EMC是什么意思

　　在解釋EMC之前，先提倆關(guān)鍵詞，EMC與EMI，想必電子工程師們都比較熟悉，更非常頭痛。小編讀研做PCB設(shè)計時，曾深受其苦。前事不忘后事之師，小編立志整理出史上最全EMC知識大合集，于是，EMC電子百科全書有了，請看正文：

1 EMC是什么意思：一切從概念開始!

　　根據(jù)百度百科的解釋，電磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility)，是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值，即電磁干擾(EMI);另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性電磁干擾(EMI)。因此，根據(jù)定義EMC=EMI+EMS。

　　電磁干擾，簡稱EMI(electromagnetic interference)：干擾指設(shè)備受到干擾后性能降低以及對設(shè)備產(chǎn)生干擾的干擾源二層意思。第一層意思如雷電使收音機(jī)產(chǎn)生雜音、摩托車在附近行駛后電視畫面出現(xiàn)雪花、拿起電話后聽到無線電聲音等，這些可以簡稱其為與“BC I”、“TV I”、“Tel I”，這些縮寫中都有相同的“I”(干擾)。

　　對抗干擾，簡稱EMS(electromagnetic susceptibility)：直譯“電磁敏感度”，指由于電磁能量造成性能下降的容易程度。為通俗易懂，我們將電子設(shè)備比喻為人，將電磁能量比做感冒病毒，敏感度就是是否易患感冒。如果不易患感冒，說明免疫力強(qiáng)，也就是英語單詞Immunity，即抗電磁干擾性強(qiáng)。

　　由電磁騷擾源發(fā)出的電磁能量，經(jīng)過某種耦合通道傳輸?shù)矫舾性O(shè)備，導(dǎo)致敏感設(shè)備出現(xiàn)某種形式的響應(yīng)并產(chǎn)生效果。這一作用過程及其效果，稱為電磁干擾效應(yīng)。

　　所有的電磁干擾都是由下面三個因素的組合而產(chǎn)生的，稱為電磁干擾三要素。如圖1所示。

　　1) 電磁騷擾源，指產(chǎn)生電磁騷擾的元件、器件、設(shè)備或自然現(xiàn)象;

　　2) 耦合途徑或稱耦合通道，指把能量從騷擾源耦合到敏感設(shè)備上，并使該設(shè)

　　備產(chǎn)生響應(yīng)的媒介;

　　3) 敏感設(shè)備，指對電磁騷擾產(chǎn)生響應(yīng)的設(shè)備。

　　圖1. 電磁干擾三要素

　　1) 共模電感

　　由于 EMC 所面臨解決問題大多是共模干擾，因此共模電感也是我們常用的有力元件之一!這里就給大家簡單介紹一下共模電感的原理以及使用情況。

　　共模電感是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個尺寸相同，匝數(shù)相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個四端器件，要對于共模信號呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用，而對于差模信號呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。原理是流過共模電流時磁環(huán)中的磁通相互疊加，從而具有相當(dāng)大的電感量，對共模電流起到抑制作用，而當(dāng)兩線圈流過差模電流時，磁環(huán)中的磁通相互抵消，幾乎沒有電感量，所以差模電流可以無衰減地通過。因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號，而對線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘枱o影響。

　　通常情況下，同時注意選擇所需濾波的頻段，共模阻抗越大越好，因此我們在選擇共模電感時需要看器件資料，主要根據(jù)阻抗頻率曲線選擇。另外選擇時注意考慮差模阻抗對信號的影響，主要關(guān)注差模阻抗，特別注意高速端口。

2) EMC是什么意思--磁珠      

　　在產(chǎn)品數(shù)字電路 EMC 設(shè)計過程中，我們常常會使用到磁珠，那么磁珠濾波地原理以及如何使用呢?鐵氧體磁珠與普通的電感相比具有更好的高頻濾波特性。鐵氧體在高頻時呈現(xiàn)電阻性，相當(dāng)于品質(zhì)因數(shù)很低的電感器，所以能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗，從而提高高頻濾波效能。

　　鐵氧體抑制元件廣泛應(yīng)用于印制電路板、電源線和數(shù)據(jù)線上。如在印制板的電源線入口端加上鐵氧體抑制元件，就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。

　3) EMC是什么意思--濾波電容器

　　盡管從濾除高頻噪聲的角度看，電容的諧振是不希望的，但是電容的諧振并不是總是有害的。當(dāng)要濾除的噪聲頻率確定時，可以通過調(diào)整電容的容量，使諧振點剛好落在騷擾頻率上。

　　在實際工程中，要濾除的電磁噪聲頻率往往高達(dá)數(shù)百 MHz，甚至超過 1GHz。對這樣高頻的電磁噪聲必須使用穿心電容才能有效地濾除。普通電容之所以不能有效地濾除高頻噪聲，是因為兩個原因，一個原因是電容引線電感造成電容諧振，對高頻信號呈現(xiàn)較大的阻抗，削弱了對高頻信號的旁路作用;另一個原因是導(dǎo)線之間的寄生電容使高頻信號發(fā)生耦合，降低了濾波效果。

4 EMC是什么意思：EMC研究的主要內(nèi)容

　　電磁兼容學(xué)科研究的主要內(nèi)容是圍繞構(gòu)成電磁干擾的三要素進(jìn)行的，即對電磁干擾源、耦合通道和敏感設(shè)備的研究。

干擾源的研究包括其發(fā)生的機(jī)理、時域和頻域的定量描述，以便從源端來抑制干擾的發(fā)射，通常采用濾波技術(shù)來限制騷擾源的頻譜寬度和幅值。

　　干擾的耦合通道有二條：

　　1) 通過空間輻射;

　　2) 通過導(dǎo)線傳導(dǎo)。

　　輻射發(fā)射主要研究在遠(yuǎn)場條件下干擾以電磁波的形式發(fā)射的規(guī)律以及在近場條件下的電磁耦合。通常采用屏蔽技術(shù)來阻斷干擾的輻射。傳導(dǎo)發(fā)射討論干擾延導(dǎo)線傳輸?shù)挠绊憽Ｍǔ鲗?dǎo)發(fā)射通過公共地線、公共電源線和互連線而實現(xiàn)。電磁兼容的研究內(nèi)容還包括電磁兼容控制技術(shù)、測量技術(shù)、分析預(yù)測等。

5 EMC是什么意思：EMC 工程師必須具備的八大技能

　　EMC 工程師必須具備的八大技能

　　從企業(yè)產(chǎn)品需要進(jìn)行設(shè)計、整改認(rèn)證的過程看，EMC 工程師必須具備以下八大技能：

　　1) EMC 的基本測試項目以及測試過程掌握;

　　2) 產(chǎn)品對應(yīng) EMC 的標(biāo)準(zhǔn)掌握;

　　3) 產(chǎn)品的 EMC 整改定位思路掌握;

　　4) 產(chǎn)品的各種認(rèn)證流程掌握;

　　5) 產(chǎn)品的硬件硬件知識，對電路(主控、接口)了解;

　　6) EMC 設(shè)計整改元器件(電容、磁珠、濾波器、電感、瞬態(tài)抑制器件等)使用掌握;

　　7) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)屏蔽設(shè)計技能掌握;

　　8) 對 EMC 設(shè)計如何介入產(chǎn)品各個研發(fā)階段流程掌握。

6 EMC是什么意思：EMC認(rèn)證三個重要規(guī)律

　　1) 規(guī)律一、EMC費效比關(guān)系規(guī)律： EMC問題越早考慮、越早解決，費用越小、效果越好。

　　在新產(chǎn)品研發(fā)階段就進(jìn)行EMC設(shè)計，比等到產(chǎn)品EMC測試不合格才進(jìn)行改進(jìn)，費用可以大大節(jié)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。

　　2) 規(guī)律二、高頻電流環(huán)路面積S越大, EMI輻射越嚴(yán)重。

　　高頻信號電流流經(jīng)電感最小路徑。當(dāng)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(lián)電感引起輻射。

　　3) 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。

7 EMC是什么意思：EMI/EMC設(shè)計經(jīng)典85問

　　鑒于篇幅較長，小編已制作《MI/EMC 設(shè)計經(jīng)典 85 問》PDF版，已上傳至電子產(chǎn)品世界的下載頻道。關(guān)于EMC的相當(dāng)多的知識都包含在其中，歡迎下載閱讀，具體地址如下：http://share.eepw.com.cn/share/download/id/213642

8 EMC是什么意思： EMC設(shè)計時的各種原則與小技巧

　　實踐證明，即使電路原理圖設(shè)計正確，印制電路板設(shè)計不當(dāng)，也會對電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果印制板兩條細(xì)平行線靠得很近，則會形成信號波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此，在設(shè)計印制電路板的時候，應(yīng)注意采用正確的方法。

　　1) 地線設(shè)計

　　在電子設(shè)備中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用，可解決大部分干擾問題。電子設(shè)備中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機(jī)殼地(屏蔽地)、數(shù)字地(邏輯地)和模擬地等。在地線設(shè)計中應(yīng)注意以下幾點：

• 　　 正確選擇單點接地與多點接地

　　在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHz，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對干擾影響較大，因而應(yīng)采用一點接地。當(dāng)信號工作頻率大于 10MHz 時，地線阻抗變得很大，此時應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)采用就近多點接地。當(dāng)工作頻率在 1～10MHz 時，如果采用一點接地，其地線長度不應(yīng)超過波長的 1/20，否則應(yīng)采用多點接地法。

• 　　將數(shù)字電路與模擬電路分開

　　電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開，而兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地面積。

• 　　盡量加粗接地線

　　若接地線很細(xì)，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設(shè)備的定時信號電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此應(yīng)將接地線盡量加粗，使它能通過三位于印制電路板的允許電流。如有可能，接地線的寬度應(yīng)大于 3mm。

• 　　 將接地線構(gòu)成閉環(huán)路

　　設(shè)計只由數(shù)字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時，將接地線做成閉環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力。其原因在于：印制電路板上有很多集成電路組件，尤其遇有耗電多的組件時，因受接地線粗細(xì)的限制，會在地結(jié)上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地結(jié)構(gòu)成環(huán)路，則會縮小電位差值，提高電子設(shè)備的抗噪聲能力。

　　2) 電磁兼容性設(shè)計

　　電磁兼容性是指電子設(shè)備在各種電磁環(huán)境中仍能夠協(xié)調(diào)、有效地進(jìn)行工作的能力。電磁兼容性設(shè)計的目的是使電子設(shè)備既能抑制各種外來的干擾，使電子設(shè)備在特定的電磁環(huán)境中能夠正常工作，同時又能減少電子設(shè)備本身對其它電子設(shè)備的電磁干擾。

• 　　選擇合理的導(dǎo)線寬度

　　由于瞬變電流在印制線條上所產(chǎn)生的沖擊干擾主要是由印制導(dǎo)線的電感成分造成的，因此應(yīng)盡量減小印制導(dǎo)線的電感量。印制導(dǎo)線的電感量與其長度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導(dǎo)線對抑制干擾是有利的。時鐘引線、行驅(qū)動器或總線驅(qū)動器的信號線常常載有大的瞬變電流，印制導(dǎo)線要盡可能地短。對于分立組件電路，印制導(dǎo)線寬度在 1.5mm 左右時，即可完全滿足要求;對于集成電路，印制導(dǎo)線寬度可在 0.2～1.0mm 之間選擇。

• 　　采用正確的布線策略

　　采用平等走線可以減少導(dǎo)線電感，但導(dǎo)線之間的互感和分布電容增加，如果布局允許，最好采用井字形網(wǎng)狀布線結(jié)構(gòu)，具體做法是印制板的一面橫向布線，另一面縱向布線，然后在交叉孔處用金屬化孔相連。為了抑制印制板導(dǎo)線之間的串?dāng)_，在設(shè)計布線時應(yīng)盡量避免長距離的平等走線。

• 　　 去耦電容配置

　　在直流電源回路中，負(fù)載的變化會引起電源噪聲。例如在數(shù)字電路中，當(dāng)電路從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)時，就會在電源線上產(chǎn)生一個很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓。配置去耦電容可以抑制因負(fù)載變化而產(chǎn)生的噪聲，是印制電路板的可靠性設(shè)計的一種常規(guī)做法，配置原則如下：

　　Ø 電源輸入端跨接一個 10～100uF 的電解電容器，如果印制電路板的位置允許，采用 100uF 以上的電解電容器的抗干擾效果會更好。

　　Ø 為每個集成電路芯片配置一個 0.01uF 的陶瓷電容器。如遇到印制電路板空間小而裝不下時，可每 4～10個芯片配置一個 1～10uF 鉭電解電容器，這種器件的高頻阻抗特別小，在 500kHz～20MHz 范圍內(nèi)阻抗小于1Ω，而且漏電流很小(0.5uA 以下)。

　　Ø 對于噪聲能力弱、關(guān)斷時電流變化大的器件和 ROM、RAM 等存儲型器件，應(yīng)在芯片的電源線(Vcc)和地線(GND)間直接接入去耦電容。

　　Ø 去耦電容的引線不能過長，特別是高頻旁路電容不能帶引線。

　　3) 印制電路板的尺寸與器件的布置

　　印制電路板大小要適中，過大時印制線條長，阻抗增加，不僅抗噪聲能力下降，成本也高;過小，則散熱不好，同時易受臨近線條干擾。

　　在器件布置方面與其它邏輯電路一樣，應(yīng)把相互有關(guān)的器件盡量放得靠近些，這樣可以獲得較好的抗噪聲效果。時鐘發(fā)生器、晶振和 CPU 的時鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，要相互靠近些。易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路等應(yīng)盡量遠(yuǎn)離邏輯電路，如有可能，應(yīng)另做電路板，這一點十分重要。

　　4) 散熱設(shè)計

　　從有利于散熱的角度出發(fā)，印制版最好是直立安裝，板與板之間的距離一般不應(yīng)小于 2cm，而且器件在印制版上的排列方式應(yīng)遵循一定的規(guī)則：

• 　　對于采用自由對流空氣冷卻的設(shè)備，最好是將集成電路(或其它器件)按縱長方式排列;對于采用強(qiáng)制空氣冷卻的設(shè)備，最好是將集成電路(或其它器件)按橫長方式排。

• 　　 同一塊印制板上的器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小或

　　耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等)放在冷卻氣流的最上流(入口處)，發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等)放在冷卻氣流最下游。

• 　　 在水平方向上，大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置，以便縮短傳熱路徑;在垂直方向上，大功率器件盡量靠近印制板上方布置，以便減少這些器件工作時對其它器件溫度的影響。

• 　　 對溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域(如設(shè)備的底部)，千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方，多個器件最好是在水平面上交錯布局。

• 　　 設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動，所以在設(shè)計時要研究空氣流動路徑，合理配置器件或印制電路板?？諝饬鲃訒r總是趨向于阻力小的地方流動，所以在印制電路板上配置器件時，要避免在某個區(qū)域留有較大的空域。

9 EMC是什么意思：EMC也是有組織有紀(jì)律的

　　隨著使用更低信號電壓的現(xiàn)代數(shù)字設(shè)備的時鐘頻率迅速增高，電磁兼容性問題變得越來越重要。為了確保設(shè)備及其各單元必須滿足的電磁兼容工作特性，國際有關(guān)機(jī)構(gòu)、各國政府和軍事部門以及其他相關(guān)組織制定了一系列的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)。電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)主要通過標(biāo)準(zhǔn)化組織來制訂，國際上制定電磁兼容的主要標(biāo)準(zhǔn)化組織如表1所示。

　　表1. 國際上主要標(biāo)準(zhǔn)化組織和標(biāo)準(zhǔn)

　　我國的EMC標(biāo)準(zhǔn)化工作是在國家技術(shù)監(jiān)督局的領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行的。 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)以GB、GB/T開頭。我國自從 1983年發(fā)布第一個EMC標(biāo)準(zhǔn)(GB3907-1983)以來，至今已發(fā)布了 47個有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，其中 32個強(qiáng)制，15個推薦。我國的EMC標(biāo)準(zhǔn)絕大多數(shù)引進(jìn)國際標(biāo)準(zhǔn)。

　　根據(jù)我國自己的科研成果制定的標(biāo)準(zhǔn), 例如GB/T15708為了世界貿(mào)易的需要，我國的很多EMC標(biāo)準(zhǔn)都采用了CISPR和IEC 標(biāo)準(zhǔn)。實際上，世界上大多數(shù)國家采用CISPR和IEC 的標(biāo)準(zhǔn)。

EMC是什么意思：附錄 EMC常用名詞術(shù)語

　　為了描述電磁騷擾與電磁兼容性，需要引入許多名詞術(shù)語，國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB72-85《電磁干擾和電磁兼容名詞術(shù)語》一書有詳細(xì)的內(nèi)容，這里我們僅選其中的一部分介紹給大家。

　　1) 電磁兼容性 EMC (Electromagnetic Compatibility)

　　設(shè)備在共同的電磁環(huán)境中能一起執(zhí)行各自功能的共存狀態(tài)，即該設(shè)備不會由于受到處于同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備的電磁發(fā)射導(dǎo)致不允許的降級，也不會使同一電磁環(huán)境中其他設(shè)備因受其電磁發(fā)射而導(dǎo)致不允許的降級。

　　2) 電磁干擾EMI (Electromagnetic Interference)

　　電磁干擾是干擾電纜信號并降低信號完好性的電子噪音，EMI通常由電磁輻射發(fā)生源如馬達(dá)和機(jī)器產(chǎn)生的。電磁騷擾導(dǎo)致電子設(shè)備相互影響，并引起不良后果的一種電磁現(xiàn)象。

　　3) 輻射發(fā)射RE (Radiated Emission)

　　通過空間傳播的、有用的或不希望有的電磁能量。

　　4) 傳導(dǎo)發(fā)射CE (Conducted Emission)

　　沿電源或信號線傳輸?shù)碾姶虐l(fā)射。

　　5) 電磁敏感性 EMS (Electromagnetic Susceptibility)

　　設(shè)備暴露在電磁環(huán)境下所呈現(xiàn)的不希望有的響應(yīng)程度。即設(shè)備對周圍電磁環(huán)境敏感程度的度量。電磁敏感意味著電磁環(huán)境已經(jīng)造成設(shè)備性能的降低。

　　6) 輻射敏感度RS(Radiated Susceptibility)

　　對造成設(shè)備性能降級的輻射騷擾場的度量。

　　7) 傳導(dǎo)敏感度CS(Conducted Susceptibility)

　　當(dāng)引起設(shè)備性能降級時，對從傳導(dǎo)方式引入的騷擾信號電流或電壓的度量。

　　文行至此，關(guān)于電磁兼容性的概念、研究內(nèi)容、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計技巧等就介紹完了。小編精心制作了《EMI/EMC 設(shè)計經(jīng)典 85 問》很多知識都包含在其中。關(guān)于EMC，如還需要了解其他知識，歡迎在電子產(chǎn)品世界論壇綜合技術(shù)板塊留言，謝謝O(∩_∩)O!

　　EMC比較復(fù)雜，小編自知一篇小文章不能讓小伙伴們完全了解EMC知識，為此精心挑選的5篇文章，很多知識都包含在其中(最后一篇有亮點)，感興趣的同學(xué)可以自行學(xué)習(xí)~~

　　1、淺談EMI與EMS、EMC的區(qū)別　

　　2、淺談EMC的電容電感器件選擇知識　

　　3、EMC元器件的選擇和應(yīng)用技巧

　　4、淺談電路的EMC干擾　

　　5、EMC_EMC電磁兼容知識大匯集