电磁兼容原理与应用-3电磁干扰源2012s

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1、第三章电磁干扰源1第三章电磁干扰源3.1电磁干扰概述3.2骚扰信号的特性3.3电磁干扰源23.1电磁干扰概述•3.1.1定义：任何可能引起装置、设备或系统性能降低的电磁现象。（国标GB/T4365-1995）3.1.2电磁干扰的分类一、按场的性质分类电场干扰、磁场干扰、电磁辐射干扰二、按传播途径分类传导干扰：通过电路耦合的干扰。（例如导线传输、电容耦合、电感耦合。）辐射干扰：通过空间传输的干扰。34三、按干扰的来源分类1、自然干扰①、雷电干扰：雷电放电时，电场强度达到104V/cm以上，闪电通道中的电流平均可达几万安培，最大可达20万安培以上，放电时间在ms～s数量级，一次闪电释放的能量

2、就有几万千焦耳，干扰信号的频率主要在10～100kHz，最高也可以达到100MHz以上。②、宇宙干扰：来自太阳和其他星系的电磁噪声，干扰信号的频率：几十M～几十GHz。例如太阳黑子活动造成的无线电干扰，可造成通信中断。562、人为干扰人为干扰是指在人类的生活、交通、生产、科学研究、军事等项活动中产生的电磁干扰.四、按信号的功能分类功能性干扰：设备正常工作时产生的信号对其它设备的干扰，例如……。非功能性干扰：无用的电磁泄漏产生的干扰，例如……7五、按干扰的特性分类频率：射频干扰（低频、高频、微波）工频干扰（50Hz）静态场干扰（静电场、恒定磁场）。波形：连续波干扰、脉冲波干扰。带宽：宽带干

3、扰、窄带干扰。周期性：有规则干扰、周期性干扰信号、非周期性干扰信号、随机干扰83.1.3产生电磁干扰的三个要素•电磁干扰三要素¢骚扰源Æ耦合途径Æ敏感设备9敏感源103.1.4系统内部的干扰与系统之间的干扰①、系统内部的干扰：系统内一部分电路对另一部分电路的干扰。例1汽车内发动机点火系统对车内通信系统的干扰。例2电路板上振荡电路对其它单元电路的干扰。②、系统之间的干扰：一个系统对另一个系统的干扰例1计算机对收音机的干扰。例2高压输电线路对通信线路的干扰。11高空核电磁脉冲雷电卫星武器系统内干扰发射控制系统间干扰电磁泄漏123.2骚扰信号的特性3.2.1频谱１、定义：任何干扰信号都可以利用

4、傅里叶级数（对于周期性干扰信号）或傅里叶积分（对于非周期干扰信号）分解或不同频率简谐信号的迭加，这些简谐信号的幅值随频率变化的函数（C或F(ω))，n称为干扰信号的频谱＊。13例1：单一频率信号的频谱是一段直线，14例2：上图是电子楼顶测试场地背景电磁噪声的频谱，上面是水平极化波的频谱，下面是垂直极化波的频谱，可以看出背景电磁噪声中各种信号的频率及其幅度的大小。153.2.２带宽和波形１、窄带干扰和宽带干扰“窄带”和“宽带”是相对于接收机的带宽而言的。16①接收机的带宽：接收机的总选择性曲线上，低于中点某一规定电平的宽度，用B表示，nn是所规定电平的分贝数，例如，B：6dB带6宽，B：3

5、dB带宽。317例：如图，设纵轴是电压U，求6dB带宽和3dB带宽电平下降的倍数。⎛⎞U2解：用dB表示电压的定义为UdB()=20lg⎜⎟U⎝⎠1设U下降n倍→U／n，则UdB()=20lgn∴ΔUn=20lg可以算出：ΔU＝6dB，n≈2；ΔU＝3dB，n≈1.4。18②窄带干扰：干扰信号的频谱宽度小于接收的带宽，一般为几十Hz～几百kHz。例如：连续波、调幅波、低调频系数的调频波等(广播、电视、通讯发射设备、高频焊接等有确定频率的设备）③宽带干扰：干扰信号的频谱宽度大于接收机的带宽，一般为几十～几百MHz。例如：脉冲干扰（雷达发射机、放电辐射……）19２、干扰信号的波形常见的有正弦

6、波――连续波矩形波、锯齿波、尖脉冲、窄脉冲……――脉冲波由干扰信号的波形可以了解信号幅度的大小、幅值对时间的分布，起始时间(前沿)，持续时间（宽度），时间滞后，相位滞后，波形的畸变（失真）……203.2.3幅度幅度是指干扰信号的电压，电流的大小――传导干扰或场强、辐射功率密度（能流密度）――辐射干扰对于连续波干扰，幅度可用峰值、准峰值、平均值表示。对于脉冲干扰，频谱是连续的，幅度可用频谱密度表示，例如：dBμV/MHz,dBm/MHz等。213.2.４时域分析与频域分析１、时域分析：分析干扰信号的波形，例如：幅值对时间的分布，脉冲的前沿和宽度，时间滞后，相位滞后，波形的畸变……，是以时间

7、轴t为坐标表示干扰信号。表达式：f（t），表2－1，例：矩形脉冲⎧⎪At，≤τ/2ft()=⎨⎪⎩0，＞tτ/2测量仪器：示波器22２、频域分析：分析干扰信号的频谱分布（幅值与频率的关系），是以频率轴f（或ω）为坐标表示干扰信号。表达式：F(ω)，例：矩形脉冲。2AτF()ωω=sin()ω2测量仪器：频谱分析仪，测量接收机，选频电压表。23３、时域和频域的转换：利用傅里叶级数或傅里叶积分。例如：对于非周期性干扰信号频域→时域：1∞