EMC測(cè)試內(nèi)容及故障排除、解決的基本方法

　　所謂EMC就是：開(kāi)關(guān)電源模塊設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。EMC測(cè)試包括兩大方面內(nèi)容：對(duì)其向外界發(fā)送的電磁騷擾強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，以便確認(rèn)是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限制值要求;對(duì)其在規(guī)定電磁騷擾強(qiáng)度的MTD2002電磁環(huán)境條件下進(jìn)行敏感度測(cè)試，以便確認(rèn)是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗擾度要求。對(duì)于從事單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，掌握一定的EMC測(cè)試技術(shù)是十分必要的。

　　EMC是電磁兼容（Electro-Magnetic Compatibility）的縮寫，它包括MTD2002電磁干擾（EMI）和電磁敏感性（EMS）兩部分。由于電器產(chǎn)品在使用時(shí)對(duì)其它電器有電磁干擾，或受到其它電器的電磁干擾，它不僅關(guān)系到產(chǎn)品工作的可靠性和安全性，還可能影響其它開(kāi)關(guān)電源模塊電器的正常工作，甚至導(dǎo)致安全危險(xiǎn)。

　　1 單片機(jī)系統(tǒng)EMC測(cè)試

　?。?）測(cè)試環(huán)境為了保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確和可靠性，電磁兼容性測(cè)量對(duì)測(cè)試環(huán)境有較高的要求，測(cè)量場(chǎng)地有室外開(kāi)闊場(chǎng)地、屏蔽室或電波暗室等。

　?。?）測(cè)試設(shè)備

　　電磁兼容測(cè)量設(shè)備分為兩類：一類是電磁干擾測(cè)量設(shè)備，設(shè)備接上適當(dāng)?shù)?a href="http://www.ttokpm.com/v/tag/117/" target="_blank">傳感器，就可以進(jìn)行電磁干擾的測(cè)量;另一類是在開(kāi)關(guān)電源模塊電磁敏感度測(cè)量，MTD2002設(shè)備模擬不同干擾源，通過(guò)適當(dāng)?shù)?a href="http://www.ttokpm.com/tags/耦合/" target="_blank">耦合/去耦網(wǎng)絡(luò)、傳感器或天線，施加于各類被測(cè)設(shè)備，用作敏感度或干擾度測(cè)量。

　?。?）測(cè)量方法

　　電磁兼容性測(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不同，有許多種測(cè)量方法，但歸納起來(lái)可分為4類;傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試、輻射發(fā)射測(cè)試、傳導(dǎo)敏感度（抗擾度）測(cè)試和輻射敏感度（抗擾度）測(cè)試。

　?。?）測(cè)試診斷步驟

　　圖1給出了一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的電磁干擾發(fā)射與故障分析步驟。按照這個(gè)步驟進(jìn)行，可以提高測(cè)試診斷的效率。

　?。?）測(cè)試準(zhǔn)備

　?、僭囼?yàn)場(chǎng)地條件：EMC測(cè)試實(shí)驗(yàn)室為電波半暗室和屏蔽室。前者用于輻射發(fā)射和輻射敏感測(cè)試，后者用于傳導(dǎo)發(fā)射和傳導(dǎo)敏感度測(cè)試。

　?、诃h(huán)境電平要求：傳導(dǎo)和輻射的電磁環(huán)境電平最好遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限值，一般使開(kāi)關(guān)電源模塊環(huán)境電平至少低于極限值6dB。

　　③試驗(yàn)桌。

　?、軠y(cè)量設(shè)備和被測(cè)設(shè)備的隔離。

　?、菝舾行耘袆e準(zhǔn)則：一般由被測(cè)方提供，并實(shí)話監(jiān)視和判別，以測(cè)量和觀察的方式確定性能降低的程度。

　?、薇粶y(cè)設(shè)備的放置：為保證實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性，對(duì)被測(cè)設(shè)備的放置方式通常有具體的規(guī)定。

　?。?）測(cè)試種類

　　傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試、輻射發(fā)送測(cè)試、傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試、輻射抗擾度測(cè)試。

　　（7）常用測(cè)量?jī)x

　　電磁干擾（EMI）和電磁敏感度（EMS）測(cè)試，需要用到許多電子儀器，如頻譜分析儀、電磁場(chǎng)干擾測(cè)量?jī)x、信號(hào)源、功能放大器、示波器等。由于EMC測(cè)試頻率很寬（20Hz~40GHz）、幅度很大（μV級(jí)至kW級(jí)）、模式很多（FM、AM等）、姿態(tài)很多（平放、斜放等），因此正確地使用電子儀器非常重要。測(cè)量電磁干擾的合適儀器是頻譜分析儀。頻譜分析儀是一種將電壓幅度隨頻率變化的規(guī)律顯示出來(lái)的儀器，它顯示的波形稱為頻譜。頻譜分析儀克服了示波器在測(cè)量電磁干擾中的缺點(diǎn)，能夠精確測(cè)量各個(gè)MTD2002頻率上的干擾強(qiáng)度，用頻譜分析儀可以直接顯示出信號(hào)的各個(gè)頻譜分量。

　　在解決電磁干擾問(wèn)題時(shí)，最重要的一個(gè)問(wèn)題是判斷干擾的來(lái)源。只有準(zhǔn)確將干擾源定位后，才能夠提出解決干擾的措施。根據(jù)信號(hào)的頻率來(lái)確定干擾源泉是最簡(jiǎn)單的方法，因?yàn)樵谛盘?hào)的所有特征中，頻率特征是最穩(wěn)定的，并且電路設(shè)計(jì)人員往往對(duì)電路中各個(gè)部位的信號(hào)頻率都十分清楚。因此，只要知道了干擾信號(hào)的頻率，就能夠推測(cè)出干擾是哪個(gè)部位產(chǎn)生的。對(duì)于電磁干擾信號(hào)，由于其幅度往往遠(yuǎn)小于正常工作信號(hào)，用頻譜分析儀做這種測(cè)量是十分簡(jiǎn)單的。由于頻譜分析儀的開(kāi)關(guān)電源模塊中頻帶寬較窄，因此能夠?qū)⑴c干擾信號(hào)頻率不同的信號(hào)濾除掉，精確地測(cè)量出干擾信號(hào)頻率，從而判斷產(chǎn)生干擾信號(hào)的電路。

　　2 電磁兼容故障排除技術(shù)

　　（1）傳導(dǎo)型問(wèn)題的解決

　?、偻ㄟ^(guò)串聯(lián)一個(gè)高阻抗來(lái)減少EMI電流。

　　②通過(guò)并聯(lián)一個(gè)低阻抗將EMI電流短路到地或引到其它回路導(dǎo)體。

　?、弁ㄟ^(guò)電流隔離裝置切斷EMI電流。

　?、芡ㄟ^(guò)其自身作用來(lái)抑制EMI電流。

　?。?）電磁兼容的容性解決方案

　　一種常見(jiàn)的現(xiàn)象是不把濾波電容的一側(cè)看成直接與一個(gè)分離的阻抗相連，而看成與傳輸線相連。典型的情況是，當(dāng)一條MTD2002輸入輸出線的長(zhǎng)度達(dá)到或超過(guò)1/4波長(zhǎng)時(shí)，該傳輸線變“長(zhǎng)”。實(shí)際可以用下式近似表示這種變化：

　　l≥55/f式中：l單元為m，f單位為MHz。這個(gè)公式考慮了平均傳播速度，它是開(kāi)關(guān)電源模塊自由空間理論的0.75倍。

　　a. 電介質(zhì)材料及容差

　　電磁干擾濾波使用的大部分電容是無(wú)極性電容。

　　b. 差模（線到線）濾波電容性電容。

　　c. 共模（線到地/機(jī)殼）濾波電容