EMC概述（3）：什么是電磁兼容性（EMC）？

了解實(shí)例，就可以深入理解其重要性

大家好！我是ROHM的稻垣。

第15篇將具體介紹電磁兼容性（EMC）現(xiàn)象。本文的主角也是半導(dǎo)體集成電路（IC）。

首先是電磁干擾（EMI: Electromagnetic Interference，發(fā)射）的一個(gè)例子。假設(shè)這是半導(dǎo)體集成電路（IC）使用開關(guān)技術(shù)工作、并且印刷電路板（PCB）上的EMC措施不充分的情況。如果EMI濾波器的設(shè)計(jì)不好，比如低通濾波器（LPF）的截止頻率高于開關(guān)頻率的1/10，在這種情況下，如果使半導(dǎo)體集成電路（IC）工作，則可能會發(fā)生：

?其周圍配置的AM/FM收音機(jī)功能的接收靈敏度變差，并且會出現(xiàn)嗶嗶嘎嘎之類的噪聲

?通過Bluetooth連接的設(shè)備斷開連接

?智能手機(jī)上的視頻播放中斷

等現(xiàn)象。

接下來是電磁敏感性（EMS: Electromagnetic Susceptibility, 抗擾度）的一個(gè)例子。這是半導(dǎo)體集成電路（IC）附近有電磁噪聲、而且這種噪聲帶來不良后果的一種情況。該示例也是假設(shè)印刷電路板（PCB）上的EMC措施不足的情況：沒有噪聲濾波器，或者即使有，其頻率特性也不能充分抑制電磁噪聲。在這種情況下，可能會發(fā)生：

?差分運(yùn)算放大器（Op Amp）的工作點(diǎn)通常應(yīng)該是VCC（電源電壓）/2的偏置電壓，但卻會變?yōu)閂CC附近或GND附近的電壓。

?在數(shù)據(jù)通信用半導(dǎo)體集成電路（IC）的數(shù)據(jù)收發(fā)過程中，只在產(chǎn)生電磁噪聲時(shí)接收到的數(shù)據(jù)會發(fā)生反轉(zhuǎn)

?在低電壓數(shù)字電路（包括CPU和存儲器）中，只在產(chǎn)生電磁噪聲時(shí)控制邏輯引發(fā)錯(cuò)誤

等問題。

可能單憑上一篇中符合/不符合電磁兼容性（EMC）國際標(biāo)準(zhǔn)的描述很難具體理解，但通過實(shí)際的例子，就可以理解這些問題都與嚴(yán)重的干擾和誤動作息息相關(guān)。因此，與電磁兼容性（EMC）相關(guān)的現(xiàn)象是非常重要的，尤其對于航空航天、醫(yī)療、車載等可能會有生命危險(xiǎn)的產(chǎn)品和元器件來說，這類情況是絕對不能發(fā)生的。正是為了進(jìn)行充分的驗(yàn)證并提供安全放心的產(chǎn)品和元器件，從元器件制造商到終端產(chǎn)品制造商，各行各業(yè)的工程師們都在努力研究電磁兼容性（EMC）。

那么為什么直到如今電磁兼容性（EMC）還是如此受關(guān)注呢？

對于電磁干擾（EMI）來說，與工作頻率的日益提高有很大關(guān)系。與很久以前100MHz被視為超高速的時(shí)代不同，如今產(chǎn)品工作頻率為1GHz~10GHz的情況并不少見。當(dāng)然，其諧波分量是電磁干擾（EMI）的源頭，因此電磁干擾（EMI）的頻段范圍變得更寬。此外，頻率越高，越容易產(chǎn)生輻射，因此需要更加注意。

對于電磁敏感性（EMS）來說，電源電壓下降是影響因素之一。5V邏輯和0.9V邏輯相比，它們的H電壓和L電壓之間的電壓差（VIH/VIL）完全不同。如果電源電壓低，對電磁噪聲的抵抗力就會降低。

而且，構(gòu)成半導(dǎo)體集成電路（IC）的元器件數(shù)量也逐年增加。如今是在一枚硅芯片上能夠配置5億～10億個(gè)晶體管的時(shí)代了。因此，出現(xiàn)電磁兼容性（EMC）問題的位置更多，概率也更高。隨著微細(xì)化和高度集成化的發(fā)展，根據(jù)摩爾定律，未來，只要半導(dǎo)體集成電路（IC）的集成度繼續(xù)提高，電磁兼容性（EMC）問題就會繼續(xù)惡化。

在現(xiàn)場，工程師們已經(jīng)深切意識到，過去不用格外注意電磁兼容性（EMC）也沒有問題，但是對于最近的產(chǎn)品和元器件來說，一旦不好好處理電磁兼容性（EMC）問題，就會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此準(zhǔn)確地說，現(xiàn)在的狀況不是“正在關(guān)注”而是“不得不關(guān)注”，這樣說可能更接近現(xiàn)實(shí)。

從下一篇開始，我打算開始介紹“EMC計(jì)算方法和EMC仿真”，這是與電磁兼容性（EMC）的設(shè)計(jì)和深入實(shí)踐相關(guān)的實(shí)用內(nèi)容。敬請期待！

感謝您閱讀本文。

審核編輯黃宇