EMC案例分析精解2-晶振引起的辐射骚扰测试问题 -牛金海V1
【开关电源设计】电磁兼容设计和测试的案例分析
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为了说明变压器屏蔽层对抑制共模骚扰的作用，做以下试 验：
根据前图所示结构绕制变压器，并在交流整流滤波后增设 13mH差模滤波电感和6.8uF差模滤波电容，对开关电源 进行传导EMI测试，结果如下图所示。可见，传导EMI非 常严重，不能通过电磁干扰测试。
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处理意见：①将金属螺柱改成塑料螺柱，但存在一个强度 问题；②在塑料机壳的结构上作点变化，以便将金属螺柱 缩短。以上两个处理意见都能满足辐射测试要求 ，但从结 构的强度看，第一个意见稍为差些。
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案例4：开关电源高频变压器的屏蔽问题 开关电源中产生电磁骚扰的根本原因在于存在着电流、电 压的高频急剧变化，其通过导线的传导以及电感、电容的 耦合形成传导的电磁骚扰。 以反激式变换器为例，其的主电路如图所示。输入整流后 的电流为尖脉冲电流，开关开通和关断时变换器中电压、 电流变化率很高，这些波形中含有丰富的高频谐波。另 外，在主开关管开关过程和整流二极管反向恢复过程中， 电路的寄生电感、电容会发生高频振荡，以上这些都是电 磁干扰的来源。
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进一步试验，在交流整流前增设35mH共模滤波电感，传 导EMI测试结果如下图所示，产品可以通过测试。比较测 试结果，可以得出结论：开关电源主要是由于在工作过程 中产生大量共模传导电磁骚扰才使得电源不能通过测试。
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去掉共模滤波电感，并在变压器中增设如图所示的初级屏 蔽绕组，并将屏蔽绕组抽头与A点（电容Cin正极）相连。 测试结果见后图左。由于在共模传导EMI的模型中输入滤 波电容Cin是短路的，所以将屏蔽绕组抽头与电容Cin负极 （E点）相连，则屏蔽绕组对传导EMI的抑制效果接E点与 A点相连的情况应该是一样的，测试结果如后图右所示。
液晶显示器的EMC分析
液晶显示器的EMC分析与设计摘要：本文对某厂家的液晶显示器的EMC性能进行了分析，并提出了改进方案。
关于EMC分析设计的阐述分为两部分：第一部分是关于PCB板上的EMC设计；第二部分分析了液晶显示器中易被人们忽视的各种EMI“天线”，并提出了抑制方法。
本文提到的许多EMC设计方法同样适用于其它高频电子产品。
关键词：液晶显示器；辐射骚扰；EMC；电容去耦电子产品要进入国内国际市场必须通过电磁兼容测试，取得电磁兼容认证。
在多项电磁兼容测试项目中，辐射骚扰测试是令厂家最头疼的一项。
因为随着数字电路的广泛应用以及设备工作频率越来越高，数字设备的辐射骚扰抑制越来越棘手。
下面从某款液晶显示器出发，探讨此类高频电子产品EMC分析和EMI抑制的方法。
液晶显示器的内部结构液晶显示器的内部结构如图1所示。
它主要包括一块主PCB、一些辅助PCB和一组液晶显示电路。
主PCB把来自计算机的显示信息转换成能被液晶显示电路数字式处理的信号。
辅助PCB为液晶显示电路提供电源，并将来自键盘PCB的信息传送给主PCB。
液晶显示器的不同位置有四个屏蔽体。
屏蔽体1笼罩着液晶显示电路；屏蔽体2包围着主PCB；屏蔽体3覆盖了屏蔽体2，并与屏蔽体1相连；屏蔽体4罩着一个辅助PCB -变换电路PCB，它为液晶显示电路的荧光照明装置提供电源。
图1 液晶显示器内部结构简图图2 整体去耦电容被放置在了印制线密集区图3 高速信号线不应跨越地层隔缝PCB设计上改进EMC性能通过电磁场探头的检测，我们发现主PCB上产生的频率谐波在辐射频谱中占主要地位，因此对液晶显示器主PCB上的EMC分析不可或缺。
主PCB上EMC性能的改进有两个大方面：电容去耦和印制板布线。
电容去耦去耦电容在补偿集成片或电路板工作电压跌落时起到了储能作用。
它可以分成三种：整体的、局部的和板间的。
整体去耦电容又称旁路电容，它工作于低频(亚MHz范围)状态，为整个电路板提供一个电流源，补偿电路板工作时产生的DI噪声电流，保证工作电源电压的稳定。
某智能移动数据终端EMC整改案例分析
某智能移动数据终端EMC整改案例分析发表时间：2017-11-28T15:48:38.797Z 来源：《防护工程》2017年第17期作者：李力[导读] 各种智能移动数字终端，已开始应用于电子政务、电商订单处理、个人身份生物识别。
广东德生科技股份有限公司广东广州邮编510663 摘要：本文通过对某移动数据终端在电子产品电磁兼容认证中进行的设计整改，重点从整机结构、电路、PCB板EMC设计方面，结合测试数据进行分析，并给出相应的解决方案。
并通过此案例，可归纳电子产品电磁兼容设计时的注意事项，仅为电子产品设计工程师提供些参考。
关键词：电磁兼容、移动数据终端0引言目前，各种智能移动数字终端，已开始应用于电子政务、电商订单处理、个人身份生物识别、各种商场销售支付等环境，要求智能移动数据终端（以下简称：终端）能够支持“全网2G/3G/4G通讯、一维二维码扫描、二代身份证识别、WIFI蓝牙通讯、拍照、指纹识别、IC 卡读写”等多功能。
此类终端产品的电路由于模块多、功能强，因此内部电磁环境也较复杂；但从它使用的场合来看，往往对产品可靠稳定运行要求较高，这两者是矛盾的。
本文将围绕对某终端进行中国强制性认证（China Compulsory Certification，CCC）电磁兼容试验项目中-辐射骚扰、电信端口骚扰电压测试，针对整机、各模组、PCB板级电路分析其EMC设计问题提出整改对策。
1 产品初始测试时的EMC特性该终端作EMC认证的主要依据是GB/T17618-2015[1]《信息技术设备抗扰度限值和测量方法》和GB/T9254-2008[2]《信息技术设备无线电骚扰限值和测量方法》。
该终端产品进行EMC初次测试时，发射类和抗扰度试验大多数试验项目均存在不合格现象。
通过结构、部件、电路及PCB设计整改最终通过认证。
由于篇幅所限，本文仅重点从PCB EMC设计角度剖析辐射骚扰和传导骚扰超标的机理和整改措施。
EMC基本原理及PCB的EMC设计
以下是与电磁兼容有关的常见术语： EMC：(Electromagnetic compatibility)电磁兼容性 EMI： (Electromagnetic interference) 电磁干扰 EMS：(Electromagnetic Susceptibility) 电磁敏感度 RE：（Radiated emission）辐射骚扰 CE：（Conducted emission）传导骚扰 CS：（Conducted Susceptibility）传导骚扰抗扰度 RS：（Radiated Susceptibility）射频电磁场辐射抗扰度 ESD： (Electrostatic discharge) 静电放电 EFT/B： (Electrical fast transient burst) 电快速瞬变脉冲群 Surge ：浪涌
EMC基本原理及 PCB的EMC设计
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EMC基本原理及PCB的EMC设计
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1EMC基本原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.1EMC的定义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2EMC研究的目的和意义 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3EMC的主要研究内容 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.4EMC三要素及对策 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.4.1EMC三要素 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.4.2EMC对策 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
电子产品辐射EMC检测结果不合格怎么处理
辐射是CE-EMC的其中一个测试项目，要想获得CE认证证书，必须所有项目符合要求。
很多企业在申请CE认证的时候，往往卡在辐射这里。
在这里杭州旭辐检测给大家分析一下EMC辐射超标的原因，希望对您的企业有所帮助。
造成EMC辐射超标的原因是多方面的，接口滤波不好、结构屏效低、电缆设计有缺陷等都有可能导致辐射数据超标。
但产生辐射的根本原因其实在PCB 的设计，从EMC方面关注PCB，主要关注以下几个方面：1、从减少辐射骚扰的角度出发，应该尽量选用多层板，内层分别作电源层、地线层，用以降低供电线路阻抗，抑制公共阻抗噪声，对信号线形成均匀的接地面，加大信号线和接地面的分布电容，抑制其向空间辐射的能力。
2、电源线、地线、印刷板走线对高频信号应保持低阻抗。
在频率很高的情况下，电源线、地线或印制板走线都会成为接收与发射骚扰的小天线。
降低这种骚扰的方法除了加滤波电容外，更值得重视的是减小电源线、地线及其他印制板走线本身的高频阻抗。
因此，各种抑制板走线要短而粗，线条要均匀。
3、电源线、地线及印制导线在印制板上的排列要恰当，尽量做到短而直，以减小信号线与回线之间所形成的环路面积。
4、电路元件和信号通路的布局必须最大限度地减少无用信号的相互耦合。
在PCB的不同的设计阶段所关注的问题点不同。
比如在元器件布局阶段要注意：1、接口信号的滤波、防护和隔离等器件是否靠近接口连接器放置，先防护后滤波;电源模块、滤波器、电源防护器件是否靠近电源的入口放置，尽可能保证电源的输入线最短，电源的输入输出分开，走线互不交叉;2、晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件或敏感器件是否远离单板拉手条、连接器;3、滤波电容是否靠近IC的电源管脚放置，位置和数量适当;4、时钟电路是否靠近负载，且负载均衡放置;5、接口滤波器件的输入和输出是否未跨分割区;除光耦、磁珠、隔离变压器、A/D、D/A等器件外，其它器件是否未分割区;比如音箱产品为例：利用RC吸收电路抑制辐射开关电源和Class D功放，因为电路工作在开关状态，大大降低了电路的功率损耗，在当今的电子产品中得到了广泛的应用。
电控板EMC通用设计参考V1.1
家电类电控板EMC设计参考 VER1.1一．范围：电子控制板的EMC（电磁兼容性）涉及的范围很广，包括硬件线路、软件编程、PCB设计、电控板所处的磁场环境等，其应用特点又分为高频、低频，单双面板、多层板等，数字、模拟、数字模拟混合等。
目前我们要求通过的EMC测试类型有：EMS 电磁敏感度测试、EMI电磁骚扰测试、ESD防静电测试,其中EMS出现的问题最多。
由于收集并分析了过去出现EMC问题，因此在这里试图总结出解决EMC问题的方法。
希望能为开发工程师在解决/预防EMC时提供一点参考。
二．主要参考资料来源： 安谱电磁兼容专业网 中国电磁兼容认证中心中国电磁兼容网中国静电信息网 电子质量杂志社中国PCB技术网 拓世电磁兼容元件/材料供应商《电磁兼容性原理及应用》国防工业出版社《电子控制设备抗干扰技术及其应用》机械工业出版社《电磁兼容认证及设计指南》电子质量杂志社《SCHAFFNER NSG2025 EMC HIGH FREQUENCY BURST TEST SYSTEM USER’S MANUAL》《MOTOROLA Electro-Magnetic Compatibility (EMC)》三．定义：1．EMC（Electro Magnetic Compatibility）：直译是“电磁兼容性”。
意指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰，也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。
EMC的内容包括EMI与EMS以及ESD等。
2．EMI（Electromagnetic Interference）：中意称为“电磁骚扰”或“电磁干扰”。
即设备所产生的电磁能量对其他设备的干扰程度。
干扰途径包括传导干扰和辐射干扰两种：传导干扰：是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合（干扰）到另一个电网络。
辐射干扰：是指干扰源通过空间把其信号耦合（干扰）到另一个电网络。
3．EMS（ElectroMagnetic Susceptibility）：直译是“电磁敏感度”。
电子产品的EMC整改方法实例分享
电子产品的EMC整改方法实例分享摘要EMC的各种指标是目前在所有标准要求的项目中，在产品设计时最难以达到的；由于EMC的设计经验较少，经常在设计完成之后才进行EMC测试，一旦测试发现问题，会出现产品准备上市销售时EMC的问题总是没有时间解决，项目不断的延迟，需要再花费大量的时间去解决，相信这是每位遇到EMC问题的研发人员的深刻体会。
电子产品的辐射发射与传导发射两个项目，是国家3C认证标准（GB13837-2012、GB9254-2008）强制检测的项目，而电子产品在这两个项目上花费的整改周期也很长，为此，本文根据从事EMC实验室工作多年经验的同事心得，并结合有关资料，总结出以下EMC整改方法与整改措施。
1．EMC相关知识介绍1.1 EMCElectromagnetic compatibility，电磁兼容性（EMC=EMI+EMS），EMI （Electromagnetic Interference）：电磁干扰，主要包括辐射发射、传导发射。
EMS （Electromagnetic Susceptibility）：电磁抗扰度，主要包括辐射抗扰、传导抗扰。
1.2 EMC定义及要素EMC定义：在同一电磁环境中，设备能够不因为其他设备的干扰影响正常工作，同时也不对其他设备产生影响工作的干扰。
EMC三要素如图1，缺少任何一个都构不成EMC问题。
2．整机测试出现的EMC超标，主要是30M-1G的辐射问题，主要采取以下方法2.1 首先整机用电脑测试软件进行水平极化方向和垂直极化方向的预扫，若出现超标噪声点，初步判断辐射主要是由水平线还是有垂直线产生的当接收天线为水平时噪声强度较高，可以推测此噪声来源主要是由产品内或外的水平线所造成，而当接收天线为垂直时噪声强度较高，可以推测此噪声来源主要是由产品内或外的垂直线所造成，2.2 判断最大辐射位置在EMC测试时，除了天线要测试水平与垂直二个极化方向外，待测物的桌子要旋转360度，记录最大的噪声读值，因此当发现噪声无法符合时，除了先判断水平和垂直噪声的差异外，便是要将待测物旋转到最大的噪声位置，由于电子产品其噪声的辐射往往会在某一个角度最大，而此时待测物面向天线的位置，往往是造成辐射的来源，通常要分析这位置附近的组件、导线及屏蔽效果，如此则较容易锁定范围，再仔细分析问题2.3 判断辐射主要是由共模或差模骚扰产生的对噪声频谱预扫图形进行分析，若看到整个频带的基线为一宽带的噪声，我们可以视为共模骚扰的噪声，若其上一支支单独的噪声点可以视为差骚扰模噪声。
(完整word版)EMC整改对策实例
EMC整改对策实例标题：EMI快速诊断与对策2008—01—06 12:30：35EMI快速诊断与对策EMI FAST DIAGNOSIS AND COUNTERMEA SURE深圳电子产品质量检测中心邓志新李思雄摘要文章主要介绍EMI快速诊断与对策,指出EMI改进的关键是EMI问题诊断，解决电磁兼容问题的根本办法,是进行电磁兼容设计。
EMI设计核心是紧紧围绕降低骚扰源频率f和减小高频电流环面积两大措施。
文章倡导人性化工作态度，作者认为，只要不断的学习和总结，EMC是逐渐“看得见和摸得着”的，是有规可循的。
关键词认证EMI 规律诊断对策设计Abstract In this article, EMI fast diagnosis an d countermeasure is introduced。
EMI diagnosis is the key of EMI improvement, EMC design is the fundamentals of solving EMC problem。
The core of EMC design is to take two mea sures—to reduce EMI source frequency and to reduce the acreage of high frequency curren t loop 。
Author sparkplug humanistic attitude to EMC,and author think that EMC will come into view and can be found out，a rule shall be there to be useable. Keywords certification，EMI, rule, diagnosis, countermeasure, design 电磁辐射骚扰的远场测量是指在半电波暗室或者EMC 开阔场进行的测量，测量天线与被测物的距离一般为3米或3米以上,给出的结果是一张频谱图，即各个频率点的电磁辐射骚扰强度。
辐射骚扰整改方法
辐射骚扰整改方法辐射骚扰主要是指能量以电磁波形式由源发射到空间或能量以电磁波形式在空间传播的现象。
辐射骚扰是电磁兼容的重要内容，也是测试最不容易通过且最难整改的项目，谈到电磁兼容测试不合格令人首先想到的就是辐射骚扰超标ReF）；辐射骚扰超标的产品可能引起周围装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害，一定要整改合格、符合有关法规标准要求，产品才能顺利走向市场。
部分企业重视EMC ，开发出来的产品能够一次通过测试；但多见的情况是样品经过艰辛整改才勉强合格；有相当多IT数码产品本来就容易发生辐射骚扰超标ReF），要依靠EMC 设计才能有效解决问题的，可企业在产品开发阶段根本没有考虑EMC 设计，也没有进行相应EMC 测试以验证设计方案就投入量产，致使大量产品最终检验不合格而需要整改。
（二）整改要求和整改方法概述如果产品辐射骚扰容易超标、整改不可避免，就要有负责整改的工程师；如整改工程师掌握无线电基础知识，了解辐射骚扰概念，能看懂电路和辐射骚扰测试图，兼有电子设计经验或EMC 行业工作经验，就容易形成一套解决问题的办法。
辐射骚扰整改的一般要求：对于已经材料齐套的批次产品、半成品或完成品，电路板不能改排版，成本要低，要能批量改进或生产；整改措施对下批次或类似产品设计具有指导意义。
实施整改，通常要准备样品两台、说明书、电路图、结构图各一份；最好有一名熟练工人辅助操作。
> ReF整改方法：首先，初步了解产品特点，尽量多地了解当前产品辐射骚扰超标具体情况；其次，针对整改要求，了解产品电路原理，根据客户提供的信息判断是何种类型的超标（工作所需要的振荡信号谐波超标还是其它问题）以及可能的骚扰源；再次，结合电路分析，通过产品内部检查和近场探头探查，具体确定辐射骚扰源和主要的辐射发射途径；为确保入手正确，安排必要的排查测试作问题症结的进一步确认；第四步，综合分析结果，采取措施，进行整改；如果超标严重6dB 以上），必须从源头开始治理（超标12dB 以上时往往还要同时采取其他办法）；如果超标不严重（不超过6dB ），可以直接从较易处理的主要问题点（可能是骚扰源也可能是传播途径）开始着手；第五步，验证整改效果；第六步，效果不理想则返回检查，效果好则可以考虑方案简化和综合验证，以找出最方便、经济的达标办法；第七步，做个笔记，小结经验。
EMC测试标准及方案总结
EMCEMS（电磁抗扰度测试）抗扰度测试项目1.静电放电引用IEC61000-4-2(GB/T17626.2);EMC对策v 箝位二极管保护电路v 稳压管保护电路v TVS（瞬态电压抑制器）二极管v 分流电容滤波器v 在易感CMOS、MOS器件中加入保护二极管；v 在易感传输线上串几十欧姆的电阻或铁氧体磁珠；v 使用静电保护表面涂敷技术；v 尽量使用屏蔽电缆；v 在易感接口处安装滤波器；无法安装滤波器的敏感接口加以隔离；v 选择低脉冲频率的逻辑电路；v 外壳屏蔽加良好的接地。
2.辐射射频电磁场引用IEC61000-4-3(GB/T17626.3);YY0505的规定v 80MHz ~ 2.5GHz v 10V/m（生命支持EUT）v 3V/m （非生命支持EUT）v 场地校准时的频率步长：≤1% v 调制频率：2Hz，1kHzv 最小驻留时间：足够长，能被激励并响应●≥3秒，用2Hz调制时●≥1秒，其它●平均周期的1.2 倍，对数据取时间平均值的EUT●对有多参数和子系统的EUT，驻留时间选最大者。
v 在屏蔽室内使用的设备●试验电平：Ｌlimit－⊿Lv 为工作目的而接收RF能量的设备●在其独占频带内应保持安全，可免予基本性能要求●接收部分调谐至优选的接收频率，或可选接收频段的中心v 患者耦合电缆的规定●应采用制造商允许的最大长度●患者耦合点对地应无有意的导体或电容连接v 对永久性安装的大型设备和系统●在安装现场或开阔场测试●用手机/无绳电话、对讲机和其它合法的发射机等的信号对EUT进行测试●另外，在80MHz~2.5GHz，在ITU为ISM指定的频率上进行测试，但调制信号可与手机/无绳电话、对讲机等的调制信号相同v EUT的供电可以是任一标称输入电压和频率3.电快速瞬变脉冲群(EFT) 引用IEC61000-4-4(GB/T17626.4);v ±2kV, 电源线；±1kV, I/O线、信号电缆、互连电缆v 长度短于3米的信号和互连电缆不测v 所有患者用电缆免测，但必须连上v 在患者耦合点处，将规定的模拟手接到参考地v 手持式设备和部件应使用模拟手进行试验v 对有多额定电压的EUT，在最小、最大额定输入电压下分别测试v 可在任何额定电源频率下测试v 对于有内部备用电池的EUT，应在试验后验证EUT脱离网电源继续工作的能力EMC对策v 压敏电阻保护电路v 稳压管保护电路v 滤波（电源线和信号线的滤波）v 共模滤波电容v 差模电容（X电容）和电感滤波器v 用铁氧体磁芯来吸收v 电缆屏蔽v 共模扼流圈4.浪涌(冲击) 引用IEC61000-4-5(GB/T17626.5);YY0505的规定v 交流电源端口：●±0.5kV, ±1kV，差模注入（AC L-N）●±0.5kV, ±1kV, ±2kV，共模注入（AC L-PE、N-PE）●交流电压波形相角0o或180o、90o和270o●如果ＥＵＴ在初级电源电路中无浪涌保护装置，可免掉低等级的试验。
医疗器械EMC标准与测试
相关因素
外部电缆 时钟电路 内部走线 板卡安装方式，接地 整机结构
振铃
传导发射
测试set-up
测试原理示意图
LISN的作用
LISN：Line Impedance Stabilization Network（线路阻抗稳定网络）， Artificial Mains Networks（人工电源网络）
3
2.30
5
1.14
7
0.77
9
0.40
11
0.33
13
0.21
15<=n<=39
0.15x15/n
Even harmonics
2
1.08
4
0.43
6
0.30
8<=n<=40
0.23x8/n
voltage fluctuations and flicker （电压波动和闪烁）
测试规格
Basic Standard:
电源开关电路的振铃，继电器接点，电机等。
注意：均为包络检波
测量评判程序
辐射发射
测试Set-up
为什么要升降？
辐射测试－10m开阔场
辐射测试－3m暗室
测试规格
EN 55011:1998 Class A Group 1
FREQUENCY (MHz)
dBuV/ (at 3m)
30-230
(RS，辐射抗扰） EN 61000-4-4 Electrical fast transient/burst (EFT/B，电快速脉
冲串） EN 61000-4-5 Surge （浪涌） EN 61000-4-6 conducted disturbances, induced by radio-
某工业产品电磁辐射测试解析及整改验证
72 SAFETY & EMC No.3 2021
电磁干扰抑制技术
控制板增加措施后，频段 80~150 MHz 改善比较明 显，测试结果如图 7。
（2）为了弥补上述措施带来的共模电流的抑制效果 减弱，在电源进线端增加共模电感，增加外部回路阻抗， 从而抑制电源板通过电源输入线对外的共模发射。
（a）整改前
图 8 开关电源共模电流模型
根据以上分析，可以得出解决共模骚扰的办法 ： （1）在开关电源与地之间增加滤波电容，只要滤波 电容值远大于杂散电容值，就可以获得更小的对地阻抗， 可以为共模电流提供一个捷径，从而减小回路面积，降 低辐射发射。
（b）整改后 图 10 开关电源部分整改前后测试结果对比
跳动，也验证了这一判断。
线缆的辐射模型可等效为一个单极子天线，且可
认为线缆上的电流是均匀分布的。在远场区，共模辐射
电场强度 E 为 ：
E=1.26ILf/D（μV/m）
（1）
式（1）中，I 为线缆中的共模电流（μA），L 为线缆
2021 年第 3 期 安全与电磁兼容 73
EMI SUPPRESSION TECHNOLOGY
电磁干扰抑制技术
某工业产品电磁辐射测试解析及整改验证
Analysis and Rectification Verification of Electromagnetic Radiation Test of an Industrial Product 国家城市轨道交通建设工程产品质量监督检验中心 张孙虎
[5] IARC. IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risk to humans: non-ionizing radiation, part 1:static and extremely low-frequency (ELF) electric and magnetic fields[R]. Lyon, France: IARC Press, 2002.
电磁兼容(E M C)浅析探讨
电磁兼容（E M C）浅析探讨摘要：数字电子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。
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,即电磁干扰包括辐射型(高频)EMI、传导型(低频)EMI。
产生EMC问题的3个要素是:电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。
关键词:电磁兼容;检测; 优化；测试及认证一、电磁兼容优化实施电磁兼容是一项十分复杂的任务,在尽可能早的阶段上注意保证它们的电磁兼容性。
方案阶段是提供最佳费效比的机会,而生产阶段提供的可能性通常最少。
有效的电磁兼容控制常常是比较困难的,因为电磁干扰方位与耦合途径的大量可能组合涉及到许多变量,敏感电路的抗扰度与电路参数的设计有关,电路参数必须保证的灵敏度往往使提高抗扰度受到一定限制。
1常见的骚扰源音视频类等的常见骚扰源如:TV接收机本机振荡,开关电源的开关脉冲,行扫描显像电路产生;数字电路工作需要的各种时钟信号;数字信号方波及高频谐波,晶振的高次谐波;微处理器,微控制器,静电放电,传播器,瞬态电源器件,如机电继电器,电源开关。
2EMC优化方案电磁骚扰途径一般都是辐射、传导、耦合或者是3种形式组合。
电源线传导骚扰主要由共模电流产生,辐射骚扰主要由差模电流形成的环路产生。
清楚了骚扰源与耦合路径,就可以分析如何将电子设备的电磁兼容得到优化。
1)电子产品设计思路是能否实现产品电磁兼容的必要条件。
产品设计思路和方案选择、核心部件及芯片的选型主要考虑减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力,尽量选用本身发射小的芯片,避免引发强烈的电磁骚扰。
2)通常情况下PCB的EMC设计对于产品电磁兼容性起着关键性的作用。
阻止功能区域之间的回路,多层线路板的每一层要合理安排,时钟信号线及其他的高频线要同层并且尽可能地贴近地平面。
减小高速信号、时钟信号线构成的环路面积,布线应该短、直、粗、匀,不要直角和突变。
合理处理电源模块与各功能子模块间的关系,避免其间的相互干扰。
晶振引发的EMC辐射发射超标分析及整改方案设计概述
TECHNOLOGY AND INFORMATION工业与信息化120 科学与信息化2021年2月上晶振引发的EMC辐射发射超标分析及整改方案设计概述高佳慧大连云动力科技有限公司 辽宁 大连 116023摘 要 晶振在系统中的地位尤为重要，堪比最小系统的心脏。
晶振也是较为常见的辐射发射源，如果PCB设计有疏漏，晶振有可能变成单极天线，产生干扰。
本文是某产品使用W5500以太网芯片时，由于其外置25M晶振的走线设计有问题，导致EMC辐射发射超标，故对其进行整改。
关键词 晶振；辐射发射；超标；整改1 EMC辐射实验现象描述某产品进行EMC 辐射发射测试，产品采用DC5V 供电，该产品的辐射发射水平和垂直两种测试的频谱如下图所示，在150M 、175M 、199M处严重超标，不符合认证要求。
图1 发射水平和垂直两种测试的频谱2 辐射发射超标原因分析根据实验报告可知，测试超标的频点大致为25的倍数，有很强的规律性，为寻找发射源提供了很好的线索。
进一步分析可知，PCB 上刚好有25M 无源晶振作为W5500的外置晶振，所以极有可能是此处引起的超标。
EMC 三要素是干扰源，被干扰对象和干扰路径。
结合本次实验报告显示出的频点的周期性，本次整改可以从源头修正，即优化晶振的布局和走线[1]。
图2 PCB双面板图2这一版本PCB 是双面板，晶振与其对应的芯片W5500不在一个层面，XIN 和XOUT 两个引脚引出后打了过孔，晶振时钟走线过于曲折，与芯片距离比较远，可能会产生很多不必要的高次谐波，甚至形成发射天线。
尽管PCB 形状和大小都有限制，但是晶振作为时钟，属于关键信号线，在布局上一定要从优安排。
另外此版本晶振的位置离PCB 板边缘很近，晶振放在电路板边缘，则会造成晶振的回流地面积不够充裕，从而引发EMC 问题。
3 EMC整改措施优化晶振的走线，降低干扰，通常有如下做法：（1）晶振自身的屏蔽性能要好，晶振接地。
涨知识：EMC诊断常用知识与技巧(二)
涨知识：EMC诊断常用知识与技巧（二）通过之前那篇文章，相信大家对EMC整改的常用知识也有所了解了，本篇文章重点分享EMI部分的诊断技巧及案例分析。
一、如何判定噪声类型？1、传导噪声类型定位不同噪声类型，处理方式不同针对传导骚扰，行业内的经验是从超标的频率范围判定噪声是差模还是共模噪声，然后采取相应的整改措施。
这个分类是根据大量测试数据和整改经验而得出的结论，对工程分析具有很好的参考价值。
2、辐射噪声类型定位不同噪声类型，处理方式不同上图是辐射测试图片，可以看到有不同形状的噪声，如馒头波、尖峰脉冲，我们可以从测试波形大致判定是电源噪声或系统频率噪声发射出来的。
不同的噪声有不同的处理方法，重点是找准干扰源。
通常开关电源的噪声从频谱看是连续的，通常我们叫它“馒头波”或“宽带噪声”；而系统频率通常是孤立的，因此也叫“尖峰脉冲”或“窄带尖峰”。
了解了EMI从波形判定噪声类型后，如果出现问题，该如何分析噪声是从哪里出来的呢？接下来看看EMI的分析三部曲。
二、EMI分析三部曲EMI超标一般主要由以上三部分导致：电缆、结构、单板。
在遇到EMI问题时，也需从这三个方面诊断。
接下来针对这三种超标情况，分享一下诊断技巧。
首先来看电缆导致的超标问题。
1、电缆超标定位针对EMI，特别是辐射发射，大多数情况下是从线缆辐射出来的。
出现这种情况后，首先要判定整个系统有哪些电缆，如信号电缆、电源电缆。
在保证产品正常运行的情况下，可以先将信号电缆完全去掉，再检验是否有问题。
如果某个电缆去掉后测试结果变化很大甚至合格了，说明此条路径存在很大的干扰，可以采取相应的处理方法。
如果把信号电缆全部去除后，仍然没有变化，再检验电源电缆问题。
针对电源电缆有一个比较的诊断措施是使用磁环，直接在电线上绕两圈测试，确定改善效果。
如果效果改善明显，很大可能是电源端滤波没有处理好，反之要从结构或单板去分析。
2、结构超标定位针对结构问题，这个用来作为整改措施相对来说比较少，但用来定位是没有问题的。
EMC测试总结
100A 斩波电源EMC 测试总结1术语解析EMC （Electro Magnetic Compatibility ），直译是"电磁兼容性"，意指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰，也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。
EMI(Electro Magnetic Interference)，直译是＂电磁干扰＂，包含设备受到干扰后性能降低和设备产生干扰这两层意思。
通常我们所说的EMI 测试是指第二层意思，即干扰源。
EMS （Electro Magnetic Susceptibility ）直译是"电磁敏感度"，其意是指由于电磁能量造成性能下降的容易程度，即抗电磁干扰性。
习惯上，我们把EMC 分为EMI 和EMS 两个方面。
其中EMI 包括：● 传导测试Conducted Emission ● 辐射测试Radiated Emission ● 功率辐射测试Power Clamp Test● 电流谐波测试Current Harmonics Test●电压波动测试/闪烁Voltage Fluctuation Test /Flicker● 磁场辐射Magnetic Field emission EMS 又分别包括： ● 静电测试Electrostatic Discharge (ESD 静电放电) ● 辐射敏感度测试Radiated Susceptibility (R/S)● 快速瞬变脉动测试Electrical Fast Transient (EFT rst) ● 浪涌/雷击测试Surge Test●传导敏感度测试Conducted Susceptibility● 工频磁场测试Power Frequency Magnetic Field Test● 电压跌落/中断测试Voltage Dips/interruption Test 注：本次100A 斩波电源的EMC 测试项目为由黑体标识。
PCB影响辐射骚扰超标之分析_郭正铭
1 前言电磁兼容性是电子电器产品一项非常重要的质量指标。
它不仅关系到产品本身的工作可靠性和使用安全性，而且还可能影响其它设备和系统的正常工作，关系到电磁环境和保护问题等。
2 PCB 中的EMC在设备或系统设计的初始阶段,要先明确产品要通过的测试标准要求,以此做为EMC 设计的最终目的,同时从多方面进行电磁兼容设计考虑，把电磁兼容的大部分问题解决在设计定型之前,可得到最高的效费比。
如果等到生产阶段再去解决，非但在技术上带来很大的难度,而且会造成人力、财力和时间的极大浪费。
图1是EMC 设计的效费比图表。
摘要：本文就通过信息产品的PCB LAYOUT 的电源布局不合理而引起的产品辐射骚扰测试超标现象,逐一发现、分析、解决之辐射骚扰超标的问题,然后提出改正之方法并且加以验证之。
最后对以上之现象加以综述,并且对将来类似产品的PCB LAYOUT 提出了建议及见解。
Abstract：This paper makes a discussion on the EMC design rules of power layout by a radiation failure case, then one by one, to find, analyze, and solve the problem of radiation failure, and then make corrections and verification. Finally, the article sums up the above phenomenon and puts forward recommendations and opinions for PCB LAYOUT of similar products in the future.关键词：电磁兼容性；辐射骚扰；印制电路板；电磁干扰Key words：Electromagnetic Compatibility(EMC)；radiated disturbance；PCB；electromagnetic interferencePCB 影响辐射骚扰超标之分析Analysis of the Reason for PCB Impact on Radiated Disturbance Outside the Standard文 | 四川省电子产品监督检验所郭正铭中国赛宝（四川）实验室从图1可以看出,如果前期考虑的很多EMC 措施的话，包括从产品的结构、电路原理图、PCB、软件等多方面的EMC 措施,那这个产品就可能很顺利通过各种标准的EMC 测试,节约了上市时间和产品成本,而且也提高了产品的可靠性。
EMC标准与测试定义
不可直接触及部位，如塑料外壳的缝隙、插座孔等 +/-2KV，+/4KV， +/8KV依次测试 圆头
耦合板放电
垂直耦合板（VCP）、水平耦合板（HCP） 模拟对装置附近的物体放电的影响
电池供电设备
每次放电后都必须确保电荷的泻放，如短暂接地或者通过470K泻放电阻。
抗扰） EN 61000-4-8 Power frequency magnetic field （工频磁场） EN 61000-4-11 Voltage dips, short interruptions and voltage variations（电压
跌落、中断和电压变化）
医疗电子的EMC
限值：CLASS B=CLASS A-10dB
EMISSIONS LIMITS
检波方式
Peak detector（峰值） Quasi-Peak detector（准峰值） Average detector（平均值） 对于连续波，三个测量值相同。
时钟谐波。
对于一定重复频率的脉冲，峰值>准峰值和平均 值
Harmonic：谐波电流
起源
测试原理
测试规格
Basic Standard:
EN 61000-3-2:1995
LIMITS FOR CLASS A EQUIPMENT
HARMONICS ORDER N
MAX PEMISSIBLE HARMONICS CURRENT A
ODD HARMONICS
50
230-1000
57
实际扫描图
宽带噪声
来源：
开关电源 DC/DC振铃 数据线
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时钟信号的频谱
晶振引起的辐射骚扰测试问题
五、更深入的分析
一） 时钟信号干扰的研究 1、相同频率 上升时间短的时钟谐波能量大于上升时间长的时钟的谐波能量。 上升时间短，说明时钟的质量高。 结论；在满足技术要求和条件允许的情况下，尽可能选择上升时间长的时钟，以 减少谐波的干扰。 2、在相同上升时间和下降时间下，频率高的时钟的谐波干扰高于频率低的时钟的 谐波成分。 结论：在满足技术要求以及条件允许的情况下，尽可能选择频率较低的时钟。
晶振引起的辐射骚扰测试问题
五、更深入的分析
三）端接设计 时钟驱动芯片不用的输出管脚，比如：空载(开路)，由于管脚开路全
反射可能会引起时钟高次谐波的电磁干扰问题。在单板上加备用端接是 解决这个问题的一种方案，但是备用端接采用电阻还是电容或者其他的 端接方式时主要看空载所引起的电磁干扰的频点。如果采用电阻端接， 就要考虑由此带来的功耗和驱动器的驱动电流；如果采用电容端接，可 能会增加某些其他频点的电磁干扰，因此电容的大小是要优化电容值； 如果不用管脚没有端接，但是已经通过试验证明了电磁干扰有足够的裕 度，就没必要对未用管脚进行额外的备用端接处理。 四）电源设计 （1）、晶振电源去耦非常重要，建议加磁珠，去耦电容选三个，容值递 减。 (2)、时钟输出管脚加匹配，具体匹配阻值，可根据测试结果而定。
EMC 测试案例分析精解2 --晶振引起的辐射骚扰测试问题
牛金海 博士，副研究员 上海交通大学生物医学工程学院
2、晶振引起的辐射骚扰测试问题
一、现象描述 某医疗产品进行辐射骚扰测试，该设备辐射发射频谱如下图。30230MHz 之间辐射骚扰达不到Class A的要求。
从这张图上能看出什么问题？看看超标的信号有什么特点？
晶振引起的辐射骚扰测试问题
五、更深入的分析
四） 晶振PCB 设计的其他注意事项： 晶振不要布在板子的边缘，因为为了安全考虑，板卡的地和金属外壳
或者机械结构常常是连在一起的，这个地我们暂且叫做参考接地板，如 果晶振布在板卡的边缘，晶振与参考接地板会形成电场分布，而板卡的 边缘常常是有很多线缆，当线缆穿过晶振和参考接地板的电场时，线缆 被干扰了。而晶振布在离边缘远的地方，晶振与参考接地板的电场分布 被PCB板的GND分割了，分布到参考接地板电场大大减小了。
晶振是辐射发射源，晶振属于强辐射器件。晶振内部电路产生RF电 流，且RF电流很大，晶振的地引脚不能将大部分的电流引到地平面，结 果金属外壳变成了单极天线。所以晶振周围充满辐射场，很容易将谐波 RF信号通过容性或者感性方式耦合到外围器件或者PCB。300mil下方以及
周围禁止布线，以避免发生串扰。
串口线扮演辐射天线的角色（100MHz电磁波，1m导体就是有效的天 线；1GHz电磁波，100mm导体成为有效的天线）。
串口信号线布线穿过了晶振下方，使得晶振产生的谐波直接耦合到 串口信号线上，串口信号线成为晶体振荡器谐波的载体，而且串口信号 线很长，形成了辐射天线，将干扰信号发射出PCB。
晶振引起的辐射骚扰测试问题
三、处理措施
1、将串口信号线的布线远离晶振。
四、心得与体会
为什么晶振干扰这么强呢？
尽管时钟信号与其他数据信号、控制信号的逻辑电平一般都是一样的，翻 转速率一般也没有太大的差别(大多数总线数据率与时钟信号翻转速率之比是1：1 或者1：2)，但由于时钟信号之所以更容易接近或者超过辐射发射的限值，主要原 因是时钟信号是比较严格的周期信号，其在频域的能量主要集中在某些频点上，而 数据信号是非周期信号，在频域上的能量也是比较分散的。因此，良好的时钟电路 设计是PCB板的电磁兼容设计的关键。
晶振引起的辐射骚扰测试问题
五、更深入的分析
二）PCB中晶振下面地的完整性
1.如果布线从晶振下面穿过，特别是传输到连接器的布线，不仅破坏局部地平面
的作用，而且还会将晶振产生的噪声通过容性耦合的方式耦合到穿过它下面的信 号线，使这些信号线带有共模电压噪声，如果这些信号线通过连接器又延伸出 PCB，就会将噪声带出。这是一种典型的共模辐射问题原理如图5所示。 2、在PCB设计时，晶振的外壳必须接地，可以防止晶振的向往辐射，也可以屏蔽 外来的干扰。 3、当然时钟线尽量要短。如果你不想让时钟线走一路干扰一路，那就布短吧。
谢 谢！
标准中的等级
2、晶振引起的辐射骚扰测试问题
二、原因分析 测量超标频点间隔成周期性，进一步分析，发现是晶振的谐波。深入 测试分析，辐射不是来自晶振的直接辐射，而是来自连接在控制板上的 串口线。
2、晶振引起的辐射骚扰测试问题
二、原因分析
回顾电磁兼容的3要素是什么？ 1）电磁干扰源、2）被干扰对象、3）传播电磁干扰的途径。