1、EMC的概念

EMC（Electro Magnetic Compatibility）——電磁兼容，是指電子、電氣設(shè)備或系統(tǒng)在預(yù)期的電磁環(huán)境中，按設(shè)計(jì)要求正常工作的能力。就世界范圍來說，電磁兼容性問題已經(jīng)形成一門新的學(xué)科，也是一門以電磁場(chǎng)理論為基礎(chǔ)，包括信息、電工、電子、通信、材料、結(jié)構(gòu)等學(xué)科的邊緣科學(xué)，同時(shí)也是一門實(shí)踐性比較強(qiáng)的學(xué)科，需要產(chǎn)品工程師具有豐富的實(shí)踐知識(shí)。

電磁兼容的中心課題是研究如何控制和消除電磁干擾，使電子設(shè)備或系統(tǒng)與其他設(shè)備聯(lián)系在一起工作時(shí)，不導(dǎo)致設(shè)備或系統(tǒng)的任何部分的工作性能的惡化或降低。

一個(gè)設(shè)計(jì)理想的電子設(shè)備或者系統(tǒng)應(yīng)該既不發(fā)射任何不希望的能量，又應(yīng)該不受任何不希望有的能量的影響。當(dāng)然，在電子設(shè)備或系統(tǒng)出廠前，衡量其EMC性能好壞的主要依據(jù)就是EMC測(cè)試結(jié)果。這些測(cè)試，就是衡量一個(gè)產(chǎn)品模擬產(chǎn)品在實(shí)際工作環(huán)境中發(fā)生的一些騷擾和干擾，如下圖所示：

一般電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)不考慮EMC問題，就會(huì)導(dǎo)致EMC測(cè)試失敗，以致不能通過相關(guān)法規(guī)的認(rèn)證，而不能出廠銷售。即使這種產(chǎn)品應(yīng)用到實(shí)際工作環(huán)境中，也會(huì)出現(xiàn)一些實(shí)際問題。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要不斷地研究出實(shí)用的方法來消除電磁干擾和騷擾。例如，工程師們根據(jù)需求設(shè)計(jì)出了效果良好的濾波電路，置于產(chǎn)品I/O接口的前級(jí)，可使大多數(shù)因傳導(dǎo)而進(jìn)人系統(tǒng)的干擾噪聲消除在電路系統(tǒng)的人口處;設(shè)計(jì)出了隔離電路（如變壓器隔離和光電隔離等）解決通過電源線、信號(hào)線和地線進(jìn)人電路的傳導(dǎo)干擾，同時(shí)阻止因公共阻抗、長(zhǎng)線傳輸而引起的干擾;設(shè)計(jì)出了能量吸收回路，從而減少電路、器件吸收的噪聲能量;或通過選擇元器件和合理安排電路系統(tǒng)，使干擾的影響減小。

目前，衡量一個(gè)產(chǎn)品的EMC的性能主要從以下兩個(gè)方面來考慮。

（1）EMI （Electro Magnetic Interference）——電磁干擾性能。即處在一定環(huán)境中的設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，不應(yīng)產(chǎn)生超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)所要求的電磁能量干擾。這樣的電磁干擾有：

從電源線傳導(dǎo)出來的電磁騷擾;

從信號(hào)線、控制線傳導(dǎo)出來的騷擾;

從產(chǎn)品殼體（包括產(chǎn)品中的所有電纜）輻射出來的騷擾;

從電源端口傳導(dǎo)出來的諧波電流（Harmonic）;

電源端口產(chǎn)生的電壓波動(dòng)和閃爍（Fluctuation and Flicker）。

（2）EMS Electro Magnetic Susceptibility）—電磁抗擾度性能。即處在一定環(huán)境中的設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，設(shè)備或系統(tǒng)能承受各種類型的電磁能量干擾。這種電磁能量干擾主要有：

靜電放電（ESD）;

電源端口的電快速瞬變脈沖群;

信號(hào)線、控制線端口的電快速瞬變脈沖群;

電源端口的浪涌和雷擊;

信號(hào)線、控制線端口的浪涌和雷擊;

從空間傳遞給產(chǎn)品殼體的電磁輻射;

電源端口傳入的傳導(dǎo)干擾;

電源端口的電壓跌落與中斷。

EMC 設(shè)計(jì)則是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，利用一定的設(shè)計(jì)技巧和額外的技術(shù)手段提高產(chǎn)品的EMC性能（包括產(chǎn)品的抗干擾能力和產(chǎn)品的抗騷擾水平），并能在一定環(huán)境中按照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)期望正常運(yùn)行。為了衡量到達(dá)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境前產(chǎn)品的EMC性能，則需要進(jìn)行EMC測(cè)試。對(duì)應(yīng)于以上產(chǎn)品各項(xiàng)EMC指標(biāo)，EMC測(cè)試通常也有如下兩個(gè)方面。

（1）EMI電磁干擾測(cè)試

電源線傳導(dǎo)騷擾（CE）測(cè)試;

信號(hào)、控制線傳導(dǎo)騷擾（CE）測(cè)試;

輻射騷擾（RE）測(cè)試;

諧波電流（Harmonic）測(cè)試;

電壓波動(dòng)和閃爍（Fluctuation and Flicker）測(cè)試。

（2）EMS電磁抗擾度測(cè)試

靜電放電（ESD）抗擾度測(cè)試;

電源端口的電快速瞬變脈沖群（EFT/B）抗擾度測(cè)試;

信號(hào)線、控制線的電快速瞬變脈沖群（EFT/B）抗擾度測(cè)試;

電源端口的浪涌（SURGE）和雷擊測(cè)試;

信號(hào)線、控制線的浪涌（SURGE）和雷擊測(cè)試;

殼體輻射抗擾度（RS）測(cè)試;

電源端口的傳導(dǎo)抗擾度（CS））測(cè)試;

信號(hào)線、控制線的傳導(dǎo)抗擾度（CS）測(cè)試;

電源端口的電壓跌落與中斷測(cè)試（DIP）。

2、EMC設(shè)計(jì)理念

在電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，為獲得良好的EMC性能和成本比，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行EMC設(shè)計(jì)是重要的。

電子產(chǎn)品的EMC性能是設(shè)計(jì)賦予的。測(cè)試僅僅是將電子產(chǎn)品固有的EMC性能用某種定量的方法表征出來。對(duì)于企業(yè)規(guī)范化EMC設(shè)計(jì)來講可按照以下3步實(shí)現(xiàn)。

第1步：應(yīng)在研發(fā)前期考慮EMC設(shè)計(jì)。

如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)前期不考慮EMC問題，僅寄希望于測(cè)試階段解決（表現(xiàn)為通過整改來解決設(shè)計(jì)成型產(chǎn)品的EMC問題，這樣大量的人力和物力都投入在后期的測(cè)試/驗(yàn)證、整改階段）。那么，即使產(chǎn)品整改成功，大多情況下還是會(huì)由于整改涉及電路原理、PCB設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)模具的變更，導(dǎo)致研發(fā)費(fèi)用大大增加，周期大大延長(zhǎng)。

只有在前期產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中考慮與預(yù)測(cè)EMC問題，把 EMC變成一種可控的設(shè)計(jì)技術(shù)，并行和同步于產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)的過程，才能一次性地把產(chǎn)品設(shè)計(jì)好。

第2步：通過設(shè)計(jì)提高電子產(chǎn)品的EMC性能，絕對(duì)不是企業(yè)內(nèi) EMC專家一個(gè)人所賦予的，因?yàn)镋MC絕對(duì)不可能脫離產(chǎn)品硬件、結(jié)構(gòu)等實(shí)物而存在。

因此，要使設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品一次取得良好的EMC性能，就需要提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師的EMC經(jīng)驗(yàn)與意識(shí)問題。如硬件工程師，除了原先必須掌握的電路設(shè)計(jì)知識(shí)外，還應(yīng)該掌握EMI和EMS抗干擾設(shè)計(jì)的基本知識(shí);PCB設(shè)計(jì)工程師需要掌握相應(yīng)的器件布局、層疊設(shè)計(jì)、高速布線方面的EMC設(shè)計(jì)知識(shí);結(jié)構(gòu)工程師也需要了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的屏蔽等方面的設(shè)計(jì)知識(shí)。

因?yàn)檫@些共同參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程師，要去實(shí)現(xiàn)EMC專家在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中所提出的意見，就要理解、領(lǐng)會(huì)EMC專家所提出的建議的奧秘，并與各自領(lǐng)域的設(shè)計(jì)特點(diǎn)相結(jié)合，將所有EMC問題的萌芽消滅在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段。只有所有參與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的開發(fā)人員共同提高EMC素質(zhì)，才能設(shè)計(jì)出具有高性能EMC的電子產(chǎn)品。

第3步：企業(yè)要自己建立一套規(guī)范的EMC設(shè)計(jì)體系和設(shè)計(jì)分析方法。

企業(yè)要自己建立一套規(guī)范的EMC設(shè)計(jì)體系和設(shè)計(jì)分析方法，即在研發(fā)流程中融入EMC設(shè)計(jì)分析及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的過程，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段進(jìn)行EMC的評(píng)估和分析控制，把可能出現(xiàn)的EMC問題在研發(fā)前期進(jìn)行考慮，并預(yù)測(cè)EMC測(cè)試的失敗風(fēng)險(xiǎn)。

針對(duì)可能出現(xiàn)的EMC問題進(jìn)行前期充分考慮，并找到解決方案，從而確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)束后能夠一次性通過測(cè)試與認(rèn)證。當(dāng)然，這對(duì)于企業(yè)來講，也將減少不必要的人力及研發(fā)成本，縮短產(chǎn)品上市周期。

責(zé)任編輯：lq6