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系統(tǒng)的電磁兼容性分析模型及設(shè)計(jì)方法

發(fā)布時(shí)間:2011-10-25 11:53    發(fā)布者:huiqiong
關(guān)鍵詞: 電磁兼容
1 電磁干擾的途徑及耦合過程

1.1電磁干擾途徑

  • 透過屏蔽體將干擾耦合至屏蔽體內(nèi)
  • 透過孔、縫將干擾耦合至屏蔽體內(nèi)
  • 通過天線將干擾耦合至導(dǎo)線或電路
  • 進(jìn)入屏蔽體內(nèi)泄漏耦合至導(dǎo)線或電路上
  • 屏蔽體內(nèi)的干擾干擾耦合至導(dǎo)線或電路上




1.2 耦合過程




耦合順序





2 電磁干擾預(yù)測(cè)分析模型

電磁兼容性預(yù)測(cè)分析是采用計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真技術(shù),將各種電磁干擾特性、傳輸特性和敏感度特性用數(shù)學(xué)模型描述,并編制成程序?qū)撛诘碾姶鸥蓴_進(jìn)行計(jì)算。

電磁干擾分析的目的如下:

  • 在已知設(shè)備或系統(tǒng)電氣特性(如干擾源特性、敏感器特性)參數(shù)的情況下,預(yù)測(cè)設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容性;
  • 當(dāng)修改某個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的特性參數(shù)(如工作頻段、安裝方位等)時(shí),分析電磁干擾的變化;
  • 對(duì)各種防護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算、評(píng)估;
  • 制定干擾限值和敏感度規(guī)范;
  • 全面評(píng)價(jià)系統(tǒng)的電磁兼容性性能。


2.1 低頻傳輸線路模型——集總參數(shù)電路模型




2.2 導(dǎo)線間的串?dāng)_模型


導(dǎo)線間的串?dāng)_是電阻性的干擾,即兩個(gè)回路經(jīng)公共阻抗而形成的干擾,干擾方式主要包括公共電源內(nèi)阻及線路阻抗耦合和公共地線路阻抗耦合。



導(dǎo)線間的串?dāng)_模型如下圖所示,有電容性耦合和電感性耦合兩種。





2.3 輻射對(duì)電路的干擾

輻射對(duì)電路干擾的示意圖如下圖所示。



輻射對(duì)電路的干擾有共模干擾和差模干擾兩種,共模就是結(jié)構(gòu)面之間的,差模就是兩條連接線圖構(gòu)成的干擾。



耦合模型有平面波對(duì)印制線的耦合和孔縫泄露場(chǎng)對(duì)印制線的耦合,如下圖所示。

  

2.4 高頻電路(1~λ)的等效模型——分布參數(shù)電路模型



其中,分布參數(shù)R0為分布電阻,L0為分布電感;G0為分布電導(dǎo);C0為分布電容。



3 系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)   


電磁兼容設(shè)計(jì)的目的是使電子展(http://www.0755hz.cn/dzz/)設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中能正常工作、無性能降低或故障,并對(duì)電磁環(huán)境中的任何事物不構(gòu)成電磁干擾,實(shí)現(xiàn)電磁兼容性。主要分為:電路組件級(jí)設(shè)計(jì);設(shè)備級(jí)設(shè)計(jì);分系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì);系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì);系統(tǒng)間級(jí)設(shè)計(jì)。

3.1 電磁兼容設(shè)計(jì)實(shí)施流程



3.2 自底向上法

自底向上的方法主要解決涉及內(nèi)部子系統(tǒng)、嵌入式電子元件及電路對(duì)初級(jí)外部的影響和次級(jí)(感應(yīng))電磁效應(yīng)的響應(yīng)的“內(nèi)部”問題。但在實(shí)際工程中,由于缺乏板級(jí)或部件級(jí)的仿真設(shè)計(jì)模型,對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)(如車載/機(jī)載系統(tǒng)、多車輛系統(tǒng))的電磁兼容性評(píng)估缺乏可操作性。

可以采用分層與綜合設(shè)計(jì)的方法來進(jìn)行系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí),按照產(chǎn)品在電磁兼容設(shè)計(jì)時(shí)所采取的各項(xiàng)措施的重要性為先后,分為若干層次進(jìn)行設(shè)計(jì),并加以綜合分析進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整直到完善:

   第一層為有源器件的選型和印制板設(shè)計(jì);
   第二層為接地設(shè)計(jì);
   第三層為屏蔽設(shè)計(jì);
   第四層為濾波設(shè)計(jì);
   第五層為瞬態(tài)騷擾抑制;

3.3 自頂向下方法
本 重點(diǎn)介紹電子系統(tǒng)的電磁干擾預(yù)測(cè)分析模型和電磁兼容設(shè)計(jì)方法。自頂向下的方法從大型復(fù)雜系統(tǒng)的頂層入手,具體如下:
   依據(jù)用戶的頂層使用要求和系統(tǒng)級(jí)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)等來制定全系統(tǒng)頂層電磁兼容設(shè)計(jì)指標(biāo),并驗(yàn)證指標(biāo)的合理性;
   將頂層電磁兼容設(shè)計(jì)指標(biāo)逐級(jí)向分系統(tǒng)進(jìn)行量化分解;
   依據(jù)全系統(tǒng)電磁兼容模型,采用“分系統(tǒng)與總體的協(xié)同設(shè)計(jì)”的方式,對(duì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的電磁兼容性進(jìn)行量化評(píng)估,預(yù)測(cè)各分系統(tǒng)性能對(duì)實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)電磁兼容頂層設(shè)計(jì)指標(biāo)的影響
   對(duì)各分系統(tǒng)的指標(biāo)以及全系統(tǒng)集成方案進(jìn)行調(diào)整和重新設(shè)計(jì),解決分系統(tǒng)設(shè)計(jì)及工藝實(shí)現(xiàn)中指標(biāo)偏離對(duì)全系統(tǒng)電磁兼容性的影響
   應(yīng)用全系統(tǒng)電磁兼容綜合仿真測(cè)試平臺(tái),完成模擬環(huán)境的分系統(tǒng)聯(lián)調(diào)試驗(yàn)。
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