EMC設(shè)計(jì)的三大規(guī)律、三大要素

EMC三大規(guī)律

1） 規(guī)律一、EMC費(fèi)效比關(guān)系規(guī)律： EMC問(wèn)題越早考慮、越早解決，費(fèi)用越小、效果越好。

在新產(chǎn)品研發(fā)階段就進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)，比等到產(chǎn)品EMC測(cè)試不合格才進(jìn)行改進(jìn)，費(fèi)用可以大大節(jié)省，效率可以大大提高；反之，效率就會(huì)大大降低，費(fèi)用就會(huì)大大增加。

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在功能設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行EMC 設(shè)計(jì)，到樣板、樣機(jī)完成則通過(guò)EMC測(cè)試，是最省時(shí)間和最有經(jīng)濟(jì)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(xiàn)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(fèi)用和時(shí)間的大大浪費(fèi)，甚至由于涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)的缺陷，無(wú)法實(shí)施改進(jìn)措施，導(dǎo)致產(chǎn)品不能上市。

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)電流流經(jīng)電感最小路徑。當(dāng)頻率較高時(shí)，一般走線電抗大于電阻，連線對(duì)高頻信號(hào)就是電感，串聯(lián)電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測(cè)設(shè)備上的高頻電流環(huán)路產(chǎn)生的，最惡劣的情況就是開(kāi)路之天線形式。對(duì)應(yīng)處理方法就是減少、減短連線，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，如不連續(xù)的布線或有天線效應(yīng)之元器件過(guò)長(zhǎng)的插腳。

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

3） 規(guī)律三、環(huán)路電流頻率f越高，引起的EMI輻射越嚴(yán)重，電磁輻射場(chǎng)強(qiáng)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最重要途徑之二，就是想方設(shè)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(nèi)容，就是利用以上三個(gè)規(guī)律，倡導(dǎo)趁早考慮EMC問(wèn)題，介紹EMC 設(shè)計(jì)和EMC問(wèn)題改進(jìn)。

改進(jìn)EMC 問(wèn)題，如同診治疾病。如果產(chǎn)品沒(méi)有通過(guò)EMC 測(cè)試，我們從測(cè)量結(jié)果中，只能知道哪些頻率點(diǎn)“超標(biāo)”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)最不容易發(fā)現(xiàn)、最難解決的問(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(jù)EMI產(chǎn)生的途徑和機(jī)理，也就是EMC問(wèn)題產(chǎn)生的要素，針對(duì)EUT（被測(cè)試樣品,下同）的電路原理，先作一些判斷，比如IT類設(shè)備和AV音視頻類設(shè)備引起EMC問(wèn)題的原因或者內(nèi)部騷擾源是什么，先進(jìn)行推斷，再結(jié)合測(cè)試 項(xiàng)目測(cè)試圖透過(guò)現(xiàn)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(yàn)證分析結(jié)果，從頻域到時(shí)域，再?gòu)念l域到時(shí)域，分析、尋找產(chǎn)生EMC問(wèn)題的對(duì)應(yīng)電路和器件。

EMC 問(wèn)題三要素

開(kāi)關(guān)電源及數(shù)字設(shè)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(qiáng)的輻射。電磁干擾包括輻射型(高頻)EMI、傳導(dǎo)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(dǎo)的形式，換句話說(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(shè)備。

輻射干擾主要通過(guò)殼體和連接線以電磁波形式污染空間電磁環(huán)境；傳導(dǎo)干擾是通過(guò)電源線騷擾公共電網(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(shè)備。

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

a） FM接收機(jī)、TV接收機(jī)本機(jī)振蕩，基波及諧波由高頻頭、本機(jī)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(hào)方波及高頻諧波，行掃描顯像電路產(chǎn)生的行、場(chǎng)信號(hào)及高頻諧波；

c） 數(shù)字電路工作需要的各種時(shí)鐘信號(hào)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(shù)字信號(hào)方波及高頻諧波，晶振產(chǎn)生的高次諧波，非線性電路現(xiàn)象（非線性失真、互調(diào)、飽和失真、截止失真）等引起的無(wú)用信號(hào)、雜散信號(hào)；

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

f ） 對(duì)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)。