电与磁
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电与磁范文第1篇
电与磁范文第2篇
通过多年的初中物理教学，笔者感觉在学习电与磁这一章时，教师要做的实验比较多也比较零散，在复习时学生会对三大现象及应用也特别容易产生混淆。为了突破这些难点和易混点，笔者特别设计了“电与磁多功能演示器”。演示器的突出特点是制作材料易得、制作成本低、使用的综合性强，能满足教师教学和学生学习的需要，使教师的教学和学生的学习变得更加游刃有余，大大提高了教学和学习效率。
二、制作及使用
1.所需材料与制作过程
两块细木工板、电池组（干电池4节）、线圈4个（L1，L2，L3，L4）、开关（S1，S2，S3，S4，S5）、指南针1个、自制电铃1个、自制电动机1个、小铁钉若干。
本装置的主体部分主要利用装饰材料的下脚料（2块细木工板）制作而成，另外再准备一些漆包线（0.2～0.5 mm，可以从废旧的小型电动机或小型变压器上拆用）、几根5 cm长的铁钉、废旧自行车铃、导线和小铁钉若干，指南针可以用钢针自制，像电铃、电动机和电磁铁上用的线圈都可以自己绕制（如图1～2所示）。
2.使用注意事项
（1）装置的长边应与南北方向平行放置（减少地磁场对指南针的影响）。
（2）闭合S1，S2，S3时时间要短，以免电流过大而烧坏电源。
（3）使用电动机时如果不转，可用手转一下，让其转过平衡位置。
（4）使用电铃时响声如果不响亮，可以调整一下螺钉或弹簧片。
3.操作方法、原理与效果
（1）闭合S1，通过观察指南针的摆动情况，可研究电流的磁效应（如图3所示）。
这根通电导线直接接在4节五号干电池的两极上，所以瞬间通过的电流比较大，由于电流的磁效应，在通电导线周围会产生磁场，磁场对下面的小磁针产生磁力作用，而使磁针发生转动。这个实验说明通电导线周围存在磁场，并能研究导线上方和下方的磁场方向，对调电池的正负极，还能探究通电导线周围的磁场方向与电流方向的关系，要注意小磁针红色一端所指的方向是否改变。
（2）闭合S2可使线圈L1，L2串联接入电路，通过观察线圈吸起铁钉多少，可以得出线圈的磁性强弱与线圈匝数之间的关系（如图4所示）。
说明：线圈L1和L2是串联在电路中的（串联电路中电流处处相等），L1为100匝，L2为200匝，由6 V电源提供直流电。由于电流的磁效应铁钉会被吸引，通过实验现象很容易看出线圈匝数越多吸起的铁钉越多，这充分说明在电流一定时，通电线圈的匝数越多，磁场越强。
（3）闭合S3可使L3，L4接入电路，通过观察线圈吸起铁钉的多少，得出线圈的磁性强弱与线圈中电流大小之间的关系（如图5所示）。
说明：线圈L3和L4匝数相同，但接在不同电压的电路中，L3接入电压为1.5 V，L4为6 V，这样2个线圈中的电流不同，在线圈匝数相同时，电压越高电流越大，通电线圈产生的磁场越强。通过2个线圈吸引铁钉的多少，可直接得出正确结论，现象明了，充分说明在线圈匝数一定时，电流越大，磁场越强。
（4）闭合S4可使电动机接入电路，通过观察可了解电动机构造、原理及工作过程（如图6所示）。
由装置不难看出，电动机主要由定子（提供磁场）、转子、换向器组成。当S4闭合时，线圈会转动，说明通电导体在磁铁提供的强磁场中受力而运动，并且对调电源的正负极，可以看到转子的转动方向也会发生改变。这说明了通电线圈受力的方向与电流方向之间的关系。若换用1节五号干电池供电，电动机的转速会明显下降，这充分说明了受力的大小与电流大小的关系。若闭合S4时线圈不转，有可能存在以下原因：线圈两端与电源线接触不良；线圈处在平衡位置；电流太小，线圈受力太小不足以克服摩擦力。做实验时这些现象都是正常的，可让学生自己解决，提高学生对电动机故障的检修能力，又能使学生对电动机有更加深入的了解，感知学习物理的实用价值。
通过这部分构造如果再配一个灵敏电流计，还可以演示电磁感应现象，并能探究感应电流的方向与线圈运动方向和磁场方向之间的关系，具体做法是串入灵敏电流计，向不同方向转动转子，或把转子下面的定子反放，以改变磁场的方向，然后观察灵敏电流计的指针摆动方向。同时也可以探究感应电流的大小与线圈转动速度和切割角度的关系，当线圈转过磁场的上方时，观察线圈以不同角度切入磁场时灵敏电流计的指针摆动速度和幅度，以此得出结论。
（5）闭合S5可使电铃工作，通过观察可了解电铃构造、原理及工作过程（如图7所示）。
构造：电磁铁、弹簧片、敲锤、铃
工作原理：当给电磁铁通电时，电磁铁有磁性把弹簧片吸下同时敲击铃一次，同时切断电路（弹簧片与触点分离）使电磁铁失去磁性，弹簧片在弹性作用下自然复位（弹簧片与触点接通），使电路接通电磁铁又重新获得磁性，如此反复就发出了连续的铃声。通过此装置学生可以很直接地感知电铃的工作过程，并可以动手探究电铃的发声频率与哪些因素有关，拓展了学生的视野，激发了学生的学习兴趣，使他们感知到了学习物理的真正价值。
三、创新点及其意义
（1）结构简单容易制作，在制作的过程中都是学生自己动手动脑找材料和制作，所以可以大大提高学生的动手及动脑能力。
电与磁范文第3篇
关键词：电磁法；激电法；金矿探测
对于金矿的探测过程中，使用的传统勘察方式以及无法满足现有的开采需要，尤其是在很多地质较为复杂的地层当中进行金矿的探测。对于条件限制下的演示结果可以形成整套的探测方法。现将激电法与电磁法的相互融合来形成对规定区域内的金矿探测。
一、激电法使用原理
激点法中使用最为广泛的是关于时间区域的激电模式，这是一种结合了岩层的布局和矿石的电极效应的电场排布方式，在矿产资源当中会产生有大量的电磁效应，勘察的方式就是对于电磁效应的检测。在激电探测中，关于天然可控的成像部分和连接大地系统的探测模式的有机融合，该方式是基于高频检测的基础中运用电磁检测的原来进行工作的。但是在日常的检测中经常会出现电磁现象或是成像效果出现的不正常，就就需要电磁效应下的电磁法和激电法相互的结合，找寻在矿床中的岩层结构情况，通过实验的方式来知道数据的成果，最终指导具体的实践过程。
在理论的研究中，激电法完全能够满足一般的勘察需求，但是真正用在实践当中就没有这么理想，可能出现一系列的问题。比如电磁波干扰的现象，直接导致地质情况的检测出现异常的现象。在不断的在多频率的电磁改进当中的技术更新，应运而生了激电法。在外部测试中，使用激电法可以了解到地质中的不确定性，以及了解到地质结构的构造，不需要再如以往需要去实地的采集样本进行使用的工作，改变了以往对于地产判断中出现失误现象的情况，很容易了解到是否存在矿产的实质性进步。
对于激电中的电机变化原理来看，在外界的电场的作用下，信号载体的导体会在系统中产生一定的电位，当外部电流的数值较大的时候，会形成一股较为平衡的电子系统的内部自我排布形式。同时，在电子设备的内部使用激电法可以有效的改观了以往设备的电位偏高的问题，形成了一系列较为完整的物理和化学反应。在激电转换中，可以达到还原和抗电磁散失的结论。
二、电磁法的使用原理
电磁法顾名思义就是在探测中使用电磁效应，将现有的开矿区域作为勘察的重点，利用原有的变化方式来实现观察的流畅性和对于掌握到采矿检测的反馈数据。在探测区域的地面上通过介质的传递将电磁波传输到接收器当中，用这样的办法来测算出该区域的电位属性以及地区的环境结构，为后期的判断金矿做出前期的参考工作。但是电磁法在使用中并不是很稳定，其中有些地区的磁场变化会有很大的波动，因此感应到的磁场会有很大的出入，不能完全的使用电磁数据，需要在比对中求导出大致的参考区间。
根据大地电磁测深原理，同时利用特殊的发射源提供人工高频电磁波。这种十字交叉的发射源的天线组成了X、Y两个方向的垂直的磁偶极子，该磁偶极子发射以TE型波为主的电磁波。该发射源轻便易携带。如果我们只想获取地球深部的地质构造等信息，也可不需要人工源的发射装置。
三、激电法的实地使用方法
在野外采集数据中使用激点法，必须要严格的遵循采集数据的标准模式。在对于测线的选择上要尽可能的将测量线路布置在与测量区域形成垂直关系的线路上，考虑和设置好了线路走向就能够测算出布点的数量。通常情况下，在金矿的探测区域，选择布置4条以下的探测线路，线路太少采集到的数据不具有代表性，数据如果太多会造成线路之间相互的干扰。还有就考虑到每条线路之间的有效分隔距离，在规范要求中每条线的近距保证在150m以上，测点之间的距离要保证相离30m以上。在实际的操作中，技术人员手拿GPS定位对于测点做精确定位，并且用较为明显的符号作为标记。
对于激电法的探测过程中可以选用功率较大的激电设备，其中有：WDFZ-5A大功率激电发射机、WDZ-5A整流电源、WDJS-3数字直流激电接收机。在实际工作中，人们常常选用中间梯度装置或对称四极测深装置，而激电中间梯度装置又分为横向和纵向两种装置。野外实际操作中我们还应注意以下几个问题：
1、延时的选择
激电法观测时，电磁涡合效应噪声干扰是无法避免的，为抑制这种干扰，我们一般选择较长的延时。经过前人的研究和实践可知，当延时大于500ms时，时间域（直流）激电法中的电磁涡合效应噪声干扰影响可忽略不计。
2、采样宽度的选择
为压制电磁涡合效应的干扰，选择较长的延时，但延时太长会降低观测精度，在这种情况下，又怎样来保证观测精度呢？适当拉大采样宽度会达到这种目的。
四、电磁法的实地使用方法
在金矿探测中使用电磁法很多情况下是使用多电源式的电磁成像进行区域探测，同样在布线中要样的安装规范的规定进行。选择布置3条以下的探测线路，线路太少采集到的数据不具有代表性，数据如果太多会造成线路之间相互的干扰。这个时候考虑到每条线路之间的有效分隔距离，在规范要求中每条线的近距保证在100m以上，电磁测点之间的距离要保证相离30m以上。不同于激电法的是，要在使用电磁法的使用测算电磁设备的有效频率，保证频率在50Hz-100Hz的范围内，根据不同频率的显示，在每个频率中系统的划分出低、中、高三个等级，在每个等级的数据采集完之后形成叠加运算，并将叠加值进行加权平均，以此来获得相应的电阻数率。而且规定，在每天的勘察检测中的数据要做好相应的记录工作，存放在电脑当中还要有相应的备份数据。在使用电磁法的户外测量中，对于相关的设备调试和使用要保证信号的发射和接收的正常，就要按照以下的步骤进行：
1、测点和测线的定位：用GPS对测点和测线进行坐标定位，然后用地质罗盘确定测线的方位角。
2、电极的布设：在测线方向和垂直于测线方向上，用皮尺从测点开始分别确定已设计好的极距的位置，将四个电极插入地下。实际工作中，电极到测点距离可以不等，但同道两电极之间的距离必须尽可能相同。
五、结束语
在金矿的探测中，以往的技术以及很难满足勘察的要求。技术人员在根据实地的勘察和总结，开始使用激电法和电磁法。在本文中对这两种方法做出了具体的论述，并举出了实地测量的相关过程来进行阐述，对于两者方式在使用中的优势要加以利用，但是出现的不足要也进行弥补，在今后的研究中，要在原有的技术的基础上不断的完善激电法和电磁法在具体的金矿探测当中使用的方法，更好的服务于探测工作。
参考文献
[1]雷宛 ， 肖宏跃等.工程与环境物探教程[M].北京：地质出版社.2006.12（14）：39-43
电与磁范文第4篇
电磁波的种类很多，从物理学的角度来说，根据波长和频率可以分为无线电波（如长波、中波、短波、超短波、微波）、光波（如红外线、可见光、紫外线大宇宙射线如X射线、β射线、γ射线及中子射线）等类。不同的电磁波具有不同的传播特性，常见的是无线电波，也称为射频电磁波。当交流电的频率达到每秒钟10万次及以上时，交流电路的周围就形成了射频电磁场，频率范围3千赫～3000兆赫。射频电磁波为非电离辐射，任何射频电磁场的发射源的周围均有两个作用场，即以感应为主的近区场（又称感应场）和以辐射为主的远区场（又称辐射场）。
电磁辐射的危害
在信息化社会的今天，电磁波作为一种资源，已在0Hz～400GHz（400GHz是国际电联ITU所划分的最高频率）的宽频率范围内广泛地应用于各种家用电器及工业电子设备中，随之而来的电磁干扰也就从低频到微波波段，无孔不入地辐射或传导给运行中的设备和周围的环境，从而给设备、系统及生态环境带来了越来越严重的伤害。
电场和磁场的交互变化会产生电磁波，电磁波向空中发射或泄漏的现象叫电磁辐射，过量的电磁辐射就造成了电磁污染。常见的电磁辐射源有雷达系统、电视和广播发射系统、射频感应及介质加热设备、射频及微波医疗设备、各种电工设备、通信发射台站、卫星地球通信站、大型电力发电站、输变电设备、高压及超高压输电线、地铁列车与电气火车、高频焊接、电脑、手机及大多数家用电器（如电视、洗衣机、冰箱、微波炉、电磁炉、吸尘器）等。这些设备及设施可以产生各种形式、不同频率、不同强度的电磁辐射。
世界卫生组织早已证实电磁辐射对人体有五大影响：电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因；电磁辐射对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害；电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素；过量的电磁辐射直接影响儿童组织发育、骨骼发育并造成视力下降、肝脏造血功能下降，严重者可导致视网膜脱落；电磁辐射可使男性出现生殖功能下降，女性内分泌紊乱、月经失调等现象。近年来，国内外媒体对电磁辐射有害的报道一直未断：意大利每年有400多名儿童患白血病，专家认为病因是受到严重的电磁污染；美国一癌症医疗基金会对一些遭电磁辐射损伤的病人抽样化验，结果表明在高压线附近工作的人，其癌细胞生长速度比一般人快29倍；我国每年出生的2000万儿童中，有35万为缺陷儿，其中25万为智力残缺，有专家认为，电磁辐射是影响因素之一。
防电磁辐射织物的应用领域
电磁屏蔽织物在食品、石化、采矿、航天、军事、科研、医疗、电子、通信、计算机、电力、建筑、政府机构、银行证券、民用防护服（微波炉手套、围裙、孕妇装、家电罩）、职工工作服等领域和行业有极大的市场需求。资料表明，目前我国此类织物的年需求量已达上百亿元人民币。随着经济的发展和高科技产业的不断增加、电子设备种类的增加与普及以及人类对自身健康关注程度的提高，市场需求增长会更加迅速。
日本、美国及英国等最先开发出了民用防辐射服，我国也在20纪世纪70年代开始进行防辐射服装的研究，已经开发出多种面料的防护服装。目前国内市场上的民用防护服装主要有：防护衬衫、防护围裙、防护马甲、防护大褂、孕妇服装系列、夹克套装等，此外还有用于设备屏蔽的屏蔽布等。表1列出了常用的电磁辐射方面的个体防护产品、制成材料及屏蔽效能。
按照我国电磁辐射防护服的要求，对于大功率射频应用设备的强场防护，要求屏蔽效能值在30dB以上，而对于一般设备，要求屏蔽效能值在10dB～20dB即可满足要求。
防电磁辐射织物的发展状况
国内外有关专家学者对电磁辐射防护问题的研究及评论已长达半个世纪之久，但由于研究的目的、方法、条件（接触电磁辐射源的距离、时间、生物模型等不同）等因素不一致，目前全球有关专家学者们对电磁辐射生物学效应研究结果和观点也不尽一致，但对电磁辐射的有害性已成共识。对防电磁辐射织物的研究，目前具有代表性的技术主要有以下几种：镀膜织物（金属溅射、化学镀、真空镀铝）、粘贴金属箔织物、涂覆导电涂料织物、多离子织物、导电纤维（碳纤维、金属短纤维、金属络合纤维等）、混纺织物、防辐射纤维织物等。
导电纤维混纺织物是通过不锈钢短纤维、陶瓷纤维、麦饭石纤维、碳纤维等与棉、麻、丝、毛等天然纤维经特殊工艺混纺交织形成防电磁辐射的布料。此类产品最大的优点是手感比较一柔软，透气性好；比较大的缺点就是屏蔽效率比较低，一般电磁能衰减量为15dB到30dB左右，而且在不同频段的屏蔽效果有差异。一般导电纤维含量为10%～15%的织物屏蔽效果能各向同性均匀稳定，在频率150kHz～6GHz范围内的电磁屏蔽效能达到32dB～38dB。
不锈钢短纤维织物是目前国际上使用较多的屏蔽织物，不锈钢纤维具有良好的导电性能和机械力学性能。所生产的不锈钢纤维呈连续的长丝束状结构，其直径可以细到几微米，比普通的纺织纤维还要细，且纤维比较柔软，有一定的强度，因此具有可纺性。通常比电阻达到1Ω・cm以下的导电纤维具有电磁波屏蔽性能，不锈钢纤维的比电阻仅为10-6Ω・cm，因此被广泛用作防电磁波辐射织物的原料。它与其他纤维相比，虽柔性类似于纺织纤维，但弹性回复率低、抗弯曲能力小、切向阻力大、比重大，因此用不锈钢纤维与普通纤维混纺的织物的服用性能受到影响。
复合功能织物作为一种最新高科技产品，由不锈钢纤维与棉、粘胶等纤维混纺而成。这种新型织物克服了现有屏蔽织物在生产、使用中的不足，满足了普通大众在日常工作和生活中对电磁辐射防护的要求，通过进一步完善后，也可以应用于航空、航海、军工、化工、冶金、电力、通信、家电、制药、食品、酿造、陶瓷、地下工程等各个领域，具有广阔的市场前景。
目前国内市场上的电磁波辐射防护服主要是从国外进口，价格昂贵。开发既能达到防电磁波辐射的功能，同时又具有阻燃抗静电性能、价格又比较适中、服用性能比较好、款式多样的面料，使更多消费者能抵御电磁波辐射的危害，具有重大的现实意义。此外，多功能服装是服装行业发展的必然趋势，功能化和产业化是纤维开发的两大趋势，在高附加值纺织品越来越被重视的今天，这些新兴的面料也将会成为推动纺织行业发展的新的经济增长点。
参考文献：
[1] 林肇信.环境保护概论[M].北京：高等教育出版社，1999.
[2] 商思善.电磁波屏蔽织物波的产生与发展[J].现代纺织技术，2002，（4）：50-54.
[3] 晏雄主编.产业用纺织品[M].第1版.上海：东华大学出版社，2003.
电与磁范文第5篇
关键词：物联网设备 射频识别 电磁辐射 屏蔽 监管
中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）06-0256-01
1 引言
物联网概念是1999年由麻省理工学院提出，是指依托射频识别（Radio Ferquency Identification，RFID）技术和设备，按约定的通信协议与互联网的结合，使物品信息实现智能化管理。RFID技术又称电子标签、无线射频识别，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，常用的有低频（125KHz～134.2KHz）、高频（13.56MHz）、超高频等电磁波频段。无线信号是通过发射某个频段的电磁波，把数据从附着在物品上的电子标签传送出去，以自动辨识与追踪该物品。电子标签分为有源和无源两种，电子标签中存储的信息，在数米之内都可以被接收和识别。在物联网设备中使用的射频识别技术，与其相关的电磁辐射是否会对人体造成某种程度的伤害、对其他电子设备产生电磁噪声影响，受到越来越多的关注。
2 物联网设备的电磁辐射影响分析
2.1 对人体的影响
物联网设备发射的电磁波与人体相互作用，可以为人体所吸收，但并不是所有情况下，人们都会被电磁辐射所伤害。电磁辐射对人体伤害的程度与以下因素有关：①电磁辐射频率。电磁辐射频率越高，机体的热效应就越明显，对人体的伤害越重，在相互作用下，脉冲波对人体的伤害比连续波严重。②电磁场功率。人体周围电磁场功率越高，人体吸收能量越多，伤害就越重。③电磁波进入人体的传输距离。电磁波进入人体越多，对人的伤害就越大，电磁波进入机体的距离与很多因素有关，如电磁波的波段、电流形式、电磁波进入人体角度（入射角）、组织含水量与组织类别、组织的介电常数与电导率等。④辐射时间。电磁场对人体的伤害具有累积效应，人体接受辐射的时间越长，间隔时间越短，伤害就越重。
2.2 对周围电子设备的影响
电磁辐射可直接影响周围电子设备、仪器仪表的正常工作，使信息失误，控制失灵，对通信联络造成意外。当医院附近的电工器产生高频电磁辐射时，可干扰脑电图、心电图和血流图设备，使之无法正常工作。当铁路控制信号失误时，会引起机车运行事故。当飞行器指示信号失误时，会引起飞机、导弹或人造卫星的失控。
3 电磁辐射的监测与屏蔽
3.1 良好的监管机制
由于我国电磁环境近场测量设备的研制工作也开展比较晚，目前国产的近场测量仪器及设备存在屏蔽性能差、灵敏度低、频带范围窄、测量费工费时、型号少、精度差等问题20世纪90年代，我国相继建立了一批电磁环境实验测试中心。但是，目前我国对电磁环境方面的研究大多停留在某一实际干扰问题的防护水平上，物联网技术的深入发展必然带来各种物联网设备的射频辐射，所以大力研发应用于物联网电磁环境分析和预测的软件。
3.2 良好的屏蔽措施
对于物联网设备附近的人、设备进行屏蔽，比如电磁兼容技术、电磁屏蔽技术、传导回路的防护控制、吸收防护技术、隔离与滤波防护等技术。加强对重要的物联网设备强电磁辐射源的研究，建立电磁环境实验基地，对电磁辐射产生的机理、对人的作用机理、污染范围、分布规律、抑制方法等进行研究。
4 结语
综上可知，物联网技术给我们的生活带来便利的同时也带来的电磁辐射，如何降低电磁辐射对周围人类及电子设备的影响是物联网设备发展过程中必须要关注的问题。
参考文献
电与磁范文第6篇
摘要：从分析显示模组的设计方法及LED显示模组电磁辐射干扰现象入手，比较灯驱分离与灯驱一体电磁兼容（EMC）设计特点。从EMC线路设计、屏蔽、吸波、滤波技术以及合理的接地措施探讨电磁兼容对策。
关键词：LED显示屏；电磁兼容
中图分类号：TN312+.8文献标识码：A
LED Display Module Design and Electromagnetic Compatibility (EMC)
WANG Qiao-li，XIA Zhi-qing
(Shenzhen SANSUN Hi-tech Co.,Ltd.,Shenzhen 518057,China)
Abstract: From the display module design and LED display modules electromagnetic radiation harassment, compared with the lamp lights flooding from flooding one of electromagnetic compatibility (EMC) design features. EMC lines from design, shielding, absorbing and filtering technology, reasonable measures to investigate the grounding of electromagnetic compatibility (EMC) countermeasures.
Keywords：LED display；electromagnetic compatibility（EMC）
前言
LED显示屏使用的电源电压为220V，工作时需与计算机相连，国家认证监督管理委员会于2002年将LED室内电子显示屏列入《第一批实施强制性产品认证的产品目录》；信息技术设备中与计算机连用的显示设备，应经过强制性产品认证后，方可出厂、销售、进口，或者在其它经营性活动中使用。LED显示屏3C认证的难点是电磁兼容（electromagnetic compatibiliy，EMC）问题。各种电流信号，如时钟、数据、锁存、寻址等脉冲信号成为辐射干扰的辐射激励源，而内部的各种连接线缆及PCB上的布线，则会形成辐射通道的辐射器，形成对外电磁辐射干扰，本文就此论述LED显示模组灯驱分离与灯驱一体的电磁辐射干扰设计优劣。
1 LED显示模组的电磁辐射干扰
LED显示模组是由数字电路构成的显示单元。其高速的工作频率、同步的脉冲大电流驱动（15~50mA）以及数量极大的LED发光管引脚和接插件产生的干扰因LED显示面的需要而无法完全屏蔽，使得LED显示屏是一个电磁辐射干扰较大的电子设备。由于LED显示屏具有高速刷新功能，抗干扰的能力相对较强，一般能满足GB/T19954.2电磁兼容的要求。所以本文着重讨论LED显示模组的电磁辐射干扰，特别是灯驱分离与灯驱一体电磁辐射干扰。
1.1LED显示模组电磁辐射干扰源分析
LED显示板的LED灯板和LED驱动板，通过排针连接，简称灯驱分离。LED灯板与LED驱动板设计在一张线路板上，简称为灯驱一体。
由于LED显示屏采用全数字化灰度形成方法，完全依靠电流脉冲驱动灯板LED发光，因而在形成高品质图像时，所使用的信号频率也被同步地大幅度提高，产生变频电脉冲，频谱延伸非常宽，已经落入对其它电子设备产生干扰的频段内，电磁干扰幅度大。如果不采取EMC设计，产品将无法满足GB9254的要求。对于现有不采取EMC设计的LED显示模组，其主要的电磁干扰来源于以下方面，以灯驱分离为例说明。
现有的灯驱分离，LED灯板与IC驱动板分离，通过大量的排针连接，灯板为双面PCB板，驱动板亦为双面PCB板。某一路信号导通时，产生差模辐射。如图1即形成闭环辐射。由于灯驱分离，其闭环的路径较长。差模电磁辐射值最大由公式（1）计算。得出减少信号闭环面积是最积极的办法，相对于灯驱一体的设计，由于其闭环面积大，其电磁辐射值要大。
E=131.6×10-16(f2AI)/r（1）
上述公式中，E为电场强度;单位V/m;f为电流频率，单位Hz;A为闭环面积（m2）;I为电流强度，单位A，r为观测点到电流环路的距离，单位m。
某一路信号未闭合，将产生共模辐射，如图2所示。共模辐射，与信号路径长短有直接关系，其最大值为：
E=12.6×10-7×(fIL)/r(2)
其中L为路径长度，单位为m。灯驱分离相对于灯驱一体，因为信号路径不同，显然LED灯板与驱动板分离，其电磁辐射要强。
上述公式，在同一线路设计和测试条件下，f、I、r相同，产生的差模与共模辐射强度直接与闭环面积和信号路径长短成正比。
现有的灯驱分离或者是灯驱一体，其PCB板按双面板设计，其设计缺乏有效的屏蔽措施，合理的接地措施。对器件的布局，因要考虑设计需要和热量管理，也很难保证IC或LED灯合理布局，加之对LED显示模组设计的电流高频信号及实际使用的需求设计，控制电磁辐射仍非常困难。因此，灯驱分离或灯驱一体的双面PCB板的设计，是一种不合理的EMC设计。
2LED模组PCB板电磁辐射EMC设计要点
抗电磁辐射EMC线路板设计要点分为屏蔽、滤波，以及器件合理布局。
2.1屏蔽
由于双层线路板构成LED显示模组，其发光面是无法屏蔽的，因此，线路设计用双层PCB是一种不合理的设计。采用四层PCB设计，将是比较理想的屏蔽办法。对于大间距像素模组，采用四层PCB设计，灯驱合一将有效改善电磁辐射;对于小间距像素模组，在考虑LED显示模组的热量管理的前提下，采用灯板和驱动板分离，都用四层PCB板做灯驱分离设计，也能较好地解决屏蔽的问题。
线路设计中，供电电源走线路板一面，而地线走另一面的重合部分，供电电源线尽量与地线靠近，LED灯在显示面只保留焊盘，布线层是中间层。这样既解决屏蔽问题，又充分考虑减少差模发射的闭环面积，从而减少辐射量。
2.2器件的合理布局将减少线路差模辐射和共模辐射
滤波及器件的合理分布是在热量管理优先的前提下，实现减少闭环面积和缩短高频信号传输距离。由于线路闭环面积及传输距离与对外电磁辐射成正比。减少面积或传输距离，就能减少辐射量。特别要关注时钟、数据及扫描驱动的闭环面积和传输距离，因为这些信号是电路中频率最高的，应尽量为时钟信号、高频信号、敏感信号等关键信号提供专门的布线层，并保证其最小的回路面积。必要时应采取手工优先布线、屏蔽和加大安全间距等方法，保证信号质量。
环路最小规则，即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。针对这一规则，在地平面分割时，要考虑到地平面与重要信号走线的分布，防止由于地平面开槽等带来的问题；对一些关键信号尽量采用地线隔离，对一些频率较高的设计，需特别考虑其地平面信号回路问题，建议采用多层板为宜。
防止信号线在不同层间形成闭环。在多层板设计中容易发生此类问题，闭环将引起辐射干扰。
2.3滤波是线路设计必须的环节
在IC电源与地之间设置合适的去耦电容，引线要短，把地线设计成一个地线面，能使辐射的环路变得最小。在地线环路中设置多个与外壳串联的高耐压陶瓷电容，使得滤波屏蔽的效果更好。在印制版上增加必要的去耦电容，滤除电源上的干扰信号，使电源信号稳定。在多层板中，对去耦电容的位置一般要求不太高，但对双层板，去耦电容的布局及电源的布线方式将直接影响到整个系统的稳定性，有时甚至关系到设计的成败。在设计时，还要考虑到由于传输距离过长而带来的电压跌落给器件造成的影响，必要时增加一些电源滤波环路，避免产生电位差。能否正确地使用去耦电容，关系到整个板的稳定性。
2.4走线的方向控制规则
相邻层的走线方向应成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间窜扰；当由于板结构限制（如某些背板）难以避免出现该情况，特别是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。
3线路板接口端子连线设计
线路板接口端子连线设计是线路板辐射干扰重要环节。通常的做法是加装滤波装置和安装铁氧体磁环，更进一步的做法是尽量减少扁平线电缆，而使用双绞线或同轴电缆，外加氧体磁环。线缆的长度尽可能短。在通信距离较远的场所，最好的办法是使用光缆。
4结论
综上所述，为抑制电磁辐射干扰，完成LED显示屏3C认证，线路板的设计是最为关键的环节，改变设计理念，是规范电磁兼容线路设计必不可少的步骤，对推动LED显示屏行业健康发展，提高行业的整体素质是十分有意义的，特别是对推动各种认证、提高国际竞争力尤为重要。
电与磁范文第7篇
【关键词】电磁；噪声；来源；抗干扰；方法
噪声和干扰主要在半导体和电子元件以及电路、装置、仪器、系统的各种电平下产生。随着计算机和通信技术的发展，信息化社会的进程越来越快，产生干扰和易受干扰的电子仪器也在增多。因此要求电子仪器具备不干扰其他设备而且不受干扰的特性，对影响电路、仪器和系统正常工作的磁场及电源变化等各种电磁噪声的抑制和相应的防护措施的研究也越来越受到重视。
1.噪声与干扰的来源
1.1噪声和干扰
噪声是因接点的开闭和放电等产生的无用电磁波，干扰是通信、广播时使接收电路和仪器上发生故障的电磁波。因此，即使有噪声，若电平低，或频带和定时不同，有时也不会造成干扰。而通信或广播信号并非噪声的电磁波，会对其他系统造成干扰，这种信号为干扰波。一般说，干扰属于外因引起，而噪声属电路内部及元器件产生。
使各自的电路和仪器相互不发出噪声，不受噪声影响，做到电磁共存的性质称为电磁的相容性，电磁的相容性无论是对仪器内部还是对于社会系统都显得越来越重要。
1.2噪声和干扰的发生源
噪声是电路在运行过程中，其电流和电压由于某种原因发生突变而产生的。在电力输送线路中，电流流过导线会在导线周围产生磁场，而电位差会产生电场，随时间变化的磁场和电场自然形成电磁场，从而产生噪声源。另外，广播和通信用的业余无线电和手机等的发射电波也会对其他电子仪器产生干扰。
1.2.1大气雷电噪声。由于雷电而产生的放电噪声对低频带至高频带的通信和广播的接收有很大影响。若雷电冲击从电源线侵入，则会切断接地并损伤电源电路；若从无线接收机的天线侵入，则会造成天线输入部分的故障等。
1.2.2热噪声。热噪声为电阻所产生的噪声，一般在微伏以下，在低电平信号系统中使用高电阻值时需要注意。
1.2.3静电放电干扰。静电主要由于物体的摩擦、剥离等原因使接触面上的电荷发生移动而产生。静电产生不仅限于固体，空气和液体的剧烈运动也能产生。人体所产生的静电电压有时可达几千伏，在没有实行静电对策的电子电路的组装现场中，因操作员的带电和放电可能导致半导体发生故障。由于静电放电电流中含有数百兆赫的高频成分，因此易与电路内部耦合而产生干扰。
1.2.4小型电器设备。开关、恒温器、继电器等的接触点开闭时伴随的放电会产生很高电压的噪声，接触点电流越大，噪声电压也越大。如继电器接点接触不良，则在开闭时产生噪声，会干扰附近电视屏幕效果；接有感性负载的电路在电源开闭时，有时也会产生数千伏的噪声；还有荧光灯等放电管的辉光放电产生的噪声。
1.2.5使用高频的仪器。工业用高频加热装置、电焊机、高频医疗器械、超声波仪等多使用大功率的高频波，也是噪声源，会使放置在这些设备附近的电视机和收音机产生噪声。
1.2.6电力设备、送配电线。高压输电线的电晕放电产生的间歇电流会产生几兆赫以下的干扰信号；绝缘子等火花放电会产生中波电视频带的噪声；而且高电压、大电流造成的商用频带的电场、磁场也会成为干扰源。
1.2.7磁场。变压器、电动机、螺线管等线圈元件以及电源线附近会产生磁场，CRT、磁头等抗磁能力差的元件需要注意。
1.2.8无线设备、仪器。广播台、电视台等无线电台的发射电波和移动电话信号等对有些自动售货机等的控制电路会形成干扰。
1.2.9接触噪声。直流放大电路中，低电平输入电路产生的热电动势会产生噪声。导线的夹头与焊线端子等的不完全接触会因温度变化和振动而产生噪声。
2.噪声和干扰的抑制方法
由上述可见，噪声一般是含有数百赫兹至数千赫兹的高频成分，主要通过寄生在仪器内部的配件、元件和绝缘材料的电容和电感耦合，影响电路的正常工作。因此，不仅要在旁路电容器与滤波器接入电路、元件的选择上考虑噪声问题，而且对配线板寄生电感、线间的杂散电容、仪器内外的实际配线以及在配置结构上也要考虑噪声问题，在电路、仪器、系统等各个设计环节中采取适当的措施，抑制噪声对电路的干扰。
2.1电路和部件中噪声的抑制方法
在模拟电路中，热噪声和接触噪声等低电平的噪声将形成干扰。因而应尽量利用产生噪声比较小、对外来噪声抵抗强的部件，并采用差动输入等电路以及变压器与光电耦合器进行电的隔离，以达到抑制噪声的目的。在数字电路中，高速、高频的IC产生的噪声大，因此， 非必要时不使用它。
2.2利用元器件抑制噪声的方法
2.2.1利用电容滤波作用抑制噪声。在高频时为低阻抗，可通过并联接入将高频噪声旁路，所以又称作旁路电容器。在10MHz左右以上的高频段中由于导线的阻抗有可能使旁路电容失去作用，所以优先使用非导线的贯通形、三端子形及点接触型电容。
2.2.2利用扼流线圈作用抑制噪声。自传导线路中串联接入的电感器阻抗为2πfL，因此线圈有通低频、阻高频的作用，所以广泛采用磁性材料扼流线圈来抑制噪声。磁性材料有硅钢、非晶体、铁氧体等多种，其频率特性和饱和特性各不相同。所以选择适当的材料非常重要，而且在数十兆赫以上的高频段中线圈间的杂散电容将成为问题，需引起注意。
2.3利用滤波器滤除噪声
用由扼流线圈和电容组合而成的滤波器来滤除噪声是抑制电源线和信号线等传导噪声的有效方法，但所选用的电容和电感的频率特性很重要。在电源部分使用的滤波器有低通滤波器和只让特定频率通过的带通滤波器，或在电路中加特定通带或阻带滤波电路环节或加负反馈。根据噪声发生源和负荷侧阻抗的不同，单独使用电容或电感有时也会有效果。
2.3.1电路板设计时噪声的处理方法
印制电路板设计中元器件的配置、配线也很重要，应避免由于配置、配线上的问题引入噪声。因此需注意以下几点：部件配置要按信号流动方向，电源功率和信号部分，数字和模拟部分要模块化再分离。配线时要避免线的东拉西扯，应注意将信号往复的回路面积最小化。为此，应尽量缩短配线的长度，靠近机柜接地端配线。在配线板和仪器输人输出端插入噪声滤波器。必须有稳定的接地端，整个面接地时最好有多层基板。高速信号、微小信号的输入输出线采用屏蔽线，屏蔽层接地。用双股线减少低频波的耦合。为降低地面和接地线的高频波阻抗，印制电路板的接地配线要尽可能粗短。在低频电路中一点接地，在高频电路中应多点接地。屏蔽电缆的接地：电缆长小于噪声波长1/20时一点接地，大于噪声波长1/20时多点接地，大信号输出线在印板上远离小信号输人线。
电与磁范文第8篇
伴随我们国家经济迅速发展以及居民生活水平不断提高，我们的生活中已经有愈加繁多的电气设备和电子产品的参与，人们生存空间里面存在的电磁能量也在持续增加，而电磁对我们生活所造成的影响也日益增大。怎样在如此复杂的电磁环境里面，解决各种设备之间正常运行同恶劣的电磁环境对人们生活造成的影响，成为现如今迫切需要解决的问题。
二、电磁兼容设计概述
依照电磁兼容三要素，降低电磁干扰影响需要通过屏蔽、滤波、接地、隔离等等方法配合才能实现。从源头控制EMI干扰的产生是设计之根本，降低EMI干扰源电磁发射可以通过研究电磁噪声幅值技术以及对扰源如何进行屏蔽、滤波以及接地处理等。屏蔽技术是通过导电材料把干扰源同外界分隔开，原理等同法拉第电磁笼，以此避免干扰源对外界造成电磁干扰；滤波是通过在干扰源输出端搭建滤波电路，为噪声电流提供低阻返回路径，降低环路干扰对外界的影响；接地的本质是为信号设置低阻抗返回路径，如静电泄放、安全保护以及信号参考等。
三、常见电磁干扰源和特性
如果想要解决电磁干扰这一问题，那么就很有必要去认识常见的电磁干扰源。电磁干扰按照形成机理可从自然因素以及人为因素划分成两类。大气放电是我们经常能够见到自然干扰源，大气放电主要以雷电形式表现，在雷电放电过程中，会产生强大的电磁场，这种电磁场会对电子设备产生干扰，轻者导致数据错误，重者导致硬件损坏。此外，太阳系还经常出现强烈电磁现象，这种情况下它以及太阳系附近行星都将发出辐射对电子设备、电子产品造成强烈电磁干扰。情况严重的时候太阳黑子可能将使得电力系统全面停电并且会让全球无线通信失效。地球自身磁场还可能因为种种原因而使得出现大幅度波动，而这样的波动将让电力以及通信系统出现电磁干扰。
日常生活中人为所造成的电磁干扰强度远大于自然干扰源所产生的，对于电磁环境造成的影响也更大。通常，产生人为电磁干扰存在两种情况，首先是由于电子产品运行时候，其电路中交变电流流动。交变电流还能够经过辐射以及传导方式向空间以及周围设备辐射或是传输电磁能，并使得设备受到电磁干扰。另外，运行中的设备其用电量处是一直变化的，这类变化就能够使得电路里电流出现瞬态过程，而这一过程具有很宽广频谱，其所产生电磁波向周围空间散出，并且还能够通过电源电源电路、接地电路以及其他方式往外传播。
四、电磁污染防护简述
4.1 防护方法与技术
如果想要彻底解决电磁兼容这一问题，那么就要从产品研发时候开始，以及将其贯穿在整个产品以及系统开发等过程里面。通过对国内外一些实际案例能够分析得出，在产品研发生产的时候越是很早注意到这一问题，往往越是能够节约人力物力等。电磁兼容技术其关键之处就在于对于电磁干扰源进行分析研究，并从电磁干扰源头进行控制才是最根本方法。如果想要控制干扰源发射，不但要从干扰源产生机理入手，分析其电磁噪音产生的原因，而且还要广泛使用屏蔽等技术。屏蔽技术主要是使用各式导电原料制造出各种各样壳体使其同大地相连，这样能够切断经过空间的静电耦合等所形成的电磁噪声。隔离其实是通过使用继电器、变压器隔离等方法来切断电磁噪音得以传递的途径，它的特点是把两部分电路地线系统进行分离，使得共阻抗耦合被限制。滤波则是在频率里面解决这一问题的技术，选用滤波器能够为其提供一条低阻抗道路，提高产品抗扰度以及降低产品EMI噪声。
线路接地其实是为了泄防电荷以及构建电路基准电平而开设的。在电子产品里面，这样做可以使得电路噪音受到抑制以及避免干扰。电路中地线不但可以为其提供点位基准，并且在某些地方还可以作为各级电路间信号传输的返回通路以及其供电通路。结构越是繁杂，该系统设计越发显得重要。通常在制造出的东西里面，部件以及装置里的地线还能够作为信号回流线。另外，系统、分系统和设备间地线只是能够提供电位基准电平，地线上下不通电流。所以在其中的信号传输都要使用双线以及双绞线。在电子产品里，接地体设计、地线的布置和接地线在各种不同频率下阻抗等等不但和产品以及系统电气安全有关，并且和其性能好坏也有联系。
4.2 传播途径
电磁干扰现象出现的时候，最为简单的模型即为逻辑上串联关系的三要素所组成，首先肯定会有着电磁干扰源。其次肯定有着电磁干扰受体，当电磁干扰强度超过准许界限时候，扰设备性能将出现混乱。最后一定要在干扰源同干扰受体间井盖耦合通道来传输有害电磁能量。
五、结束语