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电磁兼容原理及应用

第一章电磁环境与电磁兼容
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华中科技大学电气与电子工程学院
1电磁环境

电磁环境：
•利用电能进行工作的各种电气和电子设备，与
设备的供电电源、设备的负载、周围的其它电
气或电子设备、设备操作者或设备为之提供服
务的人、甚至其它有生命的物质等一起，形成
了特定的工作环境。
•电气、电子设备在运行中大都会经历电磁能量
转换的过程，而电磁能量转换过程往往会对周
围环境中的其他用电设备、人或生物产生影响。
•运行中的电气电子设备，也会由于其他设备工
作时产生电磁能量转换而受到电磁干扰。

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1电磁环境

•问题与现象：上世纪50年代开始，随着自动化
技术和电力电子器件的快速发展，电力电子技
术的兴起和微电子技术发展迅速向电气设备领
域渗透，形成电气设备和电子设备结合、强电
和弱电结合、机械和电气结合、仪表和装置结
合、硬件和软件结合的各种复杂控制系统，而
且在结构上也往往融为一体，同一电网中的用
电设备越来越多，产生日趋复杂和严重的电磁
环境和电磁干扰问题。

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1电磁环境

•问题与现象：除了电气电子设备在运行时由于
发生电磁能力转换过程可以产生电磁干扰现象
外，自然现象中也有产生电磁干扰的情况，如：
静电放电、闪电等现象产生的电子扰动也会引
起电子设备的非正常响应，雷电产生的强大电
流甚至影响建筑和人的安全。

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1电磁环境

电磁干扰基本种类：
•自然干扰——来源于地球和宇宙中的自然电磁现象，如：
宇宙干扰、雷电干扰、大气干扰、热噪声，等
•人为干扰——来自于有意发射干扰源和无意发射干扰源：
有意发射干扰源：专用于辐射电磁能的设备，如广播、电视、
通信、雷达、导航等发射设备，通过向空间发射有用信
号的电磁能量来工作，而对于不需要这些信号的电子设
备或系统将构成干扰。
无意发射干扰源：发射电磁能力不是其工作的主要目的。如
汽车的点火系统、各种不同的用电装置、电力电子装置、
电机传动系统、照明装置、高压电力线、科学和医用设
备，静电放电，核爆炸电磁脉冲，等。

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1电磁环境

雷达和电视台
雷电

电力传输线

移动
电台
点火
传导噪声
电机
交流供电电路

图1-1具有多重电磁干扰的生活环境]
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1电磁环境

电磁环境基本概念：
•电子设备发射出来的电磁干扰具有一定的危害
性——降低电子元件的工作寿命，强度较大的电
磁干扰可以击穿电子设备，导致元件及整个系统
的损坏；影响电子系统的信号，使其信噪比降
低，影响系统的正常工作；对信息安全与信息保
密构成严重威胁；引起人体细胞的生物效应，出
现头晕、乏力、记忆力减退等现象，严重时会导
致人体慢性病变。
•某些情况下，例如军事上，电磁环境的这一复杂
特性又可以被利用来形成对敌方的干扰。

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1电磁环境

天线
耦合
故障噪声：
电场公共接地共模－差模
磁场阻抗耦合转换
电压
场－电缆共模－差模
电流
共模耦合转换

场－导线Σ
差模耦合

线——线
串扰
电源线电源噪声
耦合抑制
接收机
被干扰设备

图1-2电磁干扰从干扰源经耦合通道到接收机的流程图

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2电磁兼容的基本概念

•1电磁兼容：（E1ectromagneticCompatibility，
简写为EMC）
电与磁是不可分割，相互共存的一种物理现象、物理
环境；
“电磁兼容”意味着：干扰可以在不损坏信息的前提下与
有用信号共存；
GB/T4765-1995《电磁兼容术语》确切定义：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
骚扰的能力。

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2电磁兼容的基本概念

•1－电磁兼容的定义中包含着两层意义：
一是设备要有一定的抗电磁干扰能力，使其在电磁环
境中能正常工作；
二是设备工作中自身产生的电磁骚扰应抑制在一定水
平下，不对该环境中的任何事物构成不能承受的电

磁骚扰。

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2电磁兼容的基本概念

•2电磁兼容技术的发展：
国外发展水平——
国内发展水平——

EMC是一门独立的学科，随着电磁能量利用的
发展，它的研究将有利于预测并控制变化着的
地球和天体周围的电磁环境、为了协调环境所
采取控制方法、各项电气规程的制定以及电磁
环境的协调和电磁能量的合理应用等。

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3基本术语

•1噪