【導(dǎo)讀】EMC的概念：電磁兼容（Electromagnetic Compatibility , EMC） 其定義為“設(shè)備和系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力”。
EMC簡(jiǎn)單介紹
EMC的概念：電磁兼容（Electromagnetic Compatibility , EMC） 其定義為“設(shè)備和系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力”。
EMC包含兩個(gè)方面的意思，首先，設(shè)備能夠抵抗所接受到的干擾而正常工作(即EMS)；其次，設(shè)備所發(fā)射的電磁干擾不能影響其它設(shè)備的正常工作(即EMI)。
EMC設(shè)計(jì)
1. EMC設(shè)計(jì)的內(nèi)容：
EMC設(shè)計(jì)可分為：
信號(hào)設(shè)計(jì)、線路設(shè)計(jì)、屏蔽、接地、濾波、合理布局
其中與結(jié)構(gòu)關(guān)系較大的有：
屏蔽、接地、合理布局
注意：并不代表其它措施與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完全無(wú)關(guān)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)亦需配合完成其它措施比如合理布局。
2. EMC設(shè)計(jì)基本目的：
產(chǎn)品內(nèi)部的電路互相不產(chǎn)生干擾，達(dá)到預(yù)期的功能。
產(chǎn)品產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)度低于特定的極限值。
產(chǎn)品對(duì)外界的電磁干擾有一定的抵抗能力。
3. EMC設(shè)計(jì)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各階段的成本：
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期階段，解決EMC問(wèn)題的途徑多，將花費(fèi)較少的成本；到產(chǎn)品生產(chǎn)后期再采取解決EMC的技術(shù)措施，將受到各種情況的制約。并且，采用同樣的技術(shù)措施，在生產(chǎn)后期采用時(shí)，將大大增加產(chǎn)品成本，延長(zhǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。
▲EMC設(shè)計(jì)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)各階段的成本
因此，隨著產(chǎn)品開(kāi)發(fā)向前推進(jìn)，解決EMC的成本越來(lái)越高。因此，EMC設(shè)計(jì)越早進(jìn)行越好，千萬(wàn)不要等到EMC測(cè)試出現(xiàn)問(wèn)題了，再去急急忙忙的查找原因、尋找解決方案。
4. 傳統(tǒng)EMC對(duì)策：
產(chǎn)品在進(jìn)行實(shí)際測(cè)試的時(shí)候，EMC問(wèn)題實(shí)際發(fā)生了，開(kāi)始查找EMC問(wèn)題，使用的工具：頻譜儀和近場(chǎng)探頭
此時(shí)能夠采取的手段是：屏蔽和濾波
傳統(tǒng)EMC對(duì)策存在的問(wèn)題是：
● 需要考慮設(shè)備內(nèi)部【板間，板內(nèi)信號(hào)間】EMI問(wèn)題，不能使用屏蔽/濾波手段；
● 屏蔽和濾波會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計(jì)修改，增加產(chǎn)品成本和延長(zhǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期；
● 信號(hào)頻率與干擾頻率一致，不能采用濾波；
● 頻率提高，布線、屏蔽體、機(jī)箱等成為天線；
● 高頻信號(hào)耦合到電纜，由電纜發(fā)射；
● 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)最后階段解決EMC問(wèn)題的唯一辦法是：屏蔽和濾波。但是，用屏蔽能解決所有的EMC問(wèn)題？
● 屏蔽策略的隱患：機(jī)箱及屏蔽材料的變形及損壞，產(chǎn)生電磁泄漏
● 這種對(duì)策的結(jié)果是：有利于通過(guò)EMC，但是會(huì)惡化內(nèi)部干擾，影響設(shè)備穩(wěn)定性，增加抗干擾的要求。
5. EMC對(duì)策新理念：
▲全面的EMC管理
EMC對(duì)策的新理念是進(jìn)行全面的EMC管理，盡早進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)：
● EMC是一項(xiàng)系統(tǒng)工程：早考慮 ，成本低，手段多，效率高；需要產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)協(xié)同配合，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
● 充分利用現(xiàn)有的EMC設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)指南（專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)），當(dāng)然，在使用的時(shí)候需要思考：設(shè)計(jì)能全部按照設(shè)計(jì)規(guī)則執(zhí)行嗎？所有理論在所有場(chǎng)合都正確嗎？
● 合理使用仿真技術(shù)，把問(wèn)題扼殺在萌芽階段 。PCB板設(shè)計(jì)的仿真：Hyperlynx。電子電路仿真：Pspice、Serenade。
● 精度與速度，實(shí)際問(wèn)題實(shí)際解決。使用測(cè)量技術(shù)，使用一般儀器進(jìn)行對(duì)比測(cè)試。引入電磁場(chǎng)掃描技術(shù)，進(jìn)行EMC預(yù)兼容測(cè)試。
6. EMC設(shè)計(jì)的流程：
7. EMC結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)：
● 在項(xiàng)目的早期就參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由硬件工程師主導(dǎo)硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而不是被動(dòng)地接收已有的結(jié)構(gòu)造型，然后千方百計(jì)地想辦法怎樣才能在現(xiàn)有的造型基礎(chǔ)上盡量滿(mǎn)足性能、EMC等的要求，要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起到主導(dǎo)性的作用；
● 盡早設(shè)計(jì)出3D圖，針對(duì)3D圖，組織各方面的人員反復(fù)討論，權(quán)衡利弊，就EMC而言，要針對(duì)3D圖去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，填補(bǔ)問(wèn)題，這樣的互動(dòng)要進(jìn)行很多次，直至能得到一個(gè)比較滿(mǎn)意的結(jié)果；
● 屏蔽結(jié)構(gòu)的使用，哪些板卡需要屏蔽、哪些可以不要，未屏蔽的板卡要針對(duì)EMC采取哪些預(yù)防措施，PCB本身也許就可以作為EMC的屏蔽體；
● 線材處理，包括內(nèi)部模塊互連線（暴露在屏蔽殼之外）及外部接口線，是否已經(jīng)在母板、連接板或輸出板等位置預(yù)留濾波措施。
8、EMC PCB 設(shè)計(jì)
（1）、PCB設(shè)計(jì)
a、布局：同類(lèi)電路布在一塊、控制最小路徑原則、高速電路間不要靠近小面板、電源模塊靠近進(jìn)單盤(pán)的位置；
b、分層：高速布線層必須靠近一層地、電源與地相鄰、元件面下布一層地、近可能將兩個(gè)表層布地層、內(nèi)層比表層縮進(jìn)20H；
c、布線：3W原則、差分對(duì)線等長(zhǎng)，靠近走、高速或敏感線不能 跨分割區(qū)；
d、接地：同類(lèi)電路單獨(dú)分布地，在單板上單點(diǎn)相連；
e、濾波：電源模塊、功能電路設(shè)計(jì)板級(jí)慮波電路；
f、接口電路設(shè)計(jì)：接口電路設(shè)計(jì)濾波電路、實(shí)現(xiàn)內(nèi)外有效隔離。
（2）布局的基本原則：
a、參照原理功能框圖，基于信號(hào)流向，按照功能模塊劃分；
b、數(shù)字電路與模擬電路、高速電路與低速電路、干擾源與敏感電路分開(kāi)布局
c、單板焊接面避免放置敏感器件或強(qiáng)輻射器件；
d、敏感信號(hào)、強(qiáng)輻射信號(hào)回路面積最小；
e、晶體、晶振、繼電器、開(kāi)關(guān)電源等強(qiáng)輻射器件或敏感器件遠(yuǎn)離單板拉手條、對(duì)外接口連接器、敏感器件放置，推薦距離≥1000mil；
f、敏感器件：遠(yuǎn)離強(qiáng)輻射器件，推薦距離≥1000mil；
g、隔離器件、A/D器件：輸入、輸出互相分開(kāi)，無(wú)耦合通路（如相鄰的參考平面），最好跨接于對(duì)應(yīng)的分割區(qū)；
（3）特殊器件布局
a、電源部分（置于電源入口處）；
b、時(shí)鐘部分（遠(yuǎn)離開(kāi)口，靠近負(fù)載，布線內(nèi)層）；
c、電感線圈（遠(yuǎn)離EMI源）；
d、總線驅(qū)動(dòng)部分（布線內(nèi)層，遠(yuǎn)離開(kāi)口，靠近宿）；
e、濾波器件（輸入、輸出分開(kāi)，靠近源，引線短）；
（4）濾波電容的布局：BULK電容：
a、所有分支電源接口電路；
b、功耗大的元器件附近；
c、存在較大電流變化的區(qū)域，如電源模塊的輸入和輸出端、風(fēng) 扇、繼電器等；
d、PCB電源接口電路；
（5）去藕電容的布局：
a、靠近電源管腳；
b、位置、數(shù)量適當(dāng)；
（6）接口電路的布局的基本原則：
a. 接口信號(hào)的濾波、防護(hù)和隔離等器件靠近接口連接器放置，先防護(hù)，后濾波；
b. 接口變壓器、光耦等隔離器件做到初次級(jí)完全隔離；
c. 變壓器與連接器之間的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)無(wú)交叉；
d. 變壓器對(duì)應(yīng)的BOTTOM層區(qū)域盡可能沒(méi)有其它器件放置；
e. 接口芯片（網(wǎng)口、E1/T1口、串口等）盡量靠近變壓器或連接器放置；
（7）布線
a. 走線短，不同類(lèi)走線間距寬（信號(hào)及其回流線、差分線、屏蔽地線除外），過(guò)孔少，無(wú)環(huán)路，回路面積小，無(wú)線頭；
b. 有延時(shí)要求的走線，其長(zhǎng)度符合要求；
c. 無(wú)直角，對(duì)關(guān)鍵信號(hào)線優(yōu)先采用圓弧倒角；
d. 相鄰層信號(hào)走線互相垂直或相鄰層的關(guān)鍵信號(hào)平行布線≤1000MIL；
e. 走線線寬無(wú)跳變或滿(mǎn)足阻抗一致；
（8）各國(guó)產(chǎn)品安全和EMC認(rèn)證組織
-歐美：CE
-美國(guó)：FCC&UL，NEBS
-日本：VCCI
-澳大利亞：CE
-中國(guó)：CCC
-臺(tái)灣：CE
產(chǎn)品認(rèn)證流程
-認(rèn)證申請(qǐng)
-提交認(rèn)證材料（認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品使用手冊(cè)等）
-產(chǎn)品測(cè)試
-完成測(cè)試報(bào)告
-頒發(fā)認(rèn)證證書(shū)
-產(chǎn)品發(fā)布
EMC標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
1、國(guó)際電工委員為IEC
2、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)華組織ISO
3、電氣電子工程師學(xué)會(huì)IEEE
4、歐盟電信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)ETSI
5、國(guó)際無(wú)線電通信咨詢(xún)委員CCIR
6、國(guó)際通訊聯(lián)盟ITU
6、國(guó)際電工委員會(huì)IEC有以下分會(huì)進(jìn)行EMC標(biāo)準(zhǔn)研究
-CISPR：國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì)
-TC77：電氣設(shè)備（包括電網(wǎng)）內(nèi)電磁兼容技術(shù)委員會(huì)
-TC65：工業(yè)過(guò)程測(cè)量和控制
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織
1、FCC聯(lián)邦通
2、VDE德國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)
3、VCCI日本民間干擾
4、BS英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
5、ABSI美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
6、GOSTR俄羅斯政府標(biāo)準(zhǔn)
7、GB、GB/T中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
EMI測(cè)試
1、輻射騷擾電磁場(chǎng)（RE）
2、騷擾功率（DP）
3、傳導(dǎo)騷擾（CE）
4、諧波電路（Harmonic）
5、電壓波動(dòng)及閃爍（Flicker）
6、瞬態(tài)騷擾電源（TDV）
EMS測(cè)試
1、輻射敏感度試驗(yàn)（RS）
2、工頻次次輻射敏感度試驗(yàn)（PMS）
3、靜電放電抗擾度（ESD）
4、射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度測(cè)試（CS）
5、電壓暫降，短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度測(cè)試（DIP）
6、浪涌（沖擊）抗擾度測(cè)試（SURGE）
7、電快速瞬變脈沖群抗擾度測(cè)試（EFT/B）
8、電力線感應(yīng)/接觸（Power induction/contact）
EMC測(cè)試結(jié)果的評(píng)價(jià)
A級(jí)：實(shí)驗(yàn)中技術(shù)性能指標(biāo)正常
B級(jí)：試驗(yàn)中性能暫時(shí)降低，功能不喪失，實(shí)驗(yàn)后能自行恢復(fù)
C級(jí)：功能允許喪失，但能自恢復(fù)，或操作者干預(yù)后能恢復(fù)
R級(jí)：除保護(hù)元件外，不允許出現(xiàn)因設(shè)備（元件）或軟件損壞數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或性能降低。
5、電壓暫降，短時(shí)中斷和電壓變化抗擾度測(cè)試（DIP）
6、浪涌（沖擊）抗擾度測(cè)試（SURGE）
7、電快速瞬變脈沖群抗擾度測(cè)試（EFT/B）
8、電力線感應(yīng)/接觸（Power induction/contact）
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