EMC分析時(shí)需考慮的5個(gè)重要屬性

有人說(shuō)過(guò)，世界上只有兩種電子工程師：經(jīng)歷過(guò)電磁干擾的和沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)電磁干擾的。伴隨著PCB信號(hào)頻率的提升，電磁兼容設(shè)計(jì)是我們電子工程師不得不考慮的問(wèn)題。

EMC分析時(shí)需考慮的5個(gè)重要屬性

面對(duì)一個(gè)設(shè)計(jì)，當(dāng)進(jìn)行一個(gè)產(chǎn)品和設(shè)計(jì)的EMC分析時(shí)，有以下5個(gè)重要屬性需考慮：

1、關(guān)鍵器件尺寸：

產(chǎn)生輻射的發(fā)射器件的物理尺寸。射頻（RF）電流將會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)會(huì)通過(guò)機(jī)殼泄漏而脫離機(jī)殼。PCB上的走線(xiàn)長(zhǎng)度作為傳輸路徑對(duì)射頻電流具有直接的影響。

2、阻抗匹配：

源和接收器的阻抗，以及兩者之間的傳輸阻抗。

3、干擾信號(hào)的時(shí)間特性：

這個(gè)問(wèn)題是連續(xù)（周期信號(hào)）事件，還是僅僅存在于特定操作周期（例如單次事件可能是某次按鍵操作或者上電干擾，周期性的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)操作或網(wǎng)絡(luò)突發(fā)傳輸）。

4、干擾信號(hào)的強(qiáng)度：

源能量級(jí)別有多強(qiáng)，并且它產(chǎn)生有害干擾的潛力有多大。

5、干擾信號(hào)的頻率特性：

使用頻譜儀進(jìn)行波形觀察，觀察問(wèn)題出現(xiàn)在頻譜的哪個(gè)位置，便于找到問(wèn)題的所在。

另外，一些低頻電路的設(shè)計(jì)習(xí)慣需要注意。例如我慣用的單點(diǎn)接地對(duì)于低頻應(yīng)用是非常適合的，但是和公司大牛聊天，發(fā)現(xiàn)不適合于射頻信號(hào)場(chǎng)合，因?yàn)樯漕l信號(hào)場(chǎng)合存在更多的EMI問(wèn)題。

相信有些工程師會(huì)將單點(diǎn)接地應(yīng)用到所有產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，而沒(méi)有認(rèn)識(shí)到使用這種接地方法可能會(huì)產(chǎn)生更多或更復(fù)雜的電磁兼容問(wèn)題。

我們還應(yīng)該注意電路組件內(nèi)的電流流向。由電路知識(shí)我們知道，電流從電壓高的地方流向低的地方，并且電流總是通過(guò)一條或更多條路徑在一個(gè)閉環(huán)電路中流動(dòng)，因此有個(gè)很重要的規(guī)律：設(shè)計(jì)一個(gè)最小回路。

針對(duì)那些測(cè)量到干擾電流的方向，通過(guò)修改PCB走線(xiàn)，使其不影響負(fù)載或敏感電路。那些要求從電源到負(fù)載的高阻抗路徑的應(yīng)用，必須考慮返回電流可以流過(guò)的所有可能的路徑。

我們還需要注意PCB走線(xiàn)。導(dǎo)線(xiàn)或走線(xiàn)的阻抗包含電阻R和感抗，在高頻時(shí)有阻抗，沒(méi)有容抗。當(dāng)走線(xiàn)頻率高于100kHz以上時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)或走線(xiàn)變成了電感。在音頻以上工作的導(dǎo)線(xiàn)或走線(xiàn)可能成為射頻天線(xiàn)。

在EMC的規(guī)范中，不容許導(dǎo)線(xiàn)或走線(xiàn)在某一特定頻率的λ/20以下工作（天線(xiàn)的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度等于某一特定頻率的λ/4或λ/2）。如果不小心設(shè)計(jì)成那樣，那么走線(xiàn)就變成了一根高效能的天線(xiàn)，這讓后期的調(diào)試變得更加棘手。

PCB布局

最后說(shuō)說(shuō)PCB的布局問(wèn)題：

第一：要考慮PCB的尺寸大小。PCB的尺寸過(guò)大時(shí)，隨著走線(xiàn)的增長(zhǎng)使系統(tǒng)抗干擾能力下降，成本增加，而尺寸過(guò)小容易引起散熱和互擾的問(wèn)題。

第二：再確定特殊元件（如時(shí)鐘元件）的位置（時(shí)鐘走線(xiàn)最好周?chē)讳伒睾筒蛔咴陉P(guān)鍵信號(hào)線(xiàn)的上下，避免干擾）。

第三：依據(jù)電路功能，對(duì)PCB整體進(jìn)行布局。在元器件布局上，相關(guān)的元器件盡量靠近，這樣可以獲得較好的抗干擾效果。

聲明：

編輯：黃飛

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