EMC設計的3大規律和3大要素

EMC三大規律

1） 規律一、EMC費效比關(guān)系規律： EMC問(wèn)題越早考慮、越早解決，費用越小、效果越好。

在新產(chǎn)品研發(fā)階段就進(jìn)行EMC設計，比等到產(chǎn)品EMC測試不合格才進(jìn)行改進(jìn)，費用可以大大節省，效率可以大大提高；反之，效率就會(huì )大大降低，費用就會(huì )大大增加。

經(jīng)驗告訴我們，在功能設計的同時(shí)進(jìn)行EMC 設計，到樣板、樣機完成則通過(guò)EMC測試，是*省時(shí)間和*有經(jīng)濟效益的。相反，產(chǎn)品研發(fā)階段不考慮EMC，投產(chǎn)以后發(fā)現EMC不合格才進(jìn)行改進(jìn)，非但技術(shù)上帶來(lái)很大難度、而且返工必然帶來(lái)費用和時(shí)間的大大浪費，甚至由于涉及到結構設計、PCB設計的缺陷，無(wú)法實(shí)施改進(jìn)措施，導致產(chǎn)品不能上市。


2） 規律二、高頻電流環(huán)路面積S越大, EMI輻射越嚴重。

高頻信號電流流經(jīng)電感*小路徑。當頻率較高時(shí)，一般走線(xiàn)電抗大于電阻，連線(xiàn)對高頻信號就是電感，串聯(lián)電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測設備上的高頻電流環(huán)路產(chǎn)生的，*惡劣的情況就是開(kāi)路之天線(xiàn)形式。對應處理方法就是減少、減短連線(xiàn)，減小高頻電流回路面積，盡量消除任何非正常工作需要的天線(xiàn)，如不連續的布線(xiàn)或有天線(xiàn)效應之元器件過(guò)長(cháng)的插腳。

減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的*重要任務(wù)之一，就是想方設法減小高頻電流環(huán)路面積S。

3） 規律三、環(huán)路電流頻率f越高，引起的EMI輻射越嚴重，電磁輻射場(chǎng)強隨電流頻率f的平方成正比增大。

減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的*重要途徑之二，就是想方設法減小騷擾源高頻電流頻率f，即減小騷擾電磁波的頻率f。

本文以下內容，就是利用以上三個(gè)規律，倡導趁早考慮EMC問(wèn)題，介紹EMC 設計和EMC問(wèn)題改進(jìn)。

改進(jìn)EMC 問(wèn)題，如同診治**。如果產(chǎn)品沒(méi)有通過(guò)EMC 測試，我們從測量結果中，只能知道哪些頻率點(diǎn)“超標”了，而這些頻率的電磁干擾是從哪里出來(lái)的，往往是工程師門(mén)*不容易發(fā)現、*難解決的問(wèn)題。產(chǎn)品EMC 問(wèn)題，說(shuō)難亦難，說(shuō)易亦易。

改進(jìn)EMC問(wèn)題，首先，根據EMI產(chǎn)生的途徑和機理，也就是EMC問(wèn)題產(chǎn)生的要素，針對EUT（被測試樣品,下同）的電路原理，先作一些判斷，比如IT類(lèi)設備和AV音視頻類(lèi)設備引起EMC問(wèn)題的原因或者內部騷擾源是什么，先進(jìn)行推斷，再結合測試 項目測試圖透過(guò)現象看本質(zhì)，分析超差原因--把騷擾源搞清楚，把騷擾途徑摸透徹，以便有的放矢。

分析超差原因，可使用高頻示波器或頻譜分析儀加上 場(chǎng)探頭驗證分析結果，從頻域到時(shí)域，再從頻域到時(shí)域，分析、尋找產(chǎn)生EMC問(wèn)題的對應電路和器件。

EMC問(wèn)題三要素

開(kāi)關(guān)電源及數字設備由于脈沖電流和電壓具有很豐富的高頻諧波，因此會(huì )產(chǎn)生很強的輻射。電磁干擾包括輻射型(高頻)EMI、傳導型(低頻)EMI，即產(chǎn)生EMC問(wèn)題主要通過(guò)兩個(gè)途徑:一個(gè)是空間電磁波干擾的形式;另一個(gè)是通過(guò)傳導的形式，換句話(huà)說(shuō)，產(chǎn)生EMC問(wèn)題的三個(gè)要素是：電磁干擾源、耦合 途徑、敏感設備。

輻射干擾主要通過(guò)殼體和連接線(xiàn)以電磁波形式污染空間電磁環(huán)境；傳導干擾是通過(guò)電源線(xiàn)騷擾公共電網(wǎng)或通過(guò)其他端子（如：射頻端子，輸入端子）影響相連接的設備。

傳導、輻射、騷擾源------（途徑）----- 敏感受體近場(chǎng)耦合IT、AV 設備可能的騷擾源

a） FM接收機、TV接收機本機振蕩，基波及諧波由高頻頭、本機振蕩電路產(chǎn)生；

b） 開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)脈沖及高次諧波，同步信號方波及高頻諧波，行掃描顯像電路產(chǎn)生的行、場(chǎng)信號及高頻諧波；

c） 數字電路工作需要的各種時(shí)鐘信號及高頻諧波、以及它們的組合，各種時(shí)鐘如CPU芯片工作時(shí)鐘、MPEG解 碼 器工作時(shí)鐘、視頻同步時(shí)鐘（27MHz，16.9344MHz ，40.5MHz）等；

d） 數字信號方波及高頻諧波，晶振產(chǎn)生的高次諧波，非線(xiàn)性電路現象（非線(xiàn)性失真、互調、飽和失真、截止失真）等引起的無(wú)用信號、雜散信號；

e） 非正弦波波形，波形毛剌、過(guò)沖、振鈴，電路設計存在的寄生頻率點(diǎn)。

f ） 對于敏感受體通過(guò)耦合途徑接受的外部騷擾包括浪涌、快速脈沖群、靜電、電壓跌落、電壓變化和各種電磁場(chǎng)。