電磁兼容設(shè)計(jì)北京研究所硬件與光電子部周小軍2003.6.25高速電路設(shè)計(jì)系列講座之一主要內(nèi)容電磁兼容概論電磁干擾源電磁干擾的耦合與傳播電磁干擾抑制技術(shù)電磁兼容試驗(yàn)電磁場(chǎng)仿真簡(jiǎn)介第一部分電磁兼容概論什么是電磁兼容？即ElectroMagneticCompatibility，簡(jiǎn)稱

EMC。定義：設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁擾動(dòng)的能力。目的：使電氣裝置或系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境條件下，既不受電磁環(huán)境的影響，也不會(huì)給環(huán)境以這種影響。是一門新興學(xué)科。電磁干擾與電磁敏感性電磁干擾（EMI）：使電器設(shè)備或電子裝置性能下降，工作不正?；虬l(fā)生故障的電磁擾動(dòng)。

ElectromagneticInterference電磁敏感性（EMS）：設(shè)備在電磁環(huán)境中耐受干擾的能力。

ElectromagneticSusceptibilityEMC三要素電磁干擾源傳播途徑敏感設(shè)備

電磁干擾的原因既可以來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部，又可以來(lái)自系統(tǒng)外部，分別稱為系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾。產(chǎn)生干擾的原因是預(yù)定給某一線路的信號(hào)傳到不需要此信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)其它線路上?；旧?，電磁干擾是由三要素組合產(chǎn)生的：意外的源、意外的傳輸路徑和意外的響應(yīng)。電磁干擾源任何形式的自然或電能裝置所發(fā)射的電磁能量，能使共享同一環(huán)境的人或其它生物受到傷害，或使其它設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)發(fā)生電磁危害，導(dǎo)致性能降低或失效，即稱為電磁騷擾源。敏感設(shè)備（Victim）是指當(dāng)受到電磁干擾源所發(fā)射的電磁量的作用時(shí)，會(huì)受到傷害的人或其它生物，以及會(huì)發(fā)生電磁危害，導(dǎo)致性能降低或失效的器件、設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)。許多器件、設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)可以既是電磁干擾源又是敏感設(shè)備。EMC設(shè)計(jì)目的電磁兼容性是電子設(shè)備或系統(tǒng)的主要性能之一；是實(shí)現(xiàn)設(shè)備或系統(tǒng)規(guī)定功能、使系統(tǒng)效能得以充分發(fā)揮的重要保證；是使所設(shè)計(jì)的電子設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中實(shí)現(xiàn)電磁兼容。必須在設(shè)備或系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的同時(shí),進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)。國(guó)際通行證EMC設(shè)計(jì)方法接地（Grounding）屏蔽（Shielding）濾波（Filtering）隔離印制電路板的電磁兼容設(shè)計(jì)與EMC有關(guān)的國(guó)際組織IEC:InternationalElectrotechnicalCommissionCISPER:InternationalSpecialCommitteeonRadioInterferenceITU:InternationalTelecommunicationUnionETSI：EuropeanTelecommunicationsStandardsInstituteEN:EuroNorm-----CEmarkFCC:FederalCommunicationCommissionEMI的來(lái)源數(shù)字電路的電平轉(zhuǎn)換過(guò)程產(chǎn)生方波信號(hào)方波包含頻率范圍寬廣的正弦諧波分量，這些分量構(gòu)成工程師所關(guān)心的EMI頻率成分最高的EMI頻率也稱為EMI發(fā)射帶寬，它是信號(hào)上升時(shí)間而不是信號(hào)頻率的函數(shù)EMI發(fā)射帶寬計(jì)算公式為：

F=0.35/Tr

其中：F是頻率，單位是GHz；Tr是單位為ns（納秒）的信號(hào)上升時(shí)間或者下降時(shí)間第二部分電磁干擾源電磁干擾的特征規(guī)定帶寬下的發(fā)射電平干擾源的頻譜寬度和波形。信號(hào)的邊沿越陡，頻譜就越寬。干擾的出現(xiàn)率：周期性、非周期性、隨機(jī)輻射干擾的極化、方向特性：在不同的位置、方向上，干擾的強(qiáng)度不一樣電磁干擾的分類任何一個(gè)電子設(shè)備都可能是一個(gè)干擾源根據(jù)來(lái)源可分為：自然干擾和人為干擾根據(jù)作用時(shí)間可分為：連續(xù)干擾、間歇干擾和瞬變干擾功能性干擾和非功能性干擾根據(jù)干擾的傳播途徑可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾：傳導(dǎo)干擾是指通過(guò)金屬導(dǎo)體進(jìn)行傳播的干擾。輻射干擾是指通過(guò)空間電磁場(chǎng)進(jìn)程傳播的干擾。由于載流導(dǎo)體與周圍場(chǎng)的相互作用，同一個(gè)源往往可以產(chǎn)生兩者類型的干擾。電磁干擾源自然干擾源以其干擾源不可控制為特點(diǎn)，如電子噪聲、天電噪聲、地球外噪聲等。它們所產(chǎn)生的電磁干擾，其統(tǒng)計(jì)特性變化很大，有時(shí)呈頻譜平坦的高斯分布，有時(shí)又呈現(xiàn)偶爾發(fā)生的脈沖騷擾。這類騷擾是一種客觀存在，只有掌握其分布及變化規(guī)律，才能有效控制。人為干擾源以其干擾源可控可知為特點(diǎn)，如各種發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的雜散輻射等無(wú)線電騷擾，工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)生的非無(wú)線電騷擾等。人為干擾源連續(xù)波干擾源：連續(xù)波騷擾源產(chǎn)生的電磁騷擾主要是純的或窄帶信號(hào)調(diào)制的正弦波，以及高重復(fù)頻率的周期性信號(hào)，如時(shí)鐘電路、信號(hào)發(fā)生器等。瞬態(tài)干擾源：工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用設(shè)備，車輛、機(jī)動(dòng)船和火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，家用電器、便攜式電動(dòng)工具和類似電器、熒光燈和照明裝置，脈沖、數(shù)字電路的開(kāi)關(guān)噪聲。功能性干擾和非功能性干擾功能性干擾是指某系統(tǒng)正常工作的同時(shí),又直接構(gòu)成對(duì)其它系統(tǒng)的干擾。如:無(wú)線電臺(tái)、工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)生的騷擾。非功能性干擾指某系統(tǒng)正常工作時(shí)的“副產(chǎn)品”。如大功率開(kāi)關(guān)、繼電器等產(chǎn)生的騷擾。電磁干擾源總結(jié)第三部分電磁干擾的耦合與傳播電磁干擾的傳播途徑即傳輸電磁干擾的通路或媒介。通常認(rèn)為電磁干擾有兩種傳輸方式：傳導(dǎo)傳輸：必須在干擾源和敏感設(shè)備間有完整的電路連接，干擾信號(hào)沿著這個(gè)連接電路傳遞到敏感器，發(fā)生干擾現(xiàn)象。這個(gè)傳輸線路可包括導(dǎo)線、設(shè)備的導(dǎo)電構(gòu)件、供電電源、公共阻抗、接地平面、電阻、電感、電容和互感元件。電磁干擾的傳播途徑輻射傳輸：通過(guò)介質(zhì)以電磁波的形式傳播，干擾能量按電磁場(chǎng)的規(guī)律向周圍空間發(fā)射。常見(jiàn)的輻射耦合有三種：﹡A天線發(fā)射的電磁波被B天線意外接收，稱為天線對(duì)天線耦合。﹡空間電磁場(chǎng)經(jīng)導(dǎo)線感應(yīng)而耦合，稱為場(chǎng)對(duì)線的耦合。﹡兩根平行導(dǎo)線之間的高頻信號(hào)感應(yīng)，稱為線對(duì)線高頻感應(yīng)耦合。電磁干擾的傳播途徑在實(shí)際工中，兩個(gè)設(shè)備之間發(fā)生干擾通常包含著許多途徑的耦合。而且，干擾通常是相互的。目前對(duì)傳導(dǎo)耦合的具體劃分，許多資料還存在一些分歧，有的認(rèn)為：傳導(dǎo)耦合的傳輸電路只限于“電源線、信號(hào)線和導(dǎo)電部位如導(dǎo)線、接地平面等”，把電容性耦合和電感性耦合歸屬于輻射傳輸?shù)慕鼒?chǎng)感應(yīng)耦合；而有的則認(rèn)為電容、電感性耦合屬于傳導(dǎo)范疇；有的還認(rèn)為導(dǎo)線間的分布參數(shù)耦合作為輻射耦合的一部分。傳導(dǎo)耦合的基本原理按其原理可分為三種基本的耦合：電阻性耦合電容性耦合（電場(chǎng)）電感性耦合（磁場(chǎng)）在實(shí)際情況中，它們往往是同時(shí)存在、相互聯(lián)系的。電阻性耦合是最常見(jiàn)最簡(jiǎn)單的耦合方式一般發(fā)生在兩個(gè)電路的電流經(jīng)過(guò)一個(gè)公共電阻時(shí)，一個(gè)電路在該供給電阻上的壓降會(huì)影響另一個(gè)電路。共地阻抗耦合共線路阻抗耦合電容性耦合兩個(gè)電路中的導(dǎo)體，但它們靠得比較近且有電位差的時(shí)候，它們的電場(chǎng)會(huì)對(duì)對(duì)方發(fā)生感應(yīng)，相互作用，相互影響，這稱為電場(chǎng)耦合。兩個(gè)導(dǎo)體電場(chǎng)的耦合程度取決于導(dǎo)體的形狀、尺寸、相互位置和周圍介質(zhì)的性質(zhì)，也就是導(dǎo)體間的分布電容。感應(yīng)電壓是源電壓、頻率、導(dǎo)體幾何形狀和電路阻抗的函數(shù)。兩導(dǎo)線間的電容耦合示意圖C12C1GC2GRC1GC2GC12RVN＝V1V1j[C12/(C12+C2G)]j+1/R(C12+C2G)]V1電容耦合公式的化簡(jiǎn)R<<1/[j

(C12+C2G)]j[C12/(C12+C2G)]j+1/R(C12+C2G)]V1VN＝VN=jRC12V1

R>>1/[j

(C12+C2G)]

VN=V1[C12/(C12+C2G)]電容耦合噪聲電壓的抑制對(duì)于R比較小的情況：一般而言，噪聲源的電壓和頻率是固定的，所以欲減小噪聲電壓，可將接收回路的電阻R減少，或減少耦合電容。對(duì)于R比較大的情況：導(dǎo)線2與地間的噪聲電壓由C12、C2G電容分壓器決定，與干擾源的頻率無(wú)關(guān)，其幅值比R很小時(shí)大得多。電感性耦合當(dāng)變化的電流產(chǎn)生磁通時(shí)，使源電路與另一電路（敏感電路）鏈環(huán)，結(jié)果出現(xiàn)磁感應(yīng)（感性）耦合。感應(yīng)電流是原電流、頻率、導(dǎo)體幾何形狀和電路阻抗的函數(shù)。當(dāng)電流在電路1中流動(dòng)時(shí)，在電路2中產(chǎn)生磁通，使電路1和2之間存在互感M12。電感性耦合示意圖MR2RR1RR2VN＝d

12/dt=d(MI1)/dt=MdI1/dt＝j(luò)ωMI1R1I1VNI1VNV1V1電感性耦合電感性耦合的噪聲電壓為：其中M為干擾源回路與接收器回路間的互感，它與接收器回路的面積、兩回路的相對(duì)位置有關(guān)。一般而言，噪聲源的頻率和驅(qū)動(dòng)電流是固定的，所以為了降低噪聲電壓，只有減小M12，電容、電感性耦合的機(jī)理MCICICILILR0RLR2GR2L電容、電感性耦合的區(qū)別在電場(chǎng)耦合時(shí)，噪聲電壓產(chǎn)生于接收器與地之間，干擾以位于接收器和地之間的電流源形式存在；在磁場(chǎng)耦合時(shí)，噪聲電壓產(chǎn)生于與接收器串聯(lián)的導(dǎo)線中，干擾以串聯(lián)于接收器中的電壓源形式存在。鑒別方法：測(cè)量跨接接收器一端阻抗上的噪聲電壓，并減小該接收器另一端上的阻抗。如果所測(cè)的噪聲電壓減小，則為電干擾；如果所測(cè)的電壓增加，則為磁干擾。電感耦合與電容耦合的判別IN=j

C12V1R2R1VVVN=j

M12I1R2R1～電容耦合電感耦合輻射耦合輻射電磁場(chǎng)是干擾耦合的另一種方式。除了從源有意輻射之外，還有無(wú)意輻射，如有短(小于λ/4)單極天線作用的線路和電纜，或者起小環(huán)天線作用的線路和電纜，都可能輻射電場(chǎng)或磁場(chǎng)。對(duì)于輻射耦合，近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)的概念是十分重要的。根據(jù)麥克斯韋方程，短單極天線的輻射場(chǎng)可寫為：近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的輻射長(zhǎng)度PCB上的兩種輻射機(jī)理差模輻射共模輻射電流環(huán)桿天線共模電流和差模電流干擾電流在導(dǎo)線上傳輸有兩種方式：共模方式和差模方式一對(duì)導(dǎo)線上如流過(guò)差模電流則兩條線上的電流大小相等，方向相反。一般有用信號(hào)都是差模電流。一對(duì)導(dǎo)線上如流過(guò)共模電流則兩條線上的電流方向相同。干擾電流在導(dǎo)線上傳輸時(shí)即可以差模方式出現(xiàn)，也可以共模方式出現(xiàn)。但共模電流只有變成差模電流后，才能對(duì)有用信號(hào)構(gòu)成干擾。共模電流和差模電流差模電流輻射小環(huán)天線地平面電位2mV

200mV2mV~10mV10mV~20mV20mV~100mV100mV~200mV共模電流輻射單極天線差模輻射和共模輻射差模電流流過(guò)電路中的導(dǎo)線環(huán)路時(shí)，將引起差模輻射。這種環(huán)路相當(dāng)于小環(huán)天線，能向空間發(fā)射輻射磁場(chǎng)，或接收磁場(chǎng)。因此，必須限制環(huán)路的大小和面積。共模電流是由于電路中存在電壓降，某些部位具有高電壓的共模電壓，當(dāng)外接電纜與這些部位連接時(shí)，就會(huì)在共模電壓激勵(lì)下產(chǎn)生共模電流，成為輻射電場(chǎng)的天線。這多數(shù)是由于接地系統(tǒng)中存在電壓降所造成的。共模輻射通常決定了產(chǎn)品的總輻射性能。差模輻射當(dāng)差模輻射用小環(huán)天線產(chǎn)生的輻射來(lái)模擬時(shí)，可設(shè)環(huán)電流為I，環(huán)面積為S，在距離為

的遠(yuǎn)場(chǎng)，測(cè)得電場(chǎng)強(qiáng)度為：E=131.6×10-16(f2SI)(1/)sin

E：電場(chǎng)強(qiáng)度（V/M）f：頻率（Hz)S：面積（m2)I：電流（A）：距離（m)：測(cè)量天線與輻射平面的夾角（°）差模輻射與環(huán)電流和環(huán)面積成正比，與頻率的平方成正比。因此，可采用下述三種方法控制差模輻射：1)減小電流幅度I；2)減小信號(hào)頻率f及其諧波，加大數(shù)字信號(hào)上升/下降沿tr；3)減小環(huán)面積S，將信號(hào)線緊挨接地回線。如何減小差模輻射？E=2.6I

Af2

/D低通濾波器布線共模輻射共模輻射可用對(duì)地電壓激勵(lì)的、長(zhǎng)度小于1/4波長(zhǎng)的短單極天線來(lái)模擬。對(duì)于接地平面上長(zhǎng)度為l的短單極天線來(lái)說(shuō)，在遠(yuǎn)場(chǎng)

處的電場(chǎng)強(qiáng)度為：E=410-7（fIl)(1/)sin式中l(wèi)為天線長(zhǎng)度（m）。共模輻射與頻率f、共模電流I及天線長(zhǎng)度l成正比，應(yīng)分別予以限制，而限制共模電流I是減小共模輻射的基本方法。為此，需要做到以下幾點(diǎn)：1)盡量減小激勵(lì)此天線的源電壓，既地電位；2)提供與電纜串聯(lián)的高共模阻抗，即加共模扼流圈；3)將共模電流旁路到地。采用接地平面就能有效地減小接地系統(tǒng)中的地電位。怎樣減小共模輻射？

E=1.26

ILf/D共模濾波共模扼流圈減小共模電壓使用盡量短的電纜共模濾波電纜屏蔽第四部分電磁干擾抑制技術(shù)主要的抑制方法屏蔽接地以上是抑制電磁干擾最主要的兩種方法濾波隔離ESD抑制印制電路板的EMC設(shè)計(jì)接地接地的目的：消除各電路電流經(jīng)過(guò)一個(gè)公共地線阻抗時(shí)所產(chǎn)生的噪聲電壓；避免受磁場(chǎng)和地電位差的影響，即使其不形成地環(huán)路。接地的含義可理解為一個(gè)等電位點(diǎn)或等電位面，它是電路或系統(tǒng)的基準(zhǔn)電位，但不一定為大地電位。接地主要有兩個(gè)原因：安全；對(duì)信號(hào)電壓有一個(gè)基準(zhǔn)電位保護(hù)接地保護(hù)接地是指接大地，也就是將電氣設(shè)備的外殼以低阻抗導(dǎo)體連接大地，當(dāng)人員意外觸及時(shí)不易遭受電擊。機(jī)殼上的電壓決定于Z1、Z2組成的分壓器。如果機(jī)殼接地，Z2為0，機(jī)殼上的電位就為0了。信號(hào)接地信號(hào)接地除提供參考點(diǎn)之外，同時(shí)還可以大量消除噪聲的干擾。由于噪聲本身的不同特性，考慮接地時(shí)有不同的處理方法：?jiǎn)吸c(diǎn)接地（信號(hào)頻率<1MHz）多點(diǎn)接地（信號(hào)頻率>10MHz）信號(hào)頻率在1M和10M之間時(shí)，如用一點(diǎn)接地其地線長(zhǎng)度不得超過(guò)波長(zhǎng)的1/20，否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地。復(fù)合式接地單點(diǎn)接地系統(tǒng)或設(shè)備上僅有一點(diǎn)接地，在頻率低于1MHz時(shí)，較適于單點(diǎn)接地。其接地方法可分為：串聯(lián)單點(diǎn)接地：對(duì)噪聲抑制不利，但易于布線。并聯(lián)單點(diǎn)接地：需要較多的接地線，布線不易。串聯(lián)單點(diǎn)接地若系統(tǒng)各線路上的電流變化太大，則不適用串聯(lián)單點(diǎn)接地，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致過(guò)大的地干擾電壓。注意使低電平工作的電路距接地點(diǎn)最近，使該點(diǎn)更接近地電位。并聯(lián)單點(diǎn)接地并聯(lián)單點(diǎn)接地最大的缺點(diǎn)是耗時(shí)費(fèi)料，由于接地線太多太長(zhǎng)，以至增加各地阻抗，尤其在高頻范圍中更加嚴(yán)重，同時(shí)太多的地線也會(huì)有場(chǎng)耦合，互相干擾。如果地線長(zhǎng)度是波長(zhǎng)的1/4奇數(shù)倍，地線阻抗變得很大，這時(shí)地線變成輻射天線。因此，建議地線長(zhǎng)度小于波長(zhǎng)的1/20，以降低輻射和接地阻抗。多點(diǎn)接地在高頻(>10MHz)情況下，由于接地線的長(zhǎng)度以及接地電路的影響，故單點(diǎn)接地?zé)o法達(dá)到去除干擾的效果，此時(shí)就得使用多點(diǎn)接地。此時(shí)接地線的長(zhǎng)度亦應(yīng)盡量縮短。下圖各接地點(diǎn)可視為機(jī)殼或接地板：復(fù)合式接地復(fù)合式單點(diǎn)接地將線路或設(shè)備加以歸類，同時(shí)使用串聯(lián)與并聯(lián)接地法，可同時(shí)兼顧降低干擾、節(jié)省用料。屏蔽電纜的接地0V電纜長(zhǎng)度</20，單點(diǎn)接地電纜長(zhǎng)度>/20，多點(diǎn)接地屏蔽屏蔽能有效地抑制通過(guò)空間傳播的電磁干擾。采用屏蔽的目的有兩個(gè)：一是限制內(nèi)部的輻射電磁能越過(guò)某一區(qū)域；二是防止外來(lái)的輻射進(jìn)入某一區(qū)域。屏蔽按其機(jī)理可分為電場(chǎng)屏蔽、磁場(chǎng)屏蔽和電磁場(chǎng)屏蔽，相應(yīng)的屏蔽體也有不同特性。電容耦合的全屏蔽屏蔽層不接地：VN=VS=V1[C1S/(C1S+CSG)]，與無(wú)屏蔽相同屏蔽層接地時(shí)：VN=VS=0，具有理想的屏蔽效果C1sC1GCsGC1GCSGC1sVsV1V1VsC2S電容耦合的部分屏蔽R很大時(shí)：VN=V1[C12/(C12+C2G+C2S)]C1sC1GCsGCSGC1sVNV1V1VNC2SC12C12C2GR很小時(shí)：VN=jRC12

電場(chǎng)的屏蔽為了得到較好的電場(chǎng)屏蔽，要求：（1）盡量縮短被屏蔽導(dǎo)體伸出屏蔽體的長(zhǎng)度，這樣可使被屏蔽導(dǎo)體與干擾源導(dǎo)體間的耦合電容最小。（2）給屏蔽體良好的接地。若屏蔽體的長(zhǎng)度小于1/20波長(zhǎng)時(shí)，最好的方式是單點(diǎn)接地；若屏蔽體較長(zhǎng)應(yīng)采用較復(fù)雜的接地方式。注意：不接地或單端接地的屏蔽體對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽不起任何作用，因?yàn)槠帘误w中沒(méi)有電流的流動(dòng)。屏蔽體與導(dǎo)線間的磁耦合屏蔽體與導(dǎo)線間的磁耦合均勻管狀屏蔽體載有均勻軸向電流，中心導(dǎo)體中沒(méi)有電流，則屏蔽體內(nèi)沒(méi)有磁場(chǎng)。屏蔽體中的電流所產(chǎn)生的所有磁通同時(shí)包圍屏蔽體和內(nèi)導(dǎo)體，所以屏蔽體與中心導(dǎo)體的互感等于屏蔽體的自感；由互易性，知中心導(dǎo)體與屏蔽體之間的互感等于屏蔽體的自感。注意：以上結(jié)論成立的前提是屏蔽體電流在屏蔽體的腔內(nèi)不產(chǎn)生磁場(chǎng)。這要求屏蔽體必需是圓柱形的，屏蔽體電流均勻分布。屏蔽體的磁場(chǎng)屏蔽作用設(shè)屏蔽體電流Is是由干擾回路在屏蔽體內(nèi)感應(yīng)電壓Vs產(chǎn)生而來(lái)，Ls、Rs為屏蔽體的電感與電阻。屏蔽體的磁場(chǎng)屏蔽作用在中心導(dǎo)體上感應(yīng)的噪聲電壓為：因?yàn)橛蠱＝Ls，上式可改寫為：于是，可得到VN曲線。曲線的折點(diǎn)頻率代表屏蔽體的截止頻率，為：磁屏蔽噪聲電壓曲線屏蔽體的磁場(chǎng)屏蔽作用中心導(dǎo)體上感應(yīng)的噪聲電壓在直流時(shí)為零，并在頻率為5Rs/Ls(rad/S)時(shí)接近VS。如果讓電流在屏蔽體內(nèi)流動(dòng)，則在中心導(dǎo)體上將感應(yīng)一個(gè)電壓，此電壓在頻率大于5倍屏蔽體截止頻率時(shí)近似等于屏蔽體電壓。電磁場(chǎng)屏蔽的機(jī)理電磁屏蔽體對(duì)電磁的衰減主要是基于電磁波的反射和電磁波的吸收兩種方式。H1/E1H0/E0電磁場(chǎng)屏蔽的機(jī)理屏蔽效能的計(jì)算屏蔽效能S＝A＋R＋B（dB）上式中A為吸收損耗，R為反射損耗，B為正或負(fù)的修正項(xiàng)；當(dāng)A大于15dB時(shí)，B可忽略不計(jì)，B是由屏蔽體內(nèi)反射波所引起的。上式中的各項(xiàng)可以視為相對(duì)于銅材料的導(dǎo)電系數(shù)σ和導(dǎo)磁率μ，頻率f（Hz）以及所存在的各種物理參數(shù)的函數(shù)。屏蔽材料底板和機(jī)殼的材料大多數(shù)是良導(dǎo)體，如銅、鋁等，可以屏蔽電場(chǎng)，主要的屏蔽機(jī)理是反射而不是吸收。對(duì)磁場(chǎng)的屏蔽需用鐵磁材料，如高導(dǎo)磁率合金和鐵，主要的屏蔽機(jī)理是吸收而不是反射。在強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境中，要求材料能屏蔽電場(chǎng)和磁場(chǎng)兩種成分，因此需要結(jié)構(gòu)上完好的鐵磁材料。屏蔽效率直接受材料厚度以及搭接和接地方法好壞的影響。對(duì)于塑料殼體，是在其內(nèi)壁噴涂屏蔽層，或在汽塑時(shí)摻入金屬纖維。插箱的屏蔽處理面板：金屬U形面板面板之間加金屬簧片面板插針：定位＋ESD泄放導(dǎo)軌上簧片：配合插針泄放ESD金屬之間的搭接：簧片/導(dǎo)電襯墊搭接處導(dǎo)電氧化或電鍍?yōu)V波元器件電容電感磁珠共模電感ESD抑制降低靜電場(chǎng)的幅度和持續(xù)時(shí)間：接地、搭接切斷靜電場(chǎng)的傳播途徑：屏蔽、隔離提高電路對(duì)靜電場(chǎng)的抗擾性能力：布線、濾波、軟件等元器件（除指示燈、開(kāi)關(guān)外）與面板保留一定的距離，不緊靠面板側(cè)的邊指示燈、開(kāi)關(guān)的孔徑適中，空隙小

盡可能使用高ESD防護(hù)等級(jí)的器件

注意保護(hù)地不要成環(huán)過(guò)壓、過(guò)流的抑制過(guò)電壓防護(hù)器件：放電管、壓敏電阻、TVS過(guò)電流防護(hù)器件：PTC＋TVSPCB的EMC設(shè)計(jì)合理布局電地分割、模數(shù)分割疊層設(shè)計(jì)20H原則與3W原則電容的選取與放置布線原則時(shí)鐘、關(guān)鍵線路、差分對(duì)的布線PCB布局原則模擬、數(shù)字電路分區(qū)高速、時(shí)鐘信號(hào)是主要的干擾和輻射源，盡量布在內(nèi)層高速、中速和低速數(shù)字電路分區(qū)

PCB疊層原則電源平面盡量靠近地平面，并且電源平面在內(nèi)。布線層、尤其是高速信號(hào)至少與一個(gè)電地層相鄰。20H原則20H原則：所有具有一定電壓的印制板都會(huì)向空間輻射電磁能量，為減小這個(gè)效應(yīng)，印制板的物理尺寸都應(yīng)該比最靠近的接地板的物理尺寸小20H，其中H是兩個(gè)印制板面的間距。按照一般典型印制板尺寸，20H一般為3mm左右。當(dāng)電源層縮進(jìn)20H時(shí)，電源平面對(duì)外的輻射強(qiáng)度下降70％。線路板邊緣的一些問(wèn)題關(guān)鍵線（時(shí)鐘、射頻等）產(chǎn)生較強(qiáng)輻射無(wú)地線電源層地線層20H3W原則3W原則：當(dāng)兩條印制線間距比較小時(shí)，兩線間會(huì)發(fā)生串?dāng)_。為避免發(fā)生串?dāng)_，應(yīng)保證兩線間的走線中心間距不小于3倍的走線寬度，即兩個(gè)走線間邊到邊的距離必須大于單一走線寬度的二倍。3W原則的基本出發(fā)點(diǎn)是使走線間的耦合最小。注意：3W原則代表的是干擾電流中約70％的通量邊界，要想得到約98％的通量邊界，應(yīng)使用10W原則。印制線條的寬度取決于線條阻抗的要求：太寬會(huì)減少布線的密度,增加成本太窄會(huì)影響傳輸?shù)浇K端的信號(hào)的波形和強(qiáng)度電源線濾波器的基本電路共模扼流圈差模電容共模電容共模濾波電容受到漏電流的限制電源濾波器的特性損耗頻率理想濾波器特性實(shí)際濾波器特性30MHz越來(lái)越受到關(guān)注第五部分電磁兼容試驗(yàn)電磁兼容試驗(yàn)抗擾度測(cè)試 測(cè)試在存在電磁干擾的情況下，設(shè)備、系列或分系統(tǒng)對(duì)外界干擾的抵抗能力。電磁發(fā)射測(cè)試 測(cè)試設(shè)備、系統(tǒng)或分系統(tǒng)發(fā)射的電磁能量對(duì)外界的干擾程度。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參考公司《電磁兼容測(cè)試指南》抗擾度測(cè)試參照IEC1000-4系列標(biāo)準(zhǔn)靜電放電（ESD）抗擾輻射（RE）抗擾傳導(dǎo)（CE）抗擾電快速瞬變脈沖群（EFT）抗擾雷擊浪涌抗擾電壓跌落、短時(shí)中斷抗擾電磁發(fā)射測(cè)試參照CISPR22及EN55022系列標(biāo)準(zhǔn)，考察設(shè)備對(duì)外界的干擾度輻射發(fā)射傳導(dǎo)發(fā)射EMC試驗(yàn)結(jié)果判定通過(guò)：在試驗(yàn)中，設(shè)備工作完全正常。

在試驗(yàn)中，設(shè)備受干擾影響產(chǎn)生了暫時(shí)性的功能降低，但撤消干擾后，設(shè)備的功能可以自動(dòng)恢復(fù)正常。

在試驗(yàn)中，設(shè)備受干擾影響產(chǎn)生了暫時(shí)性的功能降低，但干擾撤消后，設(shè)備的功能需要人工復(fù)位后方能恢復(fù)。

不通過(guò)：在試驗(yàn)中，受干擾的設(shè)備產(chǎn)生了不可逆轉(zhuǎn)的損傷，包括元器件的損傷、軟件或數(shù)據(jù)丟失等。

靜電放電（ESD）抗擾目的：模擬操作人員或物體在接觸設(shè)備時(shí)放電及人或物體對(duì)鄰近物體的放電，以考察被試設(shè)備抵抗靜電放電干擾能力。前者是通過(guò)導(dǎo)體直接耦合，屬于直接放電影響。后者是通過(guò)空間輻射耦合，屬于間接放電影響。參照IEC1000－4－2標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)對(duì)象：用戶在使用、維護(hù)中可能觸摸到的地方。

靜電試驗(yàn)等級(jí)公司推薦一般選用等級(jí)3接觸放電空氣放電等級(jí)試驗(yàn)電壓kV等級(jí)試驗(yàn)電壓kV12122424363848415X特殊X特殊由儲(chǔ)能電容（Cs）、放電電阻(Rd)和充電電阻(Rc)構(gòu)成，模擬人體放電。ESD試驗(yàn)設(shè)備輻射抗擾目的：用以評(píng)定電子通訊設(shè)備或系統(tǒng)受到電磁輻射時(shí)的性能。

參照IEC1000－4－3考察對(duì)象:整機(jī)考察頻段:80–1000MHz,1KHz80%幅度調(diào)制

試驗(yàn)設(shè)備：電波暗室(或電波小室)、射頻信號(hào)發(fā)生器、功率放大器等。輻射抗擾性試驗(yàn)設(shè)置LoadEUTgeneratorAbsorberSeptum輻射抗擾性試驗(yàn)等級(jí)傳導(dǎo)抗擾目的：評(píng)估通訊和電子設(shè)備的供電電源端口、信號(hào)和控制端口在受到射頻電磁場(chǎng)傳導(dǎo)騷擾信號(hào)干擾時(shí)的性能。試驗(yàn)等級(jí)：設(shè)備工作電磁環(huán)境較好，周圍無(wú)大的輻射場(chǎng)，選取等級(jí)2，即試驗(yàn)電壓3V。工作的電磁環(huán)境惡劣（如使用移動(dòng)電話，附近有廣播發(fā)射機(jī)等），選取等級(jí)3，即試驗(yàn)電壓10V。掃頻測(cè)量的頻率范圍為0.15～80MHz。

試驗(yàn)設(shè)備：信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、耦合去耦器、電流夾、電磁夾等。

電快速瞬變脈沖群抗擾目的：驗(yàn)證通訊和電子設(shè)備對(duì)來(lái)自操作暫態(tài)過(guò)程(如開(kāi)斷感性負(fù)荷、繼電器觸頭彈跳等)中的各種類型瞬變擾動(dòng)的抗擾性。參照IEC1000－4－4考察對(duì)象:電源端口,保護(hù)地,信號(hào)端口和控制端口試驗(yàn)設(shè)備：瞬變脈沖群發(fā)生器，耦合去耦網(wǎng)絡(luò)，容性耦合鉗等。電快速瞬變脈沖群試驗(yàn)等級(jí)雷擊浪涌抗擾目的：一般用來(lái)模擬被測(cè)設(shè)備在不同環(huán)境下遇到的間接雷擊，或開(kāi)關(guān)切換過(guò)程中所造成的電壓和電流浪涌。參照IEC1000－4－5考察對(duì)象:電源口,信號(hào)口和控制口試驗(yàn)等級(jí)：直流電源：線－線0.5kV，線－地1kV。交流電源：線－線1kV，線－地2kV。電壓跌落、短時(shí)中斷抗擾目的：模擬由于供電電網(wǎng)、變電設(shè)備發(fā)生故障或負(fù)荷突然發(fā)生大的變動(dòng)或負(fù)荷連續(xù)變化引起的電網(wǎng)電壓瞬時(shí)跌落和短時(shí)中斷,測(cè)試被測(cè)設(shè)備的抗擾性。參照IEC1000-4-11