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电磁兼容试卷1


《电磁兼容原理与技术》考试卷

姓名学号学院年级专业 题号 一 二 三 总分 评分人 题分 得分 本试卷共 3 页,满分 100 分,考试时间 150 分钟 一、名词解释(每个 5 分) 1. 电磁兼容三要素 电磁干扰源、敏感设备(受扰设备)、以及在干扰源与敏感设备之间传递干扰的途径(介质), 就是电磁兼容三要素。电磁兼容就是围绕这三要素进行的。 2. 差模干扰与共模干扰 由信号线与地线形成的回路, 在信号线与地线上产生的干扰电压和电流, 在信号线上产生的 干扰和在地线上所形成的干扰,具有不同的极性,所以叫差模干扰。 共模干扰:在信号线与公共地,地线与公共地之间产生的干扰,两个干扰电压极性相同,干 扰电流方向相同,所以叫共模干扰。 3 比吸收率;英文缩写 SAR(Special Absorption Rate),指单位质量生命体所吸收的电磁功率 密度 SAR= (单位:W/kg) 4. 抗扰度:电子电器产品、设备保持自己正常工作状态能够容忍的最大电磁干扰强度,分 为辐射抗扰度和传导抗扰度两种。 通过专用仪器, 可以测出产品的辐射抗扰度和传导抗扰度。 5. CCC 认证 是 Compulsory Certification of China 的缩写, 即: 中国强制认证标准的标志。 根据这个标准, 电子电器产品性能必须符合电磁兼容标准的要求,才允许生产和销售。该标准于 2002 年 5 月 1 日正式实施。 6. 辐射耦合 辐射耦合是指雷电电磁脉冲能量以电磁场形式耦合到接收器具体有空间电磁波至接收 天线的耦合、空间电磁波对电缆的耦合、电缆对电缆的耦合等 二、问答题(每小题 6 分) 1. 画出电容、电感的实际等效电路与幅频特性,并加以分析说明。 电容和电感在高频情况下, 不再只是单一元件, 而是转变成两个或三个基本元件的串联或并 联。 理想电容的频率特性, 是随着频率的增高, 阻抗线性下降; 而实际电容器的频率特性是, 随着频率的增加,总阻抗在下降到某一最小值后,开始随着频率增加而增大,感抗起主要作 用。

理想电感的频率特性是,随着频率的增加,阻抗线性增大;但实际电感器的频率特性是,随 着频率的增加,总阻抗在某一频率达到最大值,之后就开始减小,起主要作用的是容抗了。 2. 什么是印制电路电磁兼容设计的 3W 原则? 印制电路板上两条相邻走线中心线之间的距离, 必须不小于走线宽度的 3 倍(3W), 又可以表 示为:相邻走线之间的距离,必须大于走线宽度的 2 倍(>2W) 3. 什么是屏蔽效能,它的何定义表达式为何? 穿过屏蔽体之前的能量,与穿过屏蔽体后的电磁能量之比,即: SE(dB)=20log dB 或 SE(dB)=20log dB E1 屏蔽前电场强度;E2 屏蔽后的电场强度 H1 屏蔽前磁场强度;H2 屏蔽后磁场强度 4. 有哪 4 种类型的滤波器?它们的根本区别在哪里? 四种滤波器是:低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。这四种滤波器的根本 区别,是它们适用的频率范围不同。 5. 什么是浪涌,它是如何产生的? 指由雷电或者电力系统控制开关通断时所产生的高强度、 大能量的电磁脉冲。 加到电子元器 件上的浪涌, 有可能造成器件的损坏或失效, 必须采取旁路等相应措施防止浪涌带来的危害。 6. 常见的 4 种主要电磁干扰源是哪些?它们各有什么特点? 常见的四种干扰包括: ⑴雷电⑵静电放电⑶电快速脉冲⑷浪涌。 雷电是自然界产生的强干扰, 静电放电可以是自然界也可以是人为产生的,强度一般低于雷电,两者的机理相同。电快速 脉冲是由振荡电路等所产生的脉冲群,而浪涌是以强度非常大的单个脉冲为主。 7. PCB 中的主要辐射源有哪几种? 印制板走线与分布电容形成振荡电路产生辐射干扰, 引线电感与寄生电容形成振荡电路, 产 生辐射干扰。 三、分析计算题(22 分) 1. (10 分) 静电荷的产生在印刷行业中是一个常见问题。纸张在通过压力机时会带上电荷。 当同一纸张从压力机中送回来时,纸上已经带很多电荷,使其他纸张与之粘在一起。简述静 电产生的原因。你认为对此问题,应该如何解决? 从静电的产生机理可以知道,两种分子在挤压在一起后再分开,就会使两种分子都会带电。 所以,当纸张通过复印机时,由于受到滚轮的挤压后,纸张出来时会带上静电(尤其空气干 燥情况下更是如此),将其他纸张吸引在一起。要解决这个问题,通常可以通过增加空气湿 度(如加湿器)的方法来解决。 2.(12 分) (1) 40dBμ +40dBμ =80 dBμ 这个式子对不对?为什么? (2) 将 40W 转换为 dBW P=40W, PdB =10log(P/P0) = 10log(40/1W)=10+10log4 = 10+10×0.602=16.02 dB (3) 将 8mV 转换为 dBμ V 因为 V=8mV, VdBμ V = 20Log(8mV/1μ V) = 20Log8 + 60 = 20×0.903+60 = 18.062+60=78.062 dBμ V 答卷 一、 1. 电磁兼容三要素:电磁干扰源、敏感设备(受扰设备)、以及在干扰源与敏感设备之间传递

干扰的途径(介质),就是电磁兼容三要素。电磁兼容就是围绕这三要素进行的。 2. CCC 认证:是 Compulsory Certification of China 的缩写, 即:中国强制认证标准的标志。 根据这个标准,电子电器产品性能必须符合电磁兼容标准的要求,才允许生产和销售。该标 准于 2002 年 5 月 1 日正式实施。 3.比吸收率:英文缩写 SAR(Special Absorption Rate),指单位质量生命体所吸收的电磁功率 密度 SAR= (单位:W/kg) 4. 抗扰度:电子电器产品、设备保持自己正常工作状态能够容忍的最大电磁干扰强度,分 为辐射抗扰度和传导抗扰度两种。 通过专用仪器, 可以测出产品的辐射抗扰度和传导抗扰度。 5. 浪涌:指由雷电或者电力系统控制开关通断时所产生的高强度、大能量的电磁脉冲。加 到电子元器件上的浪涌, 有可能造成器件的损坏或失效, 必须采取旁路等相应措施防止浪涌 带来的危害。 6. 电磁兼容:电子电器设备在所处电磁环境下能够正常工作,既不对其他电子电器系统产 生有害干扰,又有能力抵抗外来电磁干扰从而保持自设正常工作状态。 二、 1. 常见的四种干扰包括:⑴雷电⑵静电放电⑶电快速脉冲⑷浪涌。雷电是自然界产生的强 干扰,静电放电可以是自然界也可以是人为产生的,强度一般低于雷电,两者的机理相同。 电快速脉冲是由振荡电路等所产生的脉冲群,而浪涌是以强度非常大的单个脉冲为主。 2. 四种滤波器是:低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。这四种滤波器的 根本区别,是它们适用的频率范围不同。 3. 电容和电感在高频情况下,不再只是单一元件,而是转变成两个或三个基本元件的串联 或并联。 理想电容的频率特性, 是随着频率的增高, 阻抗线性下降; 而实际电容器的频率特性是, 随着频率的增加,总阻抗在下降到某一最小值后,开始随着频率增加而增大,感抗起主要作 用。 理想电感的频率特性是,随着频率的增加,阻抗线性增大;但实际电感器的频率特性是,随 着频率的增加,总阻抗在某一频率达到最大值,之后就开始减小,起主要作用的是容抗了。 4. PCB 中的主要辐射源有:印制板走线与分布电容形成振荡电路产生辐射干扰,引线电感与 寄生电容形成振荡电路,产生辐射干扰。 5. 差模干扰:由信号线与地线形成的回路,在信号线与地线上产生的干扰电压和电流,在 信号线上产生的干扰和在地线上所形成的干扰,具有不同的极性,所以叫差模干扰。 共模干扰:在信号线与公共地,地线与公共地之间产生的干扰,两个干扰电压极性相同,干 扰电流方向相同,所以叫共模干扰。 6. 屏蔽效能:穿过屏蔽体之前的能量,与穿过屏蔽体后的电磁能量之比,即: SE(dB)=20log dB 或 SE(dB)=20log dB E1 屏蔽前电场强度;E2 屏蔽后的电场强度 H1 屏蔽前磁场强度;H2 屏蔽后磁场强度 7. 3W 原则: 印制电路板上两条相邻走线中心线之间的距离, 必须不小于走线宽度的 3 倍(3W), 又可以表示为:相邻走线之间的距离,必须大于走线宽度的 2 倍(>2W) 8. 使用手机时,应当注意:在手机呼叫接通瞬间,让手机离开头部远些,通话时间不要太 长,使用耳机代替扬声器,在飞机上、加油站等一些特殊场所不要使用手机等。 三. 1. P=40W, PdB =10log(P/P0) = 10log(40/1W)=10+10log4 = 10+10×0.602=16.02 dB 因为 V=8mV, VdBμ V = 20Log(8mV/1μ V) = 20Log8 + 60 = 20×0.903+60 = 18.062+60=78.062

dBμ V 2. 从静电的产生机理可以知道,两种分子在挤压在一起后再分开,就会使两种分子都会带 电。所以,当纸张通过复印机时,由于受到滚轮的挤压后,纸张出来时会带上静电(尤其空 气干燥情况下更是如此),将其他纸张吸引在一起。要解决这个问题,通常可以通过增加空 气湿度(如加湿器)的方法来解决。


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