EMC概述（3）——什么是電磁兼容性（EMC）？

了解實例，就可以深入理解其重要性

大家好！我是ROHM的稻垣。

第15篇將具體介紹電磁兼容性（EMC）現象。本文的主角也是半導體集成電路（IC）。

首先是電磁干擾（EMI: Electromagnetic Interference，發射）的一個例子。假設這是半導體集成電路（IC）使用開關技術工作、并且印刷電路板（PCB）上的EMC措施不充分的情況。如果EMI濾波器的設計不好，比如低通濾波器（LPF）的截止頻率高于開關頻率的1/10，在這種情況下，如果使半導體集成電路（IC）工作，則可能會發生：

?其周圍配置的AM/FM收音機功能的接收靈敏度變差，并且會出現嗶嗶嘎嘎之類的噪聲

?通過Bluetooth連接的設備斷開連接

?智能手機上的視頻播放中斷

等現象。

接下來是電磁敏感性（EMS: Electromagnetic Susceptibility, 抗擾度）的一個例子。這是半導體集成電路（IC）附近有電磁噪聲、而且這種噪聲帶來不良后果的一種情況。該示例也是假設印刷電路板（PCB）上的EMC措施不足的情況：沒有噪聲濾波器，或者即使有，其頻率特性也不能充分抑制電磁噪聲。在這種情況下，可能會發生：

?差分運算放大器（Op Amp）的工作點通常應該是VCC（電源電壓）/2的偏置電壓，但卻會變為VCC附近或GND附近的電壓。

?在數據通信用半導體集成電路（IC）的數據收發過程中，只在產生電磁噪聲時接收到的數據會發生反轉

?在低電壓數字電路（包括CPU和存儲器）中，只在產生電磁噪聲時控制邏輯引發錯誤

等問題。

可能單憑上一篇中符合/不符合電磁兼容性（EMC）國際標準的描述很難具體理解，但通過實際的例子，就可以理解這些問題都與嚴重的干擾和誤動作息息相關。因此，與電磁兼容性（EMC）相關的現象是非常重要的，尤其對于航空航天、醫療、車載等可能會有生命危險的產品和元器件來說，這類情況是絕對不能發生的。正是為了進行充分的驗證并提供安全放心的產品和元器件，從元器件制造商到終端產品制造商，各行各業的工程師們都在努力研究電磁兼容性（EMC）。

那么為什么直到如今電磁兼容性（EMC）還是如此受關注呢？

對于電磁干擾（EMI）來說，與工作頻率的日益提高有很大關系。與很久以前100MHz被視為超高速的時代不同，如今產品工作頻率為1GHz~10GHz的情況并不少見。當然，其諧波分量是電磁干擾（EMI）的源頭，因此電磁干擾（EMI）的頻段范圍變得更寬。此外，頻率越高，越容易產生輻射，因此需要更加注意。

對于電磁敏感性（EMS）來說，電源電壓下降是影響因素之一。5V邏輯和0.9V邏輯相比，它們的H電壓和L電壓之間的電壓差（VIH/VIL）完全不同。如果電源電壓低，對電磁噪聲的抵抗力就會降低。

而且，構成半導體集成電路（IC）的元器件數量也逐年增加。如今是在一枚硅芯片上能夠配置5億～10億個晶體管的時代了。因此，出現電磁兼容性（EMC）問題的位置更多，概率也更高。隨著微細化和高度集成化的發展，根據摩爾定律，未來，只要半導體集成電路（IC）的集成度繼續提高，電磁兼容性（EMC）問題就會繼續惡化。

在現場，工程師們已經深切意識到，過去不用格外注意電磁兼容性（EMC）也沒有問題，但是對于最近的產品和元器件來說，一旦不好好處理電磁兼容性（EMC）問題，就會產生嚴重的后果。因此準確地說，現在的狀況不是“正在關注”而是“不得不關注”，這樣說可能更接近現實。

從下一篇開始，我打算開始介紹“EMC計算方法和EMC仿真”，這是與電磁兼容性（EMC）的設計和深入實踐相關的實用內容。敬請期待！

感謝您閱讀本文。

文章來源：Rohm