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設計時(shí)，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(shū)有了，請看正文：

1 EMC是什么意思：一切從概念開(kāi)始!

　　根據百度百科的解釋?zhuān)姶偶嫒菪訣MC(Electro Magnetic Compatibility)，是指設備或系統在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設備產(chǎn)生無(wú)法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設備在正常運行過(guò)程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過(guò)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，根據定義EMC=EMI+EMS。

　　電磁干擾，簡(jiǎn)稱(chēng)EMI(electromagnetic interference)：干擾指設備受到干擾后性能降低以及對設備產(chǎn)生干擾的干擾源二層意思。第一層意思如雷電使收音機產(chǎn)生雜音、摩托車(chē)在附近行駛后電視畫(huà)面出現雪花、拿起電話(huà)后聽(tīng)到無(wú)線(xiàn)電聲音等，這些可以簡(jiǎn)稱(chēng)其為與“BC I”、“TV I”、“Tel I”，這些縮寫(xiě)中都有相同的“I”(干擾)。

　　對抗干擾，簡(jiǎn)稱(chēng)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(shuō)明免疫力強，也就是英語(yǔ)單詞Immunity，即抗電磁干擾性強。

　　由電磁騷擾源發(fā)出的電磁能量，經(jīng)過(guò)某種耦合通道傳輸到敏感設備，導致敏感設備出現某種形式的響應并產(chǎn)生效果。這一作用過(guò)程及其效果，稱(chēng)為電磁干擾效應。

　　所有的電磁干擾都是由下面三個(gè)因素的組合而產(chǎn)生的，稱(chēng)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、設備或自然現象;

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

　　備產(chǎn)生響應的媒介;

　　3) 敏感設備，指對電磁騷擾產(chǎn)生響應的設備。

　　圖1. 電磁干擾三要素

　　1) 共模電感

　　由于 EMC 所面臨解決問(wèn)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(jiǎn)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(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個(gè)尺寸相同，匝數相同的線(xiàn)圈對稱(chēng)地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個(gè)四端器件，要對于共模信號呈現出大電感具有抑制作用，而對于差模信號呈現出很小的漏電感幾乎不起作用。原理是流過(guò)共模電流時(shí)磁環(huán)中的磁通相互疊加，從而具有相當大的電感量，對共模電流起到抑制作用，而當兩線(xiàn)圈流過(guò)差模電流時(shí)，磁環(huán)中的磁通相互抵消，幾乎沒(méi)有電感量，所以差模電流可以無(wú)衰減地通過(guò)。因此共模電感在平衡線(xiàn)路中能有效地抑制共模干擾信號，而對線(xiàn)路正常傳輸的差模信號無(wú)影響。

　　通常情況下，同時(shí)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(shí)需要看器件資料，主要根據阻抗頻率曲線(xiàn)選擇。另外選擇時(shí)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)品數字電路 EMC 設計過(guò)程中，我們常常會(huì )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(shí)呈現電阻性，相當于品質(zhì)因數很低的電感器，所以能在相當寬的頻率范圍內保持較高的阻抗，從而提高高頻濾波效能。

　　鐵氧體抑制元件廣泛應用于印制電路板、電源線(xiàn)和數據線(xiàn)上。如在印制板的電源線(xiàn)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(zhuān)用于抑制信號線(xiàn)、電源線(xiàn)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。當要濾除的噪聲頻率確定時(shí)，可以通過(guò)調整電容的容量，使諧振點(diǎn)剛好落在騷擾頻率上。

　　在實(shí)際工程中，要濾除的電磁噪聲頻率往往高達數百 MHz，甚至超過(guò) 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(gè)原因，一個(gè)原因是電容引線(xiàn)電感造成電容諧振，對高頻信號呈現較大的阻抗，削弱了對高頻信號的旁路作用;另一個(gè)原因是導線(xiàn)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研究的主要內容

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

干擾源的研究包括其發(fā)生的機理、時(shí)域和頻域的定量描述，以便從源端來(lái)抑制干擾的發(fā)射，通常采用濾波技術(shù)來(lái)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(guò)空間輻射;

　　2) 通過(guò)導線(xiàn)傳導。

　　輻射發(fā)射主要研究在遠場(chǎng)條件下干擾以電磁波的形式發(fā)射的規律以及在近場(chǎng)條件下的電磁耦合。通常采用屏蔽技術(shù)來(lái)阻斷干擾的輻射。傳導發(fā)射討論干擾延導線(xiàn)傳輸的影響。通常傳導發(fā)射通過(guò)公共地線(xiàn)、公共電源線(xiàn)和互連線(xiàn)而實(shí)現。電磁兼容的研究?jì)热葸€包括電磁兼容控制技術(shù)、測量技術(shù)、分析預測等。

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)行設計、整改認證的過(guò)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(guò)程掌握;

　　2) 產(chǎn)品對應 EMC 的標準掌握;

　　3) 產(chǎn)品的 EMC 整改定位思路掌握;

　　4) 產(chǎn)品的各種認證流程掌握;

　　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)品結構屏蔽設計技能掌握;

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

6 EMC是什么意思：EMC認證三個(gè)重要規律

　　1) 規律一、EMC費效比關(guān)系規律： EMC問(wèn)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)，費用可以大大節省，效率可以大大提高;反之，效率就會(huì )大大降低，費用就會(huì )大大增加。

　　2) 規律二、高頻電流環(huán)路面積S越大, EMI輻射越嚴重。

　　高頻信號電流流經(jīng)電感最小路徑。當頻率較高時(shí)，一般走線(xiàn)電抗大于電阻，連線(xiàn)對高頻信號就是電感，串聯(lián)電感引起輻射。

　　3) 規律三、環(huán)路電流頻率f越高，引起的EMI輻射越嚴重，電磁輻射場(chǎng)強隨電流頻率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設計經(jīng)典85問(wèn)

　　鑒于篇幅較長(cháng)，小編已制作《MI/EMC 設計經(jīng)典 85 問(wèn)》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設計時(shí)的各種原則與小技巧

　　實(shí)踐證明，即使電路原理圖設計正確，印制電路板設計不當，也會(huì )對電子設備的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，如果印制板兩條細平行線(xiàn)靠得很近，則會(huì )形成信號波形的延遲，在傳輸線(xiàn)的終端形成反射噪聲。因此，在設計印制電路板的時(shí)候，應注意采用正確的方法。

　　1) 地線(xiàn)設計

　　在電子設備中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結合起來(lái)使用，可解決大部分干擾問(wèn)題。電子設備中地線(xiàn)結構大致有系統地、機殼地(屏蔽地)、數字地(邏輯地)和模擬地等。在地線(xiàn)設計中應注意以下幾點(diǎn)：

• 　　 正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地

　　在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHz，它的布線(xiàn)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，因而應采用一點(diǎn)接地。當信號工作頻率大于 10MHz 時(shí)，地線(xiàn)阻抗變得很大，此時(shí)應盡量降低地線(xiàn)阻抗，應采用就近多點(diǎn)接地。當工作頻率在 1～10MHz 時(shí)，如果采用一點(diǎn)接地，其地線(xiàn)長(cháng)度不應超過(guò)波長(cháng)的 1/20，否則應采用多點(diǎn)接地法。

• 　　將數字電路與模擬電路分開(kāi)

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

• 　　盡量加粗接地線(xiàn)

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

• 　　 將接地線(xiàn)構成閉環(huán)路

　　設計只由數字電路組成的印制電路板的地線(xiàn)系統時(shí)，將接地線(xiàn)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(shí)，因受接地線(xiàn)粗細的限制，會(huì )在地結上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降，若將接地結構成環(huán)路，則會(huì )縮小電位差值，提高電子設備的抗噪聲能力。

　　2) 電磁兼容性設計

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

• 　　選擇合理的導線(xiàn)寬度

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

• 　　采用正確的布線(xiàn)策略

　　采用平等走線(xiàn)可以減少導線(xiàn)電感，但導線(xiàn)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(xiàn)結構，具體做法是印制板的一面橫向布線(xiàn)，另一面縱向布線(xiàn)，然后在交叉孔處用金屬化孔相連。為了抑制印制板導線(xiàn)之間的串擾，在設計布線(xiàn)時(shí)應盡量避免長(cháng)距離的平等走線(xiàn)。

• 　　 去耦電容配置

　　在直流電源回路中，負載的變化會(huì )引起電源噪聲。例如在數字電路中，當電路從一個(gè)狀態(tài)轉換為另一種狀態(tài)時(shí)，就會(huì )在電源線(xiàn)上產(chǎn)生一個(gè)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載變化而產(chǎn)生的噪聲，是印制電路板的可靠性設計的一種常規做法，配置原則如下：

　　Ø 電源輸入端跨接一個(gè) 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(huì )更好。

　　Ø 為每個(gè)集成電路芯片配置一個(gè) 0.01uF 的陶瓷電容器。如遇到印制電路板空間小而裝不下時(shí)，可每 4～10個(gè)芯片配置一個(gè) 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(shí)電流變化大的器件和 ROM、RAM 等存儲型器件，應在芯片的電源線(xiàn)(Vcc)和地線(xiàn)(GND)間直接接入去耦電容。

　　Ø 去耦電容的引線(xiàn)不能過(guò)長(cháng)，特別是高頻旁路電容不能帶引線(xiàn)。

　　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(guò)大時(shí)印制線(xiàn)條長(cháng)，阻抗增加，不僅抗噪聲能力下降，成本也高;過(guò)小，則散熱不好，同時(shí)易受臨近線(xiàn)條干擾。

　　在器件布置方面與其它邏輯電路一樣，應把相互有關(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(shí)鐘發(fā)生器、晶振和 CPU 的時(shí)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、大電流電路等應盡量遠離邏輯電路，如有可能，應另做電路板，這一點(diǎn)十分重要。

　　4) 散熱設計

　　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小于 2cm，而且器件在印制版上的排列方式應遵循一定的規則：

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

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

　　耐熱性差的器件(如小信號晶體管、小規模集成電路、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(shí)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域(如設備的底部)，千萬(wàn)不要將它放在發(fā)熱器件的正上方，多個(gè)器件最好是在水平面上交錯布局。

• 　　 設備內印制板的散熱主要依靠空氣流動(dòng)，所以在設計時(shí)要研究空氣流動(dòng)路徑，合理配置器件或印制電路板?？諝饬鲃?dòng)時(shí)總是趨向于阻力小的地方流動(dòng)，所以在印制電路板上配置器件時(shí)，要避免在某個(gè)區域留有較大的空域。

9 EMC是什么意思：EMC也是有組織有紀律的

　　隨著(zhù)使用更低信號電壓的現代數字設備的時(shí)鐘頻率迅速增高，電磁兼容性問(wèn)題變得越來(lái)越重要。為了確保設備及其各單元必須滿(mǎn)足的電磁兼容工作特性，國際有關(guān)機構、各國政府和軍事部門(mén)以及其他相關(guān)組織制定了一系列的電磁兼容性標準。電磁兼容標準主要通過(guò)標準化組織來(lái)制訂，國際上制定電磁兼容的主要標準化組織如表1所示。

　　表1. 國際上主要標準化組織和標準

　　我國的EMC標準化工作是在國家技術(shù)監督局的領(lǐng)導下進(jìn)行的。 國內標準以GB、GB/T開(kāi)頭。我國自從 1983年發(fā)布第一個(gè)EMC標準(GB3907-1983)以來(lái)，至今已發(fā)布了 47個(gè)有關(guān)的國家標準，其中 32個(gè)強制，15個(gè)推薦。我國的EMC標準絕大多數引進(jìn)國際標準。

　　根據我國自己的科研成果制定的標準, 例如GB/T15708為了世界貿易的需要，我國的很多EMC標準都采用了CISPR和IEC 標準。實(shí)際上，世界上大多數國家采用CISPR和IEC 的標準。

EMC是什么意思：附錄 EMC常用名詞術(shù)語(yǔ)

　　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(yǔ)，國家軍用標準GJB72-85《電磁干擾和電磁兼容名詞術(shù)語(yǔ)》一書(shū)有詳細的內容，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)

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

　　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)生源如馬達和機器產(chǎn)生的。電磁騷擾導致電子設備相互影響，并引起不良后果的一種電磁現象。

　　3) 輻射發(fā)射RE (Radiated Emission)

　　通過(guò)空間傳播的、有用的或不希望有的電磁能量。

　　4) 傳導發(fā)射CE (Conducted Emission)

　　沿電源或信號線(xiàn)傳輸的電磁發(fā)射。

　　5) 電磁敏感性 EMS (Electromagnetic Susceptibility)

　　設備暴露在電磁環(huán)境下所呈現的不希望有的響應程度。即設備對周?chē)姶怒h(huán)境敏感程度的度量。電磁敏感意味著(zhù)電磁環(huán)境已經(jīng)造成設備性能的降低。

　　6) 輻射敏感度RS(Radiated Susceptibility)

　　對造成設備性能降級的輻射騷擾場(chǎng)的度量。

　　7) 傳導敏感度CS(Conducted Susceptibility)

　　當引起設備性能降級時(shí)，對從傳導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?jì)热?、標準、設計技巧等就介紹完了。小編精心制作了《EMI/EMC 設計經(jīng)典 85 問(wèn)》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(diǎn))，感興趣的同學(xué)可以自行學(xué)習~~

　　1、淺談EMI與EMS、EMC的區別　

　　2、淺談EMC的電容電感器件選擇知識　

　　3、EMC元器件的選擇和應用技巧

　　4、淺談電路的EMC干擾　

　　5、EMC_EMC電磁兼容知識大匯集