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导读：消费类产品上市周期短，开发周期更短、EMC测试迟迟不通过，认证拿不到证书，令很多工程师“一夜愁白了头发”。本贴为大家分享电磁兼容的三个规律和三要素，会使得EMC问题变的有规可循，坚持电磁兼容的规律使得解决EMC问题省时省力，事半功倍。
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在进行电子设计方案过程中需要工程师在设计之初就进行严格把关!在产品结构方案设计阶段，主要针对产品需要满足EMC法规标准，对产品采用什么屏蔽设计方案、选择什么屏蔽材料，以及材料的厚度提出设计方案，另外对屏蔽体之间的搭接设计，缝隙设计考虑，同时重点考虑接口连接器与结构件的配合。
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) {& ]& x: U3 Y- R一、EMC设计的三大规律
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4 a5 Q& D0 \ p6 V" F规律一、EMC费效比关系规律： EMC问题越早考虑、越早解决，费用越小、效果越好。
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在新产品研发阶段就进行EMC设计，比等到产品EMC测试不合格才进行改进，费用可以大大节省，效率可以大大提高;反之，效率就会大大降低，费用就会大大增加。
& F( J% w+ ~4 X经验告诉我们，在功能设计的同时进行EMC设计，到样板、样机完成则通过EMC测试，是最省时间和最有经济效益的。相反，产品研发阶段不考虑EMC，投产以后发现EMC不合格才进行改进，非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费，甚至由于涉及到结构设计、PCB设计的缺陷，无法实施改进措施，导致产品不能上市。. n1 @; q+ v; D6 s
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规律二、高频电流环路面积S越大, EMI辐射越严重。' o' ` q2 U0 f8 m! O6 P3 a( M
( L: u9 E$ T1 p6 _高频信号电流流经电感最小路径。当频率较高时，一般走线电抗大于电阻，连线对高频信号就是电感，串联电感引起辐射。电磁辐射大多是EUT被测设备上的高频电流环路产生的，最恶劣的情况就是开路之天线形式。对应处理方法就是减少、减短连线，减小高频电流回路面积，尽量消除任何非正常工作需要的天线，如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。
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* Y+ y. u2 [& m3 j. a6 _7 L* r# J* X减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要任务之一，就是想方设法减小高频电流环路面积S。6 v0 Z* K. N2 `5 W: g! D5 U0 T
% R W5 R" j% c+ J/ e" q8 }" i规律三、环路电流频率f越高，引起的EMI辐射越严重，电磁辐射场强随电流频率f的平方成正比增大。& E) Z0 u" C1 b( Y7 c1 V7 @& ?
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减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要途径之二，就是想方设法减小骚扰源高频电流频率f，即减小骚扰电磁波的频率f。5 G- b' f* q" y" B
) e$ Q. F D9 ?! n* S% M- J二、EMC问题三要素0 I5 m9 x% a8 }9 ]5 ]3 Y5 M
\ g" u( Q' s3 D$ _, M! r开关电源及数字设备由于脉冲电流和电压具有很丰富的高频谐波，因此会产生很强的辐射。电磁干扰包括辐射型(高频) EMI、传导型(低频)EMI，即产生EMC问题主要通过两个途径:一个是空间电磁波干扰的形式;另一个是通过传导的形式，换句话说，产生EMC问题的三个要素是：电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。辐射干扰主要通过壳体和连接线以电磁波形式污染空间电磁环境；传导干扰是通过电源线骚扰公共电网或通过其他端子（如：射频端子，输入端子）影响相连接的设备。
6 p; M) X. m6 D6 W, y 传导、辐射$ s: A% r, J0 ~ j7 q6 @* z9 k
骚扰源--------------------（途径）-------------------- 敏感受体
5 A4 c$ D0 c9 T/ Z6 b% ? 近场耦合6 I! x; w4 x4 A% J
例如 IT、AV设备，可能的骚扰源有：$ D7 q3 c0 x8 [# r! E/ _
8 {0 t: |5 P( I8 I( F1） FM接收机、TV接收机本机振荡，基波及谐波由高频头、本机振荡电路产生；% O6 d: I7 P! X) f- o
2） 开关电源的开关脉冲及高次谐波，同步信号方波及高频谐波，行扫描显像电路产生的行、场信号及高频谐波；
/ c4 _7 @1 y" W( |' Y& H3） 数字电路工作需要的各种时钟信号及高频谐波、以及它们的组合，各种时钟如CPU芯片工作时钟、MPEG解码器工作时钟、视频同步时钟（27MHz，16.9344MHz ,40.5MHz）等；
9 T8 U. ~- L! t! l# f4） 数字信号方波及高频谐波，晶振产生的高次谐波，非线性电路现象（非线性失真、互调、饱和失真、截止失真）等引起的无用信号、杂散信号；( ^4 Z6 P `: J" H' x* a
5） 非正弦波波形，波形毛剌、过冲、振铃，电路设计存在的寄生频率点。( z' e/ C+ z% ~% y) k) h. z3 f
6） 对于敏感受体通过耦合途径接受的外部骚扰包括浪涌、快速脉冲群、静电、电压跌落、电压变化和各种电磁场。
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电磁骚扰的特性：% F+ l- `& ] p1 Y
: S5 n' ^* X: W5 m1. 单位脉冲的频谱最宽；
( s' T) F# T) [9 i3 l# S/ v2. 频谱中低频含量取决于脉冲的面积，高频分量取决于脉冲前后沿的陡度；
8 [3 g# ?$ z% f3. 晶体振荡电平必须满足一定幅度, 数字电路才能按一定的时序工作，使晶振产生的骚扰呈现覆盖带宽、骚扰电平高的特点；
5 O, w1 b: H8 y4 W: P$ \4. 收发天线极化、方向特性相同时，EMI辐射和接受最严重；收发天线面积越大, EMI危害逾大；* v& v: S% S* s
5. 骚扰途径：辐射，传导，耦合和辐射、传导、耦合的组合。
% e% G v- R+ s+ F! F$ b6 }. T6. 电源线传导骚扰主要由共模电流产生；
( i! F t. h. c8 \7. 辐射骚扰主要由差模电流形成的环路产生。
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发表于 2019-2-17 11:00
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