治理EMC三要素

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下面我们认识以下EMC领域的三个重要规律和EMC问题三个要素：- h7 l1 z* M# J, R

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一、EMC三个重要规律7 Y: }2 f; t/ L
规律一、EMC费效比关系规律：EMC问题越早考虑、越早解决，费用越小、效果越好。/ O1 d4 ~9 F& L( M
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在新产品研发阶段就进行EMC设计，比等到产品EMC测试不合格才进行改进，费用可以大大节省，效率可以大大提高;反之，效率就会大大降低，费用就会大大增加。

经验告诉我们，在功能设计的同时进行EMC设计，到样板、样机完成则通过EMC测试，是最省时间和最有经济效益的。相反，产品研发阶段不考虑EMC，投产以后发现EMC不合格才进行改进，非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费，甚至由于涉及到结构设计、PCB设计的缺陷，无法实施改进措施，导致产品不能上市。
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规律二、高频电流环路面积S越大，EMI辐射越严重。

0 K! E) `5 o9 q1 R1 Q( n+ ~高频信号电流流经电感最小路径。当频率较高时，一般走线电抗大于电阻，连线对高频信号就是电感，串联电感引起辐射。电磁辐射大多是EUT被测设备上的高频电流环路产生的，最恶劣的情况就是开路之天线形式。对应处理方法就是减少、减短连线，减小高频电流回路面积，尽量消除任何非正常工作需要的天线，如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。" _6 ~0 [1 p/ [4 {; }7 k2 N2 s1 @

9 ^6 H: J' w3 W5 G减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要任务之一，就是想方设法减小高频电流环路面积S。7 z1 u# P& ~  ^7 E; O
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6 a* D+ ], H# `: B" j* A规律三、环路电流频率f越高，引起的EMI辐射越严重，电磁辐射场强随电流频率f的平方成正比增大。减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要途径之二，就是想方设法减小骚扰源高频电流频率f，即减小骚扰电磁波的频率f。2 Z  {3 P4 i2 Y
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; K( `( }* C( C  w0 _9 y$ T' H* ~二、EMC问题三要素5 T. V+ L% j5 M8 `; _3 m
开关电源及数字设备由于脉冲电流和电压具有很丰富的高频谐波，因此会产生很强的辐射。电磁干扰包括辐射型(高频)EMI、传导型(低频)EMI，即产生EMC问题主要通过两个途径：一个是空间电磁波干扰的形式;另一个是通过传导的形式，换句话说，产生EMC问题的三个要素是：电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。辐射干扰主要通过壳体和连接线以电磁波形式污染空间电磁环境;传导干扰是通过电源线骚扰公共电网或通过其他端子(如：射频端子，输入端子)影响相连接的设备。

7 E/ p# U5 `% O传导、辐射

% H5 j8 _# y& P1 v, V骚扰源--------------------(途径)--------------------敏感受体
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近场耦合9 B4 `0 i  R  |+ R1 h; X  k

IT、AV设备可能的骚扰源
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$ b2 \1 @3 O' i/ P: X8 X# JA)FM接收机、TV接收机本机振荡，基波及谐波由高频头、本机振荡电路产生;3 x% n8 M1 a2 X  o% \/ F6 t3 Z
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4 B2 G% L. x  \7 r: A- T# b4 qB)开关电源的开关脉冲及高次谐波，同步信号方波及高频谐波，行扫描显像电路产生的行、场信号及高频谐波;
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C)数字电路工作需要的各种时钟信号及高频谐波、以及它们的组合，各种时钟如CPU芯片工作时钟、MPEG解码器工作时钟、视频同步时钟(27MHz，16.9344MHz，40.5MHz)等;+ r9 [. }. i5 g. a
) }. Z/ n" |) D( ?0 @
$ O  t# j) D! D, J! c; {: mD)数字信号方波及高频谐波，晶振产生的高次谐波，非线性电路现象(非线性失真、互调、饱和失真、截止失真)等引起的无用信号、杂散信号;
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  {* J+ a' ]1 \- V( [1 T. HE)非正弦波波形，波形毛剌、过冲、振铃，电路设计存在的寄生频率点。
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F)对于敏感受体通过耦合途径接受的外部骚扰包括浪涌、快速脉冲群、静电、电压跌落、电压变化和各种电磁场。

电磁骚扰的特性8 ^" T5 R6 u$ v* O/ }# I
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* q7 J2 T8 f% d( H0 I, H①单位脉冲的频谱最宽;4 L' b6 Z; L1 E& H
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( u5 D, v) D7 [- G" l6 S+ W②频谱中低频含量取决于脉冲的面积，高频分量取决于脉冲前后沿的陡度;6 g7 G) f1 b1 G" V0 k  w4 `' ]

8 R' K1 J5 E  S9 ^③晶体振荡电平必须满足一定幅度，数字电路才能按一定的时序工作，使晶振产生的骚扰呈现覆盖带宽、骚扰电平高的特点;' m1 P* Z' Z5 j# w7 H7 d% G

7 z; i( I2 a# X④收发天线极化、方向特性相同时，EMI辐射和接受最严重;收发天线面积越大，EMI危害逾大;8 B3 g  ?1 m. }) G( o& k4 h# J
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" U! v5 N- y; X⑤骚扰途径：辐射，传导，耦合和辐射、传导、耦合的组合。
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/ }  S$ c, \3 q2 p⑥电源线传导骚扰主要由共模电流产生;
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⑦辐射骚扰主要由差模电流形成的环路产生。+ N/ b% c0 c) g* `+ V6 F
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三、结束语5 V# N8 h7 j' A4 @
, @% `8 u7 ?# W' a6 z& \; l$ D了解EMC三个规律和EMC问题三要素，会使得EMC问题变的有规可循，坚持EMC的规律使得解决EMC问题省时省力，事半功倍。2