系统级电磁兼容量化设计技术ppt课件.ppt
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1、系统级电磁兼容量化技术,报告人:苏东林(北京航空航天大学电磁兼容实验室)联系方式:13911503998,01082317224Email:网址:http:/,2,建议思考的问题,1. 产品论证时,有没有电磁兼容的论证指标?2. 将标准视为产品电磁兼容要求,是否有执行力?3. 研制要求中是否需要电磁兼容量化设计要求?4. 如何解决电磁兼容故障难于复现、难于定位?5. 如何解决线缆造成的弥散型干扰问题?6. 如何实现电磁兼容的过程控制?7. 如何对产品的电磁兼容性进行量化评估?,3,提纲,关于电磁兼容的一些认识自顶向下电磁兼容量化技术,4,电磁兼容定义,Joint Pub 1-02, DoD D
2、ictionary Military And Associated Terms With JMTGM Changes, 23 MARCH 1994 defines EMC as: 所有使用电磁频谱工作的系统、装备和装置的一种能力。这种能力保证它们在既定的工作条件下,不会因电磁发射或响应而造成不能接受的或者未预知的性能降级。 The ability of systems, equipment, and devices that utilize the electromagnetic spectrum to operate in their intended operational environ
3、ments without suffering unacceptable degradation or causing unintentional degradation because of electromagnetic radiation or response.,5,电磁兼容问题,器件,电路,设备, 分系统,系统,电磁兼容3要素: 1) 敏感体 2) 干扰源 3) 耦合通道,6,系统内电磁兼容问题日趋复杂,系统级问题是产品最关键的问题; 系统内问题是最基础、最根本的问题; 顶层设计是最核心的问题;顶层量化设计是最困难的问题;过程量化控制是最有效的手段; 顶层预设计、过程量化控制,现代电
4、磁兼容的两大特征: 系统设计 + 全寿命周期,7,7,系统设计特征量化设计与控制,“系统电磁兼容需求分析”“电磁环境分析(新增)”“系统电磁兼容性设计”“应用环境下抗干扰设计(新增)”“分系统电磁兼容性设计”“设备电磁兼容性设计”“设备电磁兼容性试验”“设备电磁兼容性修正”“分系统电磁兼容性试验”“分系统电磁兼容性修正”“系统电磁兼容性试验”“系统电磁兼容性修正”“应用环境下抗干扰试验(新增)”“抗干扰性修正(新增)”“应用环境下抗干扰试验(新增)”“系统电磁兼容性定型试验”。,电磁兼容三要素中: 敏感设备最易识别; 耦合通道最难检测。 下面通过电磁场理论认识耦合通道,了解现代电磁兼容问题。,
5、8,8,自由空间麦克斯韦方程组,法拉第电磁感应定律,修正的安培环路定律,电场高斯定律,磁场高斯定律,电荷守恒定律,9,9,场定律物理意义,10,10,静态场问题:频率=0,结论:电场与磁场之间不存在相互耦合,0,0,11,11,时变场问题:频率0,0,12,问题:电压源V 的能量如何传递 到负载R,能流,导线,电阻,电源,只要有电磁场的地方,就有可能 形成电磁干扰的耦合通道!,13,提纲,关于电磁兼容的一些认识自顶向下电磁兼容量化技术 系统工程 顶层设计 量化控制,14,系统工程说明:虚拟屏蔽技术,15,系统级顶层设计方法,论证设 计初期,16,自顶向下电磁兼容量化设计顶层指标: 1、电磁兼容
6、度 2、兼容概率, 3、电磁稳健性。可对全机如下13项指标量化:1、频率指配2、天线布局3、设备布局4、电缆布局5、发射功率6、发射带外衰减7、接收灵敏度8、接收带外抑制9、屏蔽性能10、电磁环境分布11、舱体谐振特性12、系统分系统及设备降级状况13、设备安全性优先级等,全过程量化控制,成功率高,1,2,3,4,5,6,7,8,自顶向下量化控制方法,17,量化控制,18,电磁兼容尚需努力的方向,良好电磁兼容性是设计出来! 电磁兼容设计标准目前主要是“把出口”! 电磁兼容设计标准电磁兼容指标直接应用于电子系统设计! 电磁兼容设计指标,19,电磁兼容量化设计流程(8个步骤),20,制定及分配顶层
7、指标的三个核心技术,全平台频谱关系分析全平台电磁干扰关联矩阵全平台电磁兼容数字化模型,全平台频谱关系分析: 分析全平台全部用频电子设备之间频率 耦合关系。包括:带内、带外杂散,谐 波, 交互调。目的:尽量消除频率冲突。,21,全平台频谱关系分析软件:BHEMCF,分系统3的频谱,分系统2的频谱,分系统1的频谱,系统频谱,22,系统电磁兼容设计软件:BHEMCD,功能:指标论证、预测、设计、分配,23,BHEMCD软件实例,发射机参数,24,BHEMCD软件实例,敏感设备,干扰设备,接收机,发射机,天线,耦合关系,指标分配设计与分配,25,设计检测评估平台,电磁兼容指标分配与评估,BHEMCS,
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