结构方面的EMC和EMI设计知识
EMC、EMS、EMI、3C认证资料整理
ESD （静电）、EFT（瞬态脉冲干扰） DIP(电 压跌落）、CS（传导抗干扰）、RS（辐射抗干扰） 、Surge（浪涌，雷击）、PMS(工频磁场搞扰度）
EMS（电磁敏感度）分瞬变、射频、低频磁场、电源 质量： 瞬变类测试项目（实验室测试） 瞬变分静电、瞬变脉冲和浪涌三项测试 瞬变静电IEC6100-4-2 瞬变脉冲IEC6100-4-4 瞬变浪涌IEC6100-4-5 射频类项目 射频分传导和辐射两项测试 射频传导IEC61004-6（实验室测试） 射频辐射IEC6100-4-3（电波暗室测试） 低频磁场类测试项目（实验室测试） 低频磁场分脉冲磁场和工频磁场两项测试 脉冲磁场IEC6100-4-9 工频磁场IEC6100-4-8 电源质量类测试项目（实验室测试） 分跌落、中断、电压变化三项测试
地线电位是整个电路工作的基准电位，如果地线设计不当，地线电位就不稳
干扰的影响，或者电路之间产生相互干扰，线路板都是问题的核心 线路板上的电路产生的电磁辐射和对外界干扰的敏感性，减小线路板上电路之间的相互影响
扰的关键技术之一。因为设备中的导线是效率很高的接收和辐射天线 导线接收到，然后串入设备的。滤波的目的就是提高，单纯依靠线路板设计往往不能满足电磁兼容标准的要求 结构设计时没有考虑电磁屏蔽的要求，很难将屏蔽效果加到机箱上
RE（辐射，发射）、CE(传导干扰）、Harmonic （谐波）、Flicker (闪烁)
EMI（电磁骚扰）分射频和工频两类测试 射频类测试项目： 射频分传导和辐射两项测试 射频传导（屏蔽室测试） 传导分电压和功率两项测试 传导电压标准：CISPR11、14、15、22 传导功率标准：CISPR11、14 射频辐射（电波暗室测试） 射频辐射标准：CISPR11、22、IEC60571 工频类测试项目（实验室测试） 工频分谐波和闪烁两项测试 工频谐波1.2.1 IEC6100-3-2 工频闪烁1.2.2 IEC6100-3-3
结构工程师必须掌握的EMC结构设计知识
结构工程师必须掌握的EMC结构设计知识1.EMC简单介绍EMC的概念：电磁兼容（Electromagnetic Compatibility , EMC）其定义为“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”。
EMC包含两个方面的意思，首先，设备能够抵抗所接受到的干扰而正常工作(即EMS)；其次，设备所发射的电磁干扰不能影响其它设备的正常工作(即EMI)。
生活中的EMC：飞机上限制使用手机等电子设备，是因为手机等有可能会对机载设备造成电磁干扰，引起机载设备性能下降或者功能丧失，影响飞机飞行安全。
有时乘客会偷偷使用手机，为什么没有“引起机载设备性能下降或者功能丧失”？这是因为飞机的“电磁兼容性”设计有很高的安全裕度。
随着电子电气设备越发密集的应用，电磁兼容性引起工业制造领域各设备制造商的广泛关注，民用飞机电磁兼容性设计验证更是有着严格的适航要求。
电磁兼容性设计工作基于一个重要的现象：电子电气设备在正常工作时，既对外部空间发射电磁能量，也容易被外来电磁能量干扰。
现代民机作为高度集成各种电子设备的精密系统，任何关键设备的正常工作受到影响，后果都将不堪设想。
例如，飞机若想按照事先规划的航路飞行以确保空域畅通和绝对安全，在飞行中需要时刻与地面塔台保持联系，这有赖导航系统的准确定位，且通信系统能快速清晰传达和接收信息。
如果电磁兼容工作不到位，同时工作的其他设备所发射的电磁能量经过叠加，可能超过一般设备的耐受上限，通过线缆传导或者空间耦合等机理进入通信、导航等系统，轻则降低系统工作性能，重则损坏电路，使系统彻底失效。
电磁干扰作为一种可传播的能量，从发射源产生通过耦合路径最后到达受影响设备。
上述三者即电磁兼容三要素。
民机设计师通过“三要素”开展电磁兼容工作。
比如，在设计初期，通过优化“发射源”的设计，使其降低无意泄漏的电磁能量；在系统安装集成阶段，通过增加敏感设备之间的隔离距离，“切断”耦合路径；在系统验证阶段，如果发现了电磁兼容问题，再针对性地为问题设备增加屏蔽层。
EMI-EMC设计秘籍
EMI-EMC设计秘籍EMI / EMC设计秘籍——电子产品设计工程师必备手册目录一、EMC工程师必须具备的八大技能二、EMC常用元件三、EMI/EMC设计经典85问四、EMC专用名词大全五、产品内部的EMC设计技巧六、电磁干扰的屏蔽方法七、电磁兼容(EMC)设计如何融入产品研发流程一、EMC工程师必须具备的八大技能EMC工程师需要具备那些技能？从企业产品需要进行设计、整改认证的过程看，EMC工程师必须具备以下八大技能：1、EMC的基本测试项目以及测试过程掌握；2、产品对应EMC的标准掌握；3、产品的EMC整改定位思路掌握；4、产品的各种认证流程掌握；5、产品的硬件硬件知识，对电路（主控、接口）了解；6、EMC设计整改元器件（电容、磁珠、滤波器、电感、瞬态抑制器件等）使用掌握；7、产品结构屏蔽设计技能掌握；8、对EMC设计如何介入产品各个研发阶段流程掌握。
二、EMC常用元件介绍共模电感由于EMC所面临解决问题大多是共模干扰，因此共模电感也是我们常用的有力元件之一！这里就给大家简单介绍一下共模电感的原理以及使用情况。
共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。
原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。
因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。
共模电感在制作时应满足以下要求：1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。
2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。
3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。
结构设计EMC知识交流
屏蔽盒结构示例
电磁场屏蔽
定义：综合考虑对电场、磁场的屏蔽，电磁波通过 金属或对电磁波有衰减作用的阻挡层时，会受到一 定程度的衰减。 • 屏蔽效果： • S=A+R+B • S:总的屏蔽效果 • A:吸收损耗的衰减 • R:反射损耗的衰减 • B:金属内容多次反射衰
减
用于屏蔽的金属特性
屏蔽效能要点
参考平面，它给信号回流提供了低的阻抗通道 • 防雷接地：由于雷电放电电流一般是脉冲性的大电流（可
高达上百、千安），为防止人及物体遭到雷击，这些物体 可以是天线、大楼、电子或电气设备等
接地定义及种类（续）
• 屏蔽接地：为了防止电磁辐射和干扰，系统设计 中常采用结构屏蔽的方法，可以降低屏蔽体以外 的电磁场强度，也可以保护屏蔽接地体内的设备 免受外界电磁场的干扰影响
盖间距离很小时，要垫绝缘层 • 3）屏蔽盒的共盖和分盖结构：分盖等效双层盖，
共盖等效单层盖
双层盖屏蔽结构示例
共盖和分盖结构示例
低频磁场屏蔽
• 定义：通常是对直流或甚低频磁场的屏蔽，其效 能比对电场屏蔽和电磁场屏蔽要差得多，因此磁 场屏蔽是个棘手的问题。
• 产生机理：主要是依赖高导磁材料所具有的低磁 阻，对磁通起着分路的作用，使得屏蔽体内部的 磁场大大减弱。
• 3.在高频端，屏蔽层处于远场区，反射损耗随频率上升下 降，吸收损耗加快
• 4.屏蔽层厚、场源频率高，以吸收损耗为主，屏蔽层薄、 场源频率低，以反射损耗为主
实际屏蔽体的问题
实际机箱上有许多泄漏源：不同部分结合处的缝隙、通 风孔、按键、指示灯、显示屏、信号线、电源线等
缝隙
电源线
显示屏
按钮
电缆插座
通风孔
• 静电接地：当人手触摸电子装备时，由人体附带 的数千伏的静电电压，会对设备中的电子器件发 生放电，虽然静电的能量不高，但产生的瞬时电 流足够大，有可能造成电子器件的损坏，如机箱 上装了防静电手腕
EMC(电磁兼容性)结构设计基础.
2.1 电场屏蔽 a.原理--- 电场的屏蔽是在干扰源和敏感单元之 间设置良好接地的金属屏障,就可以抑制干扰源 电场对敏感单元的影响.
b. 电屏蔽的设计要点 1)屏蔽体必须良好接地---接地电阻一般应小于 2mΩ,严格的场合应小于0.5mΩ.为减小接地电 阻,可选用横截面和周长较大的导线.为减小接 地线的感抗,要尽量减少导线的长度. 2)正确选择接地点---屏蔽体的接地点应靠近被 屏蔽的低电平元件的入地点,避免低电平电路的 地线流过较大的地电流. 3)合理设计屏蔽体的形状---用全封闭的盒体最 好. 4)选择导电性能好的导体做屏蔽体,如铜、铝等。 高频时，屏蔽体表面镀银。
EMC (电磁兼容性)结构设计基础
1.EMC(电磁兼容性)概述
1.1 电子系统的电磁兼容性
EMC (电磁兼容性)技术的早期仅仅考虑对无线电通 信、广播有影响的射频干扰。随着干扰源范围的扩 大及电磁能量应用形式的增多，电磁骚扰不在局限 于辐射，还要考虑感应、耦合和传导等引起的电磁 干扰。电磁干扰除影响电子系统和设备的正常工作 外，对人体健康也会造成有害的影响。
---双层磁屏蔽 （要得到高的屏蔽效果，往往采用高磁导率材 料和增加材料厚度的办法，但是，选用高磁导 率材料和增加材料厚度都是有限度的，此时， 可以采用双层磁屏蔽结构。）
ห้องสมุดไป่ตู้
b. 高频磁场的屏蔽 1)原理---高频交变磁场指的是高频电磁场中的磁 场分量,利用电磁感应现象在屏蔽体表面产生的 涡流的反磁场来达到高频磁场屏蔽的目的,也就 是利用涡流反磁场对原干扰磁场的排斥作用,来 抑制或抵消屏蔽体外的磁场.
3）电子设备电磁兼容性设计的基本要求
电子产品设计中的EMC和EMI问题分析
电子产品设计中的EMC和EMI问题分析电子产品设计中的EMC问题和EMI问题是非常重要的考虑因素，其影响着产品的性能和可靠性。
本文将详细分析EMC和EMI问题，并给出相应的解决步骤。
1. 什么是EMC和EMI问题：- EMC (Electromagnetic Compatibility) 是指电子设备在同一环境中能够共存并互不干扰。
- EMI (Electromagnetic Interference) 是指电子设备之间相互干扰，导致其性能下降或者失效。
2. EMC和EMI问题的原因：- 电子设备内部不同电路之间的高频信号干扰。
- 电子设备与外部环境的电磁辐射和电磁感应。
3. EMC和EMI问题的影响：- 降低产品性能和可靠性。
- 对其他设备产生干扰。
4. 解决EMC和EMI问题的步骤：- 设计阶段：a. 选择合适的电磁屏蔽材料，将电磁波传播限制在产品内部。
b. 使用合适的滤波器和降噪电路，减少干扰信号的传播。
c. 合理规划电路板布局，减少高频信号的串扰。
d. 使用地线和功率平面分层布局，减少地回流干扰。
- 材料选择：a. 选择低电阻和高导电性的材料，提高电磁波的屏蔽效果。
b. 选择低电磁散射率和高磁饱和磁导率的材料，减少电磁波的反射和传播。
c. 选择低介电常数和低介电损耗的绝缘材料，减少电磁波的衍射和能量损耗。
- 电路设计：a. 适当地使用滤波器和降噪电路，降低电磁干扰信号的传输。
b. 使用合适的屏蔽技术，将关键的高频信号线缠绕在金属盖板或电磁屏蔽罩中，避免干扰信号泄漏。
- PCB布局设计：a. 避免信号线和功率线平行布局，降低互相的干扰。
b. 合理规划地线和功率平面的布局，减少地回流干扰。
c. 使用地平面和功率平面进行分层布局，减少电磁辐射。
d. 对高频信号线进行合理的阻抗匹配，减少反射和串扰。
- 产品测试：a. 使用专业的EMI测试设备对产品进行测试，确保其符合相关的电磁兼容标准。
b. 测试产品在不同频率下的辐射和传导幅度，找出潜在的干扰源和敏感部件。
EMC和EMI
EMI吸收磁环/磁珠专用于电源线、信号线等多股线缆上的EMI干扰抑制，包括电源线上的噪声和尖峰干扰，它同时具有吸EMI吸收磁环收静电脉冲能力，使电子设备达到电磁兼容（EMI/EMC）和静电放电的相应国际标准，使用时可将一根多芯电缆或一束多股线缆穿于其中。
多穿一次可加强其效果。
通常用25MHz和100MHz频率点的阻抗值来衡量磁环磁珠的吸收特性。
目录展开编辑本段一、EMC定义电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility）缩写EMC，就是指某电子设备既不干扰其它设备，同时也不受其它设备的影响。
电磁兼容性和我们所熟悉的安全性一样，是产品质量最重要的指标之一。
安全性涉及人身和财产，而电磁兼容性则涉及人身和环境保护。
编辑本段二、EMI定义电磁波会与电子元件作用，产生干扰现象，称为EMI（Electromagnetic Interference）。
例如，TV荧光屏上常见的“雪花”便表示接受到的讯号被干扰。
编辑本段三、EMC设计原则EMC设计应是任何电子器件和系统综合设计的一部分。
它远比试图使产品达到EMC的其他方法更节约成本。
EMC的主要设计技术包括：电磁屏蔽方法、电路的滤波技术，以及包括应特别注意的接地元件搭接的接地设计。
3.1、良好的电气和机械设计原则的应用首先，优秀的EMC设计的基础是良好的电气和机械设计原则的应用。
这其中包括可靠性考虑，比如在可接受的容限内设计规范的满足，好的组装方法以及各种正在开发的测试技术。
一般来说，驱动当今电子设备的装置要安装在PCB上。
这些装置由具有潜在干扰源以及对电磁能量敏感的元件和电路构成。
因此，PCB EMC设计是EMC设计中的下一个最重要的问题。
有源元件的位置、印制线的走线、阻抗的匹配、接地的设计以及电路的滤波均应在EMC设计时加以考虑。
一些PCB元件还需要进行屏蔽。
3.2、内部电缆的连接再次，内部电缆一般用来连接PCB或其他内部子组件。
因此，包括走线方法和屏蔽的内部电缆EMC设计对于任何给定器件的整体EMC来说是十分重要的。
EMIEMC
EMIEMC小知识： EMI Electro Magnet Interfer 电磁干扰共模电感( Common mode Choke 也叫共模扼流圈，常用于电脑的开关电源中过滤共模的电磁干扰信号。
板卡设计中，共模电感也是起EMI 滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。
计算机内部的主板上混合了各种高频电路、数字电路和模拟电路，工作时会产生大量高频电磁波互相干扰，这就是 EMI EMI 还会通过主板布线或外接线缆向外发射，造成电磁辐射污染，不但影响其他电子设备正常工作，还对人体有害。
PC 板卡上的芯片在工作过程中既是一个电磁干扰对象，也是一个电磁干扰源。
总的来说，可以把这些电磁干扰分成两类：串模干扰( 差模干扰 ) 与共模干扰 ( 接地干扰 ) 以主板上的两条 PCB 走线 ( 连接主板各元件的导线) 为例，所谓串模干扰，指的两条走线之间的干扰；而共模干扰则是两条走线和 PCB 地线之间的电位差引起的干扰。
串模干扰电流作用于两条信号线间，其传导方向与波形和信号电流一致；共模干扰电流作用在信号线路和地线之间，干扰电流在两条信号线上各流过二分之一且同向，并以地线为公共回路 .如果板卡产生的共模电流不经过衰减过滤 ( 尤其是像 USB 和 IEEE 1394 接口这种高速接口走线上的共模电流 ) 那么共模干扰电流就很容易通过接口数据线产生电磁辐射—线缆中因共模电流而产生的共模辐射。
美国FCC 国际无线电干扰特别委员会的CISPR22 以及我国的GB9254 等标准规范等都对信息技术设备通信端口的共模传导干扰和辐射发射有相关的限制要求。
为了消除信号线上输入的干扰信号及感应的各种干扰，必须合理安排滤波电路来过滤共模和串模的干扰，共模电感就是滤波电路中的一个组成部分。
共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。
概述EMC、EMI、ESD评审的要点
概述EMC、EMI、ESD评审的要点
EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部份，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。
在电子产品的设计中，为获得良好的EMC性能和成本比，对产品进行EMC设计是重要的；电子产品的EMC性能是设计赋予的。
测试仅仅是将电子产品固有的EMC性能用某种定量的方法表征出来。
对于EMC设计来讲：
首先，应在研发前期考虑EMC设计
如果产品设计前期不考虑EMC问题，仅寄希望于测试阶段解决（表现为通过整改来解决设计成型产品的EMC问题，这样大量的人力和物力都投入在后期的测试/验证、整改阶段）。
那幺，即使产品整改成功，大多情况下还是会由于整改涉及电路原理、PCB设计、结构模具的变更，导致研发费用大大增加，周期大大延长。
只有在前期产品设计过程中考虑与预测EMC问题，把EMC变成一种可控的设计技术，并行和同步于产品功能设计的过程，才能一次性地把产品设计好。
EMC_基础知识的介绍
EMC_基础知识的介绍EMC的重要性：随着现代科技的发展，电子设备在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
而电子设备之间的互相影响和电磁干扰问题也成为了一个非常关键的问题。
一方面，电磁干扰可能会导致设备的异常工作、功能失效甚至是损坏；另一方面，设备对周围环境的电磁干扰也可能干扰到其他设备的正常工作。
因此，保证电子设备的电磁兼容性，对于维护设备正常工作、保障通信网络的稳定运行以及保护人类身体健康都至关重要。
EMC的基本概念：1.电磁兼容性（EMC）是指电子设备在同一电磁环境下相互协调共存，相互不干扰的能力。
2.电磁干扰（EMI）是指电子设备互相之间和与周围环境之间发生的电磁能量的传导、辐射和耦合等干扰现象。
3.电磁感应（EMF）是指电磁场对设备内部电子器件或电路的作用。
4.电磁辐射（EMR）是指电子设备产生的电磁波通过传播介质向外辐射。
5.电磁敏感性（EMS）是指设备对电磁干扰的敏感程度，即设备能否正常工作且不受干扰。
EMC的影响因素：1.设备本身的电磁辐射：电子设备本身会发出电磁辐射。
这些辐射源可以是设备内部的电源、逻辑电路、高速时钟、天线等。
2.设备与外部环境的电磁耦合：电子设备与周围环境之间会通过导线、电磁场耦合、电磁辐射等方式相互影响。
3.设备受到外部电磁干扰：外部电磁干扰可能来自其他设备、电力线、雷电等。
这些干扰可能通过电磁辐射、电磁感应、电磁耦合等方式影响设备的正常工作。
EMC的解决方法：1.设备设计中的EMC：在电子设备的设计阶段，可以采取一些措施来减小设备的电磁辐射和提高设备的抗干扰能力。
例如，减小信号线的长度、增加电磁屏蔽、降低电源线、时钟线和信号线等的串扰。
2.屏蔽与隔离：通过在设备内部或外围添加屏蔽材料和屏蔽结构，来减小设备的电磁辐射和避免干扰。
同时，对重要设备进行隔离，使其对外界的电磁干扰不敏感。
3.地线设计：合理设计设备的地线系统，包括单点接地、分布式接地、有效屏蔽等方法，可以有效降低电磁干扰和提高设备的抗干扰性能。
EMC基础知识
敏感设备 1、所有的电子电路都能接受电磁干扰。但能产 生显著影响的主要是传导干扰。 2、在数字电路中，临界信号最容易受到电磁干 扰的影响。这些信号包括复位、中断和控制信 号。 3、在模拟电路中，前置放大器等小信号放大电 路及电源调整电路很容易受到噪声的影响。
电磁感应与电磁干扰 （EMI） 很多人从事电子线路设计的时候，都是从认识电子元器件 开始，但从事电磁兼容设计应从电磁场理论开始，即从电磁感 应认识开始。 一般电子线路都是由电阻器、电容器、电感器、变压器、 有源器件和导线组成，当电路中有电压存在的时候，在所有带 电的元器件周围都会产生电场，当电路中有电流流过的时候， 在所有载流体的周围都存在磁场。 恒定电场与恒定磁场 恒定电压（直流电压）产生的电场为恒定电场。 恒定电流（直流电流）产生的磁场为恒定磁场。 恒定电场和恒定磁场不会产生电磁干扰！！
多层（PCB）板的信号电流与回流
地层过孔
Top
GND Power supply Bottom
多个信号线共 享地层过孔将 产生强的EMI 干扰
信号过孔
回流问题——密集过孔
1. 密集过孔，破坏了地平面，无意的分割 2. 跨越分割的信号线，会产生感性串扰和EMI
回流问题——感性串扰
插件过孔安全间距过大，破坏了 地平面产生感性串扰
VCC Top VCC Bottom Bottom
VCC
信号线上的电流
发送侧串接22~220欧姆的阻尼电阻，电阻越大干扰越 小，但是敏感性变差。
R C
分布电容
R
大
采用点对点连接，不打过孔，走线平滑
信号线上的电流
高频时钟（上升沿<2ns的时钟）尽可能有保护地
发送端带阻 尼电阻
时钟线
EMC,EMI和EMS基础知识大全
电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。
因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。
所谓电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。
而所谓电磁干扰是指因电磁干扰而引起的设备或系统的性能下降。
习惯上说，EMC包含EMI（电磁干扰）和EMS（电磁敏感性）两个方面。
EMC (Electromagnetic Compatibility)电磁兼容EMI(Electro Magnetic Interference) 电磁干扰EMS(ElectromagneticSusceptibility) 电磁敏感度，是指设备受电磁干扰的敏感程度，越敏感的设备，越容易受到干扰。
EMC=EMI+EMSEMI包括传导、辐射、谐波等等。
谐波和闪烁应该是EMI的，而不是EMS的，看61000-3族标准的介绍：this section of IEC 1000-3 is concern with the limitation of voltage fluctuations and flicker impressed on the public low-voltage system.注意“impress on"是施加而不是被施加，所以谐波和闪烁是设备对外的，而不是外界对设备的，所以是EMI，不是EMS。
EMC测试-构成EMC包含两大项：EMI（干扰）和 EMS(敏感度，抗干扰）EMI测试项包括：RE（辐射，发射）CE(传导干扰）Harmonic（谐波）Flicker (闪烁)EMS测试项包括：ESD （静电）EFT（瞬态脉冲干扰）DIP(电压跌落）CS（传导抗干扰）RS（辐射抗干扰）Surge（浪涌，雷击）PFM(工频磁场抗扰度）EMC标准基础标准(例如：CISPR 16, IEC 61000-4)通用标准(例如：EN55081, 82)产品标准(例如：CISPR 20, ETSI 300 342)EN 55000 + x based on CISPR e.g. EN55020 CISPR 20EN 60000 + x based on IEC e.g. EN61000 former IEC1000EN 50000 + x based on CENELEC e.g.EN50081CISPR11 工业科学和医疗射频设备无线电骚扰特性的测量方法及限值CISPR12 车辆机动船和火花点火发动机驱动装置无线电骚扰特性的测量方法及限值CISPR13 收音机和电视接收机及有关设备无线电骚扰特性的测量方法及限值CISPR14 家用和类似用途,电热器具,电动工具以及类似电器的无线电骚扰特性的测量方法及限值CISPR14-2 家用电器,电动工具以及类似电器的电磁兼容性要求,第二部分:抗扰性CISPR15 荧光灯和照明装置无线电骚扰特性的测量方法及限值CISPR16-1 无线电骚扰和抗扰度测量设备规范,第一部分:射频骚扰及抗扰度测量设备CISPR16-2 无线电骚扰和抗扰度测量设备规范,第二部分:骚扰及抗扰度测量方法CISPR17 无源无线电骚扰滤波器及抑制元件抑制特性的测量方法CISPR18-1 架空电力线和高压设备的无线电骚扰特性,第一部分:现象描述CISPR18-2 架空电力线和高压设备的无线电骚扰特性,第二部分:测量方法与限值的确定顺序CISPR18-3 架空电力线和高压设备的无线电骚扰特性,第三部分:减小无线电噪声的实用方法CISPR19 采用替代法测量微波炉在1GHz以上频率所产生辐射的导则CISPR20 声音和电视广播接收机及有关设备抗扰度的测量方法及限值CISPR21 脉冲噪声对移动无线电通信的骚扰评定,性能降级方法和提高性能的方法CISPR22 信息技术设备的无线电骚扰特性的测量方法及限值CISPR23 工业科学医疗设备骚扰限值的确定方法CISPR24 信息技术设备的抗扰度要求及测量方法IEC/EN61000-4系列:• Section 1 抗扰度试验综述• Section 2 静电放电（ESD）抗扰度• Section 3 射频电磁场抗扰度• Section 4 脉冲群抗扰度• Section 5 浪涌抗扰度• Section 6 射频场感应的传导骚扰抗扰度• Section 7 谐波和谐间波测量的通用导则• Section 8 工频磁场的抗扰度• Section 9 脉冲磁场的抗扰度• Section 10 阻尼振荡磁场的抗扰度• Section 11 电压暂降，短时中断和电压变化的抗扰度• Section 12 振荡波的抗扰度CISPR标准与GB标准的对应关系：国家标准对应的国际标准GB 4824 CISPR 11GB 14023 CISPR 12GB 13837 CISPR 13GB 4343 CISPR 14GB 17743 CISPR 15GB/T 6113 CISPR 16GB/T 16607 CISPR 19GB/T 9383 CISPR 20GB 9254 CISPR 22GB/Z 18732 CISPR 23GB/T 17618 CISPR 24GB 18655 CISPR 25。
简述电子设计中的EMC、EMI、ESD
简述电子设计中的EMC、EMI、ESDESD、EMI、EMC 设计是电子工程师在设计中遇到常见难题，电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。
因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。
所谓电磁干扰是指任何能使设备或系统性能降级的电磁现象。
而所谓电磁干扰是指因电磁干扰而引起的设备或系统的性能下降。
EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部份，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。
在电子产品的设计中，为获得良好的EMC性能和成本比，对产品进行EMC设计是重要的；电子产品的EMC性能是设计赋予的。
测试仅仅是将电子产品固有的EMC性能用某种定量的方法表征出来。
对于EMC设计来讲：首先，应在研发前期考虑EMC设计。
如果产品设计前期不考虑EMC问题，仅寄希望于测试阶段解决（表现为通过整改来解决设计成型产品的EMC问题，这样大量的人力和物力都投入在后期的测试/验证、整改阶段）。
那么，即使产品整改成功，大多情况下还是会由于整改涉及电路原理、PCB设计、结构模具的变更，导致研发费用大大增加，周期大大延长。
只有在前期产品设计过程中考虑与预测EMC问题，把EMC变成一种可控的设计技术，并行和同步于产品功能设计的过程，才能一次性地把产品设计好。
其次，应该系统化的进行EMC设计。
通过设计提高电子产品的EMC性能，绝对不是企业内EMC专家一个人所赋予的，因为EMC绝对不可能脱离产品硬件、结构等实物而存在。
因此，要使设计的电子产品一次取得良好的EMC性能，就需要提高产品设计工程师的EMC经验与意识问题。
EMI设计简介
EMI知识简介
衰减量定义:线路中加入滤波器 后其两端电压或电流的比值. 插(加)入损失量(insertion loss): 线路加入滤波器后,与未加入前之电压 或电流比值. (dB)
A= 20log
E2 E1
IL=20log
E2
E1
(dB)
濾 波 器
衰減量定義圖
濾 波 器
插(加)入損失量定義圖
EMI知识简介
与杂散电容所决定,使低通滤波器的特性,如同高通滤波.
通常一个滤波组件其截止频率fc之选定,为其所要滤除的频带之最低频率的 1/5以下,且其频带宽不得超过100fc,其次还要考虑衰减量(Atlenuaห้องสมุดไป่ตู้ion),组件
特性及成本.
(3)衰减量的考虑. 一个滤波器之减量,应为使通过滤波器滤波后之噪声强度,不致于使滤波器所 有保护的线路发生误动作或有超额定汇围的现象.
抑制传导性噪音的方法是滤波(filter) 1.滤波定义: 滤波作用是利用不同频率的讯号,对于电容或电感组件会产生不同阻抗(即较高频 率的讯号,其感抗较大而容抗较小,而较低频率的讯号,其感抗较小,容抗较大)而造成
不同频率讯号,对于电容或电感之衰减量不同,故使所需讯号与噪声之S/N比值提高,
而达到噪声干扰(噪音)防制的效果. 2.滤波器之分类. 通讯或波的滤波设计 (1)两种滤波类型 电源滤波设计 用于系统间噪音的抑制 用在系统内部噪音的抑制
Table 2 FCC Class B Radiated Emission Limits
Frequency (MHz) (m)
30-88 88-216 216-1000
Measuring Distance (uV/m)
3 3 3
ESD、EMI、EMC_设计
-U3
碰在一起的两个带电 的物体,形象地说，就
-
E
好比空中两朵带电的 云被风吹到一起。
+ +
+U1
+U2
+
11
+U3
高，但其电位梯度还 是不变。
静电的产生 — 带电体分离
+ + + -U1 +U2 +U3
带电物体被一分为 二，形象地说，就 好比空中一朵带电 的云被风吹散。
电场中带电物体 被一分为二，两个 物体分得的电荷大 小不一样，分得电 荷多的电位升高。 经过分分合合， 最后部分带电物体 的电位非常高，这 就是雷电的成因。
打雷时，带电体 之间的电位差高达数 亿伏，地表面的电位
+ -
+
差也有3万伏/米。 强大的ESD放电会 在供电线路中产生高 压脉冲，很容易对电 子设备造成损坏。 贵重电子设备一定 要在电源输入电路中
+
安装ESD防护电路。
13
静电的产生 — 摩擦带电
绝缘体A
衣服互相摩擦时很容易 产生高压静电；地毯与 皮鞋产生摩擦时也会产 生高压静电；电风扇吹 出的气体与周边物体摩 擦时，也会产生高压静 电。这些情况对于IC而 接点电位差 言是一种极大的威胁， 在操作过程中，不要随 便用手或物体触及IC。
+
+
10
静电的产生 — 电离带电体的组合
电场中两个带负 电（或正电）的 物体互相碰在一 起的时候。其电 荷也要进行重新 分布。 两个带电物体互 相碰在一起，相 当于两个电容串 联充电。
两个带负电（或正电） 的物体碰在一起，电 荷被进行重新分布之 后，带电端的电位， E 在数值上都比原来 E
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结构方面的EMC/EMI设计
结构方面的EMC/EMI设计 • • • • b、屏蔽材料的选择。镀锌钢板性价比较高，铍镆合金性能最好。在强磁场中 需选用磁饱和性能较高的材料，如硅钢。 c、屏蔽体的接缝要与磁通流经方向尽可能平行，降低磁阻。下图为铁芯电源 变压器的屏蔽盒示意图1-2 d、屏蔽盒上的通风孔应顺磁通方向。如下示意图1-3 e、接缝的连接工艺及结构对屏蔽效能影响也较大。一般接缝处盖板和盒体之 间的重叠部分为9mm，点焊间距为12mm时，接缝对磁屏蔽效能的影响可以不予 考虑。螺钉连接时，也应该有尽可能多的重叠和尽可能小的螺钉间距。示意 Confidential 图如下1-4 需要特别注意的一点是，铁磁性材料一般对机械应力较为敏感，因为机械应 力的存在将使磁性材料的磁导率大大下降。磁屏蔽体必须在机械加工全部完 成之后进行退火处理。 当屏蔽效能要求较高时，可以采用双层屏蔽结构。
具体在工程措施上
• 电磁兼容设计可分为：信号设计、线路设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、合 理布局。其中与结构关系较大的有：屏蔽、接地与搭接、合理布局。但这并 不代表其他措施与结构设计完全无关，结构设计亦需配合完成其他措施比如 滤波。
结构方面的EMC/EMI设计
1、屏蔽 • 电磁屏蔽的目的有两个：一个限制内部的辐射电磁能越出某一个区域；而是 防止外来的辐射进入某一区域。即切断电磁波的传播途径。 • 电磁屏蔽是解决电磁兼容问题的重要手段之一，绝大部分电磁兼容问题的最 大好处是不会影响电路的工作。电磁屏蔽技术作为解决电磁兼容性问题的重 点措施之一。 • 屏蔽按其机理可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种。 • 需要注意的是，在实际工程中，通常将电磁场屏蔽与电场屏蔽合二为一。将 屏蔽体接地即可实现电磁场屏蔽与电场屏蔽的统一。 Confidential 1.1电场屏蔽和电磁场屏蔽设计 1.1.1 电场屏蔽 • 电场屏蔽主要作用是防止静电场和低频交变电场的影响，消除两个设备或两 个电路之间由于分布电容耦合所产生的影响。在结构设计中通常为两个设备 或两个模块之间的电场屏蔽。 • 若屏蔽的为交流源，则频率在10kHz以下时采用电场屏蔽，高于10kHz时屏蔽 效果
结构方面的EMC/EMI设计
壳体 焊片
Confidential 此端螺母锁紧
接地柱
1-1
结构方面的EMC/EMI设计 1.2 屏蔽体的缝隙和开孔处理。 • 典型值：λ /20。λ 为频段中最高频率电磁波波长。 • 缝隙的长度和开孔的直径应小于λ /20，最好小于λ /100。 • 通风孔直径采用小圆孔，典型值Φ 3。Φ 3孔阵的打孔金属板在1GHz时，屏蔽 效能在20dB左右。 • 缝隙处理。机箱至少是两个零件的组合体，盒体和盖板。而盒体和盖板之间 一般情况下需要经常拆卸，不可能用焊接完全密封。要取得良好的屏蔽效能 ，必须使盒体和盖板间的接触电阻减至最小。
Confidential
• • • • • •
开孔处理 机箱内设备功率较大时，通常需要布置通风孔，进行通风散热。 通常做法为： a、在不影响散热的情况下，通风孔应尽量小（典型值Φ 3）。 b、通风孔位置应尽量远离干扰源。 4、显示窗和屏的处理。
结构方面的EMC/EMI设计
滤波器 屏蔽窗
隔离舱
。
Confidential 滤波器
结构方面的EMC/EMI设计 简单介绍
电磁兼容（Electromagnetic Compatibility , EMC）主要包含两方面的内 容： > 电磁干扰（Electromagnetic interference , EMI）； > 电磁敏感度（Electromagnetic susceptibility , EMS）。 > 电磁兼容设计基本目的： • A 产品内部的电路互相不产生干扰，达到预期的功能。 Confidential • B 产品产生的电磁干扰强度低于特定的极限值。 • C 产品对外界的电磁干扰有一定的抵抗能力。 >
•
• • •
4.
•
滤波技术简单分析
单纯的屏蔽措施往往不能解决完整的电磁干扰防护问题，因为设备或系统上 的电缆是典型的干扰接收和发射天线。采用滤波技术而解决这个问题最有效 的方法是在电缆的端口采用滤波技术。 滤波技术在设计中的重点主要在二个方面：
•
结构方面的EMC/EMI设计
• A 电源滤波技术分析 • B 信号滤波技术分析 • 解决电磁兼容的一个关键问题就是来自工作电源方面的干扰信号，为此，在 电源方面的处理需予以特别重视。 • 首先在电源输入端口设置反向截止大容量的存储电路和双极性瞬态电压抑制 器（即TVS），其作用时增加产品承受来自外电瞬态高压尖峰脉冲的冲击，从 而提高抗电源冲击和抗尖峰脉冲干扰的能力。 • 同时在电源输入端口设置直流滤波器，滤波器主要由无源集中参数元件（电 Confidential 感、电容及电阻）构成。在设计中，考虑其不仅在所需阻带范围内有着良好 的抑制性，而且在其通带和过度频带不应产生明显的阻尼震荡。其中电感和 电容主要作用于抑制电源线上传输的电磁干扰脉冲，以尽可能地抑制和减少 电磁干扰脉冲向控制器内部侵入。 • 对电源滤波器的一个设计要点时要求其当大电流时，其电感不能发生饱和， 为此电源滤波器中二组电感线圈必须同时绕在一个磁芯上，这二个电感在电 流的方向上互补，这种方式对于差模电流和电流所产生的磁通时互相抵消的 ，因此不会引起磁芯的饱和。而对共模电流则可以体现为相当大的电感值， 从而获得最大的滤波效果。
结构方面的EMC/EMI设计
• A=20 1g(E0/E1)=20 lg(e^（t/δ ）) dB • 式中趋肤深度δ =0.066/(f μ r σ r)^0.5mm，f 单位为MHz。
• • • •
实际工程案例： 如果需要对一个机箱做电场屏蔽和电磁场屏蔽，需要做哪些措施？ 1、屏蔽体的材料选择。 铜虽然导电性好，但是密度较大，不适合做屏蔽机箱。铝具有很高的比 Confidential 强度，同时导电性能也非常好，通过用来做屏蔽机箱。如果对屏蔽效能 要求不高，亦可采用其他材料比如镀锌钢板。 • 2、良好接地。通常是通过接地柱接到大地的方式。接地柱示意图1-1如 下,需要注意的是，此接地柱仅为电场屏蔽接地用。如果有信号地及其 他地需要连接，壳体内部亦应该采用焊片良好接地。焊片材料一般为黄 铜H-62。 • 另外，壳体与焊片之间保持良好导电连接，严禁做任何非导电涂覆。
结构方面的EMC/EMI设计
将会变差。 需要注意的是在电场屏蔽中，最重要的一点是屏蔽壳体的接地质量。 在电场屏蔽的设计中，主要考虑以下三个方面的问题： a、屏蔽板尽量靠近CPU等被屏蔽元件，并且屏蔽板必须可靠接地，其作用从 理论上来看，屏蔽板相当于造就了分布电容，且越靠近被屏蔽元件其分布电容的 容量越大，其屏蔽效果越好。 b、屏蔽板的形状对屏蔽效能的高低有明显影响，理论上全封闭的金属盒可以 有最好的电场屏蔽效果。 c、屏蔽板的材料以良导体（铝、铜等）为好，屏蔽材料的厚度满足强度要求 Confidential 即可。
结构方面的EMC/EMI设计
按键的处理，示意图如下：
Confidential
屏蔽体上开小孔
屏蔽体上栽上截止波导 管
用隔离舱将操作器件隔 离出
结构方面的EMC/EMI设计
1.1.2 磁场屏蔽设计 • 磁场屏蔽通常指低频磁场（DC~100KHZ）。主要依赖高磁导率材料所具有的低 磁阻，对磁通起着分路的作用，使屏蔽体内部的磁场大大减弱。 • 磁场屏蔽效能在理论上为： • SE = ( Rs + R0 )/Rs • 式中 Rs ：屏蔽体的磁阻；R0 :空气磁阻 • 磁阻 Rs = S / ( μ A ) • 式中 S ：磁路长度；A :此路截面积 Confidential • 对上述计算公式进行分析，提高屏蔽效能的主要措施有： • a、高磁导率的材料； • b、增加屏蔽体壁厚，即增加磁路的截面积； • 屏蔽盒一般由板料用钣金工艺加工或冷冲成型，结构上难免含有接缝或通风 、观察孔等。接缝和孔洞的存在都会引起屏蔽体磁阻的增加，降低屏蔽效能 。 • 工程上常用措施如下： • a、屏蔽对象的选择。由于整体做低频磁屏蔽比较困难，所以一般选择对低频 磁场干扰源进行屏蔽。比如开关电源、电感线圈等。
结构方面的EMC/EMI设计 • 这电位差往往是电磁干扰的诱发原因之一 • 搭接类型分为直接搭接和间接搭接。 • 直接搭接可以利用螺栓等固定装置将一些经机加工的表面或带有导电衬垫的 表面进行固定，也可利用铆接、熔焊、钎焊等工艺将搭接对象连接。 • 间接搭接是借助中间过渡导体（搭接条或片）把两金属构件在电气上连接在 一起，性能不如直接搭接好。搭接片的固定方法有：螺栓连接、铆钉、熔焊 或钎焊。 • 搭接条最好用导电性能好的扁平薄板料（铜或铝）制造。为减小搭接条的阻 抗，推荐长宽比不超过5：1。一般而言，随着频率的增高，搭接效能将下降 Confidential 。 • 搭接条之间的搭接要注意防止电化学腐蚀。 • 搭接表面应进行处理，不留非导电物质，保持良好连接。
3 合理布局
• 合理布局包括系统设备内各单元之间的相对位置和电缆走线等，其基本原则 是使敏感设备和干扰源尽可能远离，输出与输入区妥善分隔，高电平电缆及 脉冲引线与低电平电缆分别敷设。通过合理布局能使相互干扰减小到最小程 度而又费用不多。
结构方面的EMC/EMI设计 • 在结构设计中，大部分设备内的布局属近场范围，有意识的利用空间距离衰 减，就可以降低对屏蔽设计的要求。在近场区的电磁干扰，对距离十分敏感 。在工程实施上就是尽可能的将电磁干扰源远离敏感设备，远离通风孔。 常见的滤波器安装问题。滤波器的安装质量对实际衰减性能影响很大，只有 把滤波器正确地安装到设备或设施上，才能获得预期的衰减特性。其应遵循 以下几点： a、电源供电线的滤波器应安装在设备或屏蔽壳体的电源入口处，并予以屏蔽 。屏蔽体应与设备壳体良好搭接。 b、焊接在同一插座上的每根导线都必须进行滤波，否则会破坏滤波器滤波的 Confidential 有效性。 c、滤波器的电源输入线不能在屏蔽箱体内暴露。