【笔记】顺利通过EMC试验(16-41)-视频笔记

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目录

视频链接

P1:电子设备中有哪些主要骚扰源

P2:怎样减小DC模块的骚扰

P3:PCB上的辐射源究竟在哪里

P4:怎样控制PCB板的电磁辐射

P5:多层线路板是解决电磁兼容问题的简单方法

P6:怎样处理地线上的裂缝

P7:怎样降低时钟信号的辐射

P8:为什么IO接口的处理特别重要

P9:屏蔽机箱在电磁兼容中扮演的角色

P10:用金属制作的机箱就是屏蔽箱吗?

P11:金属材料的屏蔽效果与什么有关?

P12:孔洞的泄露与什么因素有关?

P13:怎样解决缝隙的泄漏

P14:机箱上的孔洞怎样处理

P15:怎样解决贯通导体泄漏的问题

P16:怎样评价屏蔽机箱的效能

P17:你知道PCB的接地对机箱泄漏有什么影响吗?

P18:为什么电源线的处理特别重要

P19:怎样知道电源线导致的辐射发射会不会超标

P20:怎样处理电源线的EMC

P21:怎样测量滤波器的插入损耗

P22:测星差模插入损耗的注意事项

P23:测量共模插入损耗的注意事项

P24:怎样选择一个合适的滤波器

P25:按照厂家给的插损指标选择滤波器肯定可以通过试验吗?

P26:在普通的环境中能进行CE102的摸底吗?


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P1:电子设备中有哪些主要骚扰源

典型的骚扰源:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P1 - 00:45

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DC/DC模块的骚扰产生原理:

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输入输出都为直流电压,但输入与输出电压的有效值不同,有效值通过开关进行控制。开关闭合的瞬间出现骚扰情况。

DC/DC模块的电磁兼容问题:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P1 - 05:27

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数字电路的骚扰:

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瞬态短路电流:当某一时刻,开关既不连接电源也不连接地线的状态,此时电源与地线处于短路状态,会出现很大的短路电流,该电流叫做瞬态短路电流。

小结:

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思考题:

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P2:怎样减小DC模块的骚扰

差模骚扰的控制:

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电感器:限值电流的波动,在电源线上串联电感器件,可以减小输入电流的波动。实际使用中,在两个线上都串联一个电感器件,这样做能够保持电源线的平衡性。

在两个导体上施加共模电压时,如果两个导体是非平衡的,也就是说他们各自的阻抗不一样,那么此时共模电压会转变为差模电压,这是会对电路产生不良影响。

电容:用来控制电压的波动,但实际情况中,电容有效的频率范围是一定的,因此对高频的电压波动控制比较弱。

DC/DC共模骚扰的模型:

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控制共模骚扰的基本思路:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P2 - 05:59

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思路:

(1)通过减小共模电流的路径,减小共模电流的辐射;

(2)通过改变共模电流的路径,是测量仪器检测不到这一部分的共模电流。

实际的滤波电路:

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Cx1:差模滤波电容。

Cy1/Cy2:共模滤波电容,两个电容的电容值相等。

滤波器的效果:

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加了滤波后,高频噪声会被滤掉,整个波形会变成比较平滑的状态。

滤波器对DC模块辐射的控制:

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DC/DC模块的外壳是非金属的,所以加了一个金属板。

小结:

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思考题:

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P3:PCB上的辐射源究竟在哪里

辐射源的误区:

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图中表明,时钟信号的负载回路是一个辐射源。可以通过使其电路面积减小,减小辐射。

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想要控制时钟的辐射,一定要减小电源线与地线的噪声电压。

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数字电路在工作时,输出电平发生变化时,会使电源线上存在一个突变的电流,这个电流会产生辐射。

小结:

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思考题:

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P4:怎样控制PCB板的电磁辐射

数字电路的几个辐射源:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P4 - 00:53

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时钟电路是周期性的,使其周期发生抖动就可以让它的能量在频域上扩散开,此时的设备就会容易通过试验。

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减小电容和器件构成的面积可以减少辐射强度。

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小结:

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思考题:

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P5:多层线路板是解决电磁兼容问题的简单方法

提高PCB电磁兼容性的关键:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P5 - 00:38

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多层板PCB具有低阻抗地线和电源线:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P5 - 02:16

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电源层和地线层是整层的铺设,所以阻抗非常低。

多层PCB提供了面积最小的电流路径:

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电流也喜欢走捷径,喜欢走阻抗最低的路径。

多层PCB降低差模辐射:

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保持多层PCB有点的关键:

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地线面裂缝:地线面形成了一个到点不连续的局部,此时电流被迫改变了路径,该路径不能使路径形成最小路径。

注意隐藏的裂缝:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P5 - 07:51

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小结:

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思考题:

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P6:怎样处理地线上的裂缝

地线面上出现裂缝的原因:

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跨国裂缝的信号线:

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裂缝的处理方法:

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裂缝对辐射影响与改进方法:

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信号线穿层的问题:

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小结:

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思考题:

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P7:怎样降低时钟信号的辐射

降低时钟辐射的思路:

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在一些场合使用“扩频时钟”会导致误差变大。

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小结:

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思考题:

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P8:为什么IO接口的处理特别重要

I/O端口的电磁兼容性角色:

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I/O接口的EMC设计意图:

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I/O滤波器会把骚扰电压反射回去。

I/O滤波器的关键:

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小结:

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思考题:

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左:表贴 右:引线的

P9:屏蔽机箱在电磁兼容中扮演的角色

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屏蔽机箱的作用:

(1)阻断电磁波

(2)建立滤波的隔离界面

(3)作为共模骚扰的地,吸收共模骚扰的能量

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小结:

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思考题:

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P10:用金属制作的机箱就是屏蔽箱吗?

决定机箱屏蔽效能的关键:

(1)穿过机箱的导体:一般指穿过机箱的导线

(2)机箱上的孔洞和缝隙

(3)内部器件相对于孔洞缝隙的位置

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小结:

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思考题:

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P11:金属材料的屏蔽效果与什么有关?

关于电磁场屏蔽的简单理解:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P11 - 00:40

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屏蔽效能=吸收损耗+反射损耗

吸收损耗的计算:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P11 - 04:26

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趋肤效应:当一个交流电路流过导体的时候不是均匀分布在导体整个界面上的,而是向表面集中。

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结论:材料厚度越厚,吸收损耗越大;频率越高,吸收损耗越大,低频点多说明有很好的穿透性;磁导率越大,吸收损耗越大;电导率越大,吸收损耗越大。

反射损耗:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P11 - 06:43

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Zw:为入射到屏蔽体的电磁波的波阻抗;

Zs:为屏蔽材料的特性阻抗。

相关链接:【EMC之电磁屏蔽读书笔记 - 知乎

结论:材料导磁率越高,特性阻抗越高,反射损耗越小。

所以一般会在屏蔽室墙面布置磁导率高的材料,来减少反射损耗。

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小结:

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思考题:

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P12:孔洞的泄露与什么因素有关?

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图中情况:

(1)电场泄露:辐射源为高阻抗源,或辐射源离孔洞距离比较远(辐射源在比较大的屏蔽体内的情况),电场会穿过孔洞。

(2)磁场写泄露:辐射源为低阻抗源,或辐射源离孔洞距离比较近,会在屏蔽器表面感应出一个电流,电流穿过孔洞是会产生一个电压,因此构成了一个类似偶极天线的结构,就会产生电磁辐射。

孔洞对电场源的屏蔽效应:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P12 - 01:59

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D1:辐射源离孔洞的距离

D:观测点离孔洞的距离

A:孔洞面积

结论:λ越大,屏蔽效能越高;λ越大,对应的频率越低;所有,频率越低,屏蔽效能越高;孔洞面积越大,屏蔽效能越低;辐射源离孔洞距离越远,屏蔽效能越大;

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在上图中需要做一个假设:D1远远小于D。

减小磁场泄露的方法:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P12 - 07:04

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小结:

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思考题:

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P13:怎样解决缝隙的泄漏

衡量缝隙泄露的物理量:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P13 - 00:40

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如果在一个材料的一个表面有电流流过,那么在另一个表面可以测到一个电压,电压与电流的比值叫做转移阻抗。

转移阻抗客观的反应了一个缝隙电磁泄露情况。

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实际中,一些比较软的金属涂层有比较低的接触电阻;有些缝隙在时间长了后在低频泄露比较严重,而高频几乎没有什么变化,是因为金属在使用时间比较长后,表面会被氧化,接触电容会变大,接触电阻主要是在低频,高频的时候接触电容变大。

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常用的电磁密封材料:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P13 - 06:09

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小结:

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思考题:

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P14:机箱上的孔洞怎样处理

处理孔洞泄露的思路:

(1)在孔洞出安装一个小隔离舱,使孔洞密封,导体的骚扰使用滤波进行处理

(2)化整为零,把一个大的孔洞拆分为若干个小的孔洞

(3)使敏感源、辐射源远离孔洞

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P14 - 00:42

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特殊的屏蔽材料:

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小结:

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思考题:

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P15:怎样解决贯通导体泄漏的问题

思路:

(1)屏蔽导体的外部

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(2)屏蔽导体内部

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(3)贯通导体

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实例:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P15 - 07:16

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小结:

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思考题:

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P16:怎样评价屏蔽机箱的效能

屏蔽机箱的屏蔽想能定义:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P16 - 00:31

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E1:把辐射源放在屏蔽机箱外部测出的电场强度

E2:把辐射源放在屏蔽机箱内部测出的电场强度

获得实际屏蔽想能的关键:

注意:辐射源种类、机箱状态、辐射源位置需要尽可能接近实际情况。

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P16 - 01:43

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按照实际情况使用并连接设备:

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思考题:

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P17:你知道PCB的接地对机箱泄漏有什么影响吗?

PCB接地对机箱泄露影响的本质:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P17 - 00:49

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孔洞和缝隙的泄露主要是由于:当入射电磁波在面板上感应出电流,流过孔洞和缝隙时产生了电压,形成了一个偶极天线产生了辐射,我们认为发生了泄露。

当PCB板与机箱连接后,PCB板的地线电流被分流到面板长,同样生成了电流,形成了偶极天线产生了辐射。

电路接地对地线电流的影响:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P17 - 02:47

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当开关发生变化时,判断I3发生的变化,方法:

(1)使用电流卡钳,卡在信号线和地线上,卡钳为P2。

(2)P1卡钳观测的是I1的电流。

此时I1,I2同时经过卡钳,如果P2输出的电流为0,那么I1=I2,I3为0;如果P2输出不为0,那么I1≠I2,通过电流守恒定律,一定存在一个I3。

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PCB接地方式对机箱泄露的影响:

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PCB之间有互连线的情况:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P17 - 07:28

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小结:

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思考题:

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P18:为什么电源线的处理特别重要

电源的地位:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P18 - 00:43

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直接与电源线有关的电磁兼容试验:

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间接与电源线有个的试验:

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一个需要注意的问题:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P18 - 05:19

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注意:传导发射试验往往与设备的辐射发射有很密切的关系。

RE102是非常严格的试验,电源线上如果有高频的电流,那么RE102很可能无法通过。所以要测试RE102不能只局限于10MHz或30MHz。

小结:

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思考题:

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P19:怎样知道电源线导致的辐射发射会不会超标

电源线的电磁辐射产生原因:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P19 - 00:51

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电源线辐射强度的估算:

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测量距离D在军标里面规定了的。

从辐射限值退出对共模电流的限制:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P19 - 04:37

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方法:使用电流卡钳同时卡住两根电源线,这样卡钳输出的值就是共模电流的值。

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小结:

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思考题:

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P20:怎样处理电源线的EMC

滤波器:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P20 - 00:51

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滤波器的重要指标:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P20 - 01:42

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截止频率:滤波器插入损耗从0到3db时的损耗。

阻带能够维持的最高频率:实际的阻带在达到一定频率后,就会减小。

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影响有效滤波的因素:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P20 - 05:46

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有效滤波的条件:

(1)滤波器合适

(2)正确的安装

滤波器合适的条件:

(1)电路的结构和参数

(2)器件的种类

(3)滤波器自身的结构,包括内部安装的形式

决定低频的特性:

(1)滤波器的电路

(2)滤波器的器件参数

决定高频的特性:(大部分的电磁骚扰是频率比较高的部分)

(1)器件

(2)结构

(3)正确的安装方式

滤波器安装的重要性:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P20 - 09:10

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小结:

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思考题:

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P21:怎样测量滤波器的插入损耗

共模插入损耗:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P21 - 00:41

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共模插入损耗:

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插入损耗测量设备配置方案:

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小结:

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思考题:

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P22:测星差模插入损耗的注意事项

测试差模插损的难点:

跟杨老师学习电磁兼容顺利通过EM... P22 - 00:53

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差模插损的测量方法:

(1)在导线上使用隔离变压器。

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(2)在信号的通路上安装隔离变压器。但是使用该方案,信号经过两次隔离变压器后会有比较大的衰减,会导致测量的动态范围达不到标准。

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(3)把信号源或接收机其中的一台设备使他浮地。就是把设备上的一根黄绿色的电源线断开,就完成了浮地。

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小结:

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思考题:

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P23:测量共模插入损耗的注意事项

影响共模插损测量结果的因素:

(1)滤波器前后的耦合。

测试出来的耦合比实际的插损要小,是因为滤波器的输入端和输出端有杂散电容,会形成耦合,当频率比较高时,信号源的高频会通过杂散电容直接耦合到接收机里。导致读出来的数据比没有耦合要大。

(2)滤波器的接地。

共模滤波器里面都有共模滤波电容,共模滤波器的作用是将共模的骚扰能量给他旁路回骚。如果接地阻抗较高那么旁路效果就会变差,那么测量结果就不能反应该滤波器的实际情况。

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P23 - 00:44

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共模插损测量方法:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P23 - 02:58

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共模插损测量:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P23 - 06:20

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面板安装滤波器的测量:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P23 - 08:40

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小结:

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思考题:

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P24:怎样选择一个合适的滤波器

确定滤波器插损的原则:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P24 - 00:38

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在低端频率主要考虑差模插损,高端频率主要考虑共模插损。

低频插损的确定方法:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P24 - 03:15

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安装电源滤波器的主要目的:使设备容易通过电磁兼容试验,所以要从试验的范围去确定低频插损的下限。

经验表明,在考虑低频插损是主要考虑的是传导发射,所以我们从传导发射的下限频率出发来确定滤波器的插损。

高频插损的确定方法:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P24 - 07:15

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为什么考虑敏感性试验时不考虑电路的敏感特性呢?

原因:电路的敏感特性很难确定。

很多设备无法通过敏感性试验一般都是因为设备的高频特性不够好。

从电路的骚扰特性分析:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P24 - 11:49

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小结:

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思考题:

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P25:按照厂家给的插损指标选择滤波器肯定可以通过试验吗?

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网络阻抗对滤波器的影响:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P25 - 03:22

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实际情况下,实际滤波器的样子:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P25 - 05:44

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安装方式对滤波的影响:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P25 - 10:00

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小结:

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思考题:

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P26:在普通的环境中能进行CE102的摸底吗?

传导发射的原理:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P26 - 00:33

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面临的三个问题:

(1)电网的骚扰

(2)空间的骚扰

(3)漏电流过大。LISN连接交流电会有很大的漏电流,当系统接入普通的实验室电源会导致触发漏电保护,发生跳闸。在实际环境中经常发生。

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P26 - 02:25

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电网骚扰问题的解决:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P26 - 05:14

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隔离变压器的作用:滤除低频的共模骚扰,并且解决LISN漏电问题,但不能隔离差模骚扰。

EMI滤波器的作用:滤除差模骚扰,还可以滤除更高频的共模骚扰。

空间骚扰的解决:

跟杨老师学习电磁兼容-顺利通过EM... P26 - 06:44

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方法:使用两个小的屏蔽箱,分别根据EUT和LISN大小来决定机箱大小。

小结:

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思考题:

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