EMC設計的3大規律和3大要素

EMC三大規律

1） 規律一、EMC費效比關系規律： EMC問題越早考慮、越早解決，費用越小、效果越好。

在新產品研發階段就進行EMC設計，比等到產品EMC測試不合格才進行改進，費用可以大大節省，效率可以大大提高；反之，效率就會大大降低，費用就會大大增加。

經驗告訴我們，在功能設計的同時進行EMC 設計，到樣板、樣機完成則通過EMC測試，是*省時間和*有經濟效益的。相反，產品研發階段不考慮EMC，投產以后發現EMC不合格才進行改進，非但技術上帶來很大難度、而且返工必然帶來費用和時間的大大浪費，甚至由于涉及到結構設計、PCB設計的缺陷，無法實施改進措施，導致產品不能上市。


2） 規律二、高頻電流環路面積S越大, EMI輻射越嚴重。

高頻信號電流流經電感*小路徑。當頻率較高時，一般走線電抗大于電阻，連線對高頻信號就是電感，串聯電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測設備上的高頻電流環路產生的，*惡劣的情況就是開路之天線形式。對應處理方法就是減少、減短連線，減小高頻電流回路面積，盡量消除任何非正常工作需要的天線，如不連續的布線或有天線效應之元器件過長的插腳。

減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的*重要任務之一，就是想方設法減小高頻電流環路面積S。

3） 規律三、環路電流頻率f越高，引起的EMI輻射越嚴重，電磁輻射場強隨電流頻率f的平方成正比增大。

減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的*重要途徑之二，就是想方設法減小騷擾源高頻電流頻率f，即減小騷擾電磁波的頻率f。

本文以下內容，就是利用以上三個規律，倡導趁早考慮EMC問題，介紹EMC 設計和EMC問題改進。

改進EMC 問題，如同診治**。如果產品沒有通過EMC 測試，我們從測量結果中，只能知道哪些頻率點“超標”了，而這些頻率的電磁干擾是從哪里出來的，往往是工程師門*不容易發現、*難解決的問題。產品EMC 問題，說難亦難，說易亦易。

改進EMC問題，首先，根據EMI產生的途徑和機理，也就是EMC問題產生的要素，針對EUT（被測試樣品,下同）的電路原理，先作一些判斷，比如IT類設備和AV音視頻類設備引起EMC問題的原因或者內部騷擾源是什么，先進行推斷，再結合測試 項目測試圖透過現象看本質，分析超差原因--把騷擾源搞清楚，把騷擾途徑摸透徹，以便有的放矢。

分析超差原因，可使用高頻示波器或頻譜分析儀加上 場探頭驗證分析結果，從頻域到時域，再從頻域到時域，分析、尋找產生EMC問題的對應電路和器件。

EMC問題三要素

開關電源及數字設備由于脈沖電流和電壓具有很豐富的高頻諧波，因此會產生很強的輻射。電磁干擾包括輻射型(高頻)EMI、傳導型(低頻)EMI，即產生EMC問題主要通過兩個途徑:一個是空間電磁波干擾的形式;另一個是通過傳導的形式，換句話說，產生EMC問題的三個要素是：電磁干擾源、耦合 途徑、敏感設備。

輻射干擾主要通過殼體和連接線以電磁波形式污染空間電磁環境；傳導干擾是通過電源線騷擾公共電網或通過其他端子（如：射頻端子，輸入端子）影響相連接的設備。

傳導、輻射、騷擾源------（途徑）----- 敏感受體近場耦合IT、AV 設備可能的騷擾源

a） FM接收機、TV接收機本機振蕩，基波及諧波由高頻頭、本機振蕩電路產生；

b） 開關電源的開關脈沖及高次諧波，同步信號方波及高頻諧波，行掃描顯像電路產生的行、場信號及高頻諧波；

c） 數字電路工作需要的各種時鐘信號及高頻諧波、以及它們的組合，各種時鐘如CPU芯片工作時鐘、MPEG解 碼 器工作時鐘、視頻同步時鐘（27MHz，16.9344MHz ，40.5MHz）等；

d） 數字信號方波及高頻諧波，晶振產生的高次諧波，非線性電路現象（非線性失真、互調、飽和失真、截止失真）等引起的無用信號、雜散信號；

e） 非正弦波波形，波形毛剌、過沖、振鈴，電路設計存在的寄生頻率點。

f ） 對于敏感受體通過耦合途徑接受的外部騷擾包括浪涌、快速脈沖群、靜電、電壓跌落、電壓變化和各種電磁場。