射频电子设备的辐射电磁干扰诊断与抑制技术研究

射频电子设备产生的电磁干扰(EMI)噪声包括传导干扰噪声和辐射干扰噪声。其中,辐射EMI噪声是以空间电磁场形式影响其它电子设备的。针对射频电子设备产生的辐射EMI噪声,该文分别建立因传输线缆与芯片时钟信号引起的辐射EMI噪声理论模型与等效电路。同时,还针对上述辐射EMI噪声理论模型提出了相应的噪声抑制方法。实验结果表明,采用该文中方法,某型家用液晶显示器的EMI噪声得到了很好的抑制,从而验证了方法的有效性。     

微弱信号检测电路PCB的电磁抗干扰仿真分析

微弱信号检测设备因其自身的特点,对电磁干扰非常敏感。首先对PCB中电磁干扰源以及微弱信号检测电路PCB的抗干扰设计进行分析,然后使用Ansoft Designer对PCB的电磁场进行仿真,得到PCB在50 MHz和100 MHz的近场分布图,最后根据仿真结果对PCB的布局布线进行调整。调整后在50 MHz,电场辐射最大值降低了48%,磁场辐射最大值降低了38%;在100 MHz,电场辐射最大值降低了55%,磁场辐射最大值降低了54%。仿真分析有利于减弱PCB的电磁辐射,从而提高微弱信号检测设备的电磁抗干扰能力。     

刷卡机辐射发射低成本优化方案

针对刷卡设备产生的辐射电磁干扰噪声问题,结合近场波阻抗分析及辐射机理的诊断,采用高频电容滤波技术,以减少差模噪声电流的方法抑制刷卡设备中的干扰噪声。整改后,噪声抑制效果达10dBμV／m,刷卡设备符合标准要求。     

基于有限元法的高频开关电源PCB电磁兼容设计与仿真

在高频开关电源的设计中,功率开关器件在高频下的通断会产生强大的EMI,所以不可避免的会出现电磁兼容问题。这篇文章应用有限元法分别对自动布线后的高频开关电源PCB与按照电磁兼容设计规则布线后的PCB进行仿真,得到其在200 MHz、600 MHz、1 GHz频率处的近场辐射参数。仿真结果表明:自动布线生成的高频开关电源PCB近场辐射的范围和数值均较大,电磁干扰较强。根据电磁兼容的相关规则对PCB进行优化后,近场辐射的范围和数值均有所减小,提高了PCB板的电磁兼容性。     

开关电源散热器的辐射发射

开关电源电路中,接地散热器提供了一条共模骚扰高频谐波电流的通路,使共模传导电磁干扰增加;非接地散热器切断了共模传导电磁干扰的通路,但增强了散热器辐射发射,射频辐射的增强能够引起设备误操作或者违反目前的电磁兼容性标准.文中分析功率开关管散热器产生辐射发射和共模传导电磁干扰的机理.采用有限元方法,通过电磁场数值计算,探讨非接地散热器的几何形状、尺寸和安装方式对其辐射发射的影响.数值计算结果表明:散热器面积越大、高次谐波频率越高,辐射电场幅值就越大,但是辐射电场幅值与散热器面积、高次谐波频率无线性关系;相同面积的散热器中,圆形散热器的散热效果最佳、辐射电场最小.因此,开关电源设计中,应根据散热效果、辐射EMI和共模传导EMI,综合考虑散热器面积、形状的选择,以及散热器是否接地.     

基于Slwave和Designer的某航行灯PCB仿真设计与分析

为了优化某航行灯PCB的电磁兼容性问题,提出了基于ANSYS的仿真试验.通过对PCB进行噪音成因分析,并依托SIwave和Designer模块进行场路协同仿真,分析恒流模块的EMI噪声.随后采用阻抗匹配、去耦滤波等方式优化PCB板的谐振问题和近场辐射问题.实测结果表明,整改后,PCB板的近场辐射水平显著降低.     

基于电路参数模型的辐射电磁干扰噪声预估方法

针对Hubing电流驱动模型中认为电流在辐射线缆中是均一分布的, 幅值和相位保持不变即未考虑辐射线缆共模电流频率效应给辐射电磁干扰噪声预估带来的误差的问题.文中利用电流传输波动特性建立了辐射线缆长度与共模电流波长为同一数量级时的辐射线缆共模电流分布模型, 并设计电路模型进行测试预估.实验结果表明:采用文中方法预估辐射电磁干扰噪声与Hubing电流驱动模型预估方法相比能提高20.12 dBμV/m, 更加接近标准暗室测试结果, 从而为辐射电磁干扰(Electro Magnetic Interference, EMI)测试与分析提供理论依据.     

书讯

该书主要介绍了电磁兼容(EMC)的基本概念和原理,各种电磁干扰产生的机理和模型,减少干扰及提高抗扰度的方法,电磁场的生物效应与人体暴露限值,系统的EMC和天线耦合的分析,电磁干扰(EMI)的预估技术和计算机电磁建模的方法,以及各种民用与军用EMC标准的限值要求和测试方法。全书共分12章,内容包括:电磁兼容;电场与磁场、近场与远场、辐射体、感受器、天线;典型的噪声源及其辐射和传导发射特性;PCB印制线、导线、电缆间的串扰和电磁耦合;元件减小发射的方法及抗扰度;电磁屏蔽;电缆屏蔽、电场和磁场产生的耦合、电缆发射;接地和搭接;EMI测量、控制要求和测试方法;系统EMC和天线耦合;印制电路板;EMI和EMC控制、案例研究、EMC预测技术和计算电磁建模。此外,该书还为读者提供了一些可供选用的EMI诊断技术和费效比优良的解决方案。     

传导性电磁干扰噪声的诊断与抑制方法

传导性EMI的测试主要是通过线性阻抗稳定网络(LISN)进行的,但测得的结果是共模(CM)噪声和差模(DM)噪声的混合信号,而滤波器的设计分为共模和差模两个部分.介绍传导性电磁干扰噪声的分离技术及EMI滤波器的阻抗匹配问题.通过实例证明,传导性电磁干扰噪声分离网络能对共模和差模噪声进行有效地诊断,为正确选用抑制噪声的EMI滤波器提供依据.     

球面近远场和远近场变换算法

天线的远场对于研究天线辐射特性具有重大意义，近场测量技术因其能够避免直接测量远场而得到广泛应用，该技术采用近远场变换获得远场，然而，检验该远场的准确性也是很重要的.为了解决此类问题，文中以球面近场测量为例，提供了一种解决方案.该方案主要探讨了球面波模式展开理论，该理论是实现球面近远场变换算法的关键，其将待测天线在空间建立的场展开成球面波函数之和，天线的加权系数既包含了远场信息也包含了近场信息.因此，不仅能够利用近场测量信息获得远场辐射特性，同样能够利用远场辐射特性反推得到近场处电场，这样就能检验由近远场变换算法得到的远场是否准确.文中首先推算得到了近远场变换公式，随后进一步推算得到远近场变换的公式，最后将本文算法计算结果与FEKO测量结果进行比较，二者吻合良好，从而证实了本文两种算法的有效性.     

Far-field predictions from near-field measurements using an exactintegral equation solution

This paper presents a new approach to derive far-field data needed in antenna and EMI/EMC testing from near-field measurements. An exact integral equation solution to the wave propagation problem is used to transform the near-field data to the far field. The method requires near-field measurements on two closed surfaces enclosing all sources and inhomogeneities. The approach is validated with numerical simulation of measurements of fields radiated from a known antenna     

混响室条件下线缆共模干扰临界辐射干扰场强测试研究

为在混响室中线缆共模干扰时的设备(EUT)进行临界辐射干扰场强测试,并确保与开阔场中测试结果一致,该文推导了线缆上共模电流满足的方程,将共模电流分解为相应的特征电流,计算了终端负载任意时线缆最大方向性系数的变化范围。以单导体传输线和同轴线为EUT,分别在混响室和开阔场中测试线缆的临界干扰场强,对计算结果进行了验证。结果表明:最大方向性系数的计算结果可以保证两种不同场地中测试结果的一致性,双线的共模干扰以及同轴线均可以等效为单线,且线缆弯曲对测试结果基本没有影响。     

CISPR 22:2008中1 GHz以上辐射骚扰测试的场地要求

从计量角度阐述电磁兼容辐射骚扰测试标准的可比对性和经济性,依照可比对性原则,分析CISPR22：2008关于1GHz频段以上辐射骚扰测试对于场地布置中存在的受试设备离地高度、地面所铺设的吸波材料的高度,以及辐射发射限值适用条件等一些有争议的问题,认为只要场地满足了S-VSWR的测试要求,则地面铺设的吸波材料的高度等并不需要做出统一规定;相比之下,更重要的是要确保接收天线的主瓣能够覆盖EUT,并且详细记录测试现场条件。     

Investigation of radiated susceptibility during EFT tests

The aim of this paper is to focus on a problem: during an electrical fast transient (EFT) conducted susceptibility test, a very strong radiated field is produced and a radiated coupling with the internal circuitry of the equipment under test (EUT) occurs. Therefore in case of EUT malfunctions, it is difficult to understand whether the resulting failures are due to the injected conducted current (requiring a filtering action) or to the impinging radiated EM field (requiring a shielding action). A model to describe the EM radiation, coming from the current flowing along the EUT power cord, is presented as well as its experimental validation     

A treatment of the phase properties of GTEM to open-area test-sitecorrelation techniques

The gigahertz transverse electromagnetic (GTEM) cell is a very attractive environment for the measurement of radiated emissions from electrically small equipment under test (EUTs). However, the GTEM is only accepted by the relevant measurement standards as long as the measurements in a GTEM can be used to predict the field that a particular EUT would produce on an open-area test site (OATS). Techniques for predicting equivalent OATS radiated fields from measurements in a GTEM have been developed. The techniques include the assumption that the dipole moments, which represent the radiation of an EUT, are all in phase. We analyze the case where the EUT dipole moments are not in phase and propose a new upper limit for the predicted OATS radiated field. Our new limit is up to 5 dB greater than the maximum predicted by the existing techniques, but over most of the frequency range the difference with the existing technique is about 3 dB     

基于小波分析的电磁干扰测量技术研究

该文提出了一种新颖的可在开阔场快速测试受试设备的电磁干扰的数字信号处理技术。利用小波变换对测试信号分频滤波处理,可以在被环境噪声污染的地方进行受试设备的电磁辐射干扰测试。基于小波分析的阈值函数滤波方法得到应用。利用小波分析时频都可局部化的特点计算出环境噪声的相关性,提取出噪声的时频特性,并由给出的阈值函数对噪声滤除或者衰减,得到受试设备的实际电磁辐射信号。测试方法使得受试设备不必进入暗室即可进行电磁辐射干扰测量,既节省了测试费用又方便了受试设备的电磁干扰测试。系统运行结果证明此方法在30 Hz~1000 MHz的频段内成功衰减并滤除了环境噪声。     

Some electromagnetic aspects of coreless PCB transformers

In this paper, some EMI aspects of using coreless PCB transformers are addressed. Based on the antennas theory, the radiated power of a coreless PCB transformer is estimated and found to be negligible. The electromagnetic field plot of a power electronic circuit using a gate drive circuit isolated by a coreless PCB transformer has been recorded. The major radiated EMI source in the frequency range of 30 MHz to 300 MHz is found to be the copper tracks of the power circuit, where switching transients occur, rather than the coreless PCB transformer. Coreless PCB transformers essentially operate at relatively low frequency (8 MHz in this case) by near-field magnetic coupling. Experimental results have confirmed that the application of coreless PCB transformer in gate drive circuit will not impose any serious EMI problem on the power electronic circuit     

Cube probe structures for integrated near-field scanner module

Two new miniature near-field 'cube probe' structures for EMC/EMI measurements are proposed. Their performances are compared to those of the classical H-field loop probe in two orthogonal planes. The single cube probe effectively replaces three conventional orthogonally oriented loops. An array of cube probes is also proposed to form a near-field scan module dedicated to the characterisation of integrated circuit radiated emissions.