EMC常見問題及解決方法分享

目前世界各個國家的產(chǎn)品認證法規(guī)要求任何電子相關 產(chǎn)品在本國銷售必須帶有相應標識，以表明產(chǎn)品符合安全和 電磁兼容的標準要求。如中國的 CCC 認證，美國的 FCC 和歐盟的 CE 認證等， 已成為 WTO 規(guī)則中的技術貿(mào)易壁壘 （TBT ） ， 如圖 1和圖 2所示。

EMC 的指標是目前在所有法律法規(guī)所要求的項目中，在產(chǎn)品設計時最難以達到的。 2006年調(diào)查表明，EMC問題是 電子工程師在研發(fā)設計是遇到的最大挑戰(zhàn)，由于EMC的設計 經(jīng)驗較少，經(jīng)常在設計完成之后才進行 EMC 的測試，一旦測 試發(fā)現(xiàn)問題，會出現(xiàn)產(chǎn)品準備上市銷售了，EMC 的問題總是 沒有時間來解決，項目總是要不斷的延遲，需要再花費大量 的時間去解決，相信這是每位遇到 EMC 問題的研發(fā)人員的深刻體會。

所以解決 EMC 的問題應該在產(chǎn)品研發(fā)的過程之中予以 解決，而不是在產(chǎn)品研發(fā)完成之后再進行修補，在設計中應 遵循一些 EMC 的設計導則，項目團隊對電路設計和 PCB 設計 進行評審，并在每個研發(fā)階段應進行相應的 EMC工程測試，以發(fā)現(xiàn)潛在的問題。

從 EMC 問題產(chǎn)生的根源上解決問題永遠比在表面上解 決（如屏蔽）要好的多，且成本更低，且在整個項目研發(fā)流 程中，對 EMC 問題解決的越晚，所產(chǎn)生的成本會更高。

由于各個 EMC 的測試項目不同，問題產(chǎn)生的原因也不 盡相同，相應的解決方法也不同，產(chǎn)品設計中常見的電磁兼容性問題有以下幾種。

一、輻射發(fā)射無法滿足標準要求問題

典型的產(chǎn)品電磁輻射問題如下圖 3所示，有一些頻率點 上超出標準的要求，由于輻射發(fā)射的測試不確定度很大，各 個實驗室之間的測試結果差異很大，許多公司都要求輻射發(fā) 射的測試結果有 4-6dB 的裕量。

類似輻射發(fā)射超標的情況經(jīng)常發(fā)生，要想解決，須弄清 楚輻射產(chǎn)生的根本原因，據(jù)筆者分析，可能的輻射問題來源 有 ［1］：

1.印刷線路板中走線問題引起的 ，如圖4.

在 PCB 板走線中應該注意一些高速信號的回流路徑，我們知道信號即有電壓也會存在電流，而信號電流總是要流 回其源頭，如果高速信號的回流路徑過大，形成環(huán)路，很容 易對外輻射能量。

2.連接 PCB 板的電纜引走的問題，如圖 5。

而與電路板相連的電纜也是產(chǎn)生輻射問題的原因之一， 因為高速信號電流在電纜中流動由于環(huán)路和阻抗不匹配等 原因很易對外產(chǎn)生共?；虿钅５碾姶泡椛洹?/p>

3. 電路中某些器件的快速切換。

高速電路中存在著眾多的高速器件，高速器件在快速的 切換時會產(chǎn)生大量的電流的高速變化，從而引起能量的輻 射。

4. 多層印制板的板層設計不合理

圖 6 PCB板間的電磁場分布

在多層電路板中，如果疊層設計不合理，疊層之間的電磁場耦合存在天線效應，對外進行能量輻射，如圖 6所示。

圖 7 信號走線問題仿真分析 ［3］

輻射的能量從哪里出來，如何解決？通常要花費工程 師相當長的時間來進行分析解決。圖 7的仿真分析結果則很 清晰表明的產(chǎn)生輻射問題的機理，在高頻狀態(tài)下，電流總是 尋找最短路徑回到源端，在存在障礙的情況下（高阻抗、環(huán) 流面積大）就會對產(chǎn)生輻射。

屏蔽是解決輻射問題的直接辦法，但卻不能根除問題 根源，并會帶來許多其他問題，設計成本會上升，且在產(chǎn)品 生產(chǎn)中增加工藝的復雜性，生產(chǎn)成本也會增加。所以說屏蔽 是解決輻射問題的最后的辦法， 絕大多數(shù)的問題都可以用最 簡單的辦法，也是最低成本的辦法于以解決。

分析信號特性，找出問題根源，進行信號設計和 PCB 板的良好設計是解決此類問題的最佳方案， 幾乎不用增加任 何成本。