微信号电路设计中电磁兼容影响分析论文(4)

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装置、设备或系统的抗扰性限值与电磁兼容电平之间的差值。 3. 17（电磁）兼容裕量（electromagnetic） compatibility margin 装置、设备或系统的抗扰性电平与骚扰源的发射限值之间的差值。 3. 18耦合系数 coupling factor

给定电路中，电磁量（通常是电压或电流）从一个规定位置耦合到另一规定位置，目标位置与源位置相应电磁量之比即为耦合系数。

3. 19 耦合路径 Coupling path

部分或全部电磁能量从规定源传输到另一电路或装置所经由的路径。 3. 20地耦合干扰 earth－coupled interference，ground－coupled interference

电磁骚扰从一电路通过公共地或地口路耦合到另一电路从而引起的电磁干扰。 3. 21接地电感器 earthing inductor，grounding inductor 与设备的接地导体串联的电感器。 3. 22骚扰抑制 disturbance suppression 削弱或消除电磁骚扰的措施。 3. 23干扰抑制 interference suppression 削弱或消除电磁干扰的措施。

3. 24抑制器 suppressor，suppression component 专门设计用来抑制骚扰的器件。 3. 25屏蔽 screen

用来减少场向指定区域穿透的措施。

用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。

2.4 电磁兼容性的实施与设计方法

2.4.1 电磁兼容性的实施

为了实现系统内、外的电磁兼容，需从技术和组织两方面采取措施。

所谓技术措施，就是从分析电磁干扰三要素(即干扰源、耦合途径和敏感设备)入手，采取有效的技术手段：抑制干扰源，减少不希望有的发射；消除或减弱干扰耦合；增加敏感设备的抗干扰能力，削弱不希望的响应。这就要利用各种抑制干扰技术，包括合适的接地，良好的搭接，合理的布线、屏蔽、滤波和限幅等技术以及这些技术的组合使用，还包括电磁干扰的分析与预测、电磁兼容设计和电磁干扰测量技术等。

除了用技术措施来实现电磁兼容外，还必须采取组织上的措施。为了抑制干扰实现电磁兼容，国际上已成立一系列的组织，还有各国政府及军事部门等，他们制定一系列电磁兼容标准、规范与频谱分配，规定了干扰发射的极限值，限制各种设备发射出超出标准的

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干扰，并使各种系统在指定的频域、时域及空域上工作，尤其是推行强制性电磁兼容认证，以保证电磁兼容的有效实施。

2.4.2 电磁兼容性的设计方法

在电磁兼容发展过程中，先后出现了三种设计方法。 1．问题解决法

这种方法是先进行研制，然后根据研制成的设备和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。但是为了解决问题，可能要进行大量的拆卸和修改，也许还要重新设计。不但会造成人力物力的浪费，还延误研制周期。

2．规范法

这种方法按颁布的电磁兼容性标准和规范进行设备和系统设计制造，比起问题解决法能够在一定程度上预防电磁干扰问题的出现。为了适应规范采取很多规定措施，它们要解决的问题却不一定真正存在，这就往往导致预防过量，而使系统成本增加。

3．系统法

系统法是用计算机技术按预测程序针对某个特定系统的设计方案进行电磁兼容性预测和分析。系统法从设计开始，并在制造，组装和试验过程中不断对电磁兼容性进行预测分析和测试验证。这样基本上可以避免一般出现的电磁干扰问题并且避免了过量的电磁兼容性设计。

2.5 微信号的概述

在我们的生活中无处没有微信号，微信号可以理解为微弱信号，就是幅度值较低，不容易检测的信号，正是由于比较弱，所以很容易受到干扰或被其他信号淹没。同时，如果微信号太多太杂乱，也会淹没有效信号，误导我们对实验结果的分析。因此，我们必须做大量的工作去消除和减弱微信号带来的影响。

随着现代科学研究和技术的发展，人们越来越需要从强噪音中检测出有用的微弱信号，因为微信号有时候传达的信息，恰恰就是科研的新亮点。所以，就需要将有用的微弱信号采集出来并加以放大，其应用范围遍及光学、电学、磁学、声学、力学、医学、材料等领域。比如生物电，将生物电采集放大，然后显示出来，对推动医学等领域的发展有重要的应用价值。

由于生物电信号本身是高内阻的微弱信号源，通过电极提取又呈现出不稳定的高内阻源地性质，而且信号源会因人而异、因生理状态而异，同时在测量时与电极的安放位置、电极本身的物理状态都有密切关系。由我们所学的模拟电子技术可知，理论上源阻抗是信号频率的函数，电极阻抗也是频率的函数，所以在设计时要考虑其频率响应。

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我们知道人体在运动的情况下，电极和皮肤接触压力有变化，人体组织液和导电膏中的离子浓度也有变化，都将导致电信号在放大器输出端产生极大的干扰，综合以上生物电信号的特点，在设计时对采集放大装置有以下几点要求：

1. 高放大倍数； 2. 高输入阻抗； 3. 高共模抑制比； 4. 低噪音； 5. 低漂移；

6. 适当的频率响应。

在项目设计中，其放大器的核心是前置放大的设计，其中还涉及到A/D转换。

2.6 小结

本章主要是了解电磁兼容的相关内容，对一些相关的术语加以解释。然后分析电磁干扰源，提出一些抑制干扰的方法。

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第3章 屏蔽技术

3.1 屏蔽原理及分类

屏蔽是以某种导电材料或导磁材料制成的屏蔽体将需要防护的区域封闭起来，形成电磁隔离，达到阻隔或减少电磁能传播的一种有效的电磁抗干扰技术。屏蔽的原理是利用屏蔽体对干扰电磁波的吸收、反射来达到减弱干扰能量的作用。屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。

具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗） 、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

屏蔽按机理可以分为：电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。其中，电场屏蔽包含静电屏蔽和交变电场屏蔽；磁场屏蔽包含低频磁场屏蔽和高频磁场屏蔽。

3.2 电场屏蔽

电场屏蔽又称静电屏蔽，电场屏蔽的作用是消除容性耦合，适用于对静电场和准稳态电场的屏蔽。

3.2.1 静电屏蔽

1. 电磁场理论表明，置于静电场中的导体在静电平衡的条件下，具有下列性质： ①导体内部任何一点的电场为零；

②导体表面任何一点的电场强度矢量的方向与该点的导体表面垂直； ③整个导体是一个等位体；

④导体内部没有静电荷存在，电荷只能分布在导体的表面上。

2. 如果把有空腔的导体引入电场，由于导体的内表面无净电荷，空腔空间中也无电场，所以该导体起了隔绝外电场的作用，使外电场对空腔空间并无影响。反之，如果把导体接地，即使空腔内有带电体产生电场，在腔体外面也无电场，这就是静电屏蔽原理。

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3.2.2 交变电场的屏蔽

电子设备中所涉及的电场一般均是交变电场。交变电场的屏蔽原理采用电路理论加以解释较为方便、直观，因为干扰（骚扰）源与接收器之间的电场感应耦合可用他们之间的耦合电容进行描述。这样，可把电位不同的两个单元间的电场感应看作是两者间分布电容的耦合，如图3-1所示，图中干扰源A的电位为UA， 受感物B上的感应电压为UB 。由图3可知：

UB?UAC?C?C? ( 1 )

112式中：C1为A、B间的分布电容，C2为感受物B对地的分布电容。

图3-1 电场感应示意图

由上式知，为减小电场感应，可采取以下措施：

(1) 增加干扰源A与受感物B之间的距离，以减小分布电容C1； (2) 将受感物B尽可能贴近地面(即底板、地线)安装，以增大C2； (3) 在A与B之间加入金属屏蔽。作用是减小C1 ，如图3-2所示。

图3-2 金属板屏蔽

屏蔽体必须接地，最好直接接地。对于屏蔽体的形状，最好是盒形和全封闭的，孔洞泄漏越小，屏蔽效果越好。

3.3 磁场屏蔽

磁场屏蔽通常指对直流磁场或甚高频磁场的屏蔽。其屏蔽的效果比电场屏蔽和电磁场屏蔽要差得多。磁屏蔽体一般选用钢、铁、坡莫合金等高导磁率的铁磁性材料，这种磁屏蔽体在空气中可使大部分磁通量从中流过，从而达到了减弱磁场的目的。被屏蔽物要放在屏蔽体中位置，尽可能不让磁通经过被屏蔽物，避免降低屏蔽效果。在工程上抑制磁场干扰是一个十分棘手的问题。磁场屏蔽主要是利用高磁导率、低磁阻特性的屏蔽体对磁通所

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