電磁兼容性EMC(Electro Magnetic Compatibility),是指設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。因此,EMC包括兩個方面的要求:一方面是指設備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值,即電磁干擾(EMI);另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度,即電磁敏感性電磁干擾(EMI)。因此,根據(jù)定義EMC=EMI+EMS。
它是研究電磁干擾的一門技術。電磁干擾是我們周邊電磁能量使電子設備的運行產(chǎn)生不應有的響應。EMC的技術目的在于使電氣裝置或系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境條件下,既不受電磁環(huán)境的影響,也不會給環(huán)境以干擾。EMC費效比關系規(guī)律:EMC問題越早考慮、越早解決,費用越小、效果越好。
在新產(chǎn)品研發(fā)階段就進行EMC設計,比等到產(chǎn)品EMC測試不合格才進行改進,費用可以大大節(jié)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(jīng)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(jīng)濟效益的。相反,產(chǎn)品研發(fā)階段不考慮EMC,投產(chǎn)以后發(fā)現(xiàn)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(chǎn)品不能上市。
高頻信號電流流經(jīng)電感最小路徑。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(lián)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(huán)路產(chǎn)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(xù)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(huán)路面積S。
EMC 工程師必須具備的八大技能從企業(yè)產(chǎn)品需要進行設計、整改認證的過程看,EMC 工程師必須具備以下八大技能:1) EMC 的基本測試項目以及測試過程掌握;2) 產(chǎn)品對應 EMC 的標準掌握;3) 產(chǎn)品的 EMC 整改定位思路掌握;4) 產(chǎn)品的各種認證流程掌握;5) 產(chǎn)品的硬件硬件知識,對電路(主控、接口)了解;6) EMC 設計整改元器件(電容、磁珠、濾波器、電感、瞬態(tài)抑制器件等)使用掌握;7) 產(chǎn)品結構屏蔽設計技能掌握;8) 對 EMC 設計如何介入產(chǎn)品各個研發(fā)階段流程掌握。
由電磁兼容知識我們知道,電流從電壓高的地方流向低的地方,并且電流總是通過一條或更多條路徑在一個閉環(huán)電路中流動,因此有個很重要的規(guī)律:設計一個最小回路。針對那些測量到干擾電流的方向,通過修改PCB走線,使其不影響負載或敏感電路。那些要求從電源到負載的高阻抗路徑的應用,必須考慮返回電流可以流過的所有可能的路徑。我們還需要注意PCB走線。導線或走線的阻抗包含電阻R和感抗,在高頻時有阻抗,沒有容抗。當走線頻率高于100kHz以上時,導線或走線變成了電感。在音頻以上工作的導線或走線可能成為射頻天線。在EMC的規(guī)范中,不容許導線或走線在某一特定頻率的λ/20以下工作(天線的設計長度等于某一特定頻率的λ/4或λ/2)。如果不小心設計成那樣,那么走線就變成了一根高效能的天線,這讓后期的調(diào)試變得更加棘手。第一:要考慮PCB的尺寸大小。PCB的尺寸過大時,隨著走線的增長使系統(tǒng)抗干擾能力下降,成本增加,而尺寸過小容易引起散熱和互擾的問題。第二:再確定特殊元件(如時鐘元件)的位置(時鐘走線最好周圍不鋪地和不走在關鍵信號線的上下,避免干擾)。第三:依據(jù)電路功能,對PCB整體進行布局。在元器件布局上,相關的元器件盡量靠近,這樣可以獲得較好的抗干擾效果。