解决电磁兼容EMC问题基本三要素

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EMC是业界的一个难点；来谈谈EMC三个规律、EMC问题三要素、电磁骚扰的特性、以及五层次EMC设计法。

! `( D! h- V  O- H6 mEMC改进要如诊治疾病一样对症施治；我们倡导坚持EMC规律，趁早考虑和解决EMC问题-进行EMC设计。下面我们认识以下EMC领域的三个要 素和三个重要规律：

EMC问题三要素

- @' J6 ]5 s( O' o; {" n3 |& t开关电源及数字设备由于脉冲电流和电压具有很丰富的高频谐波，因此会产生很强的辐射。电磁干扰包括辐射型(高频) EMI、 传导型(低频)EMI，即产生 EMC问题主要通过两个途径：一个是空间电磁波干扰的形式；另一个是通过传导的形式，换句话说，产生EMC问题的三个要素是：电磁干扰源、耦合途径、敏感 设备。辐射干扰主要通过壳体和连接线以电磁波形式污染空间电磁环境；传导干扰是通过电源线骚扰公共电网或通过其他端子（如：射频端子，输入端子）影响相连 接的设备。
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2 a+ O; @8 y' u0 AIT、AV设备可能的骚扰源
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A） FM接收机、TV接收机本机振荡，基波及谐波由高频头、本机振荡电路产生；
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: E, j, F5 n* p% MB） 开关电源的开关脉冲及高次谐波，同步信号方波及高频谐波，行扫描显像电路产生的行、场信号及高频谐波；

C） 数字电路工作需要的各种时钟信号及高频谐波、以及它们的组合，各种时钟如CPU芯片工作时钟、MPEG解码器工作时钟、视频同步时钟（27MHz，16.9344MHz ，40.5MHz）等；
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. X4 C- _" n4 Y( j/ w; KD） 数字信号方波及高频谐波，晶振产生的高次谐波，非线性电路现象（非线性失真、互调、饱和失真、截止失真）等引起的无用信号、杂散信号；

2 E/ g/ T3 I6 ^" ?E） 非正弦波波形，波形毛剌、过冲、振铃，电路设计存在的寄生频率点。

" D( T5 ^0 ~7 n6 Z3 AF） 对于敏感受体通过耦合途径接受的外部骚扰包括浪涌、快速脉冲群、静电、电压跌落、电压变化和各种电磁场。

% P# y1 Y1 n; _; I- @电磁骚扰的特性

& |! ]+ A, W# B9 T: I6 d① 单位脉冲的频谱最宽；

+ F; S7 S0 w3 S$ E, g② 频谱中低频含量取决于脉冲的面积，高频分量取决于脉冲前后沿的陡度；

③ 晶体振荡电平必须满足一定幅度， 数字电路才能按一定的时序工作，使晶振产生的骚扰呈现覆盖带宽、骚扰电平高的特点；

④ 收发天线极化、方向特性相同时，EMI辐射和接受最严重；收发天线面积越大， EMI危害逾大；

⑤ 骚扰途径：辐射，传导，耦合和辐射、传导、耦合的组合。
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  M" w! B( ~/ O! U4 M5 L6 X5 W⑥ 电源线传导骚扰主要由共模电流产生；
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⑦ 辐射骚扰主要由差模电流形成的环路产生。

4 p+ V4 w; |6 E1 T" `+ \EMC三个重要规律

3 R/ x: i, k' E规律一、EMC费效比关系规律： EMC问题越早考虑、越早解决，费用越小、效果越好。
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在新产品研发阶段就进行EMC设计，比等到产品EMC测试不合格才进行改进，费用可以大大节省，效率可以大大提高；反之，效率就会大大降低，费用就会大大增加。
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" f6 r4 Q1 \7 H7 z7 \0 W经 验告诉我们，在功能设计的同时进行EMC设计，到样板、样机完成则通过EMC测试，是最省时间和最有经济效益的。相反，产品研发阶段不考虑EMC，投产以 后发现EMC不合格才进行改进，非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费，甚至由于涉及到结构设计、PCB设计的缺陷，无法实施改 进措施，导致产品不能上市。
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" e( @" B' K' z$ S! N$ s规律二、高频电流环路面积S越大， EMI辐射越严重。

% U" p) K$ k- D0 ~' a高频信号电流流经电感最小路径。当频率较 高时， 一般走线电抗大于电阻，连线对高频信号就是电感，串联电感引起辐射。电磁辐射大多是EUT被测设备上的高频电流环路产生的，最恶劣的情况就是开路 之天线形式。对应处理方法就是减少、减短连线，减小高频电流回路面积，尽量消除任何非正常工作需要的天线，如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。
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减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要任务之一，就是想方设法减小高频电流环路面积S。
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规律三、环路电流频率f越高，引起的EMI辐射越严重，电磁辐射场强随电流频率f的平方成正比增大。

减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要途径之二，就是想方设法减小骚扰源高频电流频率f，即减小骚扰电磁波的频率f。

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开关电源及数字设备由于脉冲电流和电压具有很丰富的高频谐波，因此会产生很强的辐射