电磁兼容经典例题

1. 求下列各物理量以dB表示的值:①P1?1mW和P2?20W; ②

v1?10mV和v2?20?V; ③i1?2mA和i2?0.5A。

解： (1)

(2)(3)

PdB = 10log(P1/P2) = -43dB

PdB = 10log(P1/P2) = 54dB

PdB = 10log(P1/P2) = -48dB

2. 计算连接电缆的功率损耗(电缆特性阻抗与负载阻抗匹配)

解： 电缆的功率损耗 = PindBm?PoutdBm

= 8.686?L

（α为传输线损耗，L为所选传输线的长度）

3. 使用dB表示放大器的性能参数:增益。如果输入功率1?W,放大器增益60dB，其输出功率为多少dB?W。

解：使用dB表示放大器的增益为：

PoutdB?增益dB?PindB 或者PoutdBm?增益dB?PindBm 或者PoutdB?W?增益dB?PindB?W

若输入功率为1?W即PindB?W= 10log(1?W/?W) = 0dB?W 故PoutdB?W = 60dB - 0dB?W= 60dB?W

4. 为什么大量的现代EMC测试设备具有50?的纯电阻输入阻抗和源阻抗，并且用50?同轴电缆来连接。

解：如果电缆的终端阻抗不等于电缆的特性阻抗，那么从信号源向负载方向看

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过去的电缆输入阻抗也不再对所有长度的电缆都是50?，而是会随着频率和电缆长度的变化而变化。选择50?以外的其他任何阻抗都是合适的，但是50?已经成为工业标准。这就是为什么大量的现代化EMC测试设备具有50?的纯输入阻抗和信号源阻抗，并且用50?的同轴电缆来连接。

5. 一台50?的信号发生器（信号源）与输入阻抗为25?的信号测量仪（EMI接收机）相连，信号发生器指示的输出电平为-20dBm，求信号测量仪的输入电压（以dB?V为单位）。

解：由题意有，在负载接50?负载情况下，50?负载上的功率为：

Pout = 10?20/10 = 0.01mW，

故50?负载上的电压为：

Uout =

所以信号源的开路电压为：

50*Pout = 0.707mV，

Uoc = 2*Uout = 1.414mV

再根据Rs = 50?和RL = 25?分压计算得到：

' = UoutRL*UOC = 53.47dB?V.

RL?RS6. 将内外半径分别为a和b，磁导率为?的无限长磁性材料圆柱腔

??BB置于均匀磁场0中。假设均匀磁场0的取向与无限长磁性材料圆

柱腔的轴线平行，试求解此圆柱腔的磁屏蔽效能。

解：由题意有，圆柱腔壁厚度t?b?a，平均半径R?相对磁导率?r?a?b。 2?（?0为真空的磁导率） ?0故由屏蔽效能定义有：

SE?20log(1?

?rt2R)?20log[1??(b?a)]

?0(a?b)2

7. 将内外半径分别为a和b，磁导率为?的磁性材料球壳置于均匀

?磁场B0中，试求解此球壳的磁屏蔽效能。

解：由题意有，球形磁屏蔽壳的平均半径re?相对磁导率?r?a?b。屏蔽壳厚度t?b?a， 2?（?0为真空的磁导率）。 ?0由屏蔽效能定义有：

SE?20log(2?rt4?(b?a)?1)?20log[]。 3re3?0(a?b)8. 理想的共模扼流圈(线圈的缠绕完全对称且没有损耗)的结构如下图所示，如果AB端相连，那么50MHZ时从ab端看进去的电阻为

0?90k?。如果Ab端相连，那么50MHZ时从aB端看进去的电300

0?90k?。阻为1000计算此扼流圈的自电感和互电感。并用pSpice

验证结果。

ａ Ａ ｂ Ｂ

解：由题设条件知两耦合线圈的等效电路图如下：

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（其中L1?L2?L）

若AB端相连时：假设电流I.从a端流入，则ab间电压为：

U.?2jw(L?M)I.

故从ab端看进去的电阻为：

.R.?U?2jw(L?M)?300jK?（①）

I.若Ab端相连时：假设电流I.从a端流入，则aB间的电压为：

U.?2jw(L?M)I.

故从aB端看进去的电阻为：

.R.?UM)?1000jK?（②）

I.?2jw(L?联立①②解得：

L?1.035mH,M?0.557mH

pSpice仿真电路图如下：

仿真结果如下：

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结果ab间的输入电阻为300.443K?，和300jK?基本相同。 当aB连接时电路如下：

仿真设置不变，仿真结果如下：

结果aB间的输入电阻为1000.2K?，与1000jK?基本相同。

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9. 理想的共模扼流圈(L=30?H ,M=27?H；线圈的缠绕完全对称且没有损耗)连接在源和负载之间，如图所示。假设所有的共模电流都被共模扼流圈所抑制，计算负载电压的幅度。用pSpice验证结果。

1k? 10sin(?t)V@100MHZ

解：由题设可得共模扼流圈等效电路图如下：

记激励电压为U0，对电路运用KVL得到：

U0?2jw(L?M)I?U1U

1?IR1解得：

U0R1?UR?2jw(L?M)?2.564??75.144V

pSpice仿真电路图如下：

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得到R1两端电压如图所示：

结果为电阻两端的幅值为：2.5639V。

10. 适用于我国各种军用电子、电气和机电设备及分系统的EMC标准及其主题内容是什么？罗列主要的国际EMC标准化组织？ 解：

GJB151《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》和GJB152《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》于1986年正式颁布实施，在1997年在原标准基础上等效采用MIL-STD-461D和MIT-STD-462D颁布了三军通用的新的电磁

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兼容标准GJB151A-97和GJB152A-97。其主要内容是：（1）它将分系统和设备的电磁发射和电磁敏感度测量方法合成一个标准；（2）它明确指出这些标准对于特定的分系统和设备时进行必要的剪裁。由于具体的分系统和设备的所安装的平台及电磁环境不尽相同，因此在分系统和设备订货时就要进行这种剪裁，在设计中依靠设计人员的EMC知识对其EMC进行控制。（3）本标准的附录《应用指南》给出每个要求的原理和背景，这对理解和贯彻标准十分有用。

主要的国际EMC标准化组织有：国际电工委员会（IEC）、国际无线电干扰特别委员会（CISPR）、国际大电网会议（CIGRE）、国际电信联盟（ITU）、国际标准化组织（ISO）、跨国电气和电子工程师协会（IEEE）等。

11. 图示IEC标准体系？表述基础标准、通用标准和产品（类）标准的相互关系。 解：

IEC标准体系图如下：

基础标准 基础发射标准 基础抗扰度标准 通用发射标准 通用标准 通用抗扰度标准 B类：居民区、B类：居民区、 A类： A类： 商业区、轻工业商业区、轻工业 工业区 产品标准 工业区 区 区 在基础标准、通用标准和产品标准三层次中，下一层次的标准通过引用上一个层次的标准来构成本层次标准的一部分。标准层次越低，规定越详细、明确，操作性就越强；反之米标准的包容性越强，使用范围越宽。

12. 举例说明国家EMC标准编号的形式？ 解：

举例：GB4824-1995：GB代表强制性国家标准；4824代表工业、科学和医疗射频设备无线电干扰特性的测量方法和限值；1995代表制定年份。

GB/T17618-1998：GB/T代表推荐性国家标准；17618代表信息技术设备扰度限值和测量方法；1998代表制定年份。

13. 不同负载对滤波器特性的影响的研究

以简单的RC滤波器为例，通过A矩阵，使用解析的方法得到滤波器的传递函数，进而得出不同负载情况下的滤波器的幅度和相位与频率的变化关系。然后，利用matlab编程得到在不同负载下的滤波器特性图，直观的显示在不同负载情况下的滤波器特性。然后，通过改变滤波器的拓扑结构，依照前述相同方法，分

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别对T型滤波器和?型滤波器的负载特性进行讨论。

RC低通滤波器

T型滤波器

?型滤波器

解：由A转移矩阵可得：串联电阻R，串联电感L，并联电容C的A矩阵分别为：

?1R??1?01?，?0???jwL??10?，??。对电源和负载ZL间的所有原件应用A矩阵计1?jwC1???算得到输入端的电压电流与负载端的电压电流关系。

（1）RC低通滤波器 A矩阵为：

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?1ZG??1R??1??*??*??01??01??jwC?1?(R?ZG)0?jwC???1?jwC?R?ZG?1?

?记输入端的电压电流为u1和i1，负载端的电压电流为u2和i2，则有：

?u1??1?(R?ZG)jwCR?ZG??u2??i????*?i? jwC1??2??1??在负载端ZL上，u2=i2*ZL，得到u1和u2的关系得：

u2?ZLu1

A11ZL?A12对于T型和?型滤波器只需计算相应的转移A矩阵再代入上式即可得到负载上的电压的幅值与相位和频率的关系。 仿真结果如下：

（频率与负载电压幅值关系）

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zpgf.html