簡單的EMC小課堂

一、什麽是EMC？EMC即電磁兼容，一個電子係統如果能與其他電子係統相兼容（róng）工作，既不產（chǎn）生幹擾也不對外界幹擾敏感的話，就稱該電子係統與其環境電磁兼容。以下是消費（fèi）類（lèi）電子電（diàn）磁輻射測試簡單示意圖（tú）：

EMC電磁能（néng）量由輻射源產生後，通過電磁場的方式進（jìn）行耦合傳輸，最後被接（jiē）收（shōu）器接收（shōu），這三方麵（miàn）構成了EMC問題的基本框架，無論是進行電子產品的EMC設計還是對已有產品進行EMC整改，都是圍（wéi）繞（rào）這三個方麵進行，與此對應的防止（zhǐ）幹擾的（de）途徑有三種：

（１）抑製源的發射（shè）；

（２）盡可能使耦合（hé）路徑無效；

（３）使接收器對發射不（bú）敏感。

２.１抑製源的發射

電磁輻射的源頭是電路中產生（shēng）變化的電信號，如變化的電壓或電流（liú），在數（shù）字係統（tǒng）中（zhōng）這種電信號很常見，比如時鍾信號，數據（jù）以及DCDC開關（guān）電源（yuán）等，這些信號並不是理想的（de）方波信號，波形可能（néng）是如下圖這種：

由傅裏（lǐ）葉變換可知（zhī），任何時域信號都能進行頻域轉換，其中數字脈衝信號（hào）在時域的快速上升／下降時間是該（gāi）信號在頻域中高（gāo）頻譜分量的（de）主要源頭（tóu），由E＝ｋAＩｆ＾２／D可知頻率ｆ越高，其輻射能力越強，而數字設備由於脈衝（chōng）和電壓具有很豐富的高頻（pín）諧波，因（yīn）此會產生（shēng）很強的輻射。

那麽我們說要抑製源的（de）發射該怎麽做呢？由上（shàng）麵已經知道源的高頻分量主要與信號的上升／下降時間有關，所以如果能減緩數字信號的上升／下降（jiàng）時間對EMC將起到非常大的作用，在常見的整（zhěng）改措施中，我們通常會在一些數字脈（mò）衝信（xìn）號輸出引腳處（chù）對地並聯一個小電容，也是同樣的道（dào）理。

２.２盡可能使耦合路（lù）徑無效

電磁輻射主要通過兩種方式傳遞幹擾，一種是以空間電磁波形式傳遞幹擾，另一種是（shì）通過在（zài）導線中以傳導形式傳（chuán）遞幹（gàn）擾。前者是高頻電流利用殼（ké）體和連接線以電磁波形式汙染空間（jiān）電磁環境，後者則是幹擾通（tōng）過電源（yuán）線騷（sāo）擾公共電（diàn）網或其他端子影響（xiǎng）相連的設備。

如何（hé）使耦合路徑無效？屏蔽和濾波都是比較常用的手段。可以將輻射源屏（píng）蔽起來減少其空間輻射，對（duì）於（yú）通過導線（xiàn）輻射出來的幹擾，通常需要結合多種手段，常用的濾（lǜ）波器件有電容、電感、磁珠以及共模電感，對於不同子係統之間的線纜，還需（xū）要考慮是否需要對線纜進行屏蔽，因為如果幹擾通過空（kōng）間耦合到電纜再輻（fú）射出來，對端口的濾波效果就體現不出來了。

案例：以下（xià）是對一（yī）個車載中控屏（píng）做的EMC整改測試數（shù）據，其EMC問（wèn）題是LVDS屏時（shí）鍾（時鍾（zhōng）信號52MHz）的高（gāo）次諧波輻射（shè）超標（biāo），一般的（de）處理方式是在信號端口輸出端對差分對信號加共模濾波器，由於原先沒有預留位置，加上LVDS信號線太細無法加共（gòng）模，後麵對信號線中的數據線並（bìng）聯了小容值的電容，時鍾信號加小容值電容無法正常顯示，隻能串聯了（le）兩個（gè）小阻抗的磁珠，並對屏排線進行了屏蔽處理（lǐ），以下是處理前後數據對比：

整改前數據

整改後數據

從數據（jù）對比可以看（kàn）出，通過（guò）電容濾波以及對（duì）數據線進行屏蔽（bì），可（kě）以有效降（jiàng）低電磁輻射。這裏信號原先的路徑是從芯片（piàn）出來後經過排線到屏（píng）端，其中時鍾信（xìn）號的高次諧波在發送過程中還會串擾到與它靠近的信號線，因（yīn）此在信（xìn）號線上（shàng）濾（lǜ）波需要考慮同時濾除其他信號線的高次諧波，這裏通過對（duì）地並電容（róng）減小了信（xìn）號高頻的回路，進而減小了輻射，同（tóng）時對排線（xiàn）的屏蔽處（chù）理也降低（dī）了輻射強度。

２.３使接收器對發射不敏感

使接（jiē）受器對發射不敏感，目的是（shì）為了讓設備在（zài）某電磁環境下（xià）能穩定運行（háng），與之對應的要做的就是產品的抗擾度測試，測試項目有傳（chuán）導抗（kàng）擾測試，如靜電（diàn）測試，浪湧測試（shì），大電路注入（BCI）測試，輻射抗擾測試。

分析抗（kàng）擾類問題從兩個（gè）角度切入，設備（bèi）的敏感點是（shì）什麽和（hé）幹擾是如何影響到設備的。以靜電接觸放電測試為例，當靜電放電瞬間，大部分能量流向PCB地，由於靜電屬於高頻信（xìn）號，少部分能量會耦合到信號（hào）線上。這樣會造成：

（１）流向地的靜電（diàn）如果沒有很好（hǎo）的疏導（dǎo），當這股能量流過芯片就會造成芯片（piàn）損壞；

（２）少部分能量在信號線上流竄，產生的幹擾信號會造成係統（tǒng）的錯（cuò）誤動作。

為了處理這個問題，需要首先明確被（bèi）幹擾的對象，確定係統中被幹（gàn）擾（rǎo）的對象（xiàng），然後找出幹擾是以什麽方式，什麽路徑影（yǐng）響係統（tǒng）的，如果能明確幹擾路徑，那麽我們就可（kě）以通過堵和（hé）疏的方式進行靜電防護。