電磁兼容三要素和三規律

EMC是業界的一個難點；來談談EMC三個規律、EMC問題三要素、電磁騷擾的特性、以及五層次EMC設計法。

EMC改進要如診治疾病一樣對癥施治；我們倡導堅持EMC規律，趁早考慮和解決EMC問題-進行EMC設計。下面我們認識以下EMC領域的三個要 素和三個重要規律：

EMC問題三要素

開關電源及數字設備由于脈沖電流和電壓具有很豐富的高頻諧波，因此會產生很強的輻射。電磁干擾包括輻射型(高頻) EMI、 傳導型(低頻)EMI，即產生 EMC問題主要通過兩個途徑：一個是空間電磁波干擾的形式；另一個是通過傳導的形式，換句話說，產生EMC問題的三個要素是：電磁干擾源、耦合途徑、敏感 設備。輻射干擾主要通過殼體和連接線以電磁波形式污染空間電磁環境；傳導干擾是通過電源線騷擾公共電網或通過其他端子（如：射頻端子，輸入端子）影響相連 接的設備?！　?/p>

IT、AV設備可能的騷擾源　　

A） FM接收機、TV接收機本機振蕩，基波及諧波由高頻頭、本機振蕩電路產生；　　

B） 開關電源的開關脈沖及高次諧波，同步信號方波及高頻諧波，行掃描顯像電路產生的行、場信號及高頻諧波；　　

C） 數字電路工作需要的各種時鐘信號及高頻諧波、以及它們的組合，各種時鐘如CPU芯片工作時鐘、MPEG解碼器工作時鐘、視頻同步時鐘（27MHz，16.9344MHz ，40.5MHz）等；　　

D） 數字信號方波及高頻諧波，晶振產生的高次諧波，非線性電路現象（非線性失真、互調、飽和失真、截止失真）等引起的無用信號、雜散信號；　　

E） 非正弦波波形，波形毛剌、過沖、振鈴，電路設計存在的寄生頻率點?！　?/p>

F） 對于敏感受體通過耦合途徑接受的外部騷擾包括浪涌、快速脈沖群、靜電、電壓跌落、電壓變化和各種電磁場。

電磁騷擾的特性　　

① 單位脈沖的頻譜最寬；　　

② 頻譜中低頻含量取決于脈沖的面積，高頻分量取決于脈沖前后沿的陡度；　　

③ 晶體振蕩電平必須滿足一定幅度， 數字電路才能按一定的時序工作，使晶振產生的騷擾呈現覆蓋帶寬、騷擾電平高的特點；

④ 收發天線極化、方向特性相同時，EMI輻射和接受最嚴重；收發天線面積越大， EMI危害逾大；　　

⑤ 騷擾途徑：輻射，傳導，耦合和輻射、傳導、耦合的組合?！　?/p>

⑥ 電源線傳導騷擾主要由共模電流產生；　　

⑦ 輻射騷擾主要由差模電流形成的環路產生。

EMC三個重要規律

規律一、EMC費效比關系規律：EMC問題越早考慮、越早解決，費用越小、效果越好?！　?/p>

在新產品研發階段就進行EMC設計，比等到產品EMC測試不合格才進行改進，費用可以大大節省，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。

經驗告訴我們，在功能設計的同時進行EMC設計，到樣板、樣機完成則通過EMC測試，是最省時間和最有經濟效益的。相反，產品研發階段不考慮EMC，投產以 后發現EMC不合格才進行改進，非但技術上帶來很大難度、而且返工必然帶來費用和時間的大大浪費，甚至由于涉及到結構設計、PCB設計的缺陷，無法實施改 進措施，導致產品不能上市。

規律二、高頻電流環路面積S越大， EMI輻射越嚴重。

高頻信號電流流經電感最小路徑。當頻率較 高時， 一般走線電抗大于電阻，連線對高頻信號就是電感，串聯電感引起輻射。電磁輻射大多是EUT被測設備上的高頻電流環路產生的，最惡劣的情況就是開路 之天線形式。對應處理方法就是減少、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，如不連續的布線或有天線效應之元器件過長的插腳。

減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要任務之一，就是想方設法減小高頻電流環路面積S。

規律三、環路電流頻率f越高，引起的EMI輻射越嚴重，電磁輻射場強隨電流頻率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f。

結束語

EMC問題三要素和了解EMC三個規律，會使得EMC問題變的有規可循，堅持EMC的規律使得解決EMC問題省時省力，事半功倍。

審核編輯：湯梓紅