1、電磁兼容原理與技術復習題一、填空題；1 .嚴格地說，只要把兩個以上的元件置于同一環境中，工作時就會產生 電磁干擾 ，在兩個系統之間會出現系 統間的 的干擾,在系統內部各設備之間也會出現設備間的 干擾，稱為 系統內的干擾 。2 .電磁兼容學是研究在 有限的空間、有限的時間、有限的頻譜資源條件下,各種用電設備或系統（廣義的還包括生物體）可以共存，弁不致引起性能降級的一門學科。3 .輻射干擾通過空間傳播的電磁干擾 o4 .傳導干擾是指 通過傳輸線傳播的電磁干擾 o5 .抗擾度是指 設備、裝置或系統面臨電磁干擾不降低運行性能的能立。6 .傳導騷擾可以通過 電源線、信號 線、 互連線和接地導體等進行耦合

2、。7 . 一個電子產品若想滿足其性能指標，降低 通常是降低干擾影響的唯一途徑。8 .反射式濾波器是指由電感器和電容器組成的，能阻止無用信號通過，并把它們反射回信號源的濾波器。9 .吸收式濾波器是指 由有耗原件構成的，它通過吸收不需要頻率成分的能量（轉化為熱能）來達到抑制干擾 的目的 。10 .當高頻信號通過鐵氧體時，電磁能量以熱能 的形式耗散掉。11 .鐵氧體抑制元件選擇的原則是在使用空間允許的條件下， 選擇盡量長、盡量厚和內孔盡量小的鐵氧體抑制原件。10. 電磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽體對電磁能流的反射、吸收和引導作用，而這些作用是與屏蔽結構表面上和屏蔽體內感生的電荷、電流與極化現象密切相關

3、的。11. 金屬屏蔽體接地 是靜電場屏蔽的必要條件。12. 電屏蔽的實質是在 保證良好接地 的條件下，將干擾源發生的 電力線 終止于由良導體制成的屏蔽體,從而切斷了干擾源與受感器之間的電力線交連。13. 電場屏蔽是抑制噪聲源和敏感設備之間由于存在電場耦合而產生的干擾。14. 磁場屏蔽是抑制噪聲源和敏感設備之間由于磁場耦合所產牛的干擾、鐵磁材料起到磁場屏蔽作用,其實質是 對騷擾源的磁力線講行了集中分流。15. 金屬盒的高頻磁場屏蔽效能與高頻磁場在磁場上產生的渦流大小有關。16. 屏蔽材料的電阻越小產生的渦流越大，屏蔽效果越好，所以高頻磁場屏蔽材料應該用導電性能強的良導體。17. 在實際使用中的金

4、屬屏蔽體都要求接地,因為這樣可以同時屏蔽高頻磁場也能屏蔽電場。18. 計算和分析屏蔽效能的方法主要有解析方法、數值方法和近似方法o19. 磁屏蔽是利用由高導磁材料制成的磁屏蔽體，提供低磁阻的磁通路使得大部分磁通在磁屏蔽體上的分流，來達到屏蔽的目的。20. 各種電磁干擾源與敏感設備間的耦合途徑有傳導 、 感應 、 輻射 ，以及它們的組合。21. 抑制電容性耦合的有效方法：是減小耦合電容 C22. 評價敏感器件最重要的兩個參數是電磁敏感度 和 抗擾度。23. 屏蔽電纜的屏蔽層只有在接地以后 才能起到屏蔽作用。24. 防護傳導干擾的主要措施是使用濾波器 o25. 通過輻射途徑造成的騷擾耦合稱為輻射干

5、擾 o26. 輻射耦合是以電磁波的形式將電磁能量從騷擾源經空間傳輸到敏感設備。27. 輻射騷擾通常的4種主要耦合途徑為：天線耦合、導線感應耦合 、閉合回路耦合 和 孔縫耦合二、問答題1 .什么是電磁兼容？ P5一般指電氣和電子設備在共同的電磁環境中能執行各自功能的共存狀態，即要求在同一電磁環境中的上述 各種設備能正常工作又互不干擾，達到“兼容”狀態。換句話說，電磁兼容是指電子線路、設備、系統相 互不影響，從電磁角度具有相容性的狀態。2 .構成電磁干擾的三個要素是什么？P6電磁騷擾源、途徑和敏感設備。3 .電磁干擾（騷擾）源的分類有哪些？P74 .電磁干擾的危害程度分為幾個等級 ？災難性的、非常

6、危險的、中等危險的、嚴重的和使人煩惱的五個等級5 .電磁兼容性分析方法有幾種？它們各有什么特點？P106 .電磁兼容性研究的基本內容包括哪些？P117 .什么是輻射干擾？輻射干擾是指通過空間傳播的電磁干擾。即電子設備產生的干擾信號通過空間耦合把干擾信號傳給另一個電網絡或電子設備8 .什么是傳導干擾？傳導干擾是指通過傳輸線傳播的電磁干擾，即電子設備產生的干擾信號通過導電介質或公共電源線互相產生干擾9 .什么是設備的敏感度？設備的抗干擾能力用電磁敏感度來表示，設備的電磁干擾敏感性電平閾值越低，即對電磁干擾越靈敏，電磁敏感度越大，抗干擾能力越差，或稱抗擾度性能越低。10 . 什么是設備的抗擾度？抗擾

7、度（民用）：裝置、設備或系統面臨電磁騷擾不降低運行性能的能力。敏感性（軍用）高，抗擾度低。抗擾度電平、抗擾度限值、兼容性電平、發射限值、發射電平、設計裕度、抗擾度裕度、發射裕度、兼容性裕度。11 .已知u=1 mV，請用UdBmOUdB V%皿和UdBpv單位表示。12.某一功率信號發生器,最小輸出功率為108mW,最大輸出功率為27W,請換算成dBm13. 當頻譜分析儀和頻率合成信號發生器采用阻抗為50Q、75 和300時，推導dBp和dBn之間的換算公式。14. 什么是傳導耦合？在騷擾源與敏感設備之間存在有完整的電路連接，電磁騷擾通過連接電路從騷擾源傳輸電磁騷擾至敏感設備。15. 什么是輻

8、射耦合？電磁騷擾通過其周圍的媒介以電磁波的形式向外傳播、騷擾電磁能且按電磁場的規律向周圍空間發射。16. 電容性耦合模型與電感性耦合模型區別是什么？P45top50電容性耦合是用電容做耦合元件。電感性耦合是用電感做耦合元件17. 題圖1中兩導線間的分布電容為 50 pF,導線對地分布電容為150 pF,導線1 一端接100kHz、10V的交流信號源，如果RT為：（a） 無限大阻抗；（b） 1000 阻抗；50 阻抗。求導線2的感應電壓為多少？辱鰻】題圖118. 設在題圖1中的導線2外面有一接地屏蔽層,導線2與屏蔽層之間的電容量為 100 pF,導線1與導線2間的 電容為2 pF,導線2與地間的

9、電容為5 pF,導線1上有一個頻率為100 kHz、10 V的交流信號，設RT分別為： (a)無限大電阻；(b) 1000 Q;50 Q時。 試求導線2上的感應電壓各為多少？19. 什么是感應近場區？感應近場區有什么特點？20. 什么是輻射近場區？輻射近場區有什么特點？21. 什么是遠場區？遠場區有什么特點？在電磁屏蔽領域中，通常把離開偶極子源距離r入/2pi的區域稱為遠場區。近區場特點：近場區電場與磁場相差 90度，近場區波阻抗為虛數；電偶極子場波阻抗大于磁偶極子場波阻抗；場強r-3 , r-2變化；電磁場能量在傳播方向上往返振蕩遠區場特點：遠場（輻射場）區電場與磁場相位相同；遠場區波阻抗為

10、 377Q;只是與傳播方向垂直，沒有傳播方向的電磁波（橫電磁波）；電磁場能量在坡印亭矢量方向傳播。場強與離場源的距離成反比。22. 感應近場區、 輻射近場區及遠場區中的電磁能量哪個大？為什么？感應近場區的電磁能量最大，該區與輻射體的距離最近，能量衰減最小。23. 感應近場區、 輻射近場區及遠場區中哪個場的電磁能量容易輻射出去？24. 什么是電磁波的極化？電磁波極化是指電磁波電場強度的取向和幅值隨時間而變化的性質，在光學中稱為偏振。如果這種變化具有確定的規律，就稱電磁波為極化電磁波（簡稱極化波）。）如果極化電磁波的電場強度始終在垂直于傳播方向的（橫）平面內取向，其電場矢量的端點沿一閉合軌跡移動，

11、則這一極化電磁波稱為平面極化波。電場的矢端軌跡稱為極化曲線，并按極化曲線的形狀對極化波命名25. 什么是垂直極化波？電波在空間傳播時，其電場矢量的瞬時取向稱為極化。如果電波傳播時電場矢量的空間描出軌跡為一直線，它始 終在一個平面內傳播，則稱為線極化波。線極化波又有水平極化波和垂直極化波之分。當電場強度方向垂直于地 面時，此電波就稱為垂直極化波；當電場強度方向平行于地面時，此電波就稱為水平極化波。26. 什么是水平極化波？凡是極化面與大地法線面垂直的極化波稱為水平極化波。其電場方向與大地相平行。27. 什么是橢圓極化波？若無線電波極化面與大地法線面之間的夾角從02兀周期地改變，且電場矢量末端的軌

12、跡在垂直于傳播方向的平面上投影是一個橢圓時，稱為橢圓極化。28. 什么是圓極化波？電波在空間傳播時，其電場矢量的瞬時取向稱為極化。如果電場矢量的方向隨時間變化，矢量端點的軌跡是一個圓，這種波稱作圓極化波。 圓極化波分為左旋圓極化波和右旋圓極化波，順著電波傳播方向看去,電波的電場矢量順時針旋轉的是右旋圓極化波，反之是左旋圓極化波。29. 什么是主動屏蔽？ P9630. 什么是被動屏蔽？ P9631. 試闡述電磁干擾濾波器白作用和工作原理。P6832. 試列舉兩種低通濾波器的結構并給出其幅頻特性。 P7033. 鐵氧體磁珠常串接在導線上抑制高頻噪聲,如題3圖所示。 圖中負載R_=10 k Q,設磁

13、珠在100 MHz時的阻抗為200 Q ,求其插入損耗。如果在磁珠后面再并接一個電容器0.01以F。求兩者構成的低通濾波器的插入損耗。34. 設計合適的低通濾波器以滿足下列要求：(1) 截止頻率為3.4 kHz,在5 kHz以后的最低衰減為40 dB,容許通帶波動為0.2 dB, Rg=R_ =1000 Qo(2) 截止頻率為1 kHz,在2 kHz以后的最低衰減為 20 dB, Rg=R_=600 Qo(3) 截止頻率為100kHz,在300kHz以后的最低衰減為 58dB; Rg=1kQ, R_ =100 k Q,電感器在100 Hz時的品質因數Q為11。35. 設計滿足下列要求的濾波器：

14、(1)對稱帶通濾波器,上下截止頻率分別為 4 MHz及1.5 MHz,通帶最大波動為 1dB, 40dB帶寬不超過5MHz, Rg=RL=502。 截止頻率為8 MHz及12 MHz的帶阻濾波器,500 MHz帶寬的最小衰減為 50 dB, Rg=RL=300 Q。36. 試給出實際電容器的等效電路和頻率特性圖 ,并分析其在實際應用中對濾波特性的影響。 P7937. 試給出實際電感的等效電路和頻率特性圖,并分析其在實際應用中對濾波特性的影響。P8638. 試列出克服電感寄生電容的方法。P8839. 對濾波器的安裝應注意什么問題。P93在實接地目的有三個：(1)接地使整個電路系統中的所有單元電路

15、都有一個公共的參考零電位，保證電路系統能穩定地干作。(2)防止外界電磁場的干擾。機殼接地可以使得由于靜電感應而積累在機殼上的大量電荷通過大地泄放，否則這 些電荷形成的高壓可能引起設備內部的火花放電而造成干擾。另外，對于電路的屏蔽體，若選擇合適的接地，也可獲得良好的屏蔽效果。（3）保證安全工作。當發生直接雷電的電磁感應時，可避免電子設備的毀壞；當工頻交流電源的輸入電壓因絕 緣不良或其它原因直接與機殼相通時，可避免操作人員的觸電事故發生。止匕外，很多醫療設備都與病人的人體直接相連，當機殼帶有 110V或220V電壓時，將發生致命危險。際工程中,我們經常看到濾波器的外殼上有一 個接地端子，試分析其作

16、用。40. 在實際工程中,我們經常看到濾波器的外殼上有一個接地端子,試分析其作用。41. 屏蔽效能由哪幾部分組成？由吸收損耗、反射損耗和多次反射損耗組成。42. 當要屏蔽的磁場很強時,怎樣才能達到比較好的屏蔽效果 ？43. 求距頻率為10 kHz電流環2.5cm處的0.015cm厚銅屏蔽層的屏蔽效能。若鋁屏蔽層位于遠場,屏效為多少？44. 求距頻率為10 kHz電流環1 cm處的0.032 cm厚銅屏蔽層的屏蔽效能。若屏蔽層位于遠場 ,屏效為多少？45. 計算在頻率為1 kHz的磁場中，銅屏蔽層的厚度分別為 0.02 cm、0.04 cm、0.06 cm時的屏蔽效能。46. 一個空間尺寸為4.

17、5 m X3 mX3 m的機箱，用0.1 mm厚銅板制成,求對頻率f為1MHz電磁波的屏蔽效能。47. 一個屏蔽桶由鐵絲編成,網孔每邊長 w=12 mm,孔的直徑d=1 mm,屏蔽筒的半徑r0=4 m,求對頻率f=105 Hz電磁波的屏蔽效能。48. 一銅質屏蔽層,其厚度d=0.1mm,離干擾源的距離r=1m,試求對頻率f=10 kHz , f=10kHz電磁波的屏蔽效能。49. 簡述PCB中的主要車g射源。P12850. 試列舉PCB設計中系統級電磁干擾產生的原因。P133形成干擾的基本要素有三個：（1）干擾源，指產生干擾的元件、設備或信號，用數學語言描述如下：du/dt , di/dt大的

18、地方就是干擾源。如：雷電、繼電器、可控硅、電機、高頻時鐘等都可能成為干擾源。（2）傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過 導線的傳導和空間的輻射。（3）敏感器件，指容易被干擾的對象。如： A/D、D/A變換器，單片機，數字IC,弱信號放大 器等。抗干擾設計的基 本原則是：抑制干擾源，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能。（類似于傳染病的預防）51. 簡述PCB布線的一般原則。P13652. 在印制電路板的電源線輸入端常把一個大容量電容（如10以F）和一個小容量電容（如0.01以F）并聯使用對電源濾波。 設10以F電容的引線電感為5nH, 0.01以F

19、的引線電感為2nH,如題4圖所示，畫出兩電容的并聯阻抗Z 與頻率的對應關系草圖。53. 闡述 3-W 原則。 P149簡述安全地和信號電壓參考地的概念。信號地指信號或功率傳輸電路的參考電位基準線或基準面。實際上地線上 各點電位不同。電磁兼容問題中，信號地定義為：信號回信號源的低阻抗路徑。 . 安全接地分為保護接地和防雷接地。安全接地的目的：（ 1）確保人身安全（2 ）防靜電（3）檢測接地故障（4）防設備漏電（5）防止設備感應帶電造成的電擊（6）確保雷擊時的安全54. 簡述安全地和信號電壓參考地的概念。55. 簡述 PCB 設計中去耦電容的配置原則。去耦電容的配置原則如下：1電源分配濾波電容 電

20、源輸入端跨接一個10以F100以F的電解電容器，如果 pcb抄板的位置允許，采用以上的 電解電容器的抗干擾效果會更好。1以F,10以F電容，并行共振頻率在20MHz以上，去除高頻率噪聲的效果要好一 些。在電源進入抄板的地方和一個1以F或10以F的去高頻電容往往是有利的，即使是用電池供電的系統也需要這種電容。2芯片配置去耦電容 為每個集成電路芯片配置一個0.01以F的陶瓷電容器。數字電路中典型的去耦電容為0.1/產 的去耦電容有5nH分布電感，它的并行共振頻率在7MH法右，也就是說對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦作用，對 40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。如遇到電路板抄板空間小而裝不下時，可每410個芯片配置一個1以F10以F鋰電解電容器，這種器件的高頻阻抗特別小，在500kHz20MHZE圍內阻抗小于1以F10以F而且漏電流很小（0.5以A以下）。去耦電容值的選取并不嚴格，可按 C=1/f計算，即10MHzm 0.1以F。對微 控制器構成的系統，取 0.1以F0.01以F之間都可以。3必要時加蓄放電容 每10片左右的集成電路要加一片充 放電電容，或稱為蓄放電容，電容