EMC三大規(guī)律

1)規(guī)律一，EMC費(fèi)用比關(guān)系規(guī)律：越早考慮EMC問題，越早解決，成本越低，效果越好。

在新產(chǎn)品研發(fā)階段，EMC設(shè)計(jì)比產(chǎn)品EMC測(cè)試不合格要好。成本可以大大節(jié)約，效率可以大大提高；相反，效率會(huì)大大降低，成本也會(huì)大大提高。

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，EMC設(shè)計(jì)是在功能設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行的，而EMC測(cè)試是在樣品完成后通過EMC測(cè)試的，這是。相反，在產(chǎn)品研發(fā)階段，不考慮EMC，只有在投入生產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)EMC不合格時(shí)才進(jìn)行改進(jìn)，這不僅給技術(shù)帶來了很大的困難，而且不可避免地會(huì)造成成本和時(shí)間的巨大浪費(fèi)。即使由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)的缺陷，也無法實(shí)施改進(jìn)措施，導(dǎo)致產(chǎn)品無法上市。

2)規(guī)律二，高頻電流環(huán)路面積S越大，EMI輻射越嚴(yán)重。

高頻信號(hào)電流通過最小的電感路徑。當(dāng)頻率較高時(shí)，一般接線電阻大于電阻，連接到高頻信號(hào)為電感，串聯(lián)電感引起輻射。大多數(shù)電磁輻射是由EUT測(cè)試設(shè)備上的高頻電流回路產(chǎn)生的，最壞的情況是開路的天線形式。相應(yīng)的處理方法是減少、減少連接，減少高頻電流電路的面積，并盡量消除任何異常工作所需的天線，如連續(xù)接線或具有天線效應(yīng)的部件太長。

減少輻射騷擾或增加輻射抗干擾能力的最重要任務(wù)之一是盡量減少高頻電流回路面積S。

3)規(guī)律三：環(huán)路電流F頻率越高，導(dǎo)致EMI輻射越嚴(yán)重，電磁輻射場(chǎng)強(qiáng)度隨電流F的平方成正比增加。

減少輻射騷擾或提高輻射抗干擾能力的第二個(gè)最重要途徑是嘗試降低騷擾源的高頻電流頻率F，即降低騷擾電磁波的頻率F。

以下內(nèi)容，就是利用以上三條規(guī)則，提倡早期考慮EMC問題，介紹EMC設(shè)計(jì)和EMC問題改進(jìn)。

改善EMC問題就像診斷和治療疾病一樣。如果產(chǎn)品沒有通過EMC測(cè)試，我們只能從測(cè)量結(jié)果中知道哪些頻率點(diǎn)超標(biāo)，而這些頻率的電磁干擾往往是工程師最難發(fā)現(xiàn)和解決的問題。產(chǎn)品EMC問題，說起來難，說起來容易，說起來容易。要改善EMC問題，首先要根據(jù)EMC問題產(chǎn)生的途徑和機(jī)制，即EMC問題產(chǎn)生的元素，對(duì)EUT(測(cè)試樣本，下同)的電路原理做出一些判斷，比如IT設(shè)備和AV音視頻設(shè)備引起EMC問題的原因或內(nèi)部騷擾源是什么。首先推斷，然后結(jié)合測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試圖，通過現(xiàn)象看到本質(zhì)，分析超差的原因——找出騷擾源，了解騷擾途徑，這樣才能有針對(duì)性。要分析超差的原因，可以使用高頻示波器或頻譜分析儀加上場(chǎng)探頭來驗(yàn)證結(jié)果，從頻域到時(shí)域，分析電路和電路，分析電路，分析電路和電路。

●EMC問題三要素

● EMC設(shè)計(jì)五層

一般來說，EMC設(shè)計(jì)可分為五個(gè)層次。以下是EMC設(shè)計(jì)的五個(gè)要點(diǎn)：

1)方案選擇、主要部件、集成電路選擇、電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；對(duì)于產(chǎn)品的成功，第一級(jí)設(shè)計(jì)是最基本、最重要的，任何錯(cuò)誤都意味著產(chǎn)品項(xiàng)目失敗。

這一層主要體現(xiàn)在：

1）方案選擇、主要部件和集成電路的選擇主要考慮減少輻射騷擾或提高射頻輻射的抗干擾能力。盡量選擇自己發(fā)射的小芯片，如翻轉(zhuǎn)時(shí)間長、工作速度低的設(shè)備和多地腳的芯片（芯片本質(zhì)上是集成度高的電路模塊）。封裝時(shí)多安裝地腳，可降低高速差模電流環(huán)面積S，相應(yīng)減少芯片發(fā)射）；避免使用高功率和高損耗設(shè)備。它們通常是大輻射源；

2)確保所選裝置不在非線性區(qū)域工作，以免產(chǎn)生諧波分量成為干擾源。

3)電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)除騷擾或提高射頻輻射的抗干擾能力外，電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮電源電路，以防止外部騷擾，包括浪涌、快速脈沖組、靜電、電壓下降、電壓變化等；

4)電路設(shè)計(jì)或方案不得過度沖擊數(shù)字信號(hào)波形，使無用的諧波振蕩范圍最小，使無用的高諧波成分最小，避免強(qiáng)電磁干擾；

5)增加阻尼，降低Q值，防止對(duì)集總參數(shù)電路的振蕩；PCBEMC設(shè)計(jì)；PCBEMC設(shè)計(jì)是產(chǎn)品成功的重要組成部分。

PCB設(shè)計(jì)不合理，會(huì)產(chǎn)生無法補(bǔ)救的后果；PCB設(shè)計(jì)良好，事半功倍。PCBEMC設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下規(guī)定：

1)盡量減少由高速信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)線組成的所有環(huán)路區(qū)域，盡可能縮短連接線，使信號(hào)線接近電路；

2)采用小型化裝置和多層電路板，多層印刷板可以收緊布線空間，具有良好的高頻特性，易于實(shí)現(xiàn)EMC；

3)根據(jù)關(guān)鍵信號(hào)的屏蔽和隔離要求，選擇印刷板層數(shù)。首先確定所需的信號(hào)層數(shù)，然后考慮成本，增加地面和電源層是PCBEMC設(shè)計(jì)的最佳措施之一；

4）印刷板的分層原理與布置印刷電路和布置電線的原理相同。組件表面下方為地面平面。關(guān)鍵電源平面與相應(yīng)的地面平面相鄰，相鄰層的關(guān)鍵信號(hào)不跨區(qū)域。所有信號(hào)層，特別是高速信號(hào)，都與地面平面相鄰。盡量避免兩個(gè)信號(hào)層相鄰；

5)當(dāng)個(gè)別電源層和地層不能用作連續(xù)平面時(shí)，有效降低電流環(huán)路面積，減少公共阻抗R，增加信號(hào)和地層分布電容；

6)線路板接線設(shè)計(jì)順序考慮:電源和源和接地/時(shí)鐘線/信號(hào)線的接線順序。接線應(yīng)短、直、粗、均勻，無直角和突變。應(yīng)具有i形狀。應(yīng)使用圓角代替尖銳接線，以盡可能加寬電源和接地的接線。電源與地層的分割應(yīng)盡可能滿足微帶線和帶線的要求；

7)考慮使用鐵氧體材料，并預(yù)留磁珠和貼片濾波器的位置，盡量遠(yuǎn)離騷擾源。

C)電氣和接地，高速信號(hào)線和內(nèi)部電纜的EMC設(shè)計(jì)；PCB的EMC設(shè)計(jì)也提到了電源和接地。此外，還應(yīng)遵循以下內(nèi)容：

1）芯片之間采用低阻抗連接（地平面）。不同芯片的電源腳之間的阻抗應(yīng)盡可能小。芯片電源腳（意味著靠近芯片電源腳的電源線）與地面間接高頻旁路電容。電源布線應(yīng)保留磁珠和貼片濾波器的位置，以便按需增減；

2)接線時(shí)，I/O接線的核心原理是減小電流環(huán)面積S。接線布置原理與印刷板分層原理相同。關(guān)鍵電源線與相應(yīng)的接地線相鄰，所有信號(hào)層，特別是高速信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)線與接地線相鄰，盡量避免兩條信號(hào)線相鄰；

3)為了避免接地線長度過長(接近λ/4)，可以使用多點(diǎn)就近接地，接地線的高頻阻抗要小；

4）減少電纜的天線效應(yīng)，減少偶極子天線效應(yīng)。跨線和I/O電纜采用屏蔽性能良好的電纜，內(nèi)線采用多股雙絞線，使空間場(chǎng)相互抵消，屏蔽層可用作回線；

5)防止感應(yīng)噪止感應(yīng)噪聲的屏蔽線；

6)波器的輸入輸出線應(yīng)拉開距離，避免并行走線，以免影響濾波效果；

7)注意高速電路阻抗匹配，減/O接口，減少并消除反射；

D)屏蔽設(shè)計(jì)；良好的屏蔽要求有三種：完整的電連續(xù)體；濾波措施；良好的接地。

對(duì)于信息技術(shù)IT設(shè)備來說，在選擇主板和配置時(shí)，特別是個(gè)人計(jì)算機(jī)和液晶顯示器時(shí)，提高整機(jī)的屏蔽效果和各部分的隔離效果是非常重要的。以下是屏蔽設(shè)計(jì)：

1）計(jì)算機(jī)外殼中的騷擾場(chǎng)大，外殼中的塑料部分沒有涂上導(dǎo)電材料，或者所涂的導(dǎo)電材料不好。機(jī)箱有孔洞和縫隙。它不是一個(gè)完整的電氣連續(xù)體，進(jìn)出管路濾波器不好，最終會(huì)導(dǎo)致輻射干擾超過極限。為了更好地屏蔽電磁輻射，機(jī)箱不僅可以滿足機(jī)箱的散熱需求，還可以有效地防止磁波的衍射。開口尺寸一般不超過4mm；

2)屏蔽設(shè)計(jì)、端口、通風(fēng)孔、孔洞、連接縫隙等方面都是值得考慮的因素；

3)液晶顯示器可使用噴涂導(dǎo)電材料(接縫處噴涂導(dǎo)電材料)，以更好地屏蔽電磁輻射；

4)通過CQC(EMC)自愿認(rèn)證的機(jī)箱，以最大限度地減少輻射；

5)使用精密模具沖壓成型，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膹楛c(diǎn)和卷邊，以保證機(jī)箱的密封性；

6)變壓器加靜電屏蔽和接地等；

7)源線濾波器和信號(hào)線濾波器在輸入/輸出濾波器設(shè)計(jì)中的重要性不亞于底盤屏蔽。濾波器的關(guān)鍵是考慮到滿足EMC要求和經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)的原則。

在I/O接口位置，高頻濾波效果好，安裝簡單的濾波連接器。在電纜上纏繞或套用鐵氧體磁環(huán)也可以起到一定的濾波和吸波作用。在設(shè)計(jì)或使用信號(hào)線濾波器時(shí)，濾波器的截止頻率必須高于電纜上要傳輸?shù)男盘?hào)頻率。

1）處理傳導(dǎo)騷擾問題的主要方法是低通濾波。當(dāng)1Mhz以上時(shí)，傳導(dǎo)和發(fā)射問題通常是由輻射耦合引起的。必須采取綜合技術(shù)措施抑制傳導(dǎo)和輻射，如屏蔽、去耦和濾波。

2）濾波器電路的衰減性能與源和負(fù)荷之間的阻抗有很大關(guān)系。失配量越大，濾波器衰減電磁干擾的效果越好。在大多數(shù)情況下，如果電源線顯示為低阻抗，濾波器的輸入端應(yīng)為高阻抗。另一方面，該設(shè)備可以是高阻抗或低阻抗。對(duì)于線性電源的高阻抗，為了獲得阻抗不匹配，負(fù)載端應(yīng)設(shè)計(jì)為低阻抗。對(duì)于低阻抗設(shè)備，如開關(guān)電源和同步電機(jī)，負(fù)載端設(shè)計(jì)為高阻抗。

3)減少共模和差模電容，減少共模和差模線圈，調(diào)整電容參數(shù)和線圈匝數(shù)，可以改變共模和差模插入損耗的頻率曲線。濾波器的泄漏電流是指相線與中線與外殼之間的電流。它主要取決于連接在相線和中線之間的共模電容。共模電容器容量越大，共模阻抗越小，共模騷擾抑制效果越好，但安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的泄漏電流不宜過大。

4)電源濾波器的安裝位置應(yīng)靠近電源線的入口，如果可以制成一個(gè)更好的集成接口。對(duì)于金屬屏蔽底盤，選擇一個(gè)獨(dú)立的電源屏蔽濾波器，安裝在電源線的入口處，并確保濾波器外殼與設(shè)備底盤（地面）有良好的電接觸。濾波器接地通常固定在電纜出口的公共金屬部件上。

● 建議

1、了解EMC問題的三個(gè)要素，電磁干擾的特性，電磁干擾源和傳播途徑，掌握EMC設(shè)計(jì)規(guī)則的五個(gè)層次，堅(jiān)持使用EMC規(guī)則，盡早考慮和解決EMC問題，否則當(dāng)必須重新設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)必須重新設(shè)計(jì)時(shí)，我們只會(huì)后悔EMC考慮得太晚。

2、當(dāng)產(chǎn)品的EMC不符合要求并需要整改時(shí)，首先診斷電磁干擾源和耦合方式，然后采用EMC設(shè)計(jì)要點(diǎn)中提到的方法，綜合應(yīng)用屏蔽、濾波、吸波、接地等措施進(jìn)行改進(jìn)。在改進(jìn)的過程中，如果測(cè)試沒有再次通過，首先檢查問題并判斷它是否正確？對(duì)策錯(cuò)誤了嗎？需要調(diào)整使用設(shè)備參數(shù)嗎？不要一下子改變你的初衷。你應(yīng)該保持冷靜。在整改過程中，應(yīng)特別注意正確診斷電磁干擾源。當(dāng)使用EMC抑制用EMC抑制裝置時(shí)，不僅要選擇正確的裝置，而且在問題解決之前，還要選擇正確的裝置。

3、工廠應(yīng)識(shí)別關(guān)鍵生產(chǎn)流程，對(duì)關(guān)鍵流程操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，并制定相應(yīng)的流程操作指導(dǎo)書或標(biāo)準(zhǔn)樣品（可通過拍照和拍照來控制生產(chǎn)流程），以便控制生產(chǎn)流程。采用、EMC裕量的原型作為標(biāo)準(zhǔn)零件，檢查生產(chǎn)、裝配工藝。檢查時(shí)，重點(diǎn)檢查/驗(yàn)證EMC關(guān)鍵部件和材料，檢查裝配工藝的一致性。

4、為了驗(yàn)證產(chǎn)品能否繼續(xù)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，工廠應(yīng)在適當(dāng)階段對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行確認(rèn)和檢驗(yàn)（當(dāng)其本身不符合檢驗(yàn)條件時(shí)，應(yīng)將其抽樣送至有能力的機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn)），以確保產(chǎn)品能夠繼續(xù)滿足EMC的要求，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)變化。

第五，當(dāng)產(chǎn)品的EMC關(guān)鍵部件需要更改和調(diào)整時(shí)，應(yīng)使用新的設(shè)備更換原始設(shè)備，并重新制造幾個(gè)樣本進(jìn)行測(cè)試，以確EMC關(guān)鍵部件的變化和調(diào)整對(duì)整機(jī)EMC的影響。