1、EMC電磁兼容.內(nèi)容介紹1.電磁兼容基本理論2.PCB布板 3.常見(jiàn)的電磁兼容問(wèn)題和解決對(duì)策.1.電磁兼容基本理論介紹共模差模干擾電磁波輻射干擾產(chǎn)生EMC的參數(shù)屏蔽技術(shù).一. 空間輻射 差模電流輻射和共模電流輻射遠(yuǎn)場(chǎng) 電磁感應(yīng)近場(chǎng) 電磁耦合二. 導(dǎo)線傳導(dǎo)共阻抗耦合 共電源線 差模方式 共地線 差模方式地環(huán)路干擾 地電位差 共模方式 周圍強(qiáng)場(chǎng) 共模方式 傳輸途徑.共模和差模差模電流：線-線電流：大小相等方向相反 差模電壓：線-線間電壓共模電流：二線間方向相同 共模電壓：線-地間電壓有用信號(hào)都是差模的，騷擾可能是差模的，也可能是共模的。.空間輻射電磁波電場(chǎng)天線 高電壓小電流磁場(chǎng)天線 低電壓大電流根

2、據(jù)麥克斯韋方程，變化電場(chǎng)產(chǎn)生變化磁場(chǎng)，變化磁場(chǎng)產(chǎn)生變化電場(chǎng)。設(shè)備內(nèi)每個(gè)電路都可能是天線，機(jī)殼和電纜都可能是天線的一部分。.設(shè)備內(nèi)天線示意圖信號(hào)源傳輸線負(fù)載組成電流環(huán)路，包括信號(hào)環(huán)路、電源供電環(huán)路、輸入和輸出環(huán)路；當(dāng)負(fù)載阻抗小、環(huán)路電流大、電壓低時(shí)相當(dāng)于磁場(chǎng)天線；當(dāng)負(fù)載阻抗大、環(huán)路電流小、電壓高時(shí)相當(dāng)于電場(chǎng)天線。磁場(chǎng)天線電場(chǎng)天線.磁場(chǎng)天線的差模電流輻射平行雙線環(huán)路在遠(yuǎn)場(chǎng)時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度.減小差模電流輻射的措施盡量減小環(huán)路面積.#鏡像層優(yōu)先選用地層，而不是電源層.#適當(dāng)選擇布線層進(jìn)行時(shí)鐘布線1 布線層（好）2 地層 3 布線層（最好）4 電源層5- 地層6 布線層（好） (a)某六層板的分層 1 布線

3、層（好）2 地層3 電源層4 布線層（一般） (b)四層板的分層圖4 多層印制板的分層 .圖5四層板的時(shí)鐘線跨層布置#布線注意：時(shí)鐘線跨層時(shí)，必須加接地通孔.頻率越高，輻射越強(qiáng)，所以應(yīng)盡量 減小有用信號(hào)的高次諧波成分。1.模擬信號(hào)減小失真2.數(shù)字信號(hào)-增加上升時(shí)間3.無(wú)用噪聲-根據(jù)產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行抑制 .騷擾的頻譜分析.騷擾的頻譜分析（續(xù)）.信息技術(shù)設(shè)備的工作信號(hào)是數(shù)字脈沖信號(hào)，具有很寬的頻帶，從電磁兼容角度應(yīng)該考慮的最高頻率為時(shí)鐘頻率的10倍或者為1/tr, tr為脈沖的上升沿時(shí)間，即脈沖的前沿越陡峭或脈沖的重復(fù)頻率越高，則脈沖包含的高頻能量越大。.采取屏蔽方法機(jī)箱的屏蔽效能由孔縫直徑?jīng)Q定，機(jī)箱

4、孔縫等效于二次發(fā)射天線?？卓p長(zhǎng)度等于半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，漏泄能量最大。對(duì)于固定的孔縫長(zhǎng)度，頻率越高，泄漏越嚴(yán)重。 .機(jī)箱屏蔽的改進(jìn)設(shè)計(jì)中使縫隙尺寸滿足要求: 商用設(shè)備：d/20，20dB 軍用設(shè)備：d環(huán)路電感 共模源 不對(duì)稱電場(chǎng)天線。.2、電壓驅(qū)動(dòng)模式： 信號(hào)電壓 架空金屬對(duì)地的電位差（共模源） 耦合電容C 不對(duì)稱電場(chǎng)天線。.共模電流輻射的抑制方法使用鐵氧體磁環(huán)共模去耦電容共模電源濾波器 采用屏蔽電纜、屏敝連接器改進(jìn)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與布置. 鐵氧體濾波器及其等效電路 圖17 鐵氧體濾波器及其等效電路.抑制原理和注意事項(xiàng)鐵氧體磁環(huán)在高頻時(shí)呈電阻性，所以能消耗高頻共模電流。共模電流在連接線上是有一

5、定分布的，因此鐵氧體磁環(huán)應(yīng)放在電流較高的位置上，一般放在連接線的引出處。鐵氧體磁環(huán)是否起作用取決于共模天線的阻抗。.專用EMC地.帶共模去耦器的插座.共模濾波 器圖15 電源濾波器的典型結(jié)構(gòu).濾波器的正確安裝 圖16 電源濾波器的正確安裝.采用屏蔽電纜和屏蔽連接器 如果要求傳輸信號(hào)的速率較高，邊緣較陡，則串接濾波器就可能把有用信號(hào)的高頻部分也濾掉，從而影響信號(hào)的正常傳輸。這時(shí)就只能采用屏蔽的方法 。屏蔽層應(yīng)保持電連續(xù)性和一致性，要求電纜屏蔽層和連接器插頭的金屬外殼要有360度的完整搭接，不能出現(xiàn)“豬尾巴”現(xiàn)象 。.改進(jìn)產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與布置印制電路板設(shè)計(jì) #盡量減小供電環(huán)路和信號(hào)環(huán)路的面積；

6、 #盡量減小回流地線的阻抗； #在PCB的上方不允許有任何電氣上沒(méi)有連接并懸空的金屬存在等等。各部件和電路的安排相互連接線的布置 .設(shè)備內(nèi)的近場(chǎng)電磁耦合設(shè)備內(nèi)各個(gè)環(huán)路之間的電距離較短，一般為近場(chǎng)，近場(chǎng)的場(chǎng)型很復(fù)雜，不易計(jì)算，因此相互間的電磁干擾常用： 電容耦合代替電場(chǎng)干擾， 電感耦合代替磁場(chǎng)干擾，從而把場(chǎng)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為路的問(wèn)題，簡(jiǎn)化了計(jì)算。.近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)的比較遠(yuǎn)場(chǎng)近場(chǎng)1.場(chǎng)強(qiáng)2.方向在傳播方向上有分量3.波阻抗電偶極子是高阻抗場(chǎng)磁偶極子是低阻抗場(chǎng).近場(chǎng)電磁耦合的抑制方法減小環(huán)路面積，避免環(huán)套環(huán)。.不相容的電路應(yīng)遠(yuǎn)離。不相容的信號(hào)線不要平行走線。更不能綁扎在一起。分布在不同層上的信號(hào)線走向應(yīng)相互垂直

7、。 .采用屏蔽的方法 屏蔽電纜：?jiǎn)味私拥?電場(chǎng)屏蔽 雙端接地-磁場(chǎng)屏蔽 雙絞線： 磁場(chǎng)屏蔽. 導(dǎo)線的共阻抗耦合共電源阻抗耦合 解決辦法： #去耦電容； #減少供電線路阻抗； #不相容電路各自供電； .共地線阻抗耦合解決辦法：分地 單點(diǎn)并聯(lián)接地 單點(diǎn)串聯(lián)接地 多點(diǎn)接地.傳輸線阻抗對(duì)信號(hào)完整性的影響短線（l /20 或 td tr/4 ）振蕩長(zhǎng)線時(shí)由于阻抗不匹配產(chǎn)生的反射. 地環(huán)路干擾產(chǎn)生原因：地電位差 ，周圍強(qiáng)場(chǎng)。共模騷擾電流在負(fù)載上產(chǎn)生的差模騷擾電 壓，才能起到干擾作用。 .地環(huán)路干擾的抑制采用平衡電路隔離變壓器共模扼流圈光電耦合器光纖傳輸.敏感設(shè)備受干擾的基本原理設(shè)備內(nèi)的天線是互易的，既可發(fā)

8、射，也可接受?？臻g電磁波的接收： 磁場(chǎng)天線： 電場(chǎng)天線： 對(duì)應(yīng)于EMS測(cè)量中的：RS，ESD等。導(dǎo)線傳導(dǎo)騷擾的接收：主要是以共模方式進(jìn)入的騷擾。 對(duì)應(yīng)于EMS測(cè)量中的：CS，EFT，浪涌等 . 共模傳導(dǎo)騷擾的加入.敏感設(shè)備的抗干擾措施設(shè)備的抗干擾措施和抑制設(shè)備的電磁發(fā)射措施往往是互易的。正確的屏蔽、濾波、接地、平衡、隔離措施起到的作用是雙向的。正確的電路設(shè)計(jì)和布線，使設(shè)備內(nèi)的電場(chǎng)天線和磁場(chǎng)天線既減少了向外發(fā)射也減弱了對(duì)干擾的接收。.3認(rèn)證檢測(cè)中常見(jiàn)電磁兼容問(wèn)題與對(duì)策下面就較容易發(fā)生電磁兼容問(wèn)題的音視頻設(shè)備（AV類）和信息技術(shù)設(shè)備（IT類）進(jìn)行舉例介紹。 在這部分我們主要針對(duì)3C認(rèn)證型式試驗(yàn)中碰

9、到的常見(jiàn)的電磁兼容問(wèn)題及其處理方法及補(bǔ)救進(jìn)行介紹。 當(dāng)然，這些容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方，也是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中需要有針對(duì)性加強(qiáng)的地方，并且有些補(bǔ)救措施可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中一并考慮。. 音視頻設(shè)備3C測(cè)試適用標(biāo)準(zhǔn)（EMC部分）為：1. GB138372003聲音和電視廣播接收機(jī)及有關(guān)設(shè)備無(wú)線電干擾特性限值和測(cè)量方法2. GB17625.12003電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值(設(shè)備每相輸入電流16A)3. GB138362000電視和聲音信號(hào)電纜分配系統(tǒng)第2部分：設(shè)備的電磁兼容 信息技術(shù)設(shè)備3C測(cè)試適用標(biāo)準(zhǔn)（EMC部分）為：1. GB9254信息技術(shù)設(shè)備無(wú)線電騷擾限值和測(cè)量方法2. GB17625.12003

10、電磁兼容 限值 諧波電流發(fā)射限值(設(shè)備每相輸入電流16A).2.1 AV類產(chǎn)品 我們以常見(jiàn)的VCD影碟機(jī)、DVD影碟機(jī)、傳統(tǒng)音頻功率放大器、數(shù)碼音頻功率放大器、有源音箱、語(yǔ)言復(fù)讀機(jī)、收錄機(jī)、組合音響、電視機(jī)、電子琴、AV產(chǎn)品用適配器為例進(jìn)行說(shuō)明。2.1.1 影碟機(jī)3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、注入電源的騷擾電壓 2、騷擾功率 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 騷擾功率； 注入電源的騷擾電壓（對(duì)DVD）.帶獨(dú)立電源處理板的VCD.帶游戲接口的VCD.帶獨(dú)立電源處理板的VCD.接口端子的改進(jìn).DVD影碟機(jī).DVD內(nèi)供電電源板.DVD影碟機(jī)（話筒處理電路在電源板）.DVD內(nèi)供電電源板.2

11、.1.2 傳統(tǒng)音頻功率放大器3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、注入電源的騷擾電壓 2、騷擾功率 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）：注入電源的騷擾電壓；騷擾功率（帶CPU控制單元或數(shù)碼KLOK單元）.基本型功放.AC電源輸入端加有濾波電路.帶雙變壓器及電腦音量控制.帶AC-3解碼功能的功放.2.1.3 數(shù)碼音頻功率放大器3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、注入電源的騷擾電壓 2、騷擾功率 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 騷擾功率； 注入電源的騷擾電壓.帶影碟播放的數(shù)碼音頻功率放大器.數(shù)碼音頻功放內(nèi)部結(jié)構(gòu).數(shù)碼音頻功率放大器電源電路.2.1.4 有源音箱3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、注

12、入電源的騷擾電壓 2、騷擾功率 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 注入電源的騷擾電壓； 騷擾功率（帶有數(shù)碼控制單元時(shí)）；.有源音箱.有源音箱.2.1.5 語(yǔ)言復(fù)讀機(jī)3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、注入電源的騷擾電壓 2、騷擾功率 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 騷擾功率； 注入電源的騷擾電壓.由外接適配器供電的語(yǔ)言復(fù)讀機(jī).2.1.6 收錄機(jī)3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、注入電源的騷擾電壓 2、天線端騷擾電壓（有外接天線輸入端子時(shí)） 3、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng) 4、騷擾功率 5、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)； 天線端騷擾電壓（有外接天線輸入端子時(shí)）.普通

13、便攜式收錄機(jī).收錄機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu).2.1.7 組合音響3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、注入電源的騷擾電壓 2、天線端騷擾電壓（有外接天線輸入端子時(shí)） 3、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng) 4、騷擾功率 5、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 騷擾功率； 注入電源的騷擾電壓； 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)； 天線端騷擾電壓（有外接天線輸入端子時(shí)）.帶影碟播放、收音的組合音響.組合音響內(nèi)部結(jié)構(gòu).組合音響EMC補(bǔ)救措施.2.1.8 電視機(jī)3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、注入電源的騷擾電壓 2、天線端騷擾電壓 3、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng) 4、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 注入電源的騷擾電壓； 諧波電流； 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)； 天線端騷擾電壓.

14、2.1.9 電子琴3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、注入電源的騷擾電壓 2、騷擾功率 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 騷擾功率.2.1.10 AV產(chǎn)品用適配器3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目：1、注入電源的騷擾電壓2、騷擾功率3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）：注入電源的騷擾電壓騷擾功率.2.2 IT類產(chǎn)品 我們以常見(jiàn)的IT產(chǎn)品用適配器、開(kāi)關(guān)電源、個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、服務(wù)器、CRT顯示器、LCD顯示器、投影儀、打印機(jī)、掃描儀等為例進(jìn)行說(shuō)明。.2.2.1 IT產(chǎn)品用適配器3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、電源端子騷擾電壓 2、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng) 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 電

15、源端子騷擾電壓； 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)； 諧波電流（若標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試狀態(tài)下電源消耗功率75W）.自激式開(kāi)關(guān)電源適配器.帶共模濾波器的開(kāi)關(guān)電源適配器.2.2.2 開(kāi)關(guān)電源3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、電源端子騷擾電壓 2、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng) 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 電源端子騷擾電壓； 諧波電流（若標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試狀態(tài)下電源消耗功率75W）； 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng).不帶PFC電路的小功率開(kāi)關(guān)電源.有源PFC電路原理.2.2.3 個(gè)人計(jì)算機(jī)3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、電源端子騷擾電壓 2、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng) 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)； 諧波電流（若標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試狀態(tài)下電源消耗功率75W）；

16、 電源端子騷擾電壓.2.2.4 筆記本電腦3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、電源端子騷擾電壓 2、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng) 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)； 電源端子騷擾電壓； 諧波電流（若標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試狀態(tài)下電源消耗功率75W）.2.2.5 服務(wù)器3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、電源端子騷擾電壓 2、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng) 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)； 電源端子騷擾電壓； 諧波電流.2.2.6 CRT顯示器3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、電源端子騷擾電壓 2、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng) 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)； 諧波電流（若標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試狀態(tài)下電源消耗功率75W）； 電源端子騷擾電壓.2.2.7 LCD顯示器3C測(cè)試的EMC項(xiàng)目： 1、電源端子騷擾電壓 2、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng) 3、諧波電流EMC測(cè)試通過(guò)難點(diǎn)（依難度排序）： 輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)； 電源端子騷擾電壓； 諧波電流（若標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試狀態(tài)下電源消耗功率75W）.帶內(nèi)置電源的液晶顯示器.