作為一名電子工程師急需的電磁兼容的設計思路

當你選擇進(jìn)入電子行業(yè)成為一名電子工程師的時(shí)候，你必然也清楚：電和磁是互相關(guān)聯(lián)的。每一臺電子設備都不可避免的存在電磁兼容問(wèn)題。因此，為了使電子設備可靠運行，必須研究電磁兼容技術(shù)。近來(lái)，電磁兼容性已由事后處理發(fā)展到預先分析、預測和設計。電磁兼容已成為現代工程設計中的重要組成部分。電磁兼容性達標認證已由一個(gè)國家范圍向全球地區發(fā)展，使電磁兼容性與**性、環(huán)境適應性處于同等重要地位。本篇碩凱電子的小編整理了一份電子工程師急需的行業(yè)技術(shù)貼，詳細分析電磁兼容的設計思路。

電磁兼容性是指電子設備在電磁環(huán)境中正常工作的能力。電磁干擾是對電子設備工作性能有害的電磁變化現象。電磁干擾不僅影響電子設備的正常工作，甚至造成電子設備中的某些元器件損害。因此，對電子設備的電磁兼容技術(shù)要給予充分的重視。既要注意電子設備不受周?chē)姶鸥蓴_而能正常工作，又要注意電子設備本身不對周?chē)渌O備產(chǎn)生電磁干擾，影響其它設備正常運行。

為了提高電子設備的電磁兼容能力，必須從開(kāi)始設計時(shí)就給予電磁兼容性以足夠的重視。電磁兼容的設計思路可以從電磁兼容的三要素，即電磁干擾源、電磁干擾可能傳播的路徑及易接收電磁干擾的電磁敏感電路和器件入手。也就是

1)首先，要充分分析電子設備可能存在的電磁干擾源及其性質(zhì)，盡量消除或降低電磁干擾源的參數。

2)其次，要充分了解電磁干擾可能傳播的路徑，盡量切斷其路徑，或降低與電磁干擾耦合的能力。

3)*后，要充分認識易接收電磁干擾的電磁敏感電路和器件，盡量杜絕其接收電磁干擾的可能性。

據此，在設計時(shí)應采取相應對策，消除或部分消除可能出現的電磁干擾，以減輕調試工作的壓力。在調試中，針對具體出現的電磁干擾，以及接收電磁干擾的電路和元器件的表現進(jìn)行分析，以確定電磁干擾源所在及電磁干擾可能傳播的路徑，再采取相應的解決辦法。

電磁兼容的設計方法

電磁兼容設計要求在元器件級、部件級、設備級、系統級都達到互不干擾，正常工作。元器件、部件級上的電磁干擾主要來(lái)自不同的元件之間的電磁耦合，電路設計的任務(wù)之一就是要消除元件和部件級上發(fā)生的電磁干擾影響。

設備級，系統級所發(fā)生的電磁干擾與電子設備所處的電磁環(huán)境，各電子設備之間的相互影響，以及電子設備內部的元件和部件之間的電磁耦合有關(guān)。

1 電磁兼容的分層設計原則

這主要是按照電磁兼容設計的先后順序來(lái)考慮的，從先到后可分為以下幾層：

(1) 元器件的選擇和PCB設計，這是關(guān)鍵的;

(2) 接地設計，這是主要的手段。以上兩層如果設計的好，可完成電磁兼容的80%以上的工作。

(3) 屏蔽設計;

(4) 濾波設計和瞬態(tài)騷擾抑制。以上兩層是輔助手段，多為事后補救措施，也是我們*不提倡的。

(5) 可根據實(shí)際電路需要，結合以上幾層來(lái)綜合設計。2 保證電磁兼容的方法

主要根據構成干擾的三要素從下幾方面來(lái)保證電磁兼容。

2.1 在不同等級上保證電磁兼容

1) 從元器件級上來(lái)說(shuō)，當是無(wú)源元件時(shí)，考慮(1)工作頻帶以外的元件參數與工作頻帶上的有很大的區別;(2)插件元件的末端引線(xiàn)有電感存在，當高頻時(shí)這個(gè)電感易發(fā)生電磁兼容問(wèn)題;(3)元件有寄生電容，寄生電感，在電路上表現為分布參數，在分析電路時(shí)也要考慮由它帶來(lái)的等效電路。當是有源元件時(shí)，工作中產(chǎn)生的電磁輻射也會(huì )以傳導電流的方式成為干擾源，當是非線(xiàn)性元件時(shí)還可能發(fā)生頻譜成分的變化，這種變化也會(huì )引起干擾。

在這里小碩要重點(diǎn)申明的是，很多時(shí)候實(shí)用的無(wú)源元件并不是“理想”的，其特性與理想的特性是有差異的。實(shí)用的元件本身可能就是一個(gè)干擾源，因此正確選用無(wú)源元件非常重要。有時(shí)也可以利用元件具有的特性進(jìn)行抑制和防止干擾。當然，*保險的方法還是根據EMC測試數據來(lái)確定*終的電路保護元器件型號。

2) 從設備級上來(lái)說(shuō)，主要是保證減少對敏感設備的耦合，可考慮(1)增加脈沖前沿時(shí)間以減少干擾的頻寬;(2)消除電路中震蕩器產(chǎn)生的諧波及信號的諧波;(3)限制干擾輻射或消除干擾的傳播途徑。

3) 從系統級上來(lái)說(shuō)，主要是靠組織或系統工程的方法來(lái)保證，因為有可能在單個(gè)設備上的電磁兼容得到了改善，但同時(shí)卻影響了其它設備的工作條件，使得其它設備的性能指標變壞，此時(shí)需要從系統上折中考慮，另外，重要的一點(diǎn)是電磁兼容設計必須得到系統總體設計的高度重視。

2.2 減小導線(xiàn)之間的耦合

主要是從增大導線(xiàn)之間的距離，使用屏蔽，使用雙絞線(xiàn)或使用屏蔽加雙絞這幾個(gè)方面來(lái)考慮。

2.3 接地

主要應考慮(1)接地導線(xiàn)及公共線(xiàn)的阻抗應*小，*好小于產(chǎn)品*高工作頻率的λ/20以?xún)?(2)接地導線(xiàn)應采用橫截面為管形的接地線(xiàn);(3)可靠接地，并防止連接點(diǎn)形成氧化層;(D)使用一點(diǎn)并聯(lián)接地(低頻用)或者多點(diǎn)接地(高頻用)。

2.4 屏蔽

當是低頻磁場(chǎng)時(shí)，主要考慮磁屏蔽，當屏蔽層越厚，材料導電率越高，屏蔽效能越好;當是高頻磁場(chǎng)、電場(chǎng)或電磁場(chǎng)時(shí)，主要考慮用薄金屬屏蔽并良好接地。另一個(gè)值得注意的是

在線(xiàn)纜制作時(shí)，要求電纜屏蔽層和連接器插頭的金屬外殼要有360度的完整搭接，不能出現“豬尾巴”現象，否則效果大大打折扣。

2.5 濾波

主要考慮(1)抑制工作頻帶以外的干擾;(2)在信號電路中用吸收濾波器消除無(wú)用的頻譜成分;(3)在電源電路(尤其是開(kāi)關(guān)電源中)，操縱電路，控制電路，以及轉換電路中消除產(chǎn)生的干擾。