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电磁兼容预测应用
作者:  日期:2017-01-11  浏览次数:1598次  来源:
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       电磁兼容预测是为更好实现电磁兼容设计服务的。电磁兼容设计的发展经历了三个阶段:即问题解决法、规范法和系统法。
       问题解决法是先进行研制,然后根据研制成的设备或系统在测试中出现的电磁干扰问题,运用各种抑制干扰的技术去逐个解决。很明显,这种方法存在很大的风险,往往造成很大的人力和财力的浪费,延误研制周期。
       规范法是指依据电磁兼容性标准和规范进行设备和系统设计制造。这样可以再一定程度上预防电磁干扰问题的出现。不过由于标准、规范并非针对某个设备或系统制定,往往造成过量的设计裕量,或虽然满足了规范,但仍存在干扰等现象。
       系统法则是建立在计算机技术和数值计算技术的基础上,是根据预测程序针对设计方案进行电磁兼容性预测和分析,若发现不兼容问题或存在太大的过量设计,则可修改设计然后再进行预测,形成合理方案后在进行硬件生产。实践证明:系统法可解决多数电磁不兼容或兼容裕量过大等问题,并有助于缩短研制周期,节约研制成本,代表电磁兼容设计的发展方向。
       一、预测建模、预测方程及预测步骤
       电磁兼容预测所针对的三个基本要素是电磁骚扰源、耦合途径和敏感设备:
       1、骚扰源是指能发出电磁能量的各种元件、器件、设备、系统或自然现象;
       2、耦合途径指能量从骚扰源到敏感设备的途径,如传导通路、辐射传播媒介等;
       3、敏感设备指对外来骚扰发生响应的设备。
       平时所说的电磁干扰效应是指骚扰源发出的电磁能量经过耦合途径传输至敏感设备,且使得敏感设备出现有害的响应,本书讨论中认为:干扰是骚扰产生的有害结果。
       电磁兼容预测就是要在硬件生产之前分析可能存在的不合理设计,而建立三要素的基本模型是所有预测的基础。
       1、骚扰源模型
       信号发生器的基本任务是产生电磁能,在设计所需频带范围内的辐射称为基本辐射,属有用信号;而不在设计所需频带范围内的辐射称为带外辐射,属无用信号。所有辐射能量均可从其空间分布、频谱特性方面加以描述。我们知道能量的空间分布取决于辐射体的方向性。
       2、耦合途径模型
       根据电磁骚扰传输和耦合途径的特征,有学者对工程中各类问题归纳为六种模型:天线对天线骚扰模型、电磁场对导线的感应骚扰模型、导线对导线感应模型、公共阻抗传导骚扰模型、孔缝泄露场模型、机壳屏蔽效能模型。
       3、敏感设备模型
       任何实际敏感设备均非理想的通带,都具有接收带外信号的能力。接收机的受扰程度除与信号类型、骚扰侵入方式有关外,还与信号的调制方式及频谱有关。
       预测步骤
       在电磁兼容预测中应注意:同一个设备往往即是骚扰源,又是敏感设备。因此对于一个实际的电气、电子系统,其中可能存在的骚扰对数量是很大的。如一个由20个收发设备组成的系统,其可能的骚扰对将超过100万对。如果对每一个骚扰对都进行详细分析是难以想象的,也是不必要的。工程中往往按先粗后细的原则,剔除那些能够肯定的问题。对剩下的问题采用不同的分析模型处理。
       二、传导骚扰预测
       从耦合途径角度来看,不同的媒介具有不同的骚扰特征。一般分为三大类:传导骚扰、感应骚扰、辐射骚扰;传导骚扰的耦合途径是直接相连的导体,如共地阻抗等;导线与回路之间的电耦合、磁耦合、混合电磁耦合称为感应骚扰;通过空间传播的电磁骚扰称为辐射骚扰,主要有共模辐射骚扰及差模辐射骚扰。
       三、感应骚扰预测
       感应骚扰可细分为容性骚扰和感性骚扰两类,但实际问题中,两者往往是并存的。
       四、辐射骚扰预测
       对于通过空间传播的骚扰,可借助基本辐射单元的辐射特性加以分析。
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