電磁兼容原理與設(shè)計試題
(總分100分,時間120分鐘)
1. 區(qū)別電磁騷擾和電磁干擾兩個術(shù)語的不同。(10分)
答:電磁噪聲(騷擾):(強調(diào)原因和過程)任何可能引起設(shè)備或系統(tǒng)性能下降的包磁現(xiàn)象——強調(diào)任何可能的電磁危害現(xiàn)象原因。
電磁干擾:(強調(diào)的是結(jié)果)。
2. EMI、EMS和EMC分別指什么,有何區(qū)別?(5分)
答:Electromagnetic Interference,EMI,電磁干擾。
Electromagnetic Susceptibility,EMS,電磁敏感性。
Electromagnetic Compatibility,EMC,電磁兼容。
電氣和電子設(shè)備在正常運行的同時,也往外發(fā)射有用或無用的電磁能量,這些能量會影響其它設(shè)備的正常工作,這就是電磁干擾。
對電磁干擾進行分析、設(shè)計和驗證測試的學(xué)科領(lǐng)域就是電磁兼容。
電磁敏感性是指設(shè)備、器件或系統(tǒng)因電磁干擾可能導(dǎo)致工作性能下降的特性。
3.電磁干擾三要素是什么?(5分)
答:電磁干擾三要素是干擾源、耦合通道、敏感設(shè)備。
4.功率信號發(fā)生器XG26,*小輸出功率10-8mW,請換算成dB(mW)。(5分)
5. 已知V=1mV,求:
、
。(5分)
答:(1mV)dBmV=20lg (1mV/1V*10-3 )=20(lg1+3)=20*0+60=60 dBmV
(1mV)dBuV=20lg(1mV/1V*10-6)= 20(lg1+6)= 20*0+120=120 dBuV
6. 術(shù)語解釋:靜電放電(5分)
答:靜電放電是指不同靜電電位的物體靠近或直接接觸是發(fā)出的電荷轉(zhuǎn)移
7. 什么是傳導(dǎo)耦合?(5分)
答:傳道耦合是指電磁干擾能量從干擾源沿金屬導(dǎo)體傳播至被.干擾對象(敏感設(shè)備)
8.電磁屏蔽的作用原理是什么? (10分)
答:電磁屏蔽是指同時抑制或削弱電場和磁場。
電磁屏蔽一般也是指高頻交變電磁屏蔽(10kHz ~ 40GHz)。
在頻率較低(近場區(qū),近場隨著騷擾源的性質(zhì)不同,電場和磁場的大小有很大差別。
高電壓小電流騷擾源以電場為主(電準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)場-忽略了感應(yīng)電壓),磁場騷擾較小(有時可忽略)。
低電壓高電流騷擾源以磁場騷擾為主(磁準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)場-忽略了位移電流),電場騷擾較小。
隨著頻率增高,電磁輻射能力增加,產(chǎn)生輻射電磁場,并趨向于遠場騷擾。遠場騷擾中的電場騷擾和磁場騷擾都不可忽略,因此需要將電場和磁場同時屏蔽,即電磁屏蔽。
9.屏蔽體對電磁波的衰減程度用那個物理量來評價?表達式是什么?式中各量的含義是什么?(10分)
答:對電、磁場和電磁波產(chǎn)生衰減的作用就是電磁波屏蔽, 屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量:
SE = 20 lg ( E1/ E2 ) , SH = 20 lg ( H1/ H2 ) dB
10.為什么要接地?接地技術(shù)可分為哪幾類?(10分)
答:接地是抑制電磁干擾、提高電子設(shè)備電磁兼容的重要手段之一。
安.全接地包括防雷接地、接零保護接地、設(shè)備安.全接地
信號接地包括單點接地、多點接地、混合接地、懸浮接地,單點接地分為并聯(lián)和串聯(lián)。
11.信號接地與安.全接地的區(qū)別是什么?(5分)
答:接地是指在系統(tǒng)的某個選定點與某個電位基準(zhǔn)面之間建立一條低阻抗的導(dǎo)電通路。
安.全接地是采用低阻抗的導(dǎo)體將用電設(shè)備的外殼鏈接到大地上,是操作人員不致因外殼漏電或靜電放電而發(fā)生觸電危險。
12.按照濾波機理劃分,有反射式濾波器和吸收式濾波器,它們的工作原理是什么?(10分)
答:反射濾波器,是由無損耗(理想情況)的電抗元件構(gòu)成的,主要應(yīng)用于線路中,主要作用是將阻帶頻率反射回信號源的電子裝置。(通帶內(nèi)提供低串聯(lián)阻抗和高并聯(lián)阻抗,阻帶內(nèi)提供大的串聯(lián)阻抗和小的并聯(lián)阻抗。)
普通的濾波器都是反射濾波器。
低通濾波器
低通濾波器是電磁兼容技術(shù)當(dāng)中用的*多的一種濾波器,用來控制高頻干擾。把有用的頻率的信號進行通過,把高于某個頻率的信號進行衰減。
吸收式濾波器是由有耗器件構(gòu)成的,在阻帶內(nèi)吸收躁聲的能量轉(zhuǎn)化為熱損耗,從而起到濾波作用。
鐵氧體吸收型濾波器是目前應(yīng)用發(fā)展很快的一種低通濾波器。鐵氧體是一種由鐵、鏡、鋅氧化物混合而成,具有很高的電阻率,較高的磁導(dǎo)率(約為100一1500) 磁性材料。低頻電流可以幾乎無衰減地通過鐵氧體,高頻電流卻會受到很大的損耗,轉(zhuǎn)變成熱量散發(fā)。它可以等效為電阻和電感的串聯(lián)。電阻值和電感量都是隨著頻率而變化的
13.請給出共模扼流圈的結(jié)構(gòu)并簡述其工作原理。(10分)
答:L 稱共模扼流圈,是在一個閉合磁環(huán)上對稱繞制方向相反、匝數(shù)相同的線圈。理想的共模扼流圈對L(或N)與E 之間的共模干擾具有抑制作用,而對L 與N 之間存在的差模干擾無電感抑制作用。
CX 電容接于L 與N之間,稱為差模電容;
CY 接于L(或N)與E 之間,稱為共模電容或接地電容。
14.針對雷擊浪涌可采用哪些元器件?(5分)
答:抑制雷擊浪涌騷擾的元器件主要有氣體放電管(避雷管)、壓敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管(TVS),這些元器件屬于對瞬態(tài)瞬變脈沖的吸收器。