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电磁环境的组成： 电磁环境的组成：一个简单的电磁干扰模型由三个部分组 成： 1.电磁干扰源 1.电磁干扰源 2.耦合路径 2.耦合路径 3.接收器 3.接收器 电磁干扰模型的组成如图一所示: 电磁干扰模型的组成如图一所示:
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电磁干扰源:电磁干扰源包括微处理器、微控制器、 电磁干扰源:电磁干扰源包括微处理器、微控制器、静电 放电、传送器、瞬时功率执行元件，比如说： 放电、传送器、瞬时功率执行元件，比如说：机电式继电 开关电源、闪电等。在一个微控制器系统里， 器、开关电源、闪电等。在一个微控制器系统里，时钟电 路通常是最大的宽带噪声发生器， 路通常是最大的宽带噪声发生器，而这个噪声被分散到了 整个频谱。随着大量的高速半导体器件的应用， 整个频谱。随着大量的高速半导体器件的应用，其边沿跳 变速率非常快，这种电路可以产生很高的谐波干扰。 变速率非常快，这种电路可以产生很高的谐波干扰。 耦合路径： 耦合路径：噪声被耦合到电路中最简单的方式是通过导体 的传递。如果一条导线在一个有噪声的环境中经过， 的传递。如果一条导线在一个有噪声的环境中经过，这条 导线通过感应将接受这个噪声并且将它传递到电路的其余 部分。噪声通过电源线进入系统， 部分。噪声通过电源线进入系统，就是这种的耦合的一种 情况。由电源线携带的噪声就被传到了整个电路。 情况。由电源线携带的噪声就被传到了整个电路
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电磁场除了源以外还需要传播介质：我们进行EMC 设计 电磁场除了源以外还需要传播介质：我们进行 主要就是控制源头和传播介质。 主要就是控制源头和传播介质。 2.EMC是从频域的角度考虑，而信号质量是从时域的角度 是从频域的角度考虑， 是从频域的角度考虑 出发。 出发。 3. EMC工程师三大法宝：屏蔽、接地、滤波。 工程师三大法宝： 工程师三大法宝 屏蔽、接地、滤波。 4.从波形是考虑 EMC工程师希望减缓 di/dt越小 4.从波形是考虑，EMC工程师希望减缓，di/dt越小，辐射 从波形是考虑， 工程师希望减缓， 越小， 越小。 越小。
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设计的目的有三： EMC 设计的目的有三： 1.自身功能的实现 设备内部电路互不干扰， 自身功能的实现： 1.自身功能的实现：设备内部电路互不干扰，达到预期 功能。 功能。 2.对外干扰低 对外干扰低： 2.对外干扰低：设备产生的电磁干扰强度低于特定的标 准限定值（主要体现在EMI部分）。 准限定值（主要体现在EMI部分）。 EMI部分 3.对内抗干扰强 对内抗干扰强： 3.对内抗干扰强：设备对外界具备一定的抗干扰能力 主要体现在EMS部分）。 EMS部分 （主要体现在EMS部分）。
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EMC与信号质量： EMC与信号质量： 与信号质量 相同点：EMC与信号质量可以说是关系密切 与信号质量可以说是关系密切， 相同点：EMC与信号质量可以说是关系密切，在产品内部考 EMC，也就是产品正常功能否实现，此时EMC EMC的分析方法 虑EMC，也就是产品正常功能否实现，此时EMC的分析方法 与信号质量控制没什么两样，它也是通过控制关键（信号） 与信号质量控制没什么两样，它也是通过控制关键（信号） 的质量。比如减少反射、窜扰， 的质量。比如减少反射、窜扰，控制信号的辐射强度或降 低对外辐射干扰的敏感度，达到各信号、 低对外辐射干扰的敏感度，达到各信号、单板之间正常工 作。 信号的过冲和振铃包含丰富的频谱分量，使得EMI EMI的频谱 信号的过冲和振铃包含丰富的频谱分量，使得EMI的频谱 范围更加丰富。 范围更加丰富。 不同点：EMC之所以能从信号质量中脱离出来 之所以能从信号质量中脱离出来， 不同点：EMC之所以能从信号质量中脱离出来，自成一门学 这是因为他还有自身的特点， 科，这是因为他还有自身的特点，有时甚至与信号质量是 相互抵触的特点： 相互抵触的特点： 1.EMC是从场的角度 而信号质量是从波形的角度考虑， 是从场的角度， 1.EMC是从场的角度，而信号质量是从波形的角度考虑，
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元件的选择和电路设计技术： 元件的选择和电路设计技术： 1．电阻 由于表面贴装元件具有低寄生参数的特点，因此， 由于表面贴装元件具有低寄生参数的特点，因此，表面贴 装电阻总是优于有引脚电阻。对于有引脚的电阻， 装电阻总是优于有引脚电阻。对于有引脚的电阻，应首选 碳膜电阻，其次是金属膜电阻，最后是线绕电阻。 碳膜电阻，其次是金属膜电阻，最后是线绕电阻。 2.电容 2.电容 由于电容种类繁多，性能各异，选择合适的电容并不容易。 由于电容种类繁多，性能各异，选择合适的电容并不容易。 但是电容的使用可以解决许多EMC问题。 EMC问题 但是电容的使用可以解决许多EMC问题。 (1)电容谐振 如图下图所示， 电容谐振:。如图下图所示 (1)电容谐振 如图下图所示，电容在低于谐振频率 时呈现容性，而后， 时呈现容性，而后，电容将因为引线长度和布线自感呈现 感性
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接地:接地的目的一是防电击，一是去除干扰。 接地:接地的目的一是防电击，一是去除干扰。可将接地 分为两大类：安全接地(Safety Grounding)、信号接地。 分为两大类：安全接地(Safety Grounding)、信号接地。 安全接地是指接大地(Earth) (Earth)， 安全接地是指接大地(Earth)，也就是将电气设备的外壳 以低阻抗导体连接大当人员意外触及时不易遭受电击。 以低阻抗导体连接大当人员意外触及时不易遭受电击。 信号接地除提供参考点之外，同时还可以大量消除杂讯的 信号接地除提供参考点之外， 干扰。由于杂讯本身的特性， 干扰。由于杂讯本身的特性，考虑接地时有不同的处理方 法： 单点接地 多点接地 复合式接地
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4.谐波电流（Harmonic） 4.谐波电流（Harmonic）； 谐波电流 5.电压波动和闪烁 电压波动和闪烁（ Flicker）。 5.电压波动和闪烁（Fluctuation and Flicker）。 EMS：既处于在一定的环境中的设备或系统， EMS：既处于在一定的环境中的设备或系统，在正常的 运行时，设备或系统能承受相应标准规定的电磁能量干扰， 运行时，设备或系统能承受相应标准规定的电磁能量干扰， 相对应的测试项目有： 相对应的测试项目有： 1.静电放电干扰度 ESD） 静电放电干扰度（ 1.静电放电干扰度（ESD） 2.快速脉冲群测试 EFT/B） 快速脉冲群测试（ 2.快速脉冲群测试（EFT/B） 3.浪涌 Surge） 浪涌（ 3.浪涌（Surge） 4.辐射抗干扰 辐射抗干扰(RS) 4.辐射抗干扰(RS) 5.传导抗干扰 传导抗干扰(CS) 5.传导抗干扰(CS) 6.电压跌落与中断 电压跌落与中断（ 6.电压跌落与中断（DIP: Voltage dips and interruptions ）EMC Biblioteka esignLake cao
Nov. 2009
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EMC 简介 EMC(电磁兼容 电磁兼容Compatibility)是研究 EMC(电磁兼容-Electromagnetic Compatibility)是研究 在有限空间、时间和频谱资源等条件下， 在有限空间、时间和频谱资源等条件下，各种电器设备 可以共同工作、并不发生性能降级的科学。 可以共同工作、并不发生性能降级的科学。 包括两个方面：EMI（ EMC 包括两个方面：EMI（ Electromagnetic interference）、 ）、EMS( interference）、EMS( Electromagnetic Susceptibility)。 Susceptibility)。 EMI：即处在一定的环境中的设备或系统， EMI：即处在一定的环境中的设备或系统，在正常的运行 不应产生超过相应标准所要求的的电磁兼容能量， 时，不应产生超过相应标准所要求的的电磁兼容能量， 相对应的测试项目有： 相对应的测试项目有： 1.电源线的传导骚扰 电源线的传导骚扰( 1.电源线的传导骚扰(Conducted Emissions )； 2.信号线 控制线的传导骚扰； 信号线、 2.信号线、控制线的传导骚扰； 3.辐射骚扰 辐射骚扰（ 3.辐射骚扰（ Radiated Emission ）；
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接收器：所有的电子电路都可以接受传送的电磁干扰。 接收器：所有的电子电路都可以接受传送的电磁干扰。虽 然一部分电磁干扰可通过射频被直接接受， 然一部分电磁干扰可通过射频被直接接受，但大多数是通 过瞬时传导被接受的。在数字电路中， 过瞬时传导被接受的。在数字电路中，临界信号最容易受 到电子干扰的影响。这些信号包括复位、中断和控制信号。 到电子干扰的影响。这些信号包括复位、中断和控制信号。 模拟的低级放大器、 模拟的低级放大器、控制电路和电源调整电路也容易受到 噪声的影响。 噪声的影响。
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图1
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（2）电容的绝缘材料（电介质）。去耦电容的制造中 电容的绝缘材料（电介质）。去耦电容的制造中 ）。 常使用钡钛酸盐陶瓷（Z5U）和锶钛酸盐（NPO） 常使用钡钛酸盐陶瓷（Z5U）和锶钛酸盐（NPO）这两种材 Z5U具有较大的介电常数 谐振频率在1MHz 20MHz之 具有较大的介电常数， 1MHz到 料。Z5U具有较大的介电常数，谐振频率在1MHz到20MHz之 NPO具有较低的介电常数 但谐振频率较高（ 具有较低的介电常数， 间。NPO具有较低的介电常数，但谐振频率较高（大于 10MHz）。因此Z5U更适合用作低频去耦， NPO用作 ）。因此Z5U更适合用作低频去耦 用作50MHz 10MHz）。因此Z5U更适合用作低频去耦，而NPO用作50MHz 以上频率的去耦。 以上频率的去耦。 并联去耦电容： （3）并联去耦电容：这样可以在更宽的频谱分布范围内 降低电源网络产生的开关噪声。 降低电源网络产生的开关噪声。多个去耦电容的并联能提 6dB增益以抑制有源器件开关造成的射频电流 增益以抑制有源器件开关造成的射频电流。 供6dB增益以抑制有源器件开关造成的射频电流。多个去 耦电容不仅能提供更宽的频谱范围， 耦电容不仅能提供更宽的频谱范围，而且能提供更宽的布 线以减小引线自感，因此也就能更有效的改善去耦能力。 线以减小引线自感，因此也就能更有效的改善去耦能力。 两个电容的取值应相差两个数量级以提供更有效的去耦 μF并联 并联）。 （如0.1 μF + 0.001 μF并联）。
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电磁兼容性的费用： 电磁兼容性的费用： 最经济有效的电磁兼容性设计方法， 最经济有效的电磁兼容性设计方法，是在设计的早期阶段充分考虑评 估电磁兼容性的技术要求。 估电磁兼容性的技术要求。
要让RD在最初选择元件、设计电路和设计PCB布线时， 要让RD在最初选择元件、设计电路和设计PCB布线时，就 RD在最初选择元件 PCB布线时 EMC作为主要的设计依据是不大现实的 作为主要的设计依据是不大现实的。 把EMC作为主要的设计依据是不大现实的。但是必须兼顾 EMC的要求 减少不合理的元件选择、电路设计和PCB 的要求， PCB布线 EMC的要求，减少不合理的元件选择、电路设计和PCB布线 的情况出现。 的情况出现。
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3．电感：电感的磁芯材料主要有两种类型：铁和铁氧体。 电感：电感的磁芯材料主要有两种类型：铁和铁氧体。 铁磁芯电感用于低频场合（几十KHz），而铁氧体磁芯电 KHz）， 铁磁芯电感用于低频场合（几十KHz），而铁氧体磁芯电 感用于高频场合（ MHz）。 ）。因此铁氧体磁芯电感更适合 感用于高频场合（到MHz）。因此铁氧体磁芯电感更适合 EMC应用 应用。 EMC应用中特别使用了两种特殊的电感类型 应用中特别使用了两种特殊的电感类型： 于EMC应用。在EMC应用中特别使用了两种特殊的电感类型： 铁氧体磁珠和铁氧体磁夹。比如我们使用在12V 12V输入端的 铁氧体磁珠和铁氧体磁夹。比如我们使用在12V输入端的 穿心铁氧体电感。 穿心铁氧体电感。