼容问题的复杂性，理论上的结果往往与实际相距较远，因而使得电磁兼容测量显得更为重要。美国肯塔基大学的帕尔博士曾说过“在判定最后结果方面，也许没有任何其他学科像电磁兼容那样更依赖于测量。”此外，由于电磁骚扰源在频域与时域特性的复杂性，为了各个国家、各个实验室测量结果之间的可比性，必须详细规定测量仪器的各方面指标。当前标准中采用的表征电磁噪声电平的参数有峰值、准峰值、有效值、平均值等。这些参数有各自不同的定义和测量方法，用来表征电磁噪声的不同方面的频域特性。对一个恒定的连续正弦波，峰值、准峰值、有效值、平均值的测量结果都是相同的。(5)系统内与系统间的电磁兼容性
欲解决电磁兼容问题，分别研究源、传播以及被干扰对象是不够的。在一个系统之内或系统之间，电磁兼容的问题往往要复杂得多。例如：干扰源可能同时也是敏感设备；传播的途径往往是多通道的；干扰源与敏感设备不只一个等等。这就需要我们对系统内的或系统间的电磁兼容问题进行分析与预测。为此，人们开发了一些容量很大的软件进行这方面仿真计算，但关键问题在于预测的精确性。由于电磁兼容问题的复杂性，不可能要求分析系统内与系统间的问题达到非常高的精度，但预测误差过大又失去了实用意义。近年来，对系统内与系统间的电磁兼容问题的研究，除了“分析”以外，已开始研究“综合”。这方面的进展将对电磁兼容学科起到十分重要的促进作用。1.2实施电磁兼容规范的目的 1.2.1电磁干扰及其危害
在电磁环境中，电磁干扰造成的危害是各种各样的，可能从最简单的令人烦恼的现象直到严重的灾难。
下面还可以举出一些电磁干扰可能造成的危害： ①干扰电视机的收看、广播收音机的收听。②数字系统与数据传输过程中数据的丢失。
③设备、分系统或系统级正常工作的破坏。
④医疗电子设备（例如：医疗监护仪、心电起搏器等）的工作失常。
⑤自动化微处理器控制系统（例如：汽车的刹车系统、防撞气囊保护系统）的工作失控。⑥民航导航系统的工作失常。⑦起爆装置的意外引爆。
⑧工业过程控制功能的失效。
除以上所举的例子之外，强电场还会对生物体造成影响。
由上可见，电磁环境的恶化，会导致多方面的后果。开展电磁兼容研究，加强电磁兼容管理，降低电磁骚扰，避免电磁干扰，是整个社会生活、环境保护等工作的当务之急。1.2.2国内外电磁兼容技术法规
由于电子设备的发展及广泛应用，造成了电磁环境的复杂化；由于频谱资源有限，造成频道拥挤，干扰日益严重。随着对电子设备的性能要求越来越高，由于相互间的干扰越来越严重，可能造成电子设备或系统不能正常工作，甚至出现故障。
现在很多国家政府、军队部门以及世界组织均成立了相应的管理或部门组织，出台了许多有关标准、规定和措施。例如欧洲的CE指令、美国的FCC联邦法规都有相应的电磁兼容要求。这些技术法规的出台则使对电磁兼容管理提高到技术法规的高度，从而进一步地促进了电磁兼容技术的发展。
我国对相关产品的电磁兼容性能也制订了一系列强制性或推荐性标准，并通过市场监督抽查和国家强制性产品认证等措施来保证市场销售的产品的电磁兼容符合性。2．国内外电磁兼容发展动态
2.1电磁兼容起源及其发展
在人类尚未发明发电机和使用电能之前，地球上就已经存在自然界的电磁现象。自从1866年世界上第一台发电机发电以来，利用电磁效应工作的电气设备越来越广泛，同时也产生了越来越多的有害的电磁干扰，造成了所谓电磁环境“污染”。
电磁干扰是人们早就发现的电磁现象，它几乎和电磁效应现象同时被发现。早在19世纪初，随着电磁学的萌芽和发展，1823年安培发表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，全面地论述了电和磁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了“论干扰”的文章，标志着研究干扰问题的开端。1888年德国物理学家赫兹首创了天线，第一次把电磁波辐射到自由空间，同时又成功地接收到电磁波，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，使干扰技术问题研究开始走向工业化和产业化。
二十世纪以来，由于电气电子技术的发展和应用，随着通信、广播等无线电事业的发展，使人们逐渐认识到需要对各种电磁干扰进行控制。特别是工业发达国家格外重视控制干扰，他们成立了国家级以及国际间的组织，如德国的电气工程师协会、国际电工委员会（IEC）、国际无线电干扰特别委员会（CISPR）等，均投入大量人力开始对电磁干扰问题进行世界性有组织的研究。为了解决干扰问题，保证设备和系统的高可靠性，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-I-225。
虽然电磁干扰问题由来已久，但电磁兼容这个新兴的综合性学科却是近代形成的。从四十年代提出电磁兼容性概念起，电磁干扰问题由单纯的排除干扰逐步发展成为从理论上、技术上全面保证用电设备在其电磁环境中正常工作的系统工程。电磁兼容学科在认识电磁干扰、研究电磁干扰和控制电磁干扰的过程中得到发展。它深入阐述了电磁干扰产生的原因，分清了干扰的性质，深刻研究了干扰传输及耦合的机理，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，建立了电磁兼容试验和测量的体系，解决了电磁兼容设计、分析和预测的一系列理论和技术问题。
七十年代以来，电磁兼容技术逐渐成为非常活跃的学科领域之一，每年都会召开几次较大规模的国际性电磁兼容学术会议。美国最有影响的电子电气工程师协会“IEEE”的权威杂志，专门设有EMC分册。美国学者B.E.凯瑟撰写了系统性的论著《电磁兼容原理》。美国国防部编辑出版了各种电磁兼容性手册，广泛应用于工程设计。
到八十年代，美国、德国、日本、前苏联、法国等经济发达国家在电磁兼容研究和应用方面达到了很高的水平。主要研究和应用的内容包括电磁兼容标准和规范、分析设计和预测、试验测量和开发屏蔽导电材料、培训教育和管理等。在工程应用方面研制出高精度的电磁干扰及电磁敏感度自动测量系统，开发出多种系统内和系统间电磁兼容性计算机分析和预测软件，形成了一套完整的设计体系，还开发研制成功多种抑制电磁干扰的新材料和新工艺。电磁兼容设计成为民用电子设备和军用武器装备研制中必须严格遵循的原则和步骤。在产品设计、加工、检测、试验和使用的各个阶段都要考虑电磁兼容技术和管理。电磁兼容性成为产品可靠性保证中的重要组成部分。
九十年代，电磁兼容性工程已经从事后检测处理发展到预先分析评估、预先检验、预先设计。电磁兼容工程师必须与产品设计师、制造商以及各方面的专家共同合作，在方案设计阶段就开展有针对性的预测分析工作。并把过去用于研制后期试验测量和处理以及返工补救的费用安排到加强事前设计和预测检验中来。电磁兼容技术已成为现代工业生产并行工程系统的实施项目组成部分。
产品电磁兼容性达标认证已由一个国家范围发展到一个地区或一个贸易联盟采取统一行动。从1996年1月1日开始，欧洲共同体12个国家和欧洲自由贸易联盟的北欧6国共同宣布实行电磁兼容认证制度，使得电磁兼容性认证与电工电子产品安全性认证处于同等重要的地位。可以预言，在21世纪，电磁兼容学科将获得更加迅速的发展，将得到全人类的高度重视。在我国对电磁兼容理论和技术的研究起步较晚，直到80年代初才有组织系统地研究并制订国家级和行业级的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》。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国家军用标准。八十年代以来，国内电磁兼容学术组织纷纷成立，学术活动频繁开展。1987年召开了第一届全国性电磁兼容性学术会议。1990年在北京成功地举办了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。
九十年代以来随着国民经济和高科技产业的迅速发展，在航空、航天、通信、电子等部门，电磁兼容技术受到格外重视，并投入了较大的财力和人力建立了一批电磁兼容性试验测试中心，引进了许多先进的电磁干扰及敏感度自动测试系统和试验设备。
我国在电磁兼容性工程设计和预测分析方面也开展了研究并逐渐开始实际应用。近年来，部分高等院校中相继开设了电磁兼容原理及设计课程，翻译和编写了一批教材。1993年由国家军用标准化中心组织编写了《电磁兼容性工程设计手册》，表明我国军用设备的电磁兼容性工程设计进入全面实施阶段。
2.2世界主要国家、地区的电磁兼容管理及实施情况
经济发达国家和地区对电磁兼容问题都较为重视，政府甚至采取立法和认证程序来管理相关产品的电磁兼容性能，对不符合者采取非常严厉的处罚行动。欧盟的“CE EMC”指令和美国的FCC法规的对世界的影响尤为深远。
世界各国对于EMC的管理，一般可分为两种管理型式：部份的国家只管制电机、电子产品的电磁辐射干扰部份（EMI），如美国；另有部份国家也增加了电磁抗扰性（EMS）的管制，如欧盟地区。以下将介绍世界各国对于EMC的管制项目及依据标准。2.2.1欧盟(1)CE指令
欧盟地区为了让市场内的货品能在加盟国内自由流通，欧盟执行委员会即通过欧洲标准委员会（CEN）制定出各种标准并颁布了指令。其中电机、电子产品的标准（包括电磁兼容标准）由欧洲电器标准委员会（CENELEC）所制定。早期欧盟所制定的EMC标准，主要取自于国际电工委员会（IEC）及国际无线电干扰特别委员会（CISPR）的标准。欧盟EMC指令，即1989年所公布的89/336/EEC指令。欧盟89/336/EEC EMC指令要求从1996年开始，凡欲进入欧共体市场的电子、电器和相关产品一定要符合有关电磁兼容标准要求，并在产品上粘贴符合性标记“CE”。欧盟对有关产品的电磁兼容性要求一般包括电磁骚扰和抗扰度两个方面的内容。(2)CE标记
欧洲联盟包括十五个国家：英、法、荷、比利时、西班牙、卢森堡、奥地利、芬兰、瑞典、丹麦、德、希腊、葡萄牙、爱尔兰、意大利。CE指令由欧盟总部所制订，于发布时并不具有强制执行意义，但该指令落实到各会员国，由会员国立法成为国内法令之后，就具有强制性。而CE标记的“CE”二个字是法语欧共体的简写。
CE标记是采取自我宣告（EC Declaration of conformity ,Doc）的方式。如果产品满足了EMC要求，检测单位会将产品的型式试验（Type Test）报告等证明文件给厂商，此时厂商建立产品技术档案，自我宣告产品已符合相关指令，按规定作成CE标记，贴示于适当位置。2.2.2美国(1)FCC法规
美国是世界比较早对电子、电器产品及相关设备的电磁兼容性进行控制的国家之一，并利用认证体系进行强制性管理。认证所依据的技术文件和管理条例便是具有法律效力的《联邦法规法典》（Code of Federal Regulation2006 Cndw.Com Powered By Dvbbs Version 7.1.0 Sp1 页面执行时间 03.68750 秒, 4 次数据查询
第四篇：西电EMC电磁兼容复习资料+习题集
EMC基本问题
问题一
以亲身经历的EMI案例及其解决方法，阐述EMC的重要性。 什么是电磁干扰与电磁骚扰？它们的区别何在？
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。
EMC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。
EMC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。
电磁兼容学科的研究内容、特点是什么
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
功能性干扰源与非功能性干扰源有什么区别？举例说明。
P49 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。
什么是传导干扰与辐射干扰？骚扰主要通过什么途径传输（传播）。
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
怎样描述电磁骚扰的性质？
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
环境的电磁现象如何分类、怎样界定？
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9kHz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 举例说明应用辐射骚扰的极化特性解决干扰问题。问题三 传导耦合
传导耦合
电基本振子与磁基本振子的概念
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λ而言的，即l«λ，a«λ。
近区场与远区场的概念、划分准则、特征
P82 当 kr>>1或r>>人/2π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。
电流元长度和磁流元长度相同，哪一个辐射的电磁能大，比值是多少？
近场阻抗的概念、表达式、工程应用
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
EEZHH
电基本振子：ZEW16)krZw211kr1（近区：r远区：2ZEWZwZw kr2rZEWZw
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。
辐射耦合的主要方式有哪些？详述之
P89 天线耦合 导线感应耦合 闭合回路耦合 孔缝耦合 问题四
实现并行和系统的电磁兼容性设计，需要采取的技术措施如何分类，包含哪些内容。
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。
分析和解决电磁兼容性问题的一般方法有哪些？各有什么优缺点。
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。
抑制电磁骚扰的策略采用什么思维方法？
P94 主动预防、整体规划、对抗疏导相结合
抑制电磁骚扰的方法如何分类？具体方法包含哪些技术措施。
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
何谓屏蔽？抑制何种类型的电磁骚扰。
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。
静电屏蔽、交变电场的屏蔽、低频磁场的屏蔽、高频磁场的屏蔽、电磁屏蔽的原理及其应用时的注意问题。
P102 静电屏蔽：完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。
屏蔽效果怎样定量表示？如何计算屏蔽效能。
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
当屏蔽盒为长方形时，如何放置屏蔽盒，才能是其低频磁屏蔽效能最大？
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
相同半径的球形屏蔽体，其高频、低频电场及磁场的屏蔽效果随频率如何变化。
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 SE20log(1rt2R)20log[1(ba)ab)]0(低频磁场： 矩形截面盒：
2a为垂直磁场方向边长
SE20log(1rt
a)圆柱体：
SE20log(1rtR为平均半径e2R)e球形：
SE20log(rt3r1)e
问题六
屏蔽体的屏蔽效能由什么损耗组成。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
比较常见孔缝的几何形状、线度对孔缝屏蔽效能的影响，如何设计孔缝的几何形状、线度以降低电磁泄漏。
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λ/5；对于缝隙，要求其最大线性尺寸小于λ/10，λ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。
举例阐述你在工程实践中抑制电磁泄漏的具体方法、效果和理论依据。P139 计算
问题七
为什么要进行接地设计，工程实践接地如何详细分类。
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)，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RACKRDCf 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。
从系统的观点出发，如何进行接地设计？阐述单点接地、多点接地、混合接地、悬浮接地的特点和应用限制。
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应采用多点接地方式
频率在1~10MHz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λ/20，否则应采用多点接地 问题八
地回路骚扰的成因，你遇到的地回路骚扰案例及排除方法。
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
抑制电磁骚扰，如何设计电缆屏蔽层的接地方式，为什么？
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
如何选择多级电路的接地点，使参考地电位最小。
P175 一般来说，电子设备中的低电平级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。
抑制地回路骚扰的主要技术措施有哪些？
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
简述隔离变压器抑制地回路骚扰的原理，应用注意事项。
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。
阐述纵向扼流圈抑制地回路骚扰的原理，选用原则。
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)基础发射标准通用发射标准基础标准通用标准基础抗扰度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，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：们分开讨论。
EZWH；
将Ilk3sinE4j1jjkre23krkrkrk2IlsinH4j1jkre2krkr
两个式子带入上式，简化后得到下式：
ZEW所以波阻抗ZEW的模为：
ZW1k2jk/r1/r231j1/kr2jjk1/r11/kr
ZEWZW对于近区场，r11/kr11/kr26
/2，在上式的分子和分母中，相对于1/kr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：
ZEW2． 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：
ZW/krZW2rZW将
EH
1jkk2jkrISHsin2e34rrr；
ISkjk1Ejsin2ejkr4rr
两个式子带入上式，简化后得到下式：
ZHW所以波阻抗的模为：
1/kr11/kr2222ZW1j1/kr36
ZHWZW对于磁基本振子的近区场，r1/kr11/kr2r
11/kr
/2，在上式的分子和分母中，相对于1/kr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：
ZHWZWkrZW 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： ①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。②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。③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dBV为单位（15分）。
解： P20dBm=105W=0.01mW 当20dBm输出到50负载上得到的电压为： Uout50P22.36mV 所以此时开路电压（由于RsRL50）为：
Uoc2Uout=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 25UinVoc14.9067mV83.5dBV2550
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，编号为GB/T XXXX – XX、GB XXXX0dBW= 60dBW
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B0中。假设均匀磁场B0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tba，平均半径
abR2。
相对磁导率r0（0为真空的磁导率）
故由屏蔽效能定义有：
(ba)
SE20log(1)20log[1]2R0(ab)rt 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B0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
ab。屏蔽壳厚度tba，re2相对磁导率r0（0为真空的磁导率）。
由屏蔽效能定义有：
2t4(ba)SE20log(r1)20log[]3re30(ab)。
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？
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：
基础发射标准通用发射标准基础标准通用标准基础抗扰度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，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EMC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。
第五篇：认证检测中常见的电磁兼容问题与对策
认证检测中常见的电磁兼容问题与对策
（一）1．概述
1.1 什么时候需要电磁兼容整改及对策
对一个电子、电气产品来说，在设计阶段就应该考虑其电磁兼容性，这样可以将产品在生产阶段出现电磁兼容问题的可能性减少到一个较低的程度。但其是否满足要求，最终要通过电磁兼容测试检验其电磁兼容标准的符合性。
由于电磁兼容的复杂性，即使对一个电磁兼容设计问题考虑得比较周全得产品，在设计制造过程中，难免出现一些电磁干扰的因素，造成最终电磁兼容测试不合格。在电磁兼容测试中，这种情况还是比较常见的。
当然，对产品定型前的电磁兼容测试不合格的问题，我们完全可以遵循正常的电磁兼容设计思路，按照电磁兼容设计规范法和系统法，针对产品存在的电磁兼容问题重新进行设计。从源头上解决存在的电磁兼容隐患。这属于电磁兼容设计范畴。
而目前国内电子、电气产品比较普遍存在的情况是：产品在进行电磁兼容型式试验时，产品设计已经定型，产品外壳已经开模，PCB板已经设计生产，部件板卡已经加工，甚至产品已经生产出来等着出货放行。
对此类产品存在的电磁兼容问题，只能采取“出现什么问题，解决什么问题”的问题解决法，以对产品的最小改动使其达到电磁兼容要求。这就属于电磁兼容整改对策的范畴，这是我们这次课程需要探讨的问题。1.2 常见的电磁兼容整改措施
对常见的电磁兼容问题，我们通过综合采用以下几个方面的整改措施，一般可以解决大部分的问题：
可以在屏蔽体的装配面处涂导电胶，或者在装配面处加导电衬垫，甚至采用导电金属胶带进行补救。导电衬垫可以是编织的金属丝线、硬度较低易于塑型的软金属(铜、铅等)、包装金属层的橡胶、导电橡胶或者是梳状簧片接触指状物等。
在不影响性能的前提下，适当调整设备电缆走向和排列，做到不同类型的电缆相互隔离。改变普通的小信号或高频信号电缆为带屏蔽的电缆，改变普通的大电流信号或数据传输信号电缆为对称绞线电缆。
加强接地的机械性能，降低接地电阻。同时对于设备整体要有单独的低阻抗接地。在设备电源输入线上加装或串联电源滤波器。
在可能的情况下，对重要器件进行屏蔽、隔离处理，如加装接地良好的金属隔离板或小的屏蔽罩等。
在各器件电源输入端并联小电容，以旁路电源带来的高频干扰。
下面，我们分别就电子、电器产品在传导发射、辐射发射、谐波电流、静电放电、电快速脉冲、浪涌等电磁兼容测试项目试验过程中较常出项的问题及解决方案和补救措施与大家共同探讨。我们根据各项目的特点，将这些内容分为三大类分别进行讨论： 电磁骚扰发射类：传导发射、辐射发射 谐波电流类
瞬态脉冲抗扰度类：静电放电、电快速脉冲、浪涌冲击 2．电磁骚扰发射测试常见问题对策及整改措施
对于电磁发射测试对策及整改，我们将在下个专题《电子产品3C认证检测中常见电磁兼容问题与对策》中以AV和IT类产品为例加以详细探讨，在这儿仅进行一些提纲性介绍，不再深入展开探讨。
2.1 电子、电气产品内的主要电磁骚扰源
设备开关电源的开关回路：骚扰源主频几十kHz到百余kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。设备直流电源的整流回路：工频整流噪声频率上限可延伸到数百kHz；高频整流噪声频率上限可延伸到数十MHz。
电动设备直流电机的电刷噪声：噪声频率上限可延伸到数百MHz。电动设备交流电机的运行噪声：高次谐波可延伸到数十MHz。变频调速电路的骚扰发射：骚扰源频率从几十kHz到几十MHz 设备运行状态切换的开关噪声：噪声频率上限可延伸到数百MHz。
智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰：骚扰源主频几十kHz到几十MHz，高次谐波可延伸到数百MHz。
微波设备的微波泄漏：骚扰源主频数GHz。
电磁感应加热设备的电磁骚扰发射：骚扰源主频几十kHz，高次谐波可延伸到数十MHz。电视电声接收设备的高频调谐回路的本振及其谐波：骚扰源主频数十MHz到数百MHz，高次谐波可延伸到数GHz。
信息技术设备的及各类自动控制设备数字处理电路：骚扰源主频数十MHz到数百MHz，高次谐波可延伸到数GHz。2.2 骚扰源定位
2.2.1 根据测量曲线定位：
依据：超标骚扰频率范围、超标骚扰频域分布、窄带骚扰还是宽带骚扰等 根据被测设备工作方式和内部结构定位：
有没有使用标准不建议使用的半波整流和对称/非对称电源调整电路？ 内部结构中电路板布局是否合理？ 内部电缆走线是否合理？
内部滤波器（滤波电路）安装是否合理？ 内部电路接地和搭接方式是否合理？ 机箱屏蔽是否满足对应产品的需求？ 2.2.2 根据被测设备组成和功能定位： 设备内部有否二次电源，其工作方式？ 设备内是否有驱动电机，电机类型？ 设备内是否有变频调速电路？
设备内是否有数码控制或智能控制电路？是否使用晶振？ 设备内是否存在程控的继电器或开关电路？ 设备正常工作是否利用电磁波或微波？ 设备内是否存在工作中的无线收发电路？ 2.2.3 根据功能模块工作情况进行故障定位： 若设备的各个模块可以暂停和恢复工作，可以通过逐个暂停这些模块的工作来判断骚扰来源。若模块不可以独立暂停和恢复工作，可以通过与设备其它功能模块一起组合进行暂停和恢复工作，从而判断骚扰的大概来源。
若模块不可以独立暂停和恢复工作，可以通过与其它设备的合格功能模块一起组合进行暂停和恢复工作，从而判断骚扰的大概来源。
对怀疑骚扰超标的模块，可以用置换的方式来进行骚扰判定。2.3 电子、电气产品连续传导发射超标问题及对策
家电类产品连续传导骚扰标称测量频率范围148.5kHz-30MHz（实际为150kHz-30MHz）。测量分别在电源端子及负载端子和附加端子上进行。连续传导骚扰的主要来源：
开关电源的开关频率及谐波骚扰、电源整流回路的整流噪声、交流电机的运行噪声、直流电机的电刷噪声、电磁感应加热设备的电磁骚扰、智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰等 当我们通过骚扰定位方式找到超标点的骚扰来源后，即可采用相对应的骚扰抑制措施。（针对故障定位及传导骚扰来源分别展开说明）
对一般的电源端连续传导骚扰可以通过以下的电路加以抑制：
图1：交流电源滤波网络
对于负载端子和附加端子的传导骚扰可以通过以下的电路加以抑制
图2：直流输出滤波网络
无论是对电源端子、负载端子和附加端子采取抑制措施，若使用独立的滤波器时，需注意其安装方式。
图3：滤波器的安装方法
2.4电子、电气产品断续传导发射超标问题及对策
家电类产品断续传导骚扰标称测量频率范围148.5kHz-30MHz（实际为150kHz-30MHz）。测量在电源端子上进行，喀呖声测量的频率点为：150kHz、500kHz、1.4MHz、30MHz 断续传导骚扰的主要来源：
恒温控制器具，程序自动的机器和其他电气控制或操作的器具的开关操作会产生断续骚扰。此类操作一般通过继电器和程控电子/机械开关等实现。
此类骚扰一般由继电器、开关的触点抖动及非纯阻负载通断所产生的电涌冲击形成。可采用相对应的骚扰抑制措施主要针对以上两个方面进行。2.5 电子、电气产品辐射骚扰超标问题及对策
电子、电气产品辐射骚扰场强测量频率范围30MHz-1000MHz。测量一般在开阔场或半电波暗室中进行。辐射骚扰的主要骚扰来源： 开关电源的开关频率及谐波骚扰
交流电机的运行噪声、直流电机的电刷噪声 电磁感应设备的电磁骚扰
智能控制设备的晶振及数字电路电磁骚扰等
当我们通过骚扰定位方式找到辐射骚扰超标点的骚扰源后，即可采用相对应的骚扰源抑制措施。（针对故障定位及骚扰来源分别展开说明）
一般来说，首先抑制骚扰源，这可以通过优化电路设计、电路结构和排版，加强滤波和正确的接地来达到。
其次是要切断耦合途径，这可以通过正确的机壳屏蔽和传输线滤波达到。3．谐波电流测试常见问题对策及整改措施
对于由交流市电供电的电子、电气产品，谐波电流是一个很重要的电磁兼容测量项目。
在低压市电网络使用的电子电气设备，其供电电压是正弦波，但其电流波形未必是正弦波，可能有或多或少的畸变。大量的此类设备应用，会造成电网电压波形畸变，使电网电能质量下降。
图4：高压整流电路及对应的畸变电流波形
一个周期函数可以分解为傅立叶级数，表示为多级正弦函数的和式，即可把周期信号当作是正弦函数的基波与高次谐波的合成。所以，我们可以将设备的畸变电流波形分解为基波和高次谐波，通过特定的仪器测量高次谐波含量，就可以分析出设备电流波形畸变的程度。这些高次谐波电流分量我们简称为谐波电流。
图6：畸变电流波形的傅立叶展开示意图
当电网中存在过量的谐波电流，不仅会使发电机的效率降低，严重时还会造成发电机和电网设备的损坏，同时还会影响电网用户设备的正常工作，比如计算机运算出错，电视机画面翻滚。正是出于保护共用电网电能质量，保障电网和用户设备的正常进行，IEC提出了谐波电流限值标准。
谐波电流测试不适用于由非市电的低压交、直流和电池供电的电子、电气产品。3.1测量标准介绍
下面以GB17625.1标准为例，对谐波电流的测量作一个简要介绍。
标准名称：GB17625.1-2003 idt IEC61000-3-2:2001 《电磁兼容 限值 谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）》
GB17625.1-2003是众多电子电器产品认证检验的一个重要依据标准。该标准测量和限制的就是由低压市电供电的电子、电气产品（设备每相输入电流≤16A）在使用时其供电电流波形畸变的程度。
GB17625.1-2003标准是通过限制设备电流的高次谐波分量的大小来限制设备电流波形的畸变的。GB17625.1考虑到第40次谐波电流含量。3.1.1标准的适用范围
该标准只对接入频率为50Hz/60Hz、相电压为220V/230V/240V的低压供电系统且每相输入电流不大于16A的设备提出谐波电流限值要求。
该标准是一个通用电磁兼容标准。适合于本标准的产品类别较多，如家用电器、电动工具、电气照明设备、信息技术设备、影音设备等等。3.1.2设备的分类
分类是按照谐波电流限值不同而进行的。A 类：平衡的三相设备;家用电器，不包括列入D 类的设备； 工具，不包括便携式工具； 白炽灯调光器； 音频设备；
以及除以下几类设备外的所有其他设备。
B 类：便携式工具；不属于专用设备的电弧焊设备 C 类：照明设备
D 类：有功功率不大于600W 下列设备：个人计算机和个人计算机显示器；电视接收机。B 类、C 类和D 类设备定义比较简单，A 类的区分比较复杂。
3.1.3谐波电流限值
下列类型设备的限值在该标准中未作规定：
额定功率75W 及以下的设备，照明设备除外（将来该值可能从75W 减小到50W）； 总额定功率大于1kW 的专用设备；
额定功率不大于200W 的对称控制加热元件； 额定功率不大于1kW 的白炽灯独立调光器。
（通常有生产厂家利用此条的限制项来达到免于进行谐波电流限制的目的）3.1.3.1 A类设备的谐波电流限值
A类设备的谐波电流限值见标准相应表格，限值是有效值，单位为安培。该限值是固定值，与产品的功率和基波电流大小不相关。3.1.3.2 B类设备的谐波电流限值
B类设备的谐波电流限值是A类设备的限值的1.5倍。3.1.3.3 C类设备的谐波电流限值 a）有功输入功率大于25W
对于有功输入功率大于25W的照明电器，谐波电流不应超过C类设备的相关限值。该限值与产品基波电流大小不相关。b）有功输入功率不大于25W
对于有功功率不大于25W的放电灯，标准规定了其特定的合格判定条件。3.1.3.4 D类设备的谐波电流限值 a）只限制奇次谐波电流。
b）奇次谐波电流不仅要符合最大允许谐波电流，还要符合“每瓦功率允许的最大谐波电流”。可以说对D类设备的要求是比较严格的，而实际情况却是D类设备的谐波电流往往比较大。该规定是考虑到D类设备应用非常广泛，又经常是连续运转，客观上又经常同时使用。如此多的D类设备同时工作，它们产生的谐波电流在合成（矢量合成）后对电网电能质量的影响将是不能不考虑的。
3.1.4谐波电流测量仪器
谐波测量设备一般由两部分组成：精密电源单元与测量仪表单元。
要求电源部分能向被测设备提供良好波形的电压源、负载能力和平坦的阻抗特性。
标准规定测量仪表单元必须是离散付氏变换（FFT）的时域测量仪器，能够连续、准确地同时测量全部各次谐波所涉及的幅值、相位角等需要量。
目前实验室多采用以FFT为频谱分析原理的谐波测量仪。测量仪的前级为采样电路、模-数变化器，后级是FFT分析仪（可以利用PC机实现）。3.1.5试验条件
标准中规定了部分类型设备谐波电流的试验条件。
对于没有提到的设备，发射测量应在用户操作控制下或自动程序设定在正常工作状态下，预计产生最大总谐波电流（THC）的模式进行。
这是规定了发射试验时设备的配置，而不是要求测量THC值或寻找最恶劣状态下的发射。3.2 谐波电流发射的基本对策
解决谐波发射超标问题的基本办法是在原来的电源电路中增加功率因数校正（PFC）电路。或改变已有的PFC电路，使其满足测试标准要求。
功率因数校正一般分为两种类型，即主动式和被动式。
当然对于中小功率的电子、电器设备，尽可能将其消耗的有功功率降低到75W以下，也不失为一种有效的方法。因为标准没有对75W及以下的设备给出限值（照明设备除外）。对于一些专用的或特殊用途的设备，使其满足标准限值中免于限制条款，也是可行的。3.2.1主动式功率因数校正 主动式功率因数校正电路可以最大限度的提高功率因数，使其接近于1，这是目前较为理想的谐波电流解决方案。
这样的开关电源电路必须使用二级开关电路控制，其中一级开关电路用来控制电流谐波，另外一级开关电路用作电压调整。
该方案电路比较复杂，对电路元件要求高，增加的改进成本较高，而且对原来电源电路的设计概念必须作彻底的更新。
使用中还应该注意到，设备注入电源的射频传导骚扰可能因此而增加，这时必须再根据需要增加抑制电源传导骚扰的元件。
显然，因为技术的原因，该方案一般不能应用在采用线形电源变压器供电的设备上。由于该方案对电路改动太大，一般少在谐波电流测试不通过时作为整改对策使用。
3.2.2被动式功率因数校正
目前消费类电子、电气产品所采用的开关电源电路多是开关频率比较低、电路结构简单、成本较低的那种形式，其谐波电流发射超过限值的问题也较普遍。在这种情况下，成本控制可能是主要的考虑。
采用低频滤波电路可以降低谐波成份到标准限值以下，这种措施属于被动式功率因数校正。这种方案适合于中小功率设备。
因为需要滤除的是工频谐波，对功率较大的设备，滤波器的重量和成本可能会超过设备电源本身。3.2.3其它解决措施
对那些设备整体呈感性或容性的电子、电气设备（如电动设备等），在正常工作时，其电流波形的峰值出现时间可能会滞后或超前电压波形的峰值，造成产品的功率因素的下降。
对此类设备较常采用的方式是对应的容性或感性补偿，使补偿后的电流波形的峰值出现时间与电压波形的峰值出现时间保持同步。
此类补偿需注意，不要出现过补偿，否则，效果适得其反。
此类补偿方式多用于电力系统的功率因素补偿，一般的电子、电气设备上较少采用。
因为，一般的电子、电气设备的谐波问题主要表现为波形畸变，而不仅是电流波形相位滞后、超前的问题，这种补偿方式效果不明显。
下面首先介绍两种被动式功率因数校正电路，然后再介绍主动式功率因数校正电路。
对一般用电设备来说，这两种被动式功率因数校正电路所增加的元件成本均比较低，体积也不大，一般是可以接受的。
采用主动式功率因数校正电路的比被动式成本略高,但校正效果会比被动式好的多。对有些采用其它方案不能凑效的产品，主动式功率因数校正电路可能是最后唯一的选择。当然，有些产品为提高产品质量和档次，也会主动采用主动式功率因数校正电路。
3.3 利用电感储能电流泵式解决方案 该方案适用于直接利用高压整流方式来供电的产品。电路如图7所示。
这个电路仅仅由一个扼流圈L1、一个快速开关二极管D1和一个耐冲击电容C组成。用这三只元件构成一个电流泵电路，取代原来开关电源里的由二极管和RC网络组成的限幅缓冲电路。扼流圈的电感L1大概是开关变压器的主电感L的4倍。耦合电容C应该能够耐高压和冲击，它的容量是10到30nF。对应开关电源的功率从75W到300W的范围。
C1电容应该大到足够满足最大的谐波电流限值，二极管选用快恢复特性功率二极管。此电路结合主动功率因数校正的原理，利用电感储能延长整流导通的时间，从而有效减少了输入的谐波电流幅度。
应用此电路时，应注意调整开关变压器和开关晶体管的参数，否则易损坏开关晶体管。此电路宜应用在电源开关频率较高，开关晶体管导通电流大，内阻很小的电源电路中。
图7：电流泵式被动功率因数校正电路 3.4 低频谐波电流抑制滤波解决方案
电路如图8所示。该方案适用于直接利用高压整流方式来供电的产品。这个电路仅仅由一个低频扼流圈组成，插入整流桥和滤波电容之间。
其工作原理非常简单，低频扼流圈的电感和整流电容以及低频扼流圈的分布电容共同组成一个低频谐波电流滤波器。
图8：低频滤波器被动功率因数校正电路 电路参数要设计成对50Hz 的基波成份衰减很小，对三次以上谐波成份衰减很大，尤其是第三次谐波（150Hz）的衰减最大。
低频谐波电流抑制滤波器在电源整流之后或者之前的某些点插入电流回路，就可以起到抑制谐波电流的目的。
可以解决300W 以下产品的谐波电流问题，并且不需要电路其它参数作任何改变，也不会降低原电源电路的其它性能。
其缺点是体积较大，重量约100-200 克。
3.5 主动PFC解决方案
该方案是在主电源上串联另一个电源变换器，它强迫电源紧密跟随正弦型线电压获取电流。图9为其原理示意图。
该方案适用于直接利用高压整流方式来供电的产品。
图9：主动式PFC原理示意图
工频交流经过整流器整流后变成波动的直流，该波动直流提供给PFC 转换电路进行转换。对一般普通的开关电源来说，由于PFC 控制电路相当于在原开关电源的整流和滤波回路之间增加了一级开关回路。
一方面增加了电路的复杂程度，可能需要对原系统的电源部分重新设计和排版；
另一方面，由于相当于增加了一级开关转换电路，电源产生的射频骚扰必然有所增加甚至超标，这时可能需要采取一些措施使其重新符合相关标准的要求。3.6 谐波问题的其它对策
以上三种谐波电流问题解决方案主要适用于直接利用高压整流方式来供电的产品。因为此类产品谐波电流非常大，若不采取相应对策，则难以满足谐波标准要求。
对通过工频变压器供电的产品和直接使用交流电源而不通过电源变换电路二次供电的家电产品，一般情况下谐波电流不大，且其波电流限值比较宽松，即使不采取谐波电流抑制措施，其谐波电流测试合格率还是非常高的。
但我们依然需要注意以下几个方面的内容。
对那些非高压整流方式来供电的家电产品，低次谐波电流限值比较宽松，合格是比较容易的，此时，应注意的是20 次以上的高次谐波电流容易出现问题。
对此类的高次谐波超标问题，一般在电源回路中增加适当的高次谐波滤波电感（高频扼流圈）即可解决问题。
由于半波整流方式和利用相位截波方式调节（如可控硅非过零控制）对电源进行对称和非对称控制都很容易产生非常大的谐波电流。谐波电流标准一般不允许采用半波整流方式和对电源进行对称和非对称控制。
若测试时谐波电流超标，建议将电源半波整流方式和对称/非对称控制方式改为其他的控制方式。如将半波整流改为全波整流或桥式整流方式。将利用相位截波方式调节的对称/非对称控制方式改成对称的过零触发控制方式。可以有效地解决此类谐波问题。4．瞬态脉冲抗扰度测试常见问题对策及整改措施 4.1 综述
电磁兼容所说的瞬态脉冲是指干扰脉冲是断续性的，一般具有较高的干扰电压，较快速的脉冲上升时间，较宽的频谱范围。一般包括：静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌冲击等。
由于它们具有以上共同特点，因此在试验结果的判断及抑制电路上有较大的共同点。在此处先进行介绍。
4.1.1 瞬态脉冲抗扰度测试常见的试验结果说明
对不同试验结果，可以根据该产品的工作条件和功能规范按以下内容分类： A：技术要求范围内的性能正常；
B：功能暂时降低或丧失，但可自行恢复性能；
C：功能暂时降低或丧失，要求操作人员干预或系统复位；
D：由于设备（元件）或软件的损坏或数据的丧失，而造成不可恢复的功能降低或丧失。符合A 的产品，试验结果判合格。这意味着产品在整个试验过程中功能正常，性能指标符合技术要求。
符合B 的产品，试验结果应视其产品标准、产品使用说明书或者试验大纲的规定，当认为某些影响不重要时，可以判为合格。
符合C 的产品，试验结果除了特殊情况并且不会造成危害以外，多数判为不合格。符合D 的产品判别为不合格。
符合B 和C 的产品试验报告中应写明B 类或C 类评判依据。符合B 类应记录其丧失功能的时间。
4.1.2 常用的瞬态脉冲抑制电路： 4.1.2.1 箝位二极管保护电路： 工作原理如图10。
使用2 只二极管的目的是为了同时抑制正、负极性的瞬态电压。瞬态电压被箝位在V++VPN~V--VPN 范围内，串联电阻担负功率耗散的作用。利用现有电源的电压范围作为瞬态电压的抑制范围，二极管的正向导通电流和串联电阻的阻值决定了该电路的保护能力。本电路具有极好的保护效果，同时其代价低廉，适合成本控制比较严、静电放电强度和频率不十分严重的场合。
4.1.2.2 压敏电阻保护电路：
压敏电阻的阻值随两端电压变化而呈非线性变化。当施加在其两端的电压小于阀值电压时，器件呈现无穷大的电阻；当施加在其两端的电压大于阀值电压时，器件呈现很小电阻值。此物理现象类似稳压管的齐纳击穿现象，不同的是压敏电阻无电压极性要求。使用压敏电阻保护电路的特点是简单、经济、瞬态抑制效果好，且可以获得较大的保护功率。4.1.2.3 稳压管保护电路：
背对背串接的稳压管对瞬态抑制电路的工作原理是显而易见的。当瞬态电压超过V1 的稳压值时，V1 反向击穿，V2 正向导通；当瞬态电压是负极性时，V2 反向击穿，V1 正向导通。将这2 只稳压管制作在同一硅片上就制成了稳压管对，使用更加方便。图10 二极管保护电路
4.1.2.4 TVS（瞬态电压抑制器）二极管：
这是最近发展起来的一种固态二极管，适用用于ESD 保护。一般选择工作电压大于或等于电路正常工作电压的器件。TVS 二极管是和被保护电路并联的，当瞬态电压超过电路的正常工作电压时，二极管发生雪崩，为瞬态电流提供通路，使内部电路免遭超额电压的击穿或超额电流的过热烧毁。由于TVS二极管的结面积较大，使得它具有泄放瞬态大电流的优点，具有理想的保护作用。但同时必须注意，结
面积大造成结电容增大，因而不适合高频信号电路的保护。改进后的TVS 二极管还具有适应低压电路(＜5V)的特点，且封装集成度高，适用于在印制电路板面积紧张的情况下使用。这些特点决定了它有广泛的适用范围，尤其在高档便携设备的接口电路中有很好的使用价值。下面将对静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌冲击的测试及常见问题对策及整改措施分别展开进行探讨。由于，这三个有较大的共同点，因此在测试及对策上都有较大共同点，下面将对静电放电问题展开详细深入的讨论，而在电快速瞬变脉冲群、浪涌冲击的讨论中出现的相同之处将不再重复探讨。
4.2 静电放电抗扰度测试常见问题对策及整改措施 4.2.1 静电放电形成的机理及其对电子产品的危害
静电是两种介电系数不同的物质磨擦时，正负极性的电荷分别积累在两个物体上而形成。就人体而言，衣服与皮肤之间的磨擦发生的静电是人体带电的主要原因之一。
静电源跟其它物体接触时，存在着电荷流动以抵消电压，这个高速电量的传送，将产生潜在的破坏电压、电流以及电磁场，这就是静电放电。
在电子产品的生产和使用过程中，操作者是最活跃的静电源，可能积累一定数量的电荷，当人体接触与地相连的元件、装置的时候就会产生静电放电。静电放电一般用ESD 表示。ESD 会导致电子设备严重地损坏或操作失常。
大多数半导体器件都很容易受静电放电而损坏，特别是大规模集成电路器件更为脆弱。静电对器件造成的损坏有显性的和隐性的两种。隐性损坏在当时看不出来，但器件变得更脆弱，在过压、高温等条件下极易损坏。
ESD 两种主要的破坏机制是：由于ESD 电流产生热量导致设备的热失效；由于ESD 感应出高的电压导致绝缘击穿。
除容易造成电路损害外，ESD 也会对电子电路造成干扰。ESD 电路的干扰有二种方式。一种是传导方式，若电路的某个部分构成了放电路径，即ESD 接侵入设备内的电路,ESD 电流流过集成片的输入端，造成干扰。
ESD 干扰的另一种方式是辐射干扰。即静电放电时伴随火花产生了尖峰电流，这种电流中包含有丰富的高频成分。从而产生辐射磁场和电场，磁场能够在附近电路的各个信号环路中感应出干扰电动势。
该干扰电动势很可能超过逻辑电路的阀值电平，引起误触发。辐射干扰的大小还取决于电路与静电放电点的距离。ESD 产生的磁场随距离的平方衰减。ESD 产生的电场随距离立方衰减。当距离较近时，无论是电场还是磁场都是很强的。ESD 发生时，在附近位置的电路一般会受到影响。
ESD 在近场，辐射耦合的基本方式可以是电容或电感方式，取决于ESD 源和接受器的阻抗。在远场，则存在电磁场耦合。
与ESD 相关的电磁干扰（EMI）能量上限频率可以超过1GHz。在这个频率上，典型的设备电缆甚至印制板上的走线会变成非常有效的接收天线。因而，对于典型的模拟或数字电子设备，ESD 会感应出高电平的噪声。
一般来说，造成损坏，ESD 电火花必须直接接触电路线，而辐射耦合通常只导致失常。在ESD 作用下，电路中的器件在通电条件下比不通电条件下更易损坏。4.2.2 电子产品的静电放电测试及相关要求
对不同使用环境、不同用途、不同ESD 敏感度的电子产品标准对静电放电抗扰度试验的要求是不同的，但这些标准关于ESD 抗扰度试验大多都直接或间接引用GB/T17626.2-1998（idt IEC 61000-4-2:1995）：
《电磁兼容 试验和测量技术 静电放电抗扰度试验》这一国家电磁兼容基础标准，并按其中的试验方法进行试验。下面就简要介绍一下该标准的内容、试验方法及相关要求。4.2.2.1 试验对象：
该标准所涉及的是处于静电放电环境中和安装条件下的装置、系统、子系统和外部设备。4.2.2.2 试验内容：
静电放电的起因有多种，但该标准主要描述在低湿度情况下，通过摩擦等因素，使操作者积累了静电。电子和电气设备遭受直接来自操作者的静电放电和对临近物体的静电放电时的抗扰度要求和试验方法。4.2.2.3 试验目的：
试验单个设备或系统的抗静电干扰的能力。它模拟：（1）操作人员或物体在接触设备时的放电。（2）
人或物体对邻近物体的放电。4.2.2.4 ESD 的模拟：
图11 和图12 分别给出了ESD 发生器的基本线路和放电电流的波形。放电线路中的储能电容CS 代表人体电
容，现公认150pF 比较合适。放电电阻Rd 为330Ω，用以代表手握钥匙或其他金属工具的人体电阻。现已证明，用这种放电状态来体现人体放电的模型是足够严酷的。4.2.2.5 试验方法
该标准规定的试验方法有两种：接触放电法和空气放电法。
接触放电法：试验发生器的电极保持与受试设备的接触并由发生器内的放电开关激励放电的一种试验方法。
空气放电法：将试验发生器的充电电极靠近受试设备并由火花对受试设备激励放电的一种试验方法。
接触放电是优先选择的试验方法，空气放电则用在不能使用接触放电的场合中。4.2.2.6 试验等级及其选择：
试验电平以最切合实际的安装环境和条件来选择，表1 提供了一个指导原则。表1 同时也给出了静电放电试验等级的优先选择范围，试验应满足该表所列的较低等级。表1：试验等级选择
接触放电 空气放电 安装条件 环境条件
等级 电压kV 等级 电压kV 抗静电材料 合成材料 相对湿度 %RH 1 2 1 2 √ / 35 2 4 2 4 √ / 10 3 6 3 8 / √ 50 4 8 4 15 / √ 10 X* 特殊 X* 特殊 / / / 注：*“X”是一个开放等级，必须在专用设备的规范中加以规定。
等级的选择取决于环境等因素，对具体的产品来说，往往已在相应的产品或产品族标准中加以规定。
4.2.2.7 试验环境
对空气放电该标准规定了环境条件：
环境温度：15℃~35℃、相对湿度：30%~60%RH、大气压力：86kPa~106kPa 对接触放电该标准未规定特定的环境条件。4.2.2.8 试验布置
标准对试验布置也做出了详细的规定，图13 所示为台式设备的试验布置示意图。4.2.2.9 试验实施
实施部位：直接放电施加于操作人员在正常使用受试设备时可能接触到的点或面上；间接放电施加于水平耦合板和垂直耦合板。
直接放电模拟了操作人员对受试设备直接接触时发生的静电放电情况。
间接放电则是对水平耦合板和垂直耦合板进行放电，模拟了操作人员对放置于或安装在受试设备附近的物体放电时的情况。
直接放电时，接触放电为首选形式；只有在不能用接触放电的地方（如表面涂有绝缘层，计算机键盘缝隙等情况）才改用气隙（空气）放电。
图11：静电放电发生器
图12：静电放电的电流波形 间接放电：选用接触放电方式。
试验电压要由低到高逐渐增加到规定值。
不同的产品或产品族标准对试验的实施可能根据产品的特点有特定的规定。
图13：台式设备静电放电布置示意图 4.2.2.10 试验结果
若静电放电测试通不过，可能产生如下后果：（1）直接通过能量交换引起半导体器件的损坏。
（2）放电所引起的电场与磁场变化，造成设备的误动作。4.2.3 电子产品的静电放电对策及改进要点
有很多办法减小ESD 产生的电磁干扰（EMI）影响电子产品或设备：完全阻止ESD 产生，阻止EMI（本文中专指因ESD 产生的EMI）耦合到电路或设备以及通过设计工艺增加设备固有的ESD 抗扰性。
ESD 通常发生在产品自身暴露在外的导电物体，或者发生在邻近的导电物体上。对设备而言，容易产生静电放电的部位是：电缆、键盘及暴露在外的金属框架以及设备外壳上的孔、洞、缝隙等。
常用的改进方法是在产品ESD 发生或侵入危险点，例如输入点和地之间设置瞬态保护电路，这些电路仅仅在ESD 感应电压超过极限时发挥作用。保护电路可以包括多个电流分流单元。有多种电路可以达到ESD 保护的目的，但选用时必须考虑以下原则，并在性能和成本之间加以权衡：速度要快，这是ESD 干扰的特点决定的；能应付大的电流通过；考虑瞬态电压会在正、负极性两个方向发生；对信号增加的电容效应和电阻效应控制在允许范围内；考虑体积因素；考虑产品成本因素。
我们可以从以下几种抑制ESD 干扰的方法中选择适用的对策： 4.2.3.1 外壳设计：
外壳在人手和内部电路间建立隔离层，阻止ESD 的发生，金属外壳同时也是阻止ESD 间接放电形成的辐射及传导耦合的关键。
一个完整的封闭金属壳能在辐射噪声中屏蔽电路，但由于从电路到屏蔽壳体的ESD 副级电弧可能产生传导耦合，因而一些外壳设计使用绝缘体，在绝缘壳中，放置一个金属的屏蔽体。这种设计的好处是既可以防止因操作者对金属外壳的直接接触放电造成干扰，又可以防止操作者对周围物体放电时形成的EMI 耦合到内部形成干扰，同时在操作者对外壳的孔、洞、缝隙放电时给放电电流一个泄放通道，防止对内部电路直接放电。这种做法的简化是在设备金属外壳上涂绝缘漆或贴一层绝缘物质，使绝缘能力大于20kV。
因为静电会穿过孔洞、缝隙放电，所以绝缘外壳的孔洞、缝隙与内部电路间应留有足够的空间，2cm 左右的空气隙可以阻止静电放电的发生。对外壳上的孔、洞、排气口等，用几个小孔代替一个大孔，从EMI 抑制的角度来说更好。为减小EMI 噪声，缝隙边沿每隔一定距离处使用电连接。
对金属外壳而言，外壳各部分之间的搭接非常重要，若机箱两部分之间的搭接阻抗较高，当静电放电电流流过搭接点时，会产生电压降，这可能会影响电路的正常工作。
解决这个问题的方法有两个：1）尽量使外壳保持导电连续，减少搭接阻抗。2）在电路与机箱之间增加一层屏蔽，减小电路与机箱之间的电容耦合。内层屏蔽要与外壳连接起来。
如果是塑料外壳，则要求对电路的接地进行仔细布置，以防止放电电流感应到电路上去。塑料外壳的优点是不会产生直接放电现象。如果塑料外壳上没有大的开孔，则塑料外壳能对电路起到保护作用，但塑料外壳对防止操作者对周围物体放电时耦合到内部形成干扰无抑制能力。4.2.3.2 接地设计：
一旦发生了静电放电，应该让其尽快旁路人地，不要直接侵入内部电路。例如内部电路如用金属机箱屏蔽，则机箱应良好接地，接地电阻要尽量小，这样放电电流可以由机箱外层流入大地，同时也可以将对周围物体放电时形成的骚扰导入大地，不会影响内部电路。
对金属机箱，通常机箱内的电路会通过I/O 电缆、电源线等接地，当机箱上发生静电放电时，机箱的电位上升，而内部电路由于接地，电位保持在地电位附近。这时，机箱与电路之间存在着很大的电位差。这会在机箱与电路之间引起二次电弧。使电路造成损坏。通过增加电路与外壳之间的距离可以避免二次电弧的发生。当电路与外壳之间的距离不能增加时，可以在外壳与电路之间加一层接地的金属挡板，挡住电弧。
如果电路与机箱连在一起，则只应通过一点连接。防止电流流过电路。线路板与机箱连接的点应在电缆入口处。
对塑料机箱，则不存在机箱接地的问题。4.2.3.3 电缆设计：
一个正确设计的电缆保护系统可能是提高系统ESD 非易感性的关键。作为大多数系统中的最大的“天线”— I/O 电缆特别易于被ESD 干扰感应出大的电压或电流。从另一方面，电缆也对ESD 干扰提供低阻抗通道，如果电缆屏蔽同机壳地连接的话。通过该通道ESD 干扰能量可从系统接地回路中释放，因而可间接地避免传导耦合。为减少ESD 干扰辐射耦合到电缆，线长和回路面积要减小，应抑制共模耦合并且使用金属屏蔽。对于输入/输出电缆可采用使用屏蔽电缆、共模扼流圈、过压箝位电路及电缆旁路滤波器措施。在电缆的两端，电缆屏蔽必须与壳体屏蔽连接。在互联电缆上安装一个共模扼流圈可以使静电放电造成的共模电压降在扼流圈上，而不是另一端的电路上。
两个机箱之间用屏蔽电缆连接时，通过电缆的屏蔽层将两个机箱连接在一起，这样可以使两个机箱之间的电位差尽量小。这里，机箱与电缆屏蔽层之间的搭接方式很重要。强烈建议在电缆两端的机箱与电缆屏蔽层之间360°搭接。4.2.3.4 键盘和面板：
键盘和控制面板的设计必须保证放电电流能够直接流到地，而不会经过敏感电路。
对于绝缘键盘，在键与电路之间要安装一个放电防护器（如金属支架），为放电电流提供一条放电路径。放电防护器要直接连接到机箱或机架上，而不能连接到电路地上。当然，用较大的旅钮（增加操作者到内部线路的距离）能够直接防止静电放电。键盘和控制面板的设计应能使放电电流不经过敏感电路而直接到地。采用绝缘轴和大旋钮可以防止向控制键或电位器放电。现在，较多的电子产品面板采用薄膜按键和薄膜显示窗，由于该薄膜由耐高压的绝缘材料构成，可有效防止ESD 通过按键和显示窗进入内部电路形成干扰。另外，现在大多数键盘的按键内部均有由耐高压的绝缘薄膜构成的衬垫，可有效防止ESD 的干扰。4.2.3.5 电路设计：
设备中不用的输入端不允许处于不连接或悬浮状态，而应当直接或通过适当电阻与地线或电源端相连通。
一般来说，与外部设备连接的接口电路都需要加保护电路，其中也包括电源线，这一点往往被硬件设计所忽视。以微机为例来讲，应该考虑安排保护电路的环节有：串行通信接口、并行通信接口、键盘接口、显示接口等。
滤波器（分流电容或一系列电感或两者的结合）必须用在电路中以阻止EMI 耦合到设备。如果输入为高阻抗，一个分流电容滤波器最有效，因为它的低阻抗将有效地旁路高的输入阻抗，分流电容越接近输入端越好。如果输入阻抗低，使用一系列铁氧体可以提供最好的滤波器，这些铁氧体也应尽可能接近输入端。
在内部电路上加强防护措施。对于可能遭受直接传导的静电放电干扰的端口，可以在I/O 接口处串接电阻或并联二极管至正负电源端。MOS 管的输入端串接100kΩ电阻，输出端串接1kΩ电阻，以限制放电电流量。TTL 管输人端串接22～100Ω电阻，输出端串接22～47Ω电阻。模拟管输入端串接100Ω～100kΩ，并且加并联二极管，分流放电电流至电源正或负极，模拟管输出端串接100Ω的电阻。
在I/O 信号线上安装一个对地的电容能够将接口电缆上感应的静电放电电流分流到机箱，避免流到电路上。但这个电容也会将机壳上的电流分流到信号线上。为了避免这种情况的发生，可以在旁路电容与线路板之间安装一只铁氧体磁珠，增加流向线路板的路径的阻抗。需要注意的是，电容的耐压一定要满足要求。静电放电的电压可以高达数千伏。
用一个瞬态防护二极管也能够对静电放电起到有效的保护，但需要注意，用二极管虽然将瞬态干扰的电压限制住了，但高频干扰成分并没有减少，该电路中一般应有与瞬态防护二极管并联的高频旁路电容抑制高频干扰。
在电路设计及电路板布线方面，应采用门电路和选通脉冲。这种输入方式只有在静电放电和选通同时发生时才能造成损坏。而脉冲边沿触发输入方式对静电放电引起的瞬变很敏感，不宜采用。4.2.3.6 PCB 设计：
良好的PCB 设计可以有效地减少ESD 干扰对产品造成的影响，这也是电磁兼容设计中ESD 设计部分的一个重要的内容，大家可以从那部分课程中得到详细的指引。对一个成品进行电磁兼容对策时，很难再对PCB 进行重新设计（改进成本太高），此处不再加以介绍。4.2.3.7 软件：
除了硬件措施外，软件抑制方案也是减少系统锁定等严重失常的有力方法。
软件ESD 抑制措施分为两种常用的类别：刷新、检查并且恢复。刷新涉及到周期性地复位到休止状态，并且刷新显示器和指示器状态。只需进行一次刷新然后假设状态是正确的，其它的事就不用做了。
检查/恢复过程用于决定程序是否正确执行，它们在一定间隔时间被激活，以确认程序是否在完成某个功能。如果这些功能没有实现，一个恢复程序被激活。4.2.4 一般ESD 对策准则：
（1）在易感CMOS、MOS 器件中加入保护二极管；
（2）在易感传输线上（地线在内）串几十欧姆的电阻或铁氧体磁珠；（3）使用静电保护表面涂敷技术，使ESD 难以机芯放电，经证明十分有效；（4）尽量使用屏蔽电缆；
（5）在易感接口处安装滤波器；并将无法安装滤波器的敏感接口加以隔离；（6）选择低脉冲频率的逻辑电路；（7）外壳屏蔽加良好的接地。
4.3 电快速瞬变脉冲群抗扰度测试常见问题对策及整改措施 4.3.1 电快速瞬变脉冲群形成的机理及其对电子产品的影响
电快速瞬变脉冲群是由电感性负载（如继电器、接触器等）在断开时，由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的暂态骚扰。当电感性负载多次重复开关，则脉冲群又会以相应的时间间隙多次重复出现。这种暂态骚扰能量较小，一般不会引起设备的损坏，但由于其频谱分布较宽，所以会对电子、电气设备的可靠工作产生影响。
一般认为电快速瞬变脉冲群之所以会造成设备的误动作，是因为脉冲群对线路中半导体结电容充电，当结电容上的能量累积到一定程度，便会引起线路乃至设备的误动作。4.3.2 电快速瞬变脉冲群测试及相关要求
不同的电子、电气产品标准对电快速瞬变脉冲群抗扰度试验的要求是不同的，但这些标准关于电快速瞬变脉冲群抗扰度试验大多都直接或间接引用GB/T17626.4-1998（idt IEC 61000-4-4:1995）：《电磁兼容试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》这一国家电磁兼容基础标准，并按其中的试验方法进行试验。下面就简要介绍一下该标准的内容、试验方法及相关要求。
4.3.2.1 试验对象：
适用于在住宅区和商业区/工业区使用的在运行条件下的电子、电气设备的电快速瞬变脉冲群的抗扰性能测试。4.3.2.2 试验内容：
对电气和电子设备的供电电源端口、信号和控制端口在受到重复性快速瞬变脉冲群干扰时的性能进 行评定。
4.3.2.3 试验目的：
重复快速瞬变试验是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气和电子设备的电源端口、信号和控制端口的试验。试验的要点是瞬变的短上升时间、重复率和低能量。
电快速速变脉冲群试验的目的就是为了检验电子、电气设备在遭受这类暂态骚扰影响时的性能。4.3.2.4 试验发生器
试验发生器性能的主要指标有三个：单个脉冲波形、脉冲的重复频率和输出电压峰值。GB/T 17626.4 要求试验发生器输出波形应如图14，15 所示。
图14：快速瞬变脉冲群概略图
图15：接50Ω 负载时单个脉冲的波形 4.3.2.5 试验方法
对交/直流电源端子的选择耦合/去耦网络来施加快速瞬变脉冲群干扰信号。
对I/O 信号、数据和控制端口选择快速瞬变脉冲群测试专用的容性耦合夹来施加快速瞬变脉冲群干扰信号。
4.3.2.6 试验等级及其选择： 表2：试验等级
供电电源端口、保护接地 I/O、数据和控制端口 等级 电压峰值 kV 重复频率 kHz 电压峰值 kV 重复频率 kHz 1 0.5 5 0.25 5 2 1 5 0.5 5 3 2 5 1 5 4 4 2.5 2 5 x 特定 特定 特定 特定
注：X 是一个开放等级。开路输出试验电压精度±10％；和脉冲的重复频率精度±20％ 试验等级应根据下列情况来选择：
----电磁环境；----骚扰源与关心的设备的邻近情况；----兼容性裕度。对具体的产品来说，试验等级选择往往已在相应的产品或产品族标准中加以规定。4.3.2.7 试验环境 该标准规定的环境条件：
环境温度：15℃~35℃、相对湿度：25%~75%RH、大气压力：86kPa~106kPa 4.3.2.8 试验布置
标准对试验布置也做出了详细的规定，图16 所示为用于实验室型式试验的一般试验配置示意图。
L=耦合夹与EUT 之间的距离，不应大于1m；（A）=电源线耦合位置；（B）=信号线耦合位置
图16：用于实验室型式试验的一般试验配置 4.3.2.9 试验实施
电源、信号和其他功能电量应在其额定的范围内使用，并处于正常的工作状态。根据要进行试验的EUT 的端口类型选择相应的试验等级和耦合方式。
使受试设备处于典型工作条件下，根据受试设备端口及其组合，依次对各端口施加试验电压。每种组合应针对不同脉冲极性进行测试，每种状态的试验持续时间不少于1min。不同的产品或产品族标准对试验的实施可能根据产品的特点有特定的规定。4.3.2.10 试验结果
若电快速速变脉冲群测试通不过，可能产生如下后果：造成设备的误动作。4.3.3 导致电快速脉冲试验失败的原因
从脉冲群试验主要是进行电源线和信号/控制线的传导差/共模干扰试验，只是干扰脉冲的波形前沿非常陡峭，持续时间非常短暂，因此含有极其丰富的高频成分，这就导致在干扰波形的传输过程中，会有一部分干扰从传输的线缆中逸出，这样设备最终受到的是传导和辐射的复合干扰。电快速脉冲试验波形的上升沿很陡，包含了很丰富的高频成分。另外，由于试验脉冲是持续一段时间的脉冲串，因此它对电路的干扰有一个累积效应，大多数电路为了抗瞬态干扰，在输入端安装了积分电路，这种电路对单个脉冲具有很好的抑制作用，但是对于一串脉冲则不能有效地抑制。电快速脉冲对设备影响的原因有三种，包括：
a）通过电源线直接传导进设备的电源，导致电路的电源线上有过大的噪声电压。当单独对火线或零线注入时，在火线和零线之间存在着差模干扰，这种差模电压会出现在电源的直流输出端。当同时对火线和零线注入时，仅存在着共模电压，由于大部分电源的输入都是平衡的（无论是变压器输入，还是整流桥输入），因此实际共模干扰转变成差模电压的成分很少，对电源的输出影响并不大。
b）干扰能量在电流线上传导的过程中，向空间辐射，这些辐射能量感应到邻近的信号电缆上，对信号电缆连接的电路形成干扰（如果发生这种情况，往往会在直接向信号电缆注入试验脉冲时，导致试验失败）。
c）干扰脉冲信号在电缆（包括信号电缆和电源电缆）上传输时产生的二次辐射能量感应进电路，对电路形成干扰。
4.3.4 通过电快速脉冲试验的整改措施
针对脉冲群干扰，主要采用滤波（电源线和信号线的滤波）及吸收（用铁氧体磁芯来吸收）。采用铁氧体磁芯吸收的方案非常便宜也非常有效，但要注意做试验时铁氧体磁芯的摆放位置，就是今后要使用铁氧体磁芯的位置，千万不要随意更改，因为脉冲群干扰不仅仅是一个传导干扰，更麻烦的是它还含有辐射的成分，不同的安装位置，辐射干扰的逸出情况各不相同，难以捉摸。一般将铁氧体磁芯用在干扰的源头和设备的入口处最为有效。下面根据端口的不同分别进行探讨。4.3.4.1 针对电源线试验的措施
解决电源线干扰问题的主要方法是在电源线入口处安装电源线滤波器，阻止干扰进入设备。快速脉冲通过电源线注入时，可以是差模方式注入，也可以是共模方式注入。对差模方式注入的一般可以通过差模电容（X 电容）和电感滤波器加以吸收。
若注入到电源线上的电压是共模电压，滤波器必须能对这种共模电压起到抑制作用才能使受试设备顺利通过试验。
下面是用滤波器抑制电源线上的电快速脉冲的方法。a）设备的机箱是金属的：
这种情况是最容易的。因为机箱是金属的，它与地线面之间有较大的杂散电容，能够为共模电流提供比较固定的通路。这时，只要在电源线的入口处安装一只含有共模滤波电容的电源线滤波器，共模滤波电容就能将干扰旁路掉，使其回到干扰源。由于电源线滤波器中的共模滤波电容受到漏电流的限制，容量较小，因此对于干扰中较低的频率成分主要依靠共模电感抑制。另外，由于设备与地线面之间的接地线具有较大的电感，对于高频干扰成分阻抗较大，因此设备接地与否对试验的结果一般没有什么影响。除了选择高频性能良好的滤波器以外，在安装滤波器时，注意滤波器应靠近金属机箱上的电源入口处，防止电源线二次辐射造成的干扰。b）设备机箱是非金属的
如果设备的机箱是非金属的，必须在机箱底部加一块金属板，供滤波器中的共模滤波电容接地。这时的共模干扰电流通路通过金属板与地线面之间的杂散电容形成通路。如果设备的尺寸较小，意味着金属板尺寸也较小，这时金属板与地线面之间的电容量较小，不能起到较好的旁路作用。在这种情况下，主要靠电感发挥作用。此时，需要采用各种措施提高电感高频特性，必要时可用多个电感串联。
4.3.4.2 针对信号线试验应采取的措施
快速脉冲通过信号/控制线注入时，由于是采用容性耦合夹注入，属共模注入方式。a）信号电缆屏蔽： 从试验方法可知，干扰脉冲耦合进信号电缆的方式为电容性耦合。消除电容性耦合的方法是将电缆屏蔽起来，并且接地。因此，用电缆屏蔽的方法解决电快速脉冲干扰的条件是电缆屏蔽层能够与试验中的参考地线面可靠连接。如果设备的外壳是金属的并是接地的设备，这个条件容易满足。当设备的外壳是金属的，但是不接地时，屏蔽电缆只能对电快速脉冲中的高频成分起到抑制作用，这是通过金属机壳与地之间的杂散电容来接地的。如果机箱是非金属机箱，则电缆屏蔽的方法就没有什么效果。
b）信号电缆上安装共模扼流圈：
共模扼流圈实际是一种低通滤波器，只有当电感量足够大时，才能对电快速脉冲群有效果。但是当扼流圈的电感量较大时（往往匝数较多），杂散电容也较大，扼流圈的高频抑制效果降低。而电快速脉冲波形中包含了大量的高频成分。因此，在实际使用时，需要注意调整扼流圈的匝数，必要时用两个不同匝数扼流圈串联起来，兼顾高频和低频的要求。
c）信号电缆上安装共模滤波电容。这种滤波方法比扼流圈具有更好的效果，但是需要金属机箱作为滤波电容的地。另外，这种方法会对差模信号有一定的衰减，在使用时需要注意。d）对敏感电路局部屏蔽。当设备的机箱为非金属机箱，或者电缆的屏蔽和滤波措施不易实施时，干扰会直接耦合进电路。这时只能对敏感电路进行局部屏蔽。屏蔽体应该是一个完整的六面体。4.4 浪涌冲击抗扰度测试常见问题对策及整改措施 4.4.1 浪涌冲击形成的机理
电磁兼容领域所指的浪涌冲击一般来源于开关瞬态和雷击瞬态。4.4.1.1 开关瞬态
系统开关瞬态与以下内容有关：
a）主电源系统切换骚扰，例如电容器组的切换；
b）配电系统内在仪器附近的轻微开关动作或者负荷变化； c）与开关装置有关的谐振电路，如晶闸管；
d）各种系统故障，例如对设备组接地系统的短路和电弧故障。4.4.1.2 雷击瞬态
雷电产生浪涌（冲击）电压的主要原理如下：
a）直接雷击于外部电路（户外），注入的大电流流过接地电阻或外部电路阻抗而产生电压； b）在建筑物内、外导体上产生感应电压和电流的间接雷击（即云层之间或云层中的雷击或击于附近物体的雷击，这种雷击产生的磁场）；
c）附近直接对地放电地雷电入地电流耦合到设备组接地系统的公共接地路径。当保护装置动作时，电压和电流可能发生迅速变化，并可能耦合到内部电路。4.4.2 浪涌冲击测试及相关要求
不同的电子、电气产品标准对浪涌（冲击）抗扰度试验的要求是不同的，但这些标准关于浪涌（冲击）抗扰度试验大多都直接或间接引用GB/T17626.5-1999（idt IEC 61000-4-5:1995）：《电磁兼容 试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验》这一国家电磁兼容基础标准，并按其中的试验方法进行试验。下面就简要介绍一下该标准的内容、试验方法及相关要求。4.4.2.1 适用范围：
适用于电气和电子设备在规定的工作状态下工作时，对由开关或雷电作用所产生的有一定危害电平的浪涌（冲击）电压的反应。
该标准不对绝缘物耐高压的能力进行试验。该标准不考虑直击雷。4.4.2.2 试验内容：
对电气和电子设备的供电电源端口、信号和控制端口在受到浪涌（冲击）干扰时的性能进行评定。4.4.2.3 试验目的： 评定设备在遭受到来自电力线和互连线上高能量浪涌（冲击）骚扰时产品的性能。4.4.2.4 试验发生器
a）信号发生器的特性应尽可能地模拟开关瞬态和雷击瞬态现象；
b）如果干扰源与受试设备的端口在同一线路中，例如在电源网络中（直接耦合），那么信号发生器
在受试设备的端口能够模拟一个低阻抗源；
c）如果干扰源与受试设备的端口不在同一线路中（间接耦合），那么信号发生器能够模拟一个高阻抗源。
对于不同场合使用的产品及产品的不同端口，由于相应的浪涌（冲击）瞬态波形，各不相同，因此对应的模拟信号发生器的参数也各不相同。
图17：浪涌（冲击）信号电压及电流波形
例如：对交流电源端口，通常采用的是1.2/50μs(8/20μs)组合波信号发生器；对电信端口，通常采用的是10/700μs 的符合CCITT 要求的试验信号发生器。浪涌（冲击）波形见图17 所示。
4.4.2.5 试验方法
浪涌（冲击）测试一般应在线进行。
测试时，应根据不同的端口选择对应的波形发生器和相应的耦合/去耦单元，同时也应注意不同状态下的信号源内阻选择。4.4.2.6 试验等级及其选择： 表3：试验等级
等级 开路试验电压（±10%），kV 1 0.5 2 1.0 3 2.0 4 4.0 X 特定
注：X 是一个开放等级，可以在产品要求中加以规定。试验等级应根据安装情况来选择。
对较高等级测试时，试验应满足该表所列的较低等级。
对具体的产品来说，试验等级选择往往已在相应的产品或产品族标准中加以规定。4.4.2.7 试验环境 该标准规定的环境条件：
环境温度：15℃~35℃、相对湿度：10%~75%RH、大气压力：86kPa~106kPa 4.4.2.8 试验布置
图
18、图19 是交/直流电源端浪涌（冲击）差模和共模试验配置示意图。
图18：用于电源端浪涌（冲击）试验配置（差模方式）
图19：用于电源端浪涌（冲击）试验配置（共模方式）4.4.2.9 试验实施
电源、信号和其他功能电量应在其额定的范围内使用，并处于正常的工作状态。根据要进行试验的EUT 的端口类型选择相应的试验试验波形发生器和耦合单元及相应的信号源内 阻。
使受试设备处于典型工作条件下，根据受试设备端口及其组合，依次对各端口施加冲击电压。每种组合应针对不同脉冲极性进行测试，两次脉冲间隔时间不少于1min。
对电源端子进行浪涌测试时，应在交流电压波形的正、负峰值和过零点分别施加试验电压。对电源线和信号线应分别在不同组合的共模和差模状态下施加脉冲冲击。每种组合状态至少进行5 次脉冲冲击。
若需满足较高等级的测试要求，也应同时进行较低等级的测试，只有两者同时满足，我们才认为测试通过。
不同的产品或产品族标准对试验的实施可能根据产品的特点有特定的规定。4.4.2.10 试验结果
若电快速速变脉冲群测试通不过，可能产生如下后果：（1）引起接口电路器件的击穿损坏。（2）造成设备的误动作。
4.4.3 导致浪涌冲击抗扰度试验失败的原因
浪涌脉冲的上升时间较长，脉宽较宽，不含有较高的频率成分，因此对电路的干扰以传导为主。主要体现在过高的差模电压幅度导致输入器件击穿损坏，或者过高的共模电压导致线路与地之间的绝缘层击穿。由于器件击穿后阻抗很低，浪涌发生器产生的很大的电流随之使器件过热发生损坏。
对于有较大平滑电容的整流电路，过电流使器件损坏也可能是首先发生的。例如，对开关电源的高压整流滤波电路而言，浪涌到来时，整流电路和平滑电容提供了很低的阻抗，浪涌发生器输出的很大的电流流过整流二极管，当整流二极管不能承受这个电流时，就发生过热而烧毁。随着电容的充电，电容上的电压也会达到很高，有可能导致电容击穿损坏。
4.4.4 通过浪涌抗扰度试验应采取的措施
雷击浪涌试验有共模和差模两种，因此浪涌吸收器件的使用要考虑到与试验的对应情况。为保证使用效果，浪涌吸收器件要用在进线入口处。由于浪涌吸收过程中的di/dt 特别大，在器件附近不能有信号线和电源线经过，以防止因电磁耦合将干扰引入信号和电源线路。此外，浪涌吸收器件的引脚要短；吸收器件的吸收容量要与浪涌电压和电流的试验等级相匹配。
雷击浪涌试验的最大特点是能量特别大，所以采用普通滤波器和铁氧体磁芯来滤波、吸收的方案基本无效，必须使用气体放电管、压敏电阻、硅瞬变电压吸收二极管和半导体放电管等专门的浪涌抑制器件才行。
浪涌抑制器件的一个共同特性就是阻抗在有浪涌电压与没浪涌电压时不同。正常电压下，它的阻抗很高，对电路的工作没有影响，当有很高的浪涌电压加在它上面时，它的阻抗变得很低，将浪涌能量旁路掉这类器件的使用方法是并联在线路与参考地之间，当浪涌电压出现时，迅速导通，以将电压幅度限制在一定的值上。
压敏电阻、瞬态抑制二极管和气体放电管具有不同的伏安特性，因此浪涌通过它们时发生的变化不同，图20 对浪涌通过这三种器件时的变化进行了比较。
图20：浪涌冲击通过不同的抑制器件时的电压波形示意图 4.4.4.1 压敏电阻
当压敏电阻上的电压超过一定幅度时，电阻的阻值大幅度降低，从而浪涌能量泄放掉。在浪涌电压作用下，导通后的压敏电阻上的电压（一般称为钳位电压），等于流过压敏电阻的电流乘以压敏电阻的
阻值，因此在浪涌电流的峰值处钳位电压达到最高。（1）优点：峰值电流承受能力较大，价格低。
（2）缺点：钳位电压较高（取决于最大浪涌电流），一般可以达到工作电压的2～3 倍，因此电路必须能承受这么高的浪涌电压。另外，压敏电阻随着受到浪涌冲击次数的增加，漏电流增加。如果在交流电源线上应用会导致漏电流超过安全规定的现象，严重时，压敏电阻会因过热而爆炸。压敏电阻的其他缺点还有：响应时间较长，寄生电容较大。
（3）适用场合：直流电源线、低频信号线，或者与气体放电管串联起来用在交流电源线上。4.4.4.2 瞬态抑制二极管（TVS）
当TVS 上的电压超过一定幅度时，器件迅速导通，从而将浪涌能量泄放掉。由于这类器件导通后阻抗很小，因此它的钳位电压很平坦，并且很接近工作电压。（1）优点：响应时间短，钳位电压低（相对于工作电压）。
（2）缺点：由于所有功率都耗散在二极管的PN 结上，因此它所承受的功率值较小，允许流过的电流较小。一般的TVS 器件的寄生电容较大，如在高速数据线上使用，要用特制的低电容器件，但是低电容器件的额定功率往往较小。
（3）适用场合：浪涌能量较小的场合。如果浪涌能量较大，要与其他大功率浪涌抑制器件一同使
用，TVS 作为后级防护。4.4.4.3 气体放电管
当气体放电管上的电压超过一定幅度时，器件变为短路状态，阻抗几乎为零。这种导通原理与控制电感性负载的开关触点被击穿的原理相同，只是这里两个触点之间的距离和气体环境是控制好的，可使击穿电压为一个确定值。气体放电管一旦导通后，它上面的电压会很低。（1）优点：承受电流大，寄生电容小。
（2）缺点：响应时间长。另外，由于维持它导通所需要的电压很低，因此当浪涌电压过后，只要加在气体放电管上的电压高于维持电压，它就会保持导通，在交流场合应用时，只有当交流电过零点时，它才会断开，因此会有一定的惯用电流。由于跟随电流的时间较长，会导致放电管触点迅速烧毁，从而缩短放电管的寿命。
（3）适用场合：信号线或工作电压低于导通维持电压的直流电源线上（一般低于10V）；与压敏电阻组合起来用在交流电源线上。4.4.4.3 气体放电管和压敏电阻组合应用
气体放电管和压敏电阻都不适合单独在交流电源线上使用。气体放电管的问题是它的电流效应。压
敏电阻的问题是随着受浪涌作用的次数增加交流漏电流增加。一个实用的方案是将气体放电管与压敏电阻串联起来使用。如果同时敏电阻上并联一个电容，浪涌电压到来时，可以更快地将电压加到气体放电管上，缩短导通时间。
这种气体放电管与压敏电阻的组合除了可以避免上述缺点以外，还有一个好处就是可以降低限幅电
压值。在这里可以使用导通电压较低（低于工作电压）的压敏电阻。从而可以降低限幅电压值。该连接方式对浪涌电压的抑制作用如图21 所示。
图21：气体放电管和压敏电阻串联使用的效果
采用组合式保护方案能发挥不同保护器件的各自特点，从而取得最好的保护效果。浪涌经过压敏电阻和气体放电管后，会残留一个较窄的脉冲，这是由于气体放电管导通点较高所致。
由于这个脉冲较窄，因此很容易用低通滤波器滤除。实用的浪涌防护电路是在浪涌抑制器的后面加低通滤波器。
4.4.4.4 地线反弹的抑制
当并联型的浪涌抑制器发挥作用时，它将浪涌能量旁路到地线上。由于地线都是有一定阻的，因此当电流流过地线时，地线上会有电压。这种现象一般称为地线反弹。地线反弹对设备的影响如下：
（1）浪涌抑制器的地与设备的地不在同一点，设备的线路实际上没有受到保护，较高的浪源电压仍然加到了设备的电源线与地之间。解决办法是在线路与设备的外壳（地）之间再并联一只浪涌抑制器。
（2）浪涌抑制器的地与设备的地在同一点，这时，该台设备的线路与地之间没有浪涌电压，受到了保护，但是如果这个设备与其他设备连接在一起，另一台设备就要承受共模电压。这个共模电压会出现在所有连接设备1 与设备2 的电缆上。解决的方法是在互连电缆的设备2 一端安装浪涌抑制器。
4.4.4.5 浪涌抑制器件的正确使用
需要注意的是，浪涌抑制器件的寿命不是永久的，总会失效。因此，在结构设计上，应该便于更换浪涌抑制器件。并且，当浪涌抑制器件失效时，应该有明显的显示，提醒维护人员进行更换。浪涌抑制器件的失效模式一般为短路，这可以称为安全模式。因为当浪涌抑制器短路时，线路会出现故障，从而提醒维修人员更换浪涌抑制器。但是，也有开路失效模式的可能性，这时往往会给设备带来潜在危险，因为设备会直接处于没有保护的状态下。参考文献：
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