EMC設(shè)計的三個規(guī)律和三要素

EMC（ElectromagneTIcCompatibility）即電磁兼容。它是研究電磁干擾的一門技術(shù)。電磁干擾是我們周邊電磁能量使電子設(shè)備的運行產(chǎn)生不應(yīng)有的響應(yīng)。EMC的技術(shù)目的在于使電氣裝置或系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境條件下，既不受電磁環(huán)境的影響，也不會給環(huán)境以干擾。

下面我們認(rèn)識以下EMC領(lǐng)域的三個重要規(guī)律和EMC問題三個要素：

一、EMC三個重要規(guī)律

規(guī)律一、EMC費效比關(guān)系規(guī)律：EMC問題越早考慮、越早解決，費用越小、效果越好。

在新產(chǎn)品研發(fā)階段就進行EMC設(shè)計，比等到產(chǎn)品EMC測試不合格才進行改進，費用可以大大節(jié)省，效率可以大大提高；反之，效率就會大大降低，費用就會大大增加。

經(jīng)驗告訴我們，在功能設(shè)計的同時進行EMC設(shè)計，到樣板、樣機完成則通過EMC測試，是最省時間和最有經(jīng)濟效益的。相反，產(chǎn)品研發(fā)階段不考慮EMC，投產(chǎn)以后發(fā)現(xiàn)EMC不合格才進行改進，非但技術(shù)上帶來很大難度、而且返工必然帶來費用和時間的大大浪費，甚至由于涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計、PCB設(shè)計的缺陷，無法實施改進措施，導(dǎo)致產(chǎn)品不能上市。

規(guī)律二、高頻電流環(huán)路面積S越大，EMI輻射越嚴(yán)重。

高頻信號電流流經(jīng)電感最小路徑。當(dāng)頻率較高時，一般走線電抗大于電阻，連線對高頻信號就是電感，串聯(lián)電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測設(shè)備上的高頻電流環(huán)路產(chǎn)生的，最惡劣的情況就是開路之天線形式。對應(yīng)處理方法就是減少、減短連線，減小高頻電流回路面積，盡量消除任何非正常工作需要的天線，如不連續(xù)的布線或有天線效應(yīng)之元器件過長的插腳。

減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要任務(wù)之一，就是想方設(shè)法減小高頻電流環(huán)路面積S。

規(guī)律三、環(huán)路電流頻率f越高，引起的EMI輻射越嚴(yán)重，電磁輻射場強隨電流頻率f的平方成正比增大。減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要途徑之二，就是想方設(shè)法減小騷擾源高頻電流頻率f，即減小騷擾電磁波的頻率f。

二、EMC問題三要素

開關(guān)電源及數(shù)字設(shè)備由于脈沖電流和電壓具有很豐富的高頻諧波，因此會產(chǎn)生很強的輻射。電磁干擾包括輻射型（高頻）EMI、傳導(dǎo)型（低頻）EMI，即產(chǎn)生EMC問題主要通過兩個途徑：一個是空間電磁波干擾的形式;另一個是通過傳導(dǎo)的形式，換句話說，產(chǎn)生EMC問題的三個要素是：電磁干擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備。輻射干擾主要通過殼體和連接線以電磁波形式污染空間電磁環(huán)境；傳導(dǎo)干擾是通過電源線騷擾公共電網(wǎng)或通過其他端子（如：射頻端子，輸入端子）影響相連接的設(shè)備。

傳導(dǎo)、輻射

騷擾源--------------------（途徑）--------------------敏感受體

近場耦合

IT、AV設(shè)備可能的騷擾源

A）FM接收機、TV接收機本機振蕩，基波及諧波由高頻頭、本機振蕩電路產(chǎn)生；

B）開關(guān)電源的開關(guān)脈沖及高次諧波，同步信號方波及高頻諧波，行掃描顯像電路產(chǎn)生的行、場信號及高頻諧波；

C）數(shù)字電路工作需要的各種時鐘信號及高頻諧波、以及它們的組合，各種時鐘如CPU芯片工作時鐘、MPEG解碼器工作時鐘、視頻同步時鐘（27MHz，16.9344MHz，40.5MHz）等；

D）數(shù)字信號方波及高頻諧波，晶振產(chǎn)生的高次諧波，非線性電路現(xiàn)象（非線性失真、互調(diào)、飽和失真、截止失真）等引起的無用信號、雜散信號；

E）非正弦波波形，波形毛剌、過沖、振鈴，電路設(shè)計存在的寄生頻率點。

F）對于敏感受體通過耦合途徑接受的外部騷擾包括浪涌、快速脈沖群、靜電、電壓跌落、電壓變化和各種電磁場。

電磁騷擾的特性

①單位脈沖的頻譜最寬；

②頻譜中低頻含量取決于脈沖的面積，高頻分量取決于脈沖前后沿的陡度；

③晶體振蕩電平必須滿足一定幅度，數(shù)字電路才能按一定的時序工作，使晶振產(chǎn)生的騷擾呈現(xiàn)覆蓋帶寬、騷擾電平高的特點；

④收發(fā)天線極化、方向特性相同時，EMI輻射和接受最嚴(yán)重；收發(fā)天線面積越大，EMI危害逾大；

⑤騷擾途徑：輻射，傳導(dǎo)，耦合和輻射、傳導(dǎo)、耦合的組合。

⑥電源線傳導(dǎo)騷擾主要由共模電流產(chǎn)生；

⑦輻射騷擾主要由差模電流形成的環(huán)路產(chǎn)生。

三、結(jié)束語：了解EMC三個規(guī)律和EMC問題三要素，會使得EMC問題變的有規(guī)可循，堅持EMC的規(guī)律使得解決EMC問題省時省力，事半功倍。