参考资料 U U 盘电磁兼容性检测毕业论文盘电磁兼容性检测毕业论文 目 录 前 言 1 第 1 章 电磁兼容的基本知识 4 1 1 电磁兼容基础知识 4 1 2 电磁兼容问题的提出与表现 5 1 2 1 摩尔定律的挑战 5 1 2 2 为什么要做电磁兼容性检测 5 1 2 3 电磁兼容问题的危害 5 第 2 章 电磁兼容测试的标准体系简介 7 2 1 CISPR 出版物 7 2 2 IEC TC77 制定的 IEC61000 系列标准 8 2 3 中国的电磁兼容标准体系 8 2 4 通用电磁骚扰标准 12 第 3 章 测试场地介绍 15 3 1 开阔试验场 15 3 1 1 对开阔试验场的要求 16 3 1 2 开阔试验场使用的局限性 19 3 2 电波暗室 19 3 2 1 电波暗室的分类及其主要特征 19 3 2 2 电波暗室的结构和吸波材料 22 3 2 3 电波暗室的性能校验 23 3 3 屏蔽室 24 3 3 1 屏蔽室的结构 24 3 3 2 屏蔽室的实际屏蔽效果 27 参考资料 第 4 章 U 盘的 EMC 符合性检测 29 4 1 EMI 部分 29 4 1 1 空间辐射 30 MHz 1000 MHz 29 4 1 2 电源端传导骚扰 150 KHz 30 MHz 33 4 1 3 电流谐波辐射 35 4 1 4 电压波动和闪烁 36 4 2 EMS 部分 37 4 2 1 空间辐射抗干扰 80 MHz 1000 MHz 37 4 2 2 电源端传导骚扰耐受性 39 4 2 3 电压跌落耐受性 40 4 2 4 浪涌电压耐受性 41 4 2 5 快速脉冲群耐受性 42 4 2 6 静电放电耐受性 42 第 5 章 测试结果与数据分析 46 5 1 测试结果总结 46 5 2 空间辐射数据分析 46 5 3 电源端传导骚扰数据分析 48 5 4 电流谐波辐射测试数据分析 50 5 5 电压波动与闪烁测试数据分析 54 5 6 空间辐射抗绕度测试数据分析 56 5 7 电源端传导耐受性数据分析 57 5 8 静电放电耐受性测试数据分析 57 第 6 章 总结 59 参考文献 61 致谢 62 参考资料 前 言 随着电子技术的迅速发展 现代的电子设备已广泛地应用于人类生活的各 个领域 当前 电子设备已处于飞速发展的时期 并且这个发展过程仍以日益 增长的速度持续着 电子设备的广泛应用和发展 必然导致它们在其周围空间 产生的电磁场电平的不断增加 也就是说 电子设备不可避免地在不断恶化的 电磁环境 Electromagnetic Environment EME 中工作 因此 必须解决电 子设备在电磁环境中的适应能力 1 问题的提出 电磁兼容性 EMC 是一门关于研究电磁干扰 EMI 和电磁抗干扰 EMS 的科学 目前 就世界围来说 电磁兼容性问题已经形成一门新的学科 电磁 兼容的中心课题是研究控制和消除电磁干扰 使电子设备或系统与其它设备联 系在一起工作时 不引起设备或系统的任何部分的工作性能的恶化或降低 电 磁兼容检测的任务 就是研究和解决电磁波相互干扰问题 使电磁波在特定的 空间能够达到兼容 欧共体政府规定 从 1996 年 1 月 1 起 所有电气电子产品必须通过 EMC 认 证 加贴 CE 标志后才能在欧共体市场上销售 此举在世界上引起广泛影响 各 国政府纷纷采取措施 对电气电子产品的 EMC 性能实行强制性管理 根据欧盟 的电磁兼容 EMC 指令 83 336 EEC 所有在欧盟市场销售的电子电气产品必 须在其对其他产品的干扰性及对外来影响的抗干扰性方面严格符合欧盟法律要 求 为了应对欧盟的指令 我国的 3C 认证制度已于 2002 年 5 月启动 自 2003 年 5 月 1 日起 我国将正式对 19 类 132 种产品实施强制性认证管理 2 研究现状 我国的 EMC 测试及标准化工作始于六十年代 当时国的一些院所建立了相 对简陋的试验室 开展无线电干扰 骚扰 测试研究 同时参考前苏联和欧美 国家标准制定我们国家自已的 EMC 标准和技术条件 自从 1986 年成立了全国无 线电干扰标准化委员会后 我国才开始有组织有系统地对应 CISPR IEC 开展国 参考资料 EMC 标准化工作 目前全国无线电干扰标准化委员会已成立了八个分技术委员 会 其中七个分会与 CISPR A B C F G 分会相对应 S 分会是根据我国国情而 成立的 它主要涉及无线电系统与非无线电系统之间的电磁兼容问题 目前我 国已制定了六十多项 EMC 国家标准 其中基础标准为 GB4365 1995 电磁兼容术 语 GB T6113 1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规 关于 EMI 测量仪器的生产厂 目前国尚没有这方面的生产能力 国际上也 只集中在少数几家公司如德国的罗德与施瓦茨公司 RS 公司 是生产 EMI 仪器 的著名公司 一直紧跟标准的变化 美国的惠普公司 HP 公司 现为安捷伦公 司 也以其自身的优势大量生产着 EMI 测量仪器 目前两家公司在技术 产品 可靠性 售后服务 价格上各有千秋 还有美国的依顿公司 泰克公司 日本 的目黑公司等也生产 EMI 测量仪器 有的可用于认证测试 有的可用于企业预 测试 国一些重要科研单位 大型生产厂家及某些高校先后兴建电磁兼容试验 室 引进了成套的测量设备 另外 我国的 3C 认证中只要求了 CE 认证的 4 个项目 而且要求普遍比 CE FCC 等认证低 但由于 EMC 检测设备价格不菲 绝大多数产品制造商不能 在设计初期将 EMC 加以重视 导致在后期大量的 EMC 问题积累 只能牺牲成本 进行整改 3 本论文的研究容 本文主要研究信息技术类产品在做 CE 认证时 所涉及的电磁兼容问题 文 章主要从电磁干扰 EMI 和电磁抗干扰 EMS 两方面去考察一个 U 盘需要做 的电磁兼容项目及其具体做法 同时较多的介绍了测试场地和仪器 4 本论文的研究方法 本文采用验证性的研究方法 通过一系列对比性试验验证 U 盘的电磁兼容 性是否达到 CE 认证的要求 介绍了电磁兼容测试的基本知识 重点讲述了信息 技术设备 EMC 检测的基本方法以及 CE 认证的检测项目 相关标准与流程 5 本论文的结构 本论文共有六章 通过 IT 类最简单的产品 U 盘 我希望讲清楚 IT 类 产品做 CE 认证的测试项目与测试流程 因此 我如下安排了本论文 第一章主 要介绍了电磁兼容的基本知识以及电磁兼容问题的重要性 第二章重点介绍了 参考资料 我国目前电磁兼容测试方面的标准体系 分别从基础类标准 通用类标准 产 品族标准 系统类标准去介绍电磁兼容的标准体系 由于电磁兼容测试的场地较为特殊 对测试场地要求也较高 我用第三章 整章的篇幅去介绍电磁兼容测试场地 论文的第四章 也是整个论文最精彩的 部分 分别从电磁干扰 EMI 和电磁抗干扰 EMS 两个角度 10 个检测项目 去考察该 U 盘的 EMC 性能 第五章是对该 U 盘测试数据的整理与分析 第六章 总结了全文 提出了本文的不足之处及改进方向 参考资料 第 1 章 电磁兼容的基本知识 1 1 电磁兼容基础知识 EMC 是 Electromagnetic Compatibility 的简写形式 EMC 共包括 EMI Electromagnetic Interference 电磁干扰 和 EMS Electromagnetic Susceptibility 电磁敏感性 两部分 国家标准 GB T4765 1995 电磁兼容术语 对 电磁兼容 的定义是 设 备或系统在其电磁环境中能正常工作 且不对该环境中的任何事物构成不能承 受的电磁骚扰的能力 从字面上看 设备或系统在其电磁环境中能正常工作 意味这些设备会系统能够抵御来自所在电磁环境中的各种电磁骚扰 确保其正 常工作 且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力 意味 着这些设备或系统在其工作的时候会 通过传导或辐射的方式 对外发射电磁 骚扰 但是骚扰已经得到抑制 不会对同一电磁环境中的任何事物构成危害 这里的 任何事物 除了指其他的设备和系统外 实际上还泛指生活在同一电 磁环境中的人 动物和植物 不能对人 动物和植物的生存构成危害 而电磁干扰 Electromagnetic Interference EMI 是指任何可能引起装 置 设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象 电磁骚扰 包括了电磁噪声 无用信号或者传播媒介自身的变化 电磁敏感 性 Electromagnetic Susceptibility EMS 是指在存在电磁骚扰的情况下 装置 设备或系统不降低其运行性能的能力 敏感性即缺乏抗扰度 无论抗扰 度还是敏感性都是反映装置 设备或系统的抗干扰能力 仅仅是两者观察的角 度不同而已 在军标体系中常用敏感性这一术语 而在民标体系中惯用抗扰度 一词 除了 EMI 和 EMS 之外 还有必要了解 EME Electromagnetic Environment 电磁环境 这个概念 电磁环境是指存在给定场所的所有电磁现象的总和 EME 由空间 时间和频谱等三个要素组成 以住家而言 在一个室空间可能有 参考资料 电脑 音箱 冰箱 空调 移动等电子电气产品在同一时间使用 在频谱方面 国际电联 ITU 已经规划的可以利用的无线电频谱在 10KHz 400 GHz 之间 频率再低则进入音频 再高则进入光波 任何一种无线电都脱离不开这一频谱 围 要解决电磁兼容的问题 离不开空间 时间和频谱这三要素 这也就是我 们说的电磁环境 1 2 电磁兼容问题的提出与表现 1 2 1 摩尔定律的挑战 第一块平面集成电路发明仅 4 年的时间 1964 年 Intel 公司的创始人之一 摩尔 Goodon E Moore 作出了一个著名的预测 并于 1970 年得到证实 这 个预测就是摩尔定律 摩尔定律 集成电路的集成度每三年增长四倍 特征尺寸每三年缩小四倍 或逻辑密度每 18 个月翻一番 这就是著名的摩尔定律 这个定律指导着三十多年来的集成电路发展 并继续支持着微电子技术的 发展 然而当集成电路的集成度不断增加时 另一个问题便出现了 电磁兼 容 1 2 2 为什么要做电磁兼容性检测 1 随着现代科技的发展 电气及电子设备的数量及种类不断增加 使电磁 环境日益复杂 在这种复杂的电磁环境中 如何减少相互间的电磁骚扰 使各种设备能正常运转 减轻恶劣的电磁环境对人类及生态产生不良的影响 电磁兼容 学正是为解决这类问题而迅速发展起来的一门新兴学科 2 产品的各个模块可以共存 不致引起相互骚扰 3 产品能够通过电磁兼容试验 从而顺利进入市场销售 参考资料 1 2 3 电磁兼容问题的危害 电磁兼容问题较复杂 按其从不同角度的影响来分 可分为 电磁干扰 谐波电流放射 电压波动和闪烁 静电放电 电快速瞬变脉冲群 浪涌 冲击 射频场感应的传导电磁骚扰等多发面的危害 由于电子技术在各行各业中的广泛应用 在人类生活的空间无处不充斥着 电磁波 在电磁环境中 电磁干扰造成的危害是各种各样的 可能从最简单的 令人烦恼的现象 例如收音机 电视机 电脑显示器被干扰 直到严重的灾难 或事故 例如机器失控 飞机失事等 无论工频还是射频电磁场对人体健康都是有害的 关键是危害的性质 程 度与后果对电磁场强之间的关系 电磁干扰的危害表现形式多样 现将常见的情况列举如下 1 打手机对心脏起博器的干扰 2 变电站对医疗设备的影响 CT 机自启动 3 手机对加油站 飞机的影响 4 静电放电对器件的损坏 5 干扰电视的收看 广播接收机的收听 6 造成数据传输中的数据丢失 7 对设备 子系统或系统间正常工作的破坏 8 自动化微处理控制系统 e g 汽车的刹车系统 安全气囊 工作失 控 9 导航系统的工作失常 10 引爆装置的无意爆炸 11 工业控制功能 e g 石油或化工 的失效 参考资料 第 2 章 电磁兼容测试的标准体系简介 电磁兼容标准的主要