Course detail

Electromagnetic Compatibility

FEKT-XPC-EMCAcad. year: 2022/2023

Introduction to EMC, history, basic concepts and problems. EMI signal sources, natural and man-made EM environment, disturbing signals. Coupling mechanisms of EMI signals, arts of coupling, radiated emission. Filtering, isolation and suppression, EMI reduction techniques, EMC filters. EM shielding, shielding effectiveness, magnetic shielding, cable shield. EMI measurements, EMS testing, methods and instruments. EMC standards and regulations, international, national and military standards. Selected EMC problems. Practical training in EMC university test laboratory. Excurssion to the professional EMC test laboratories. 

Language of instruction

Czech

Number of ECTS credits

5

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D.

Department

Department of Radio Electronics (UREL)

Learning outcomes of the course unit

The graduate is able (1) understand basic the fundamentals of EMC, basic concepts and problems of EMC. He or she is able to identify (2) EMI signal sources of disturbing signals, coupling mechanisms of EMI signals, arts of coupling, radiated emission. He or she is able to design (3) filtering, isolation and suppression of Emi signals. The graduate is able to use (4) techniques for EMI reduction, EMC filtering, EM shielding, shielding effectiveness, magnetic shielding and cable shield. The graduate is able to (5) provide EMI measurements, EMS testing and used methods and instruments according to EMC standards and regulations, international, national and military standards. 

Prerequisites

The subject knowledge on the secondary school level is required. 

Co-requisites

Not applicable.

Planned learning activities and teaching methods

Teaching methods include lectures, practical laboratories and and an excursion to the professional workplace. 

Assesment methods and criteria linked to learning outcomes

The subject Electromagnetic compatibility is evaluated in the following way: In order to obtain credit, it is necessary to measure 5 laboratory tasks out of 6 possible ones. Laboratory teaching is evaluated during the semester and a maximum of 12 points can be obtained for it. During the semester, one optional written test with a score of 18 points is given. The final exam consists of two parts (written and oral) and is evaluated for a total of 70 points. To successfully pass the exam, a minimum score of 35 points out of a possible 70 must be achieved.

Course curriculum

1. Introduction to EMC, history, basic concepts and problems
2. EMI signal sources, natural and man-made EM environment, disturbing signals
3. Coupling mechanisms of EMI signals, arts of coupling
4. Radiated emission
5. Filtering, isolation and suppression. EMI reduction techniques, EMC filters
6. Surge protective devices noise filters. Gas discharge tubes, varistors, special Zennerovy diodes, PIN diodes
7. EM shielding, shielding effectiveness, magnetic shielding, cable shield
8. Measurement of interference with dummy load LISN, with voltage and current probes
9. Measurements with the absorobing clamps and by antennas. Measurement in the open air, in shielded chambers
10. Measuring receivers and spectrum analyzers. Peak, quasi-peak and mean value detection
11. Electromagnetic compatibility and testing. Criteria of elekctromanetic compatibility resistance technical equipment
12. Standardization in the field of EMC. civilian and military standards. Czech and European standards EN, IEC
13. Special EMC: protection and management of spectrum, EMC communication systems, medical EMC, automotive EMC 

Work placements

Not applicable.

Aims

The aim of the course is to make students familiar with the fundamentals of EMC, its history, basic concepts and problems. EMI signal sources, natural and man-made EM environment, disturbing signals. Coupling mechanisms of EMI signals, arts of coupling, radiated emission. Filtering, isolation and suppression, EMI reduction techniques, EMC filters. EM shielding, shielding effectiveness, magnetic shielding, cable shield. EMI measurements, EMS testing, methods and instruments. EMC standards and regulations, international, national and military standards. Selected EMC problems. Practical training in EMC test laboratory. 

Specification of controlled education, way of implementation and compensation for absences

Evaluation of activities is specified by a regulation, which is issued by the lecturer responsible for the course annually. 

Recommended optional programme components

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

DŘÍNOVSKÝ, J., FRÝZA, T., SVAČINA, J., KEJÍK, Z., RŮŽEK, V., ZACHAR, J. Elektromagnetická kompatibilita. MJ Servis s.r.o., Božetěchova 133, 612 00 Brno, ISBN: 978-80-214-4202-3
PAUL, C. R. Introduction to Electromagnetic Compatibility. John Wiley, New York 1992

Recommended reading

Not applicable.

Elearning

eLearning: currently opened course

Classification of course in study plans

  • Programme BPC-AUD Bachelor's

    specialization AUDB-TECH , 3 year of study, winter semester, compulsory-optional

  • Programme BPC-ECT Bachelor's 3 year of study, winter semester, compulsory-optional
  • Programme BPC-MET Bachelor's 3 year of study, winter semester, compulsory-optional
  • Programme BPC-SEE Bachelor's 3 year of study, winter semester, compulsory-optional
  • Programme BPC-TLI Bachelor's 0 year of study, winter semester, elective
  • Programme MPC-KAM Master's 0 year of study, winter semester, elective

Type of course unit

 

Laboratory exercise

26 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D.

Syllabus

Měření elektromagnetického rušivého pozadí s použitím měřicího přijímače a spektrální analyzátorů pro EMC.
Měření vedených rušivých signálů pomocí umělé sítě (LISN). Použití kvazi-špičkové a špičkové detekce a detekce střední hodnoty.
Testování elektromagnetické odolnosti TV přijímače vůči poklesům a krátkým přerušením napájecího napětí.
Testování odolnosti osobního počítače vůči nízkoenergetickým rychlým poruchám (transienty) a vůči vysokoenergetickému impulznímu rušení.
Demonstrace simulátoru elektrostatických výbojů (ESD) pro vzduchové a kontaktní výboje zkoušek odolnosti.
Exkurze do profesionální zkušebny EMC ve Vyškově.

Lecture

26 hod., optionally

Teacher / Lecturer

Ing. Jiří Dřínovský, Ph.D.

Syllabus

1. Úvod do problematiky elektromagnetické kompatibility (EMC), základní pojmy a členění oboru EMC.
2. Rušivé signály a jejich zdroje, průmyslové zdroje rušení, zdroje napěťového přepětí, zdroje kontinuálního rušení, zvláštní zdroje rušení.
3. Vazební mechanismy přenosu rušivých signálů, galvanická vazba, kapacitní vazba, induktivní vazba, vazba vyzařováním.
4. Způsoby omezování rušení, odrušovací tlumivky, odrušovací kondenzátory a zásady jejich použití, odrušovací filtry.
5. Přepěťové ochranné prvky, prvky pro hrubou přepěťovou ochranu, prvky pro jemnou přepěťovou ochranu, obvodové zapojení přepěťových ochran.
6. Elektromagnetické stínění a jeho základní charakteristiky, účinnost elektromagnetického stínění, účinnost stínění ve vzdálené a blízké zóně pole, vliv otvorů na účinnost stínění, stínění koaxiálních kabelů.
7. Měření rušivých signálů s umělou sítí, s napěťovou sondou, s proudovou sondou, s absorpčními kleštěmi.
8. Měření rušivých signálů pomocí antén. Měření na volném prostranství, v elektromagnetických stíněných prostorech, v bezodrazových (absorpčních) prostorech. Přístroje pro měření rušení.
9. Elektromagnetická odolnost a její testování, kritéria odolnosti, metodika zkoušek odolnosti, zkušební signály, vazební obvody a sestava pracoviště pro zkoušky elektromagnetické odolnosti.
10. Normalizace v oblasti EMC, normalizační grémia a organizace, druhy norem EMC. Civilní normy, vojenské normy EMC, české normy EMC. Stručný obsah vybraných norem EMC.
11. Vybrané problémy EMC, kontrola a přidělování elektromagnetického spektra, biologické aspekty EMC.

Elearning

eLearning: currently opened course