一、EMC工程師必須具備的技能 1.EMC基本測試專案以及測試過程掌握 2.產品對應EMC的標準掌握 3.產品的EMC整改定位思路掌握 4.產品的各種認證流程掌握 5.產品硬體知識，對電路的瞭解 6.EMC設計整改元器件使用掌握 7.產品結構遮蔽設計技能掌握 8.對EMC設計如何介入各個研發階段流程掌握 二、EMC常用元件介紹 1.共模電感：在平衡線路中能有效的抑制共模干擾訊號，而對線路正常傳輸的差模訊號無影響 製作要求：匝間不發生擊穿短路，磁芯不出現飽和，磁芯與線圈絕緣，線圈儘可能繞指單層，減小線圈的寄生電容。 共模阻抗越大越好，根據阻抗頻率曲線選擇。注意考慮差模阻抗對訊號的影響，關注差模阻抗，特別注意高速埠。 2.磁珠： 等效於電阻和電感的並聯，低頻下電阻被電感短路，高頻下電感阻抗變得相當高。 相比電感，具有更好的高頻濾波特性。 應用於印製電路板、電源線和資料線上。可以濾除高頻干擾，尖峰干擾和吸收靜電放電脈衝干擾的能力。 選擇的參考：根據頻率和阻抗的特性曲線圖，一般以100MHz為標準。針對我們所要濾波的頻段需要選取磁珠阻抗越大越好，通常情況下選取600歐姆阻抗以上的。另外需要注意通流量，一般需要降額80%處理。 3.濾波電容器： 當要濾除的噪聲頻率確定時，可以通過調整電容的容量，使諧振點剛好落在騷擾頻率上。 當噪聲頻率高達數百MHz，甚至超過1GHz，必須使用穿心電容有效的濾除。普通電容不行的原因：1、電容引線電感造成電容諧振，對高頻訊號呈現較大的阻抗，削弱了對高頻訊號的旁路作用，2、導線之間的寄生電容是高頻訊號發生耦合，降低了濾波效果。 穿心電容可以直接安裝在金屬面板上，利用金屬面板起到高頻隔離的作用。要注意安裝的問題，穿心電容最大的弱點是怕高溫和溫度的衝擊，焊接時造成很大的困難。 目前，裝置內部強弱電混合安裝、數字邏輯電路混合安裝的情況越來越多，電路模組之間的相互騷擾成為嚴重的問題。解決這種相互騷擾的方法之一是利用金屬隔離艙將不同性質的電路隔離開。當不同電路間有大量的聯線時，安裝大量的穿心電容是十分困難的事情，國外許多廠商開發了“濾波陣列板”解決這一問題，成本很高，每針的價格約30元。 三、EMI/EMC經典問答 EMC三要素：輻射源，傳播途徑，受害體 電磁相容設計包含的內容：電路設計，軟體設計，線路板設計，遮蔽結構，訊號線/電源線濾波、電路的接地方式設計。 電磁相容領域要描述的是幅度和頻率範圍方面的內容 瞭解EMC方面的標準，如EN55022（GB9254），EN55024，簡單測試原理，PCB佈局、層疊結構、高速佈線對EMC的影響和規則，掌握一些分析和解決思路。 安規知識標準GB4943或UL60950 電磁相容設計的基本原則，應考慮的問題：噪聲頻率，濾波效率，紋波和瞬變電壓大的電路（選擇電容型別），使用磁芯電感需注意飽和特性。儘量使用遮蔽的繼電器，變壓器。防止訊號間的騷擾耦合。 電感感測器測試：儘量在遮蔽環境下，至少要遮蔽感測器前級；使用差分探頭；減少振鈴，必要時插入共扼電抗器；使用電流放大模式，提高效能，降低除錯難度；儘量能低頻則低頻，能隔直則隔直；注意AD轉換前的抗混疊濾波，以及軟體濾波，提高資料穩定性。 GPS產品可以加ESD Filter，防靜電和抗電磁干擾。廠家：泰克，佳邦，韓國ICT等。 空間距離對輻射影響很大，做區域性遮蔽，通過磁珠和電容去耦。 差分訊號其實是模擬訊號，而數字訊號是模擬訊號用門限電平化後的取樣結果 差分埠是一個四埠網路，存在差模和共模兩種分析方法 差分訊號通常進入差分驅動電路，放大後得到差分訊號，差分放大器一個很重要的指標就是共模抑制比Kcmr = Adm （差模）/Acm（共模） 電機設計可以使用RMxpert來設計優化電機引數，Maxwell2D來模擬EMI實際輻射。 空氣放電8K時32K晶振停振：有金屬的話，空氣放電和接觸放電效果差不多，建議在金屬架上噴絕緣漆試試。 Ansoft的PCB單板噪聲和輻射模擬工具SIwave和任意三維結構的高頻結構模擬器HFSS分別可以模擬單板和系統近場和遠場輻射，以及在有限遮蔽環境下的EMI輻射。 HyperLynx主要做SI和crosstalk的模擬。 提高隔離度的方法：分層，去耦，單點連線，可利用Ansoft和SIwave模擬。 有的時候2個自帶有電源的部件連線後，產生了莫名其妙的干擾，用瓷片電容跨接在2個電源間，干擾就沒了。 PCB設計如何避免高頻干擾：儘量降低高頻訊號電磁場的干擾，也就是所謂的串擾（crosstalk），拉大高速訊號和模擬訊號之間的距離。通過匹配或拓撲解決干擾訊號的反射、過沖等問題。 高速佈線原則：用安排走線和PCB疊層的技巧來解決或減少EMI的問題，如高速訊號走內層，最後用電阻電容或ferrite bead的方式，以降低對訊號的傷害。 電感的感抗大小與電感值和頻率有關。如果電源的噪聲頻率較低，而電感值又不夠大，這時濾波效果可能不如RC。RC存在耗能和功率匹配的問題。 電感的選擇需考慮想濾除的噪聲頻率和瞬時電流的反應能力。 電容則要考慮紋波噪聲大小，ESR/ESL的影響。 地線不應布成閉合形式，而是樹枝狀較好。 41問為電源地的層疊方案 汽車上的電子產品主機板最好是至少4層板，電源線加磁環，做好遮蔽。 上拉電阻是增加抗干擾能力的，一般取值Vcc/1ma~10K；串聯是阻尼用的，一般取33歐姆~470歐姆，串接電阻將有效抑制反射 經常遇到的EMC問題 一般的電子產品：RE--輻射，CE--傳導，ESD--靜電 通訊類電子產品：RE，CE，ESD，Surge--浪湧（雷擊） 醫療機械類：ESD，EFT--瞬態脈衝抗干擾，CS--傳導抗干擾，RS--輻射抗干擾 針對北方乾燥地區，ESD--靜電要求很高 針對四川和一些西南多雷地區，EFT防雷要求很高 去除IC的電磁干擾：壓敏電阻和瞬態電壓抑制器TVS 交流繼電器吸合瞬間導致微控制器復位：繼電器線圈的電弧或大負載的變化引起的電磁干擾，可在交流接觸器線圈兩端並聯一電阻和電容串聯的阻容吸收電路，電容的容量在0.01uF---0.47uF之間，耐壓高於線圈額定電壓的2--3倍。 金屬外殼的產品應處理好接地的問題，有利於ESD防護。 如何製作一個簡易的近場探頭：將同軸電纜的外層剝開，使芯線暴露出來，將芯線繞成一個直徑1~2釐米小環（1~3匝），焊接在外層上。 電源介面卡可能造成輻射發射（RE）測試不通過，儘管開關電源頻率只有KHz級別，但往往干擾能夠到幾十幾百MHz，同時電源介面卡的負載不同，空間輻射測試的測試結果也會不一樣。 電感感抗的計算公式：XL（感抗）= 2πfL（單位：歐姆），f 頻率，L 電感值 0歐姆電阻的作用 D類功放在PCB佈線的時候應注意哪些 模擬訊號突然消失，造成干擾，導致系統不穩定，需通過加對地電容，提供吸收放電電路。 四、產品內部的EMC設計技巧 A、地線設計 數字系統設計時，將接地線做成閉環路可以明顯的提高抗噪聲能力。 B、電磁相容設計 選擇合理的導線寬度，導線的電感量和長度成正比，與寬度成反比。分立元件電路，寬度在1.5mm左右，積體電路，寬度可在0.2--1.0之間。儘量採用井字形網狀佈線結構。 C、去耦電容配置 D、印製電路板的尺寸與器件的佈置 E、散熱設計 五、電磁干擾的遮蔽方法 1、EMC問題來源 2、金屬遮蔽效率 3、EMI抑制策略 4、遮蔽設計難點 5、襯墊及附件 六、EMC設計融入到產品研發流程 1、業介面臨挑戰 2、業介面臨問題 3、系統流程法 4、系統流程法簡介 產品總體方案設計，產品詳細方案設計，產品原理圖設計，產品PCB設計，產品結構設計方案，產品初樣試裝，產品EMC摸底驗證，產品認證。 5、系統流程法實施效果 EMC設計同步產品設計，一次性把事情做好。