搞定EMC這三大規律

EMC是一個棘手的問題，今天的文章或許可以幫你從源頭解決問題。

首先看定義，定義主要按照問題性質，分為電源、時鐘CLK問題、地不平衡問題。

再看原因分析：

針對三種問題，本文都有舉例分析。

先看電源問題：

1、排查手段

2、問題分析

一般電源問題為DC-DC電路器件（DC-DC芯片、電感、二極管）選型問題：

一般電源問題為DC-DC PCB部分設計不合理問題：

3、根源

再看時鐘問題：

解決思路中的傳統方案傳統手段：

硬件擴頻：

解決思路中的更換方案：

地不平衡問題:

最后，分析思路：

EMC三大規律

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。

在新產品研發階段就進行EMC設計，比等到產品EMC測試不合格再進行改進，費用可以大大的節省，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的路徑。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：環路電流頻率越高，引起的EMI輻射越嚴重，電磁輻射場強隨電流頻率的平方成正比增大。

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，即減小騷擾電磁波的頻率。

本文以下內容，就是利用以上三個規律，倡導趁早考慮EMC問題，介紹EMC設計和EMC問題改進。

改進EMC問題，如同診治疾病。如果產品沒有通過EMC測試，我們從測量結果中，只能知道哪些頻率點“超標”了，而這些頻率的電磁干擾是從哪里出來的，往往是工程師門最不容易發現、最難解決的問題。產品EMC問題，說難亦難，說易亦易。

改進EMC問題，首先，根據EMI產生的途徑和機理，也就是EMC問題產生的要素，針對EUT（被測試樣品）的電路原理，先作一些判斷，比如IT類設備和AV音視頻類設備引起EMC問題的原因或者內部騷擾源是什么，先進行推斷，再結合測試項目測試圖透過現象看本質，分析超差原因，把騷擾源搞清楚，把騷擾途徑摸透徹，以便有的放矢。

分析超差原因，可使用高頻示波器或頻譜分析儀加上 場探頭驗證分析結果，從頻域到時域，再從頻域到時域，分析、尋找產生EMC問題的對應電路和器件。

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。

傳導、輻射、騷擾源------（途徑）------ 敏感受體近場耦合IT、AV設備可能的騷擾源。

1、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。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。