簡單的EMC小課堂（táng）

一、什麽是EMC？EMC即電磁兼容，一個電子係（xì）統如果能與（yǔ）其他電子係統相（xiàng）兼容工作，既不產生幹擾也不對（duì）外（wài）界幹擾敏感的話，就稱該電子係統與其（qí）環境電磁兼（jiān）容。以下（xià）是消費類電子電磁輻射測試（shì）簡單示意圖：

EMC電磁能量由輻射源產生後，通過電磁（cí）場（chǎng）的方式進（jìn）行耦合傳輸（shū），最後被接收器（qì）接收，這三方麵構成了EMC問題（tí）的基本（běn）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，都是圍繞這三個方麵進行，與此對應的防止幹擾的途徑有三種：

（１）抑製源的發射；

（２）盡可能使耦合路（lù）徑無效；

（３）使接收器對（duì）發射不敏感。

２.１抑製源（yuán）的發射

電磁輻射的源頭是電路中產生變化的電（diàn）信號，如變化的電壓（yā）或電流，在數字（zì）係統中（zhōng）這種電信號很常見，比如時鍾信號，數據以及DCDC開關電源等，這些（xiē）信號並（bìng）不是（shì）理想（xiǎng）的方波信號，波形可能是如下圖這（zhè）種：

由傅裏（lǐ）葉變換可知，任何時域信（xìn）號都能進行頻域轉換，其中（zhōng）數字脈（mò）衝信號在時域的快（kuài）速上升／下降時間是（shì）該信號在頻（pín）域中高頻譜（pǔ）分量（liàng）的主（zhǔ）要源（yuán）頭，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（yóu）於脈衝和電壓具有很豐富的高頻諧波，因此會產生很強的輻射。

那麽我們說要（yào）抑製源的（de）發射該怎麽做呢？由上麵已經知道源的高頻分量主要與信（xìn）號的上升／下降時間有關，所（suǒ）以如果能減（jiǎn）緩數字信號的上升／下降時間對EMC將起到非常大的作用（yòng），在（zài）常見的整（zhěng）改措施（shī）中，我們通常會在一些數字脈衝信號輸出（chū）引腳處（chù）對地並聯一（yī）個小電容，也是（shì）同樣的道理（lǐ）。

２.２盡可能使耦合路徑無效（xiào）

電磁輻射主要通過兩種（zhǒng）方式傳遞幹擾，一種是以空間電磁波形式傳（chuán）遞幹擾，另一種是通過在導線中以傳（chuán）導形式傳（chuán）遞幹擾。前者是高頻電流利（lì）用（yòng）殼體和連接線以電磁波形式汙染空間電磁環境，後（hòu）者（zhě）則是幹擾通過電源線騷擾（rǎo）公共電網（wǎng）或（huò）其他端子影響相（xiàng）連的設備。

如何（hé）使耦合路徑無效？屏蔽和濾波都（dōu）是比較常用的手段。可以將輻射源屏蔽起來減少其空間輻射（shè），對於通過導線輻射出來的幹（gàn）擾，通常需要結（jié）合多種手段，常用的濾波（bō）器件有電容、電感、磁珠以及共模電感，對於不同子（zǐ）係統之間的線纜，還（hái）需要考慮是否需要對線纜進行屏蔽，因為如果幹擾通（tōng）過空間耦合到電纜再（zài）輻射出來，對（duì）端口的濾波效（xiào）果就體現不出來了。

案例：以下是對一個車（chē）載中控屏做的EMC整改測試數據，其EMC問題是LVDS屏時鍾（時鍾信號52MHz）的高次諧波輻射超標，一般的處理方式是（shì）在信號端口輸出（chū）端對差分對信號加共模濾（lǜ）波器，由於原先沒有預留位置，加上（shàng）LVDS信號線太細無法加（jiā）共模，後麵對（duì）信號線中的數據線並聯了小容值的電容，時鍾信號加小容值電容無（wú）法正常顯示，隻能串聯了兩（liǎng）個小阻抗（kàng）的磁珠，並對屏（píng）排線進行了屏蔽處理，以下是處理前後數據對比：

整改前數據

整改後數據

從數據對比可以看出（chū），通（tōng）過電容濾波以及對數據線進行屏蔽，可以有效降低電磁輻射。這裏信號原先的路徑是從芯片出來後經過排（pái）線到屏端，其中時鍾信號的高次諧波在發送過（guò）程中還會串擾到與它靠近的信號線，因此在信號線上濾波（bō）需要考（kǎo）慮同時濾除其他信號線（xiàn）的高次諧波，這裏通過對地並電容（róng）減小了信號高頻的回路，進而（ér）減小了輻射，同時對排線的屏（píng）蔽處理也降低了輻射強度。

２.３使接收（shōu）器對發射不敏感

使接受（shòu）器對發射不敏感，目的是為了讓設（shè）備在某電磁環境下能穩定運行，與之對應的要做的就是產品的抗擾度測（cè）試，測試（shì）項目（mù）有傳導抗擾測試，如靜電測試，浪湧測試，大電路注入（BCI）測試，輻射抗擾測試。

分析抗擾類問題從兩個角度切入，設備的（de）敏（mǐn）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（fàng）電瞬間，大部分能量流向（xiàng）PCB地，由於靜電屬於高頻信號，少部分能量會耦（ǒu）合到信號線上。這樣會造成：

（１）流向地的靜電如果沒有（yǒu）很好（hǎo）的疏導，當這股能量流過芯片就會造成芯片損（sǔn）壞；

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

為了（le）處理這個問題，需要首先明確被幹擾的對象，確定係統中被幹擾的對象，然後找出幹擾是以（yǐ）什（shí）麽方式，什麽路徑影響係統的，如果（guǒ）能明確幹（gàn）擾（rǎo）路徑，那麽我們就可（kě）以（yǐ）通過堵和疏的方（fāng）式進行靜電防護。