電磁兼容的基礎(chǔ)知識(shí) EMI濾波器各部分組成選型

電磁兼容與安全性：

一:安全性：

a)絕緣電阻：電源輸入端與機(jī)殼之間的絕緣電阻在正常大氣條件下應(yīng)不小于100MΩ（500V直流電壓施加5s），在潮濕環(huán)境下應(yīng)不小于2MΩ（500V直流電壓施加5s）；

b)介電強(qiáng)度：電源輸入端與機(jī)殼之間應(yīng)能承受直流電壓500V歷時(shí)1min的介電強(qiáng)度試驗(yàn)，無(wú)擊穿、飛弧和閃爍現(xiàn)象；

c) 電源應(yīng)有反接保護(hù)措施；

d) 設(shè)備應(yīng)有接地措施，電源連接器到接地點(diǎn)之間的搭接電阻不大于 5mΩ。

二：電磁兼容：

EMC（Electro Magnetic Compatibility，電磁兼容） 是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中，按設(shè)計(jì)要求正常工作的能力。它是電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)的一種重要的技術(shù)性能，其包括三方面的含義：

（1）EMI（Electro Magnetic Interference，電磁干擾）：即處在一定環(huán)境中的設(shè)備或系統(tǒng)，在正常運(yùn)行時(shí)，不應(yīng)產(chǎn)生超過(guò)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)所要求的電磁能量，相對(duì)應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)目根據(jù)產(chǎn)品類(lèi)型及標(biāo)準(zhǔn)不同而不同，

EMI測(cè)試項(xiàng)：RE（輻射發(fā)射）、CE（傳導(dǎo)發(fā)射）、Harmonic（諧波電流）、Ficker（電壓閃爍）

對(duì)于民用、工科醫(yī)、鐵路產(chǎn)品，基本的EMI測(cè)試項(xiàng)目有：

● 電源線傳導(dǎo)騷擾（CE）測(cè)試；

● 信號(hào)、控制線傳導(dǎo)騷擾（CE）測(cè)試；

● 輻射騷擾（RE）測(cè)試；

● 諧波電流（Harmonic）測(cè)量；

● 電壓波動(dòng)和閃爍（Fluctuation and Flicker）測(cè)量。

對(duì)于軍用產(chǎn)品，基本的EMI測(cè)試項(xiàng)目有：

● CE101測(cè)試：15 Hz～10 kHz電源線傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試；

● CE102測(cè)試：10 kHz～10 MHz電源線傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試；

● CE106測(cè)試：10 kHz～40 GHz天線端子傳發(fā)發(fā)射測(cè)試；

● CE107測(cè)試：電源線尖峰信號(hào)（時(shí)域）傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試；

● RE101測(cè)試：25 Hz～100 kHz磁場(chǎng)輻射發(fā)射測(cè)試；

● RE102測(cè)試：10 kHz～18 GHz電場(chǎng)輻射發(fā)射測(cè)試；

● RE103測(cè)試：10 kHz～40 GHz天線諧波和亂真輸出輻射發(fā)射測(cè)試；

對(duì)于汽車(chē)及車(chē)載電子、電氣產(chǎn)品，基本的EMI測(cè)試項(xiàng)目有：

● 汽車(chē)整車(chē)輻射發(fā)射測(cè)試；

● 車(chē)載電子、電氣零部件/模塊的傳導(dǎo)騷擾測(cè)試；

● 車(chē)載電子、電氣零部件/模塊的輻射發(fā)射測(cè)試；

● 車(chē)載電子、電氣零部件/模塊的瞬態(tài)發(fā)射騷擾測(cè)試；

注：傳導(dǎo)騷擾即為傳導(dǎo)發(fā)射；輻射騷擾 即為輻射發(fā)射。

（2）EMS（Electro Magnetic Susceptibility，電磁抗擾度）：即處在一定環(huán)境中設(shè)備或系統(tǒng)，在正常運(yùn)行時(shí)，設(shè)備或系統(tǒng)能承受相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)的電磁能量干擾，相對(duì)應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)目也根據(jù)產(chǎn)品類(lèi)型及標(biāo)準(zhǔn)不同而不同，

EMS測(cè)試項(xiàng)：ESD（靜電放電）、EFT（電快速脈沖群）、DIP（電壓跌落）、CS（傳導(dǎo)抗擾）、RS（輻射抗擾度）、Surge（雷擊浪涌）、PMS（磁場(chǎng)抗擾）

對(duì)于民用、工科醫(yī)、鐵路產(chǎn)品，基本的EMS測(cè)試項(xiàng)目有：

● 靜電放電抗擾度（ESD）；

● 電快速瞬變脈沖群抗擾度（EFT）；

● 浪涌（SURGE）；

● 輻射抗擾度（RS）；

● 傳導(dǎo)抗擾度（CS）；

● 電壓跌落與中斷（DIP）。

對(duì)于軍用產(chǎn)品，基本的EMS測(cè)試項(xiàng)目有：

● CS101測(cè)試：25 Hz～50 kHz電源線傳導(dǎo)敏感度測(cè)試；

● CS103測(cè)試：15 kHz～10 GHz天線端子互調(diào)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試；

● CS104測(cè)試：25 Hz～20 GHz天線端子無(wú)用信號(hào)抑制傳導(dǎo)敏感度測(cè)試；

● CS105測(cè)試：25 Hz～20 GHz天線端子交調(diào)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試；

● CS106測(cè)試：電源尖峰信號(hào)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試；

● CS114測(cè)試：10 kHz～400 MHz殼體電流傳導(dǎo)敏感度電纜束注入傳導(dǎo)敏感度測(cè)試；

● CS115測(cè)試：電纜束注入脈沖激勵(lì)傳導(dǎo)敏感度測(cè)試；

● CS116測(cè)試：10 kHz～100 MHz電纜和電源線阻尼正弦瞬變傳導(dǎo)敏感度測(cè)試；

● RS101測(cè)試：25 Hz～100 kHz磁場(chǎng)輻射敏感度測(cè)試；

● RS103測(cè)試：10 kHz～40 GHz電場(chǎng)輻射敏感度測(cè)試；

● RS105測(cè)試：瞬變電磁場(chǎng)輻射敏感度測(cè)試。

對(duì)于汽車(chē)及車(chē)載電子、電氣零部件產(chǎn)品，基本的EMS測(cè)試項(xiàng)目有：

● 符合ISO7637-1/2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電源線傳導(dǎo)耦合/瞬態(tài)抗擾度測(cè)試；

● 符合ISO7637-3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的傳感器電纜與控制電纜傳導(dǎo)耦合/瞬態(tài)抗擾度測(cè)試；

● 符合ISO11452-7（對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)為GB17619）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的射頻傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試；

● 符合ISO11452-2（對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)為GB17619）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的輻射場(chǎng)抗擾度測(cè)試）；

● 符合ISO11452-3（對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)為GB17619）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的橫電磁波（TEM）小室的輻射場(chǎng)抗擾度測(cè)試）；

● 符合ISO11452-4（對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)為GB17619）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的大電流注入（BCI）抗擾度測(cè)試）；

● 符合ISO11452-5（對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)為GB17619）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的帶狀線抗擾度測(cè)試；

● 符合ISO11452-6（對(duì)應(yīng)國(guó)標(biāo)為GB17619）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的三平板抗擾度測(cè)試；● 符合ISO10605標(biāo)準(zhǔn)的靜電放電抗擾度測(cè)試。

（3）對(duì)于EMC整改問(wèn)題，其實(shí)能用三要素概括：干擾源、耦合電路、敏感器件；而EMC整改的常用方法也能用四要素概括：屏蔽、接地、濾波、去耦。

1、傳導(dǎo)測(cè)試干擾整改

傳導(dǎo)測(cè)試常見(jiàn)的干擾有共模干擾和差模干擾。

共模干擾是線地回路形成的干擾,對(duì)應(yīng)整改措施為：

調(diào)整Y電容容值,調(diào)整共模電感的感量,

差模干擾是線線之間形成的干擾,對(duì)應(yīng)整改措施為：

調(diào)整共模電感的感量,調(diào)整線地之間的濾波電路,調(diào)整X電容容量

2、輻射測(cè)試整改

1).針對(duì)帶電源產(chǎn)品30MHz附近測(cè)試不過(guò)，一般情況下電源需要加大共模電感感量；

2).帶網(wǎng)口的產(chǎn)品125MHz測(cè)試不過(guò)，一般情況下需要更換屏蔽網(wǎng)線或者在網(wǎng)線上面加磁環(huán)；

3).帶HDMI或者DP的產(chǎn)品測(cè)試不過(guò)，一般情況下需要更換屏蔽線材或者在線材上面加磁環(huán)；

4).手機(jī)產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試不過(guò)，一般情況下需要更換屏蔽數(shù)據(jù)線、數(shù)據(jù)線加磁環(huán)，或者降低產(chǎn)品的傳輸速率；

5).手機(jī)產(chǎn)品攝像頭測(cè)試不過(guò)，一般情況下需要給攝像頭加屏蔽；

造成EMC輻射超標(biāo)的原因是多方面的，接口濾波不好、結(jié)構(gòu)屏效低、電纜設(shè)計(jì)有缺陷等都有可能導(dǎo)致輻射數(shù)據(jù)超標(biāo)。但產(chǎn)生輻射的根本原因其實(shí)在PCB的設(shè)計(jì)，從EMC方面關(guān)注PCB，主要關(guān)注以下幾個(gè)方面：

1)從減少輻射騷擾的角度出發(fā)，應(yīng)該盡量選用多層板，內(nèi)層分別作電源層、地線層，用以降低供電線路阻抗，抑制公共阻抗噪聲，對(duì)信號(hào)線形成均勻的接地面，加大信號(hào)線和接地面的分布電容，抑制其向空間輻射的能力。2)電源線、地線、印刷板走線對(duì)高頻信號(hào)應(yīng)保持低阻抗。在頻率很高的情況下，電源線、地線或印制板走線都會(huì)成為接收與發(fā)射騷擾的小天線。降低這種騷擾的方法除了加濾波電容外，更值得重視的是減小電源線、地線及其他印制板走線本身的高頻阻抗。因此，各種抑制板走線要短而粗，線條要均勻。

3)電源線、地線及印制導(dǎo)線在印制板上的排列要恰當(dāng)，盡量做到短而直，以減小信號(hào)線與回線之間所形成的環(huán)路面積。

4)電路元件和信號(hào)通路的布局必須最大限度地減少無(wú)用信號(hào)的相互耦合。

3、靜電放電測(cè)試：

靜電分為接觸放電和空氣放電，靜電是積累的高壓，當(dāng)接觸到設(shè)備的金屬外殼時(shí)會(huì)瞬間放電，會(huì)干擾到電子設(shè)備的正常工作，可能引起設(shè)備故障或重啟,靜電會(huì)干擾顯示效果，可能出現(xiàn)顯示閃爍或黑屏，干擾正常顯示和操作。靜電還有可能引起CPU工作異常，程序死機(jī)或重啟，這在客戶(hù)的正常使用中都是不允許的。如果在產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)階段采用EMC的相關(guān)設(shè)計(jì)，做靜電抗擾度實(shí)驗(yàn)不必過(guò)分擔(dān)心，通過(guò)設(shè)計(jì)，對(duì)靜電積累的電荷進(jìn)行良好的泄放，一般都不會(huì)干擾系統(tǒng)的正常工作。4、電快速瞬變脈沖群抗擾度測(cè)試：電快速瞬變脈沖群抗擾度實(shí)驗(yàn)是一系列的高頻高壓瞬變脈沖施加在設(shè)備上，觀察設(shè)備是否受到其干擾。防護(hù)群脈沖干擾的主要方法是“疏導(dǎo)”與“堵”，就像我們古代的治水一樣，“疏導(dǎo)”就是提供泄放回路，是干擾在進(jìn)入系統(tǒng)之前，泄放至大地，良好的屏蔽層接地，可以泄放大部分動(dòng)干擾，“堵”是使群脈沖濾除在設(shè)備之外，增加磁環(huán)，效果明顯，封閉磁環(huán)的效果好于對(duì)扣磁環(huán)，也可以將磁環(huán)加入到板級(jí)中，固定在印制板中，這樣使設(shè)備更可靠。對(duì)電源線、信號(hào)線、通訊線兩端增加磁環(huán)，可以對(duì)群脈沖干擾進(jìn)行防護(hù)。5、雷擊浪涌沖擊抗擾度測(cè)試：

雷擊浪涌主要包含兩個(gè)方面，一個(gè)是電源防雷，一個(gè)是信號(hào)防雷。電源防雷主要是針對(duì)系統(tǒng)級(jí)而言的，系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)要按照三級(jí)防雷設(shè)計(jì)，總電源進(jìn)入端設(shè)置電源防雷，可以對(duì)系統(tǒng)的電源進(jìn)行相關(guān)防護(hù)，電源經(jīng)過(guò)電源防雷后，進(jìn)入隔離變壓器，隔離變壓器可以對(duì)電磁干擾信號(hào)進(jìn)行較好的防護(hù)，抑制其對(duì)系統(tǒng)的干擾。后進(jìn)入U(xiǎn)PS，UPS可以濾除一部分干擾信號(hào)，這樣電源再進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)備，電源是說(shuō)說(shuō)純凈的電源，可以使系統(tǒng)更好、更可靠的工作。信號(hào)防雷則是對(duì)系統(tǒng)的信號(hào)通路進(jìn)行防護(hù)，主要涉及的是板級(jí)設(shè)計(jì)，在板級(jí)設(shè)計(jì)中增加防雷器件，如氣體放電管，增加TVS泄放回路，當(dāng)有大電流時(shí)通過(guò)配套電阻和TVS、氣體放電管泄放，對(duì)后級(jí)電路起到保護(hù)作用。而后信號(hào)進(jìn)行光電隔離，再進(jìn)入系統(tǒng)，系統(tǒng)可以采集到一個(gè)穩(wěn)定的信號(hào)，使系統(tǒng)正常分析判斷，正常發(fā)出指令，正常工作。另一方面就是設(shè)計(jì)較寬的信號(hào)范圍，信號(hào)正常波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)正常工作。

浪涌沖擊試驗(yàn)需要保護(hù)器件：

1.氣體放電管：主要應(yīng)用在交流電源口相線、中線對(duì)地的保護(hù)，直流電源口的工作地和保護(hù)地之間，信號(hào)口中線對(duì)地的保護(hù)，射頻信號(hào)饋線芯線對(duì)屏蔽層的保護(hù)。注意：一般用于保護(hù)電路的最前級(jí)。 2.壓敏電阻：主要應(yīng)用于直流電源、交流電源、低頻信號(hào)線路、帶饋電的天饋線路。注意：不宜用于高頻信號(hào)線路保護(hù)，一般用于保護(hù)電路的后級(jí)。

3.電壓鉗位型瞬態(tài)抑制二極管（TVS）：主要用于直流電源、信號(hào)線路、天饋線路的防雷保護(hù)。注意：不宜用于交流電源的保護(hù)，一般用于最末級(jí)的精細(xì)保護(hù)。

4.電壓開(kāi)關(guān)型瞬態(tài)抑制二極管（TSS）：主要用于信號(hào)電平較高的信號(hào)線路的保護(hù)。

5.熱敏電阻：主要用于做過(guò)流保護(hù)，常用于用戶(hù)線路的保護(hù)。

6、射頻場(chǎng)感應(yīng)傳導(dǎo)騷擾抗擾度測(cè)試：傳導(dǎo)抗擾度CS可能會(huì)對(duì)顯示信號(hào)、采集驅(qū)動(dòng)等造成干擾，可能使顯示閃爍或黑屏，干擾設(shè)備操作，可能使采集驅(qū)動(dòng)工作異常，采集不到需要的信號(hào)，無(wú)法驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。射頻實(shí)驗(yàn)是0.15k～80MHz頻率范圍內(nèi)對(duì)信號(hào)線、電源進(jìn)行干擾，3級(jí)強(qiáng)度是10V/m。射感防護(hù)的原則是將電源、信號(hào)線的屏蔽做好，屏蔽層良好接地，選購(gòu)合適頻率進(jìn)行濾波，將干擾濾除。EMC整改方法：首先，要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行診斷，分析其干擾源所在及其相互干擾的途徑和方式。再根據(jù)分析結(jié)果，有針對(duì)性的進(jìn)行整改。一般來(lái)說(shuō)主要的整改方法有如下幾種：

1、減弱干擾源在找到干擾源的基礎(chǔ)上，可對(duì)干擾源進(jìn)行允許范圍內(nèi)的減弱，減弱源的方法一般有如下方法：

a、在IC的Vcc和GND之間加去耦電容，該電容的容量在0.01μF到0.1μF之間，安裝時(shí)注意電容器的引線，使它越短越好。

b、在保證靈敏度和信噪比的情況下加衰減器。如VCD、DVD視盤(pán)機(jī)中的晶振，它對(duì)電磁兼容性影響較為嚴(yán)重，減少其幅度就是可行的方法之一，但其不是唯一的解決方法。

c、還有一個(gè)間接的方法就是使信號(hào)線遠(yuǎn)離干擾源。

2、電線電纜的分類(lèi)整理在電子設(shè)備中，線間耦合是一種重要的途徑，也是造成干擾的重要原因，因?yàn)轭l率的因素，可大體分為高頻耦合與低頻耦合。因耦合方式不同，其整改方法也是不同的，下邊分別討論：

（1）低頻耦合是指導(dǎo)線長(zhǎng)度等于或小于1/16波長(zhǎng)的情況，低頻耦合又可分為電場(chǎng)和磁場(chǎng)耦合。

電場(chǎng)耦合的物理模型是電容耦合，因此整改的主要目的是減小分布耦合電容或減小耦合量，可采用如下的方法：

a、增大電路間距是減小分布電容的最有效的方法。

b、追加高導(dǎo)電性屏蔽罩，并使屏蔽罩單點(diǎn)接地能有效的抑制低頻電場(chǎng)干擾。

c、追加濾波器可減小兩電路間的耦合量。

d、降低輸入阻抗，例如CMOS電路的輸入阻抗很高，對(duì)電場(chǎng)干擾極其敏感，可在允許范圍內(nèi)在輸入端并接一個(gè)電容或阻值較低的電阻。

磁場(chǎng)耦合的物理模型是電感耦合，其耦合主要是通過(guò)線間的分布互感來(lái)耦合的，因此整改的主要方法是破壞或減小其耦合量，大體可采用如下的方法：

a追加濾波器，在追加濾波器時(shí)要注意濾波器的輸入輸出阻抗及其頻率響應(yīng)。

b減小敏感回路與源回路的環(huán)路面積，即盡量使信號(hào)線或載流線與其回線靠近或扭絞在一體。

c增大兩電路間距，以便減小線間互感來(lái)減低耦合量。

d若有可能，盡量使敏感回路與源回路平面正交或接近正交來(lái)降低兩電路的耦合量。

e用高導(dǎo)磁材料來(lái)包扎敏感線，可有效的解決磁場(chǎng)干擾問(wèn)題，值得注意的是要構(gòu)成閉和磁路，努力減小磁路的磁阻將會(huì)更加有效。

（2）高頻耦合是指長(zhǎng)于1/4波長(zhǎng)的走線由于電路中出現(xiàn)電壓和電流的駐波，會(huì)使耦合量增強(qiáng)，可采用如下的方法加以解決：

a、盡量縮短接地線，與外殼接地盡量采用面接觸的方式。

b、重新整理濾波器的輸入輸出線，防止輸入輸出線間耦合，確保濾波器的濾波效果不變差。

c、屏蔽電纜屏蔽層采用多點(diǎn)接地。

d、將連接器的懸空插針接到地電位，防止其天線效應(yīng)。

3、改善地線系統(tǒng)

理想的地線是一個(gè)零阻抗，零電位的物理實(shí)體，它不僅是信號(hào)的參考點(diǎn)，而且電流流過(guò)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生電壓降。在具體的電氣電子設(shè)備中，這種理想地線是不存在的，當(dāng)電流流過(guò)地線時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生電壓降。據(jù)此可根據(jù)地線中干擾形成機(jī)理可歸結(jié)為以下兩點(diǎn)，第一，減小低阻抗和電源饋線阻抗。第二，正確選擇接地方式和阻隔地環(huán)路，按接地方式來(lái)分有懸浮地、單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、混合接地。如果敏感線的干擾主要來(lái)自外部空間或系統(tǒng)外殼，此時(shí)可采用懸浮地的方式加以解決，但是懸浮地設(shè)備容易產(chǎn)生靜電積累，當(dāng)電荷達(dá)到一定程度后，會(huì)產(chǎn)生靜電放電，所以懸浮地不宜用于一般的電子設(shè)備。單點(diǎn)接地適用于低頻電路，為防止工頻電流及其他雜散電流在信號(hào)地線上各點(diǎn)之間產(chǎn)生地電位差，信號(hào)地線與電源及安全地線隔離，在電源線接大地處單點(diǎn)連接。單點(diǎn)接地主要適用于頻率低于3MHz的情況。多點(diǎn)接地是高頻信號(hào)唯一實(shí)用的接地方式，在射頻時(shí)會(huì)呈現(xiàn)傳輸線特性，為使多點(diǎn)接地的有效性，當(dāng)接地導(dǎo)體長(zhǎng)度超過(guò)最高頻率1/8波長(zhǎng)時(shí)，多點(diǎn)接地需要一個(gè)等電位接地平面。多點(diǎn)接地適用于300KHz以上?；旌辖拥剡m用于既然有高頻又有低頻的電子線路中

4、屏蔽

屏蔽是提高電子系統(tǒng)和電子設(shè)備電磁兼容性能的重要措施之一，它能有效的抑制通過(guò)空間傳播的各種電磁干擾。屏蔽按機(jī)理可分為磁場(chǎng)屏蔽與電場(chǎng)屏蔽及電磁屏蔽。電場(chǎng)屏蔽應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

A、選擇高導(dǎo)電性能的材料，并且要有良好的接地。

B、正確選擇接地點(diǎn)及合理的形狀，最好是屏蔽體直接接地。磁場(chǎng)屏蔽通常只是指對(duì)直流或甚低頻磁場(chǎng)的屏蔽，其屏蔽效能遠(yuǎn)不如電場(chǎng)屏蔽和電磁屏蔽，磁屏蔽往往是工程的重點(diǎn)，磁屏蔽時(shí)：

a、要選用鐵磁性材料。

b、磁屏蔽體要遠(yuǎn)離有磁性的元件，防止磁短路。

c、可采用雙層屏蔽甚至三層屏蔽。

d、屏蔽體上邊的開(kāi)孔要注意開(kāi)孔的方向，盡可能使縫的長(zhǎng)邊平行于磁通流向，使磁路長(zhǎng)度增加最少。一般來(lái)說(shuō)，磁屏蔽不需要接地，但為防止電場(chǎng)感應(yīng)，還是接地為好。電磁場(chǎng)在通過(guò)金屬或?qū)﹄姶艌?chǎng)有衰減作用的阻擋體時(shí)，會(huì)受到一定程度的衰減，即產(chǎn)生對(duì)電磁場(chǎng)的屏蔽作用。在實(shí)際的整改過(guò)程中視具體需要而定選擇何種屏蔽及屏蔽體的形狀、大小、接地方式等。

5、改變電路板的布線結(jié)構(gòu)

有些頻率點(diǎn)是通過(guò)電路板上走線分布參數(shù)所決定的，通過(guò)前述方法不大有用，此類(lèi)整改通過(guò)在走線中增加小的電感、電容、磁珠來(lái)改變電路參數(shù)結(jié)構(gòu)，使其移到限值要求較高的頻率點(diǎn)上。對(duì)于這類(lèi)干擾，要想從根本上解決其影響，就要重新布線。

EMC測(cè)試整改的步驟：

第一步：查找確認(rèn)輻射源的方法有排除法、頻譜分析儀頻點(diǎn)搜索法、元件固有頻率分析法。而排除法包含有拔線法、分區(qū)工作排除法、低電壓小電流的人體觸摸法，區(qū)域屏蔽排除法。元件固有頻率分析法是指對(duì)一些元件的固定頻率及其倍頻頻率分析歸類(lèi)法，如晶振和 DDR 等元件的工作頻率都是固定的。第二步：濾波一般分為電容濾波、RC 濾波和 LC 濾波等；

第三步：吸收電磁波方法有電路串聯(lián)磁珠法、繞穿磁環(huán)法和貼吸波材料法。使用吸收電磁波方法時(shí)要特別注意：輻射超標(biāo)電磁波頻率必須在所使用的吸波材料所吸收電磁波頻率范圍之內(nèi)，否則造成吸波法會(huì)失效。

第四步：接地法一般分為單點(diǎn)接地法和多點(diǎn)接地法。

第五步：屏蔽法一般有加屏蔽罩屏蔽法、外殼屏蔽法和PCB 走線布局屏蔽法。

第六步：能量分散法是指一些被測(cè)物的控制軟件可利用展頻和跳頻等技術(shù)對(duì)能量集中的頻段進(jìn)行展寬頻率帶寬和跳變頻率實(shí)現(xiàn)分散頻段能量，從而使附加在單點(diǎn)頻率上的能量降低，也就是起到了單點(diǎn)頻率輻射的電磁波強(qiáng)度降低的功效。故此法對(duì)尖峰毛刺形波形的頻率輻射超標(biāo)會(huì)起到顯著效果，對(duì)包絡(luò)形波形頻率輻射超標(biāo)起不到明顯作用。

這個(gè)EMC整改六步法比較適用于常見(jiàn)電子設(shè)備的整改，可以有效提高EMC輻射整改效率，節(jié)省周期，快速通過(guò)EMC測(cè)試，但其并不是根本性解決EMC問(wèn)題的方案，EMC的問(wèn)題最理想還是在設(shè)計(jì)端就進(jìn)行考慮，而不是事后用一些“圍追堵截”的方案來(lái)應(yīng)急。

EMC測(cè)試三個(gè)重要規(guī)律

規(guī)律一：EMC費(fèi)效比關(guān)系規(guī)律：EMC問(wèn)題越早考慮、越早解決，費(fèi)用越小、效果越好。

在新產(chǎn)品研發(fā)階段就進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)，比等到產(chǎn)品EMC測(cè)試不合格才進(jìn)行改進(jìn)，費(fèi)用可以大大節(jié)省，效率可以大大提高；反之，效率就會(huì)大大降低，費(fèi)用就會(huì)大大增加。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在功能設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)，到樣板、樣機(jī)完成則通過(guò)EMC測(cè)試，是最省時(shí)間和最有經(jīng)濟(jì)效益的。相反，產(chǎn)品研發(fā)階段不考慮EMC，投產(chǎn)以后發(fā)現(xiàn)EMC不合格才進(jìn)行改進(jìn)，非但技術(shù)上帶來(lái)很大難度、而且返工必然帶來(lái)費(fèi)用和時(shí)間的大大浪費(fèi)，甚至由于涉及到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)的缺陷，無(wú)法實(shí)施改進(jìn)措施，導(dǎo)致產(chǎn)品不能上市。

規(guī)律二：高頻電流環(huán)路面積S越大， EMI輻射越嚴(yán)重。高頻信號(hào)電流流經(jīng)電感最小路徑。當(dāng)頻率較高時(shí)， 一般走線電抗大于電阻，連線對(duì)高頻信號(hào)就是電感，串聯(lián)電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測(cè)設(shè)備上的高頻電流環(huán)路產(chǎn)生的，最?lèi)毫拥那闆r就是開(kāi)路中的“天線形式”。對(duì)應(yīng)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(xù)的布線或有天線效應(yīng)之元器件過(guò)長(zhǎng)的插腳。減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要任務(wù)之一，就是想方設(shè)法減小高頻電流環(huán)路面積S。在天縱檢測(cè)實(shí)踐中一些具體方法就是處理好接地問(wèn)題（電源地與信號(hào)地）。

規(guī)律三：環(huán)路電流頻率f越高，引起的EMI輻射越嚴(yán)重，電磁輻射場(chǎng)強(qiáng)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最重要途徑之二，就是想方設(shè)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。關(guān)于這個(gè)f規(guī)律，天縱經(jīng)驗(yàn)上看很多是因?yàn)槠帘魏屯鈿ぴO(shè)計(jì)或做工造成的，因?yàn)轭l率越高，波長(zhǎng)越小，越是容易從外殼或屏蔽體的小縫隙中泄露出來(lái)。

三：EMI濾波器各部分組成選型：

①共模電感

EMC在電子產(chǎn)品/設(shè)備已經(jīng)成為可靠性的重要組成部分；將越來(lái)越被重視！特別對(duì)于我們的工業(yè)&消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品要求滿(mǎn)足其相應(yīng)的認(rèn)證和出口要求，對(duì)應(yīng)的國(guó)家政策也在不斷完善；同時(shí)國(guó)際貿(mào)易的深化發(fā)展；EMC技術(shù)成為電子產(chǎn)品/設(shè)備必過(guò)的硬性指標(biāo)！隨著電子產(chǎn)品/設(shè)備的供電系統(tǒng)都開(kāi)始大量運(yùn)用高頻開(kāi)關(guān)電源并且也越來(lái)越高端化；因此對(duì)電源環(huán)境的要求就越來(lái)越高；EMC將是越來(lái)越重要！

我們通過(guò)如下的框圖結(jié)構(gòu)知道，如果電子產(chǎn)品&設(shè)備開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)如果不插入EMI濾波器；其很難通過(guò)上述的CLASS A/B的標(biāo)準(zhǔn)限值要求；

開(kāi)關(guān)電源：EMC的分析和設(shè)計(jì)&電子產(chǎn)品&設(shè)備：EMI的分析與設(shè)計(jì)技巧-中EMI-傳導(dǎo)高效設(shè)計(jì)我的設(shè)計(jì)理論是150KHZ-10MHZ我們快速使用EMI輸入濾波器來(lái)搞定?。∩蠄D中EMI濾波器中最為關(guān)鍵的設(shè)計(jì)為共模電感的選擇和設(shè)計(jì)；以下我將共模電感的特性進(jìn)行理論分析！

1.目前推薦及常用的共模電感的結(jié)構(gòu)

共模電感器等效電路：

共模電感器磁場(chǎng)分布特點(diǎn)：

A. FCM

共模磁通基本都在磁芯內(nèi)部，使得共模電感量很大!

B. FDM

差模磁通通過(guò)磁芯外部空氣，使得差模電感量較小!

2.分析兩種常用的共模電感的磁芯結(jié)構(gòu)

A.T Core

B.SQ Core

應(yīng)用時(shí)注意要點(diǎn)：

Δ對(duì)分繞結(jié)構(gòu)，工頻功率電流（差模形態(tài)）作用下，磁芯存在偏磁磁通；

Δ偏磁磁通沿磁芯分布不均勻，在繞組中間部位磁密最大；

Δ如果在偏磁磁通下，磁密最大處磁芯飽和，則共模感量急劇下降；

Δ漏感(差模電感)越大，在工頻電流下偏磁通越大，則磁芯越易局部飽和；

偏磁電流（直流/工頻）對(duì)共模電感的影響需要考慮

直流電流偏磁影響評(píng)估

3. 共模電感T Core & SQCore的技術(shù)特性比較如下表：

4.共模電感的常用型號(hào)參數(shù)選型表

A.功率范圍：20W--75W

B.功率范圍：60W--120W

C.功率范圍：120W--200W

對(duì)于>60W的電源系統(tǒng)；扁平銅帶繞制的共模電感替換T-Core的共模電感結(jié)構(gòu)可以提高效率，減小電感的溫升；同時(shí)由于扁平線的漏感較低；其寬頻特性就會(huì)好于繞線電感！我們通過(guò)對(duì)比測(cè)試曲線得出結(jié)論：扁平線繞組的共模電感其EMI傳導(dǎo)在1MHZ-30MHZ的特性就非常好！

注意：在共模電感應(yīng)用時(shí)；直流電流偏磁影響下共模電感的等效Gap對(duì)共模和差模的電感特性有較大的影響；因此需要關(guān)注共模電感的通態(tài)電流！

二級(jí)濾波器結(jié)構(gòu)：

②展頻晶振工作原理：

時(shí)鐘信號(hào)超標(biāo)通常是令EMC工程師非常頭疼的問(wèn)題，因?yàn)榻^大部分的時(shí)鐘來(lái)源又是由晶振提供。有時(shí)，用常規(guī)方法將周邊配置電路重新匹配、隔離、濾波、屏蔽后依然無(wú)法解決這個(gè)難點(diǎn)。既然超標(biāo)的是尖峰點(diǎn)，就借此把尖峰點(diǎn)的能量給轉(zhuǎn)移。展頻晶振的工作原理就是直接在有源晶振內(nèi)部集成起振電路與展頻電路，從而減少展頻IC外圍電路以達(dá)到減小空間及與其它匹配物料的成本。

展頻晶振依托的擴(kuò)展頻譜技術(shù)是抗干擾通信中的主要應(yīng)用技術(shù)，為一種通過(guò)調(diào)整時(shí)鐘頻率降低EMI電磁干擾的可編程有源晶振。從本質(zhì)上說(shuō)，擴(kuò)展頻譜是一種以調(diào)制百分比來(lái)衡量的調(diào)制方法。展頻晶振通過(guò)動(dòng)態(tài)改變時(shí)鐘頻率，有效降低d電磁輻射功率，減少EMI電磁干擾的影響。

展頻晶振優(yōu)勢(shì)

（無(wú)展頻晶振）

（展頻晶振）

相對(duì)于其它EMI抑制技術(shù)而言，展頻晶振系統(tǒng)化特點(diǎn)是其最主要的優(yōu)點(diǎn)，由展頻晶振產(chǎn)生的所有時(shí)鐘和定時(shí)信號(hào)也被以同樣的比率加以調(diào)制。這使整個(gè)系統(tǒng)EMI得到改善效果。在EMC測(cè)試中，只改變一個(gè)電容或可編程的數(shù)字輸入就能夠調(diào)節(jié)頻率調(diào)制度（擴(kuò)頻百分比）。另外，展頻晶振在同一產(chǎn)品中可進(jìn)一步集成可編程的EMI抑制和定時(shí)功能，使電子產(chǎn)品性能更高，成本更低。

附：晶振知識(shí)

晶振一般分為無(wú)源晶振（石英晶體諧振器）和有源晶振（石英晶體振蕩器）兩大類(lèi)。

無(wú)源晶振

當(dāng)晶體通過(guò)基座、外殼、鋅白銅、上蓋等通過(guò)數(shù)十項(xiàng)工藝后就做出了我們的無(wú)源晶振。作為電子工程師都知道無(wú)源晶振需要起振還需要外圍的起振電路，所以這種簡(jiǎn)單的晶振也叫晶體、無(wú)源晶振或石英晶體諧振器，優(yōu)點(diǎn)主要為信號(hào)電平可變，低成本、低功耗等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用場(chǎng)景十分豐富。

有源晶振

當(dāng)我們的電子產(chǎn)品需要精度較高、接線盡可能簡(jiǎn)單的情況下就誕生了一種將起振電路IC集成到與水晶一起封裝到外殼里的晶振，即有源晶振、石英晶體振蕩器，其精密度與穩(wěn)定性高于無(wú)源晶振。

無(wú)源晶振只需要兩個(gè)引腳即可，即使做成4PIN的貼片晶振也只用到其中兩個(gè)PIN腳，而有源晶振從原理上就決定了需要三個(gè)PIN腳才能工作，其中一個(gè)懸空的引腳有的廠家也有做使能端。

③磁環(huán)的材料組成：

磁環(huán)是由一種特定的材料組成的，這種材料具有良好的磁性能和物理特性，能夠用于制造各種電子和電磁設(shè)備。下面將介紹幾種常用的磁環(huán)材料及其特點(diǎn)。

1.鐵氧體磁環(huán)材料----一般都是鐵氧體材料

鐵氧體磁環(huán)是一種常見(jiàn)的磁環(huán)材料，由鐵、氧和其他金屬氧化物組成。它具有高磁導(dǎo)率、低磁損耗和良好的熱穩(wěn)定性。鐵氧體磁環(huán)廣泛應(yīng)用于變壓器、電感器、濾波器等電子設(shè)備中。

2.鐵硼磁環(huán)材料

鐵硼磁環(huán)是一種具有高磁能積和良好磁導(dǎo)率的磁環(huán)材料。它由鐵、硼等元素組成，具有較高的矯頑力和剩磁，適用于制造高性能的永磁材料。鐵硼磁環(huán)廣泛應(yīng)用于電機(jī)、發(fā)電機(jī)、傳感器等領(lǐng)域。

3.釹鐵硼磁環(huán)材料

釹鐵硼磁環(huán)是一種具有極高矯頑力和剩磁的磁環(huán)材料。它由釹、鐵、硼等元素組成，具有優(yōu)異的磁性能和物理特性。釹鐵硼磁環(huán)廣泛應(yīng)用于聲音設(shè)備、電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)硬盤(pán)等領(lǐng)域。

4.鐵鎳鈷磁環(huán)材料

鐵鎳鈷磁環(huán)是一種具有高矯頑力和良好磁導(dǎo)率的磁環(huán)材料。它由鐵、鎳、鈷等元素組成，具有較高的磁飽和感應(yīng)強(qiáng)度和磁導(dǎo)率。鐵鎳鈷磁環(huán)廣泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)、傳感器、航天器件等領(lǐng)域。

5.鐵鋁磁環(huán)材料

鐵鋁磁環(huán)是一種具有高矯頑力和低磁損耗的磁環(huán)材料。它由鐵、鋁等元素組成，具有較高的磁導(dǎo)率和熱穩(wěn)定性。鐵鋁磁環(huán)廣泛應(yīng)用于變壓器、電感器、電磁閥等領(lǐng)域。

總結(jié)起來(lái)，磁環(huán)的材料組成包括鐵氧體、鐵硼、釹鐵硼、鐵鎳鈷和鐵鋁等材料。每種材料都具有不同的磁性能和物理特性，適用于不同的電子和電磁設(shè)備。隨著科技的進(jìn)步，磁環(huán)材料的研究和應(yīng)用將會(huì)更加廣泛，為各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展提供更好的支持。

④電容的濾波頻段:

電容的濾波頻率是指它對(duì)電路中信號(hào)的頻率起到濾被作用的范圍，電容作為一種常見(jiàn)的電子元件，在電路中具有廣泛的應(yīng)用。了解電容的濾波頻率，對(duì)于理解電路工作原理以及設(shè)計(jì)電路時(shí)的參數(shù)選擇都非常重要。 首先，我們來(lái)了解一下什么是電容的濾波頻率。在電路中，電容可以起到濾波的作用，它能夠通過(guò)對(duì)不同頻率的信號(hào)進(jìn)行阻隔或通過(guò)來(lái)實(shí)現(xiàn)電路對(duì)信號(hào)頻率的選擇性響應(yīng)。當(dāng)信號(hào)的頻率低于電容的濾波頻率時(shí)，電容對(duì)信號(hào)會(huì)有較高的阻礙作用，使得該頻率信號(hào)難以通過(guò);而當(dāng)信號(hào)的頻率高于電容的濾波頻率時(shí)，電容對(duì)該頻率信號(hào)的阻隔作用較低，使得該頻率信號(hào)較容易通過(guò). 那么，如何確定電容的濾波頻率呢?電容的濾波頻率與其自身的特性以及電路中的其他元件有關(guān)，電容本身具有一個(gè)固有的電容值，一般用法拉第(F)作為單位表示。此外，電容坯有一個(gè)特性參數(shù)，即ESR(Equivalent SeriesResistance)。ESR是指電容器內(nèi)部的等效串聯(lián)電阻，它會(huì)對(duì)濾波頻率產(chǎn)生一定的影響。除此之外，電容在電路中還會(huì)與其他元件(如電感、電阻等)相互作用，從而影響濾波頻率的確定。 在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中，我們通常需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求來(lái)選擇合道的電容和濾波頻率。例如，在音頻放大器中，我們希望能夠?yàn)V除低頻嗓聲，提升音質(zhì)，這時(shí)我們需要選擇較低的濾波頻率;而在無(wú)線通信系統(tǒng)中，我們常常需要選擇高頻率的濾波頻率，以濾除輸入信號(hào)中的干擾. 此外，我們還需要注意到電容的濾波頻率和其他元件參數(shù)之間的相互影響。例如，電容和電感是常見(jiàn)的濾波電路元件，它們組成了LC濾波器。LC濾波器的濾波頻率由電容和電感的數(shù)值共同決定，通過(guò)合理地選擇電容和電感的數(shù)值，我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定頻率范圍的濾波效果。 練上所述，電容的濾波頻率對(duì)于電路設(shè)計(jì)和信號(hào)處理具有重要的意義。了解電容的濾波頻率，可以幫助我們理解電路工作原理，選擇合道的電容和濾波頻率參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻率信號(hào)的選擇性響應(yīng)。無(wú)論是在音頻放大器、無(wú)線通信系統(tǒng)還是其他電子設(shè)備中，電容的濾波頻率都是一項(xiàng)重要的參數(shù)，它能夠有效地提升電路的性能和信號(hào)品質(zhì)。因此，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)或選購(gòu)電子元件時(shí)，我們都應(yīng)該注意電容的濾波頻率，以確保電路的正常工作和優(yōu)質(zhì)的信號(hào)處理。

四：開(kāi)關(guān)電源差模 共模噪聲等效電路

審核編輯：湯梓紅