电磁兼容设计与测试演示文稿

1、电子产品的电磁兼容设计(shj)与测试 作者：刘云江 中国(zhn u)电子科技集团第54研究所 高级工程师 国际无线电科联（URSI）中国委员会 委员 国际电气与电子工程师协会（IEEE） 会员 IEEE EMC Society （电磁兼容学会）会员 中国电子学会电磁兼容专业委员会 委员 2004-04-101电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页内容提要(ni rn t yo)本讲座以通信类电子产品为背景、以电磁兼容设计为重点，介绍了电磁兼容（EMC）的基本概念、EMC指标、EMC三要素、EMC问题分类、解决EMC问题的基本方法、产品EMC设计的目标；产品EMC设计的基础知识；重点讲述了产品

2、EMC设计的主要内容，包括PCB（含高速PCB、布局、布线等）的EMC设计、结构EMC设计、屏蔽、接地与搭接、滤波、信号接口、工艺、器件选用、软件设计要求、EMC测试以及(yj)如何使你的产品顺利通过EMC认证测试、存在EMC问题的设备如何进行整改等内容，可供EMC工程师、电路设计工程师、结构设计工程师以及管理工作者参考。 对于瞬态骚扰的抑制、瞬态骚扰源以及如何选用瞬态骚扰抑制器，可以做专题研讨，作者曾做过“射频（1GHz以上）电路的ESD防护”的专题研究，并得出在现有的器件条件下的若干防护方法，可与感兴趣的同志交流。2004-04-102电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页什么(shn me

3、)是 EMC ？ EMC （Electromagnetic Compatibility）是涉及多种学科的综合性科学，对电子行业来说，这种技术的目的在于使设备或系统在共同的电磁环境中，既不受电磁环境的影响能够正常工作，也不会给环境带来严重电磁污染，而影响其他设备或系统的正常工作。在日本，EMC 也称作环境电磁学，因为研究的对象(duxing)也包括处于电磁环境中的生物和人*。对电子设备而言，主要问题是EMI和EMS 。 1964 年美国的 IEEE 学报Transaction RFI分册更名为EMC分册，EMC 至今已有几十年的历史，我国全面认识EMC 则是在上世纪80年代中后期。2004-04

4、-103电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页EMC 三要素所有EMC问题的产生和解决，都离不开下面(xi mian)的三个方面： 干扰源 耦合途径(tjng) 敏感接受器2004-04-104电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页解决EMC问题的基本(jbn)方法问题解决法- 最原始的、最苯的方法，不懂得EMC理论，盲目(mngm)地、头痛医头脚痛医脚地去解决出现的问题；标准规范法-标准、规范是 前人经验的总结，但标准并非放之四海而皆准，符合了标准并非定能实现EMC，可能产生欠设计或过设计；标准可以不断地完善、修订，所以越来越具有权威性；EMC标准可分为基础标准、通用标准和专用标准，有指导性的（

5、如一些设计指导规范）和强制性的（有限值要求）；国际上有国际电工委员会（IEC）标准、国际无线电干扰特别委员会（CISPR）标准，欧洲标准（EN）等，美国军标（MIL-STD-）、中国国家标准（GB）、国军标（GJB）等；系统法-基于EMC的分析预测，在产品开发、生产和使用的全过程开展EMC设计和控制；EMC诊断技术- 使用简单的仪器查找EMI源，问题定位，以及是否达标的初步评估。2004-04-105电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页EMC问题(wnt)的分类系统间（ Inter System） EMC问题系统内（ Intra System） EMC问题EMI （Electromagneti

6、c Interference） 电磁干扰EMS （ Electromagnetic Susceptibility） 电磁(dinc)敏感度EME （Electromagnetic Environment） 电磁环境EMCEMIEMSEME2004-04-106电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页产品EMC设计(shj)目标 产品EMC设计总的目标，是实现产品在指定的电磁环境中的电磁兼容性。 对于(duy)一般整机产品，EMC设计目标是：实现产品本身的电磁兼容，即 不因产品内部的电磁干扰而使该产品不能正常工作；为适应产品定位、市场准入而必须满足特定的电磁兼容标准。2004-04-107电磁兼容技

7、术培训教材（一）共七十三页EMC主要(zhyo)指标- EMI类传导发射（CE - Conducted Emission） 针对电源线和信号线辐射发射 （RE - Radiated Emission） 针对整个设备谐波干扰(gnro)（Harmonic） 针对AC电源口电压波动（Fluctuation）针对AC电源口指标分析2004-04-108电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页EMC主要(zhyo)指标- EMS类静电放电（ESD）针对整个设备，可能有传导和辐射两种方式 ；电快速瞬变脉冲群（EFT）针对电源(dinyun)和信号接口浪涌（SURGE）针对电源和信号接口射频传导敏感度（CS）

8、针对电源和信号接口辐射敏感度（RS）针对整个设备电压跌落（DIP）针对AC电源口指标分析2004-04-109电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页产品EMC的其他(qt)指标DC电源口的电压跌落(dilu)DC电源口的浪涌防护工频磁场敏感度电力线感应（Power induction）针对实际使用中长于500m的信号线2004-04-1010电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页解决(jiju)EMC问题的时机从产品设计阶段就考虑(kol)EMC设计，成本最低，也最容易。新产品开发中进行EMC设计的重要性设计样品成品容易程度成本 设产品开发所需 EMC 费用为1，则到定型时再考虑EMC则为10，到

9、批量生产时为100，到现场安装时为1000！2004-04-1011电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页EMC问题的一般分析解决(jiju)方法确认被干扰对象，估计干扰门限；确认干扰源，估计干扰电平大小；确认干扰耦合机制(jzh)、耦合途径；确定干扰余量（一般为6dB）；提出解决方案；用实验确认结果。系统级EMC问题2004-04-1012电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页EMC问题的一般(ybn)分析解决方法根据产品定位确定(qudng)适用标准确认并列出各项EMC指标进行EMC设计（电路、结构、PCB等）产品生产加工 （工艺控制）EMC摸底测试，问题定位和整改EMC认证测试设备级EMC问

10、题2004-04-1013电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页EMC分析预测(yc)的一般概念建立数学模型（干扰源模型、接收设备模型、耦合模型）确定门限和干扰余量建立干扰方程，编制预测程序计算机分析计算检查结果(ji gu)，修改设计，再计算系统EMC 设计方法之一 基于数学方法和计算机技术2004-04-1014电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)级EMC设计基础知识传导 直接传导 - 通过电源线、互连线 间接传导 - 通过公共(gnggng)地线阻抗、 公共电源阻抗辐射 通过电磁波 （ r /2）感应 通过电场或磁场近距离感应耦合 （ r /2）电磁信号的耦合机制2004-

11、04-1015电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)级EMC设计基础知识传导(chundo)耦合示意图电磁信号的耦合机制电源干扰电路敏感电路 干扰电路电源线传导互连线传导敏感电路有骚扰源的线感应感应-传导耦合 敏感电路 干扰电路 敏感电路GND公共地线阻抗公共地线阻抗耦合2004-04-1016电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)级EMC设计基础知识滤波 - 多用低通滤波器，有时也会用到带通或带阻滤波器，滤波电路有多种形式，有LC滤波器、PI型滤波器等，应注意滤波器参数设计与要滤除干扰信号的关系，有各种( zhn)成品EMI滤波器可以选购；隔离 - 在数字电路中，

12、可以用光电隔离器件进行隔离；模拟电路可用变压器隔离，来阻断或减少电磁骚扰的传导；去耦 - 通常用去耦电容器，其本质还是滤波。抑制传导类耦合的基本方法2004-04-1017电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页典型的电源(dinyun)滤波电路设备(shbi)级EMC设计基础知识抑制传导类耦合的基本方法*共模线圈差模线圈Cy1Cy2C xINOUT2004-04-1018电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)级EMC设计基础知识尽可能使导线间的分布电容降低；尽可能缩短导线长度、加大导线间距；导体下增加一块接地平面可减小导线间分布电容；隔离，例如(lr)在相邻的信号线之间布上地线；降

13、低d v /d t ，可能时尽量适用沿时间较长的数字器件；尽可能降低负载阻抗；增加旁路电容，类似于降低了负载；屏蔽，电场屏蔽要求屏蔽体必须良好接地。抑制电场耦合的基本方法2004-04-1019电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)级EMC设计基础知识减少干扰回路、敏感回路所含盖的面积；使敏感回路与干扰源的距离尽可能远；使敏感回路轴向与干扰磁场方向垂直；减小回路互感；加大导线间距、缩短导线长度；使导线尽可能接近地平面；降低磁场干扰源强度；屏蔽，磁场屏蔽更注意(zh y)屏蔽体的完整性，低频磁场还要注意(zh y)屏蔽材料的选择。抑制磁场耦合的基本方法2004-04-1020电磁兼

14、容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)级EMC设计基础知识设备 屏蔽 降低干扰源发射(fsh)电平和敏感接收器的灵敏度 拉开发射和接收天线的距离系统 时域、空域、频域、方位*、其他（如技术体 制-CDMA可与窄带系统兼容） 抑制辐射干扰的基本方法2004-04-1021电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)EMC设计需考虑的关键要素电源(dinyun)设计、外购电源(dinyun)模块的选择（开关电源(dinyun)）接地系统（DGND、AGND、PGND、BGND）结构设计（布局、屏蔽、搭接、接地母线）PCB设计（单板布局、布线、分层，高速背板）信号接口设计（包括电缆、

15、连接器选择）工艺设计材料、器件选择其他（可维护性、成本等的考虑）2004-04-1022电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页 电源滤波和滤波电路（器件(qjin)）的位置电源的启动与关闭电源层（或线）的设计PCB的EMC设计(shj)PCB电源的EMC考虑PCB电源应考虑以下几个方面：2004-04-1023电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)针对整块单板的电源滤波(lb)电路必须放在单板入口处针对器件和单元电路的滤波电路必须就近放在相应器件和电路旁边敏感电路*、干扰源电路*的电源必须单独滤波必须考虑在整块单板上和（或）大功率器件旁均放置储能（BULK）电容器PCB

16、电源的滤波2004-04-1024电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj) 是否有缓启动要求？有时要考虑电源启动和关闭的顺序，这是由于(yuy)：减少电源启动和关闭时所产生的干扰出于电路功能正常实现的需求PCB电源的启动2004-04-1025电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)PCB板上的电源层要和地层紧邻设置，或电源线要和地线紧邻并排走线，以减小环流面积；避免电源的输入、输出线就近平行走线；避免信号线和电源线（尤其是滤波器前）就近平行走线；电源和对应信号之间也要避免大的环路，当不同电平的单元电路间存在信号联系时，其信号线必须尽可能以地平面

17、(pngmin)为参考平面(pngmin)走线；当有多个电源平面(pngmin)时，不同电源面之间需要连接一个低电感的电容；如果PCB上需要安装小型电源模块，要注意开关型电源模块是重要的干扰源，其布局布线时应予以充分考虑。PCB电源的布板2004-04-1026电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)不同性质的电路必须有各自独立的布局空间，不能混杂在一起，这些电路包括：数字电路与模拟电路、高频电路与低频电路、其他(qt)敏感电路（复位电路、比较器输入、PLL的滤波输出VCO控制端、弱信号电路等）与干扰源电路（时钟晶体振荡器、开关电源模块、高速芯片、继电器等）；布局时需考

18、虑使信号走线尽可能短，特别是高速信号走线、大电流信号走线的长度应尽可能短；电流较大、频率较高的电路、敏感电路靠近电源放置；驱动器件要靠近负载放置；接口器件靠近接口放置；禁止将不相干信号线上的电感和类似器件就近平行放置，同时这些器件也要尽可能远离大电流信号线、高速信号线。PCB的布局2004-04-1027电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)视电路复杂程度、信号线密集(mj)程度按需要分层；根据电源层、地层的需要进行分层；根据关键信号线的走线要求进行分层；根据关键器件的要求进行分层；电源层、走线层一般应遵循20H原则，以减小单板辐射，即尺寸比地层小20H，H为层间距；

19、高水平的设计应该是尽可能减少层数，同时又满足电路性能和EMC要求。PCB的分层2004-04-1028电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj) PCB的分层 某12层单板分层举例(j l)*1 TOP （元件层） 10 ART 102 GND 02 11 PWR 113 ART 03 12 BOTTOM (GND 有部分元件）4 ART 045 GND 056 ART 067 PWR 078 GND 089 ART 09这是某设备的一个实际单板，原来为14层，改进后为现在的12层。2004-04-1029电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)避

20、免信号间的串扰，保证信号质量；信号走线所构成的回路面积尽可能小；优先走好重要的信号线，例如时钟线、复位线、高速差分信号线、信号总线等；较长信号线特别是高速长线（L1/4波长）要进行阻抗匹配(z kn p pi)，以减小反射。PCB的布线 - 一般要求2004-04-1030电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)对于一般的信号(xnho)走线，为了减小线间串扰，线间距通常可遵循3W规则，即印制线的中心点到相邻印制线的中心点的距离为3W，或1W/H3（W为线宽，H为层厚）；对于信号线特别是高速信号线，要保证它们在走线方向上有一个连续的镜像平面；尽量使板上的信号走线构成的回

21、路面积最小，包括地回路和电源回路；电源与地之间同样也要使它们的回路面积最小；对于多层板，必须尽可能保持地平面的完整性；晶振或其他高速器件、敏感器件，建议在其下布一地层，即没有信号线从器件下穿越；对于相邻两层信号走线，如果不可避免地需要相交，可使其十字相交；即使它们是平行走线，也建议使它们之间保持足够的距离；PCB的布线 - 布线规则2004-04-1031电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)禁止使相邻层不同的电源平面交叠放置；信号线要尽可能避免出现分支线（STUB），如果不可避免则应使分支线尽可能短；时钟线或类似高速信号线在长于1/4波长时，必须当作传输线来处理，即

22、布线时将它们布成带状线或微带线；双面板上的时钟线，可让地线伴随(bn su)它走线；对于其他重要的信号线也可以采用这种处理方法；信号线走线需要弯曲时，通常禁止直接成直角转弯，一般可与走向成45度角连续转弯，对高速线建议采用圆弧形转弯；信号线的长度不能和其上所走信号频率构成谐振关系*；高速线应使其线阻抗尽可能保持一致，即信号线尽可能有少的过孔、少弯曲、少跨层、线宽和间距严格保持一致等；PCB的布线 - 布线规则（续）2004-04-1032电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)时钟线、高速线应尽可能在一层或邻近的两层信号层里走线；通常(tngchng)应尽可能在同一层里

23、走完大部分线；一般应禁止跨多层走线，例如，从顶层到底层；如果不能满足要求，则必须采取相应的对策措施；时钟线、高速线禁止穿越密集过孔区，禁止在器件引脚间走线；尽可能避免在PCB上成一条直线布上密集、连续的过孔；尽可能使电源、地平面连续地延伸到I/O接口连接器里，且使它们包围住每一根插针，避免使地平面、电源平面出现长条缝隙；禁止不同单元电路的信号线跨区域走线，例如，使模拟信号线走到数字区域里去，或数字信号走到模拟区域里去；高速差分信号线和类似信号线尽可能在单板上同层、等长、对称、就近平行地走线，差分线对的中间不要走其他信号线；PCB的布线 - 布线规则（续）2004-04-1033电磁兼容技术培训

24、教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)如果单板上存在地分割，则跨分割平面走线的信号线必须(bx)在连接桥上或靠近连接点走线，即高速信号线跨分割要带地线：PCB的布线 - 布线规则（续）某信号线增加的一条地线地平面2004-04-1034电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)高速信号线跨层传输时，要在信号过孔处增加地层(dcng)过孔，亦即代地线传输：PCB的布线 - 布线规则（续）GNDGNDARTART信号线及其过孔连接地线及其过孔连接2004-04-1035电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)高速弱信号线（是PCB上最高等级的

25、信号线）、强骚扰(soro)源如时钟信号线的包地处理：PCB的布线 - 布线规则（续）信号波长：参考RF4材料，100MHz表面层波长76000mil，内层波长56000mil信号线与地线间距d不能太小，建议大于信号线到地层的距离过孔到地层波长/20d包地线信号线2004-04-1036电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)高速(o s)信号线的地隔离：PCB的布线 - 布线规则（续）高速线高速线地线波长/4过孔到地2004-04-1037电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj) 目的(md)：a 信号完整性的需要； b EMC需要-反射会形成

26、干扰常用方法：始端串电阻、终端并电阻、终端并RC网络、其他方法（戴维宁网络、二极管等）；需匹配的信号线长度估算：L maxt r / 2tpd L的单位为cm ，t r是信号沿时间，t pd 是延迟时间，单位为 n s ；微带线的长度估算：L max 9tr ：带状线的长度估算：L max 7tr ：RC匹配时，通常取RC时间常数2倍信号延时，RC网络的电容通常取200 600PF左右；信号线阻抗的变化应保持10%以内，特殊情况下应保持在20%30%以内（包括负载变动引起的阻抗变化）；重要信号线走线的阻抗必须预先规划好。PCB高速信号线的阻抗匹配2004-04-1038电磁兼容技术培训教材（一

27、）共七十三页PCB的EMC设计(shj)PCB板的滤波包括电源滤波和信号线的滤波；目的：避免单板内不同单元电路或器件之间相互干扰，避免外部干扰通过电源线 、互连线进入单板，以及单板内产生的干扰耦合到单板外；主要滤波器件：电感、电容、磁珠与磁环、共模差模线圈、电阻、浪涌防护器件、封装好的滤波器等；根据需要(xyo)进行滤波器参数设计或选用封装好的滤波器；进出单板的信号线、电源线的连接器可选用滤波连接器。PCB板的滤波2004-04-1039电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)PCB板的滤波(lb)*Vcc 时钟 晶振10微法0.1 微法磁珠Vcc推荐的时钟晶体振荡器滤

28、波电路to GND10微法的大电容为储能电容2004-04-1040电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj) 信号接口设计(shj)应考虑的主要问题：接口电路设计，包括信号匹配、滤波；接口电路的隔离、信号线隔离；地线处理，地线分割与隔离；接口连接器的选择；接口信号电缆的选择；接口连接器的屏蔽连接工艺等。信号接口设计2004-04-1041电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)接口芯片以及相应的滤波、防护、隔离等器件，应尽可能沿信号流方向成直线放置在靠近接口连接器处，连线要尽可能短；接口信号驱动电路要就近放置在连接器附近；模拟信号接口与数字信号接

29、口、低速逻辑信号与高速逻辑信号接口等，当连接器之间存在干扰可能时，必须采取隔离、屏蔽措施(cush)；尽可能选用有滤波功能的连接器；同一连接器内有不同类型的信号时，必须用地针隔离这些信号，特别是一些比较敏感的信号；通常不要在接口附近区域放置不相干的高速器件和敏感器件，否则要采取相应措施；对于A/D、 D/A芯片或类似的接口芯片，要给芯片提供一个完整、连续的地平面（除非供应商另有要求）；信号接口设计的具体要求2004-04-1042电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)禁止接口芯片、器件跨接不同的地平面，除非是专用的滤波隔离器件；禁止在接口连接器附近走不相干的高速信号和

30、敏感信号，一般信号也尽可能不要在这一区域走线；禁止不同接口的信号线或同一接口中不同类型的信号线走到其他接口或其他单元电路区域里去；PCB板的一些走线规则，在接口区域同样要遵守甚至更为严格；高频、高速信号的连接器应选用带有屏蔽外壳的连接器；必要时可采用隔离变压器、光电耦合器等对接口信号进行(jnxng)滤波防护，隔离器件的输入、输出线不能就近平行走线；对于较低频率信号，通常采用1000PF以下的高频电容滤波；信号接口设计的具体要求（续）2004-04-1043电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页PCB的EMC设计(shj)为了抑制高频骚扰的发射与耦合，建议(jiny)采用LC或RC低通滤波器，L

31、可采用磁珠；如果用T型滤波器，C可采用三端电容；如果接口区域进行了地分割（分出一块“干净”地），则滤波磁珠等应跨接在分割区两侧，将输入输出两部分隔离开；接口芯片的电源通常要采取严格的滤波措施，例如选用PI型滤波和性能更好的器件；除非器件资料里明确要求，接口芯片的不用引脚特别是输入端的引脚不能悬空，视情况可直接接地或电源；接口连接器金属外壳与电缆屏蔽层要360度环绕有效连接，通常连接电阻不大于25毫欧姆。信号接口设计的具体要求（续）2004-04-1044电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页接地(jid)设计给信号提供最低阻抗的回路；使电源和信号回路面积(min j)最小；使各电路间的公共阻抗最

32、小；一般不主张分地，必要时可分数字地与模拟地、保护地与工作地；最终单点汇接大地。接地的原则2004-04-1045电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页接地(jid)设计设备电路接地通常有以下几种(j zhn)方法：悬浮地串联单点接地并联单点接地并联多点接地混合接地接地的方法 工作频率小于1 MHz 低频时用工作频率大于30MHz工作频率在1 30MHz很少使用2004-04-1046电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页接地(jid)设计悬浮地指的是设备内部的地不与外面的参考地直接连接。利用悬浮地可避免地系统噪声耦合到设备内部，一般用于极敏感的小电路系统。悬浮地的一个很大缺点是容易(rngy)受

33、静电感应或静电积累的影响 ，所以为避免这一影响悬浮地通常要通过一个大电感或其他器件与设备参考地相连，以泄放静电。悬浮地一般很少使用。接地的方法- 悬浮地2004-04-1047电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页接地(jid)设计接地的方法(fngf)- 串联单点接地缺点：公共地线较长，容易产生公共地线阻抗耦合，模块间容易相互干扰，故一般只用于低频情况。优点：简单方便，占用面积小。电路1电路3电路2参考地2004-04-1048电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页接地(jid)设计接地的方法(fngf)- 并联单点接地各单元与地自成回路，其地电位只与本电路的地电流及地线阻抗有关，不受其他电路影

34、响。随着频率的增加，地线阻抗会增加，地线间串扰会增加，故不适用于高频高电平电路，频率上限与地线长度、宽度等因素有关。这种方式对低频和较高频率是适用的，是通常推荐的方式。电路1电路3电路2参考地2004-04-1049电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页接地(jid)设计接地(jid)的方法- 并联多点接地(jid)电路1电路3电路2参考地这种方法有利于降低高频时的地阻抗，适用于高频信号系统。这种方法要求参考地的阻抗以及接地连接阻抗尽可能低，通常单板的参考地是地平面，有时是金属机壳。为避免接地环路，要求接地点之间的距离不大于最大信号波长的1/20，至少要保证1/10 。2004-04-1050电

35、磁兼容技术培训教材（一）共七十三页接地(jid)设计 AGND 模拟信号地 DGND 数字信号地 PGND 保护地（单板 设备） BGND 电源(dinyun)地 接地电阻* 设备接地 （单点接大地） 防雷接地 （独立接大地）与接地有关的一些概念2004-04-1051电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)结构的EMC设计设备(shbi)机柜、机箱的布局设计主要考虑：设备公共接地母线的安排与设计；设备各功能模块（子架）的位置分布，合理的布局可避免模块间的相互干扰；设备对外接口的位置安排；设备电源的布局和走线要求；设备内部模块间连线布局和走线要求。结构布局2004-04-1052电

36、磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)结构的EMC设计 在干扰源与和敏感电路之间用金属材料隔开，在一定程度上起到隔离电磁干扰的目的，这就是屏蔽。金属材料是通过吸收和反射(fnsh)来达到屏蔽的效果的。 一个无缝屏蔽体的屏蔽效能与下列因素有关：屏蔽材料的厚度干扰信号的频率屏蔽材料的相对磁导率（低频）屏蔽材料的相对电导率（高频） 事实上无缝屏蔽体是不存在的，其孔洞、缝隙（如门、通风孔等）的大小和处理是否得当，是屏蔽效果的重要关键。结构屏蔽 - 屏蔽的的原理2004-04-1053电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)结构的EMC设计 屏蔽效果直接影响设备的RE、 RS等重

37、要指标，设计时应考虑以下因素：结构材料、屏蔽材料的选择*，一般通信机柜可用1.2mm冷轧钢板；屏蔽体的门、通风孔维护腔等必须作电磁密封处理；屏蔽体的缝隙(fngx)处理，确保屏蔽的完整性；屏蔽体尺寸的考虑，避免由屏蔽体尺寸形成的空腔谐振；是否有局部屏蔽要求（如功放等）；屏蔽体的施工工艺要求；其他相关因素（成本、体积、重量等）。结构屏蔽 - 屏蔽的要求2004-04-1054电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备结构(jigu)的EMC设计根据产品定位、应符合的标准、单板辐射水平以及(yj)成本等因素，合理确定结构（机柜、子架、模块外壳等）的屏蔽指标，对于外购的机柜一定要有屏蔽指标要求并在到货

38、后验收；机柜屏蔽效能指标等级划分见下表： （dB数为屏蔽效果）结构屏蔽 - 屏蔽的设计要点级别 频率范围 30 230MHz 频率范围 2301000MHz E 20dB 10dB D 30dB 20dB C 40dB 30dB B 50dB 40dB A 60dB 50dB2004-04-1055电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备结构(jigu)的EMC设计结构屏蔽设计的主要矛盾在门、通风孔、缝隙的处理，一般而言结构材料的影响很小，目前采用的1.2mm冷轧钢板已足够；对屏蔽体缝隙长度和孔径的要求，一般应小于0.01 0.05信号波长，当f2GHz时波长等于0.15m， 0.01 0.0

39、5信号波长等于1.5 7.5mm，如果(rgu)要考虑测试到12.75 GHz ，孔径就更小了；一般通风孔径应不大于6mm ；综合考虑整机的屏蔽方案，如关键元器件/电路的屏蔽、PCB板的屏蔽、模块屏蔽、子架/插箱的屏蔽、机柜屏蔽等，局部屏蔽可降低对机柜屏蔽的要求以降低成本；屏蔽体结构简洁，尽可能采用大块完整的材料，不要零碎拼接，以减少缝隙，尽可能减少不必要的孔洞；避免开细长孔，通风孔采用圆孔阵列排放；结构屏蔽 - 屏蔽的设计要点（续）2004-04-1056电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备结构(jigu)的EMC设计当屏蔽与散热矛盾(modn)时，尽可能开小孔、多开孔，避免开大孔；屏蔽

40、体要良好接地，结构件各部分要良好搭接，搭接条要有足够的截面积，以降低搭接条的电感从而降低射频阻抗；良好的接地系统，机柜等屏蔽体内部应有接地汇流条，地电流走线（汇流条）不走面（屏蔽体表面），汇流条使用有足够截面积的紫铜带，各种地线（信号地、保护地等）最终汇接于一点接大地；注意进出屏蔽体的电缆连接器的接地，不破坏屏蔽连续性；结构加工工艺与屏效关系重大，如搭接表面的平整、清洁无油污、搭接连接点（铆接或螺接）的间距、压力、喷漆不破环门密封处的电气连接等。结构屏蔽 - 屏蔽的设计要点（续）2004-04-1057电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备结构(jigu)的EMC设计搭接是金属结构连接的重要

41、方式，其目的(md)是在不同的金属结构件之间提供良好的电气连接，使整个设备机体尽可能保持等电位。阻抗特性是搭接效能的主要标志，搭接电阻一般应在毫欧姆级（如25毫欧）；搭接质量与搭接面大小、搭接表面处理（平整、清洁等）、搭接方式、压力大小（如螺接的压力）、搭接条截面积大小有关，搭接条要有一定的宽度，其长宽比应等于5:1 3:1 。结构的搭接2004-04-1058电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)结构的EMC设计根据信号特性适当选择电缆，如单层屏蔽、双层屏蔽以及铠装电缆等；在要求较高时，屏蔽层内应提供(tgng)信号回流通路，不要用外屏蔽层作信号回流；对于高频信号，外屏蔽层与金

42、属连接器要有360度的有效连接，不要使用“猪尾巴”接地，以保证屏蔽的完整性，且保证电缆阻抗的连续性；进出机柜的电缆连接器与机柜金属面必须保证有效的电气连接，连接阻抗应尽可能小。电缆的EMC -电缆的屏蔽2004-04-1059电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备结构(jigu)的EMC设计机柜内部的信号线避免与电源线就近平行走线或捆扎在一起，对于不可避免的相交应采用十字相交的方法；不同种类的信号线，特别是可能产生相互干扰的信号线也要避免就近平行走线或捆扎在一起；所有输入、输出线（包括滤波器的输入输出线）也要避免就近平行走线或捆扎在一起；所有走线应尽可能贴近地平面（金属柜体）走线；所有走线都

43、应尽可能短；长距离的屏蔽线，其屏蔽层每隔1/20 信号波长或1/10波长接地一次；通常(tngchng)线缆应分类捆扎，大信号、弱信号、骚扰源信号、敏感信号等线缆要区分开。电缆的EMC -线缆的走线2004-04-1060电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页设备(shbi)结构的EMC设计双绞线对于抑制较低频率磁场干扰(gnro)很有帮助；同轴电缆通常用于传输较高频率信号；双绞线的两根线必须是信号线和对应的信号回线，或者是信号线和对应的地线；排线紧挨着的两根线必须是信号线及其对应的信号回线或地线，不得与其他线对相互参杂；双层屏蔽线会有更好的屏蔽效果，这时外屏蔽层只作屏蔽，内屏蔽层可作信号回线；

44、建议屏蔽线优先采用双端接地。电缆的EMC -线缆的选择与使用2004-04-1061电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页硬件器件(qjin)选择与EMC在满足功能的条件下，选择沿速率较低的器件； 脉冲信号频谱： BW1/tr BW为主包络频谱宽度，=3.14 tr为脉冲上升沿时间，当tr =2ns 时 BW=159MHz，实际可达10BW即1.6GHz在满足功能前提下，选用低电平器件有利于EMC，例如选用低电平的信号总线，产品的辐射发射就好控制；高电平传输(chun sh)有利于提高信号/干扰比；采用差分信号有利于EMC性能*；连接器必须考虑其接地、屏蔽以及是否含有滤波器等。2004-04-1

45、062电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页软件设计与EMC现代电子设备中大量使用微处理器和计算机控制，软件在产品开发中占有很大比例，因此软件设计要考虑EMC； 干扰对软件的影响：程序跑飞、流程错误，无法运行或进入死循环，或出现非正常中断和复位，或使暂存数据错误和丢失； 软件设计中常用的抗干扰措施有： 冗余设计、计算机容错技术 自动检测与故障处理技术 标志(biozh)查询与软件陷阱 程序限时运行与限界运行 看门狗复位或重新启动软件抗干扰的前提：干扰尚未引起硬件的破坏，RAM中的数据和程序没有丢失，CPU尚能工作。 2004-04-1063电磁兼容技术(jsh)培训教材（一）共七十三页电磁兼容性

46、测试(csh) * 认证测试与厂家摸底测试 测试标准 测试设备（标准实验室设备和厂家自备简易(jiny)设备） 测试场地 产品开发阶段部件和整机的EMC测试 EMI诊断技术简易设备2004-04-1064电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页如何(rh)使你的产品顺利通过EMC认证测试 * 产品开发阶段(jidun)的EMC论证 EMC指标要求 EMC设计和EMC控制措施 产品生产加工阶段的EMI控制 产品鉴定阶段的EMC测试 EMI问题定位和整改 认证测试前的摸底测试和准备工作2004-04-1065电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页存在EMC问题的设备如何(rh)进行整改 * 问题定位分析

47、 EMI诊断技术的应用 整改措施 纠正错误（如走线不当、屏蔽不连续、螺钉松动(sngdng)等） 局部改进设计 局部更换另部件 测试确认 整改的费/效比 尽可能找到并纠正错误，不急于做大的设计更改，以降低成本。 整改案例 （有时间则讲，见另文）2004-04-1066电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页总结(zngji) THE END 产品的 EMC 性能的实现涉及产品的每一个环节，其中开发阶段的EMC 设计尤为重要，只有认真作好EMC设计，才能(cinng)以最佳的费/效比解决好产品EMC问题。 讲座完毕 谢谢大家！2004-04-1067电磁兼容技术培训教材（一）共七十三页备注页 1PP

48、T5EMC 诊断技术 简易测试设备1 电磁兼容诊断测试系统 该系统由频谱仪、电场探头、磁场探头、阻抗稳定网络、电流探头、计算机、测量软件和打印机等组成，可进行EMI定位、屏蔽缝隙电磁泄露检测、电源线传导发射定量测试、无源网络插入损耗测试等。生产厂家：北京中北创新科技发展有限公司 网站：WWW.EMC-TECH.COM.CN 电话68964516 地址：北京海淀车道沟10号 邮编 1000892 美国笛奇飞（DIGFIELD）手持式场强计 重200克，测量频率范围DC12GHz，9V电池，LCD显示，拉杆天线(tinxin)，也可直接接到射频电缆上测量，平均灵敏度25

49、V 。邮购价 3500元（RMB）/台。 代理商：深圳航天星实业有限公司 网站： 电话837471583 传导抗扰度测试设备系列和静电放电测试设备系列 静电放电发生器、群脉冲发生器、雷击浪涌发生器、工频磁场发生器、周波 跌落模拟器、高频噪声模拟发生器等，可进行标准测试。 生产厂家：中日合资上海三基电子工业有限公司 电话网站： 2004-04-1068电磁兼容技术(jsh)培训教材（一）共七十三页备注页 2PPT8EMC指标EMI类 RE CE RE、CE 是电子产品EMC的关键指标，实践证明RE、CE是很多产品出现问题最多、认证测试时经

50、常过不了关的重要环节。 RE的指标通常以辐射功率dBm或场强dBV/m的方式给出；CE的指标以电压dBV的方式给出，同时都给出频率范围。 RE 产生的原因-辐射骚扰源： 主要来自设备内部的有源器件，由它们产生的功能信号、噪声和火花放电，如热噪声、散弹噪声、分配噪声、1/f 噪声等。辐射骚扰的发射方式可以是器件本身发射，或通过充当天线的互连线进行发射。凡是有骚扰电流经过的地方都会产生辐射骚扰的发射。 屏蔽机柜、屏蔽电缆可抑制掉部分辐射发射，但由于屏蔽的不完整性，仍有部分辐射骚扰发射到空间去。（1）线性电路 主要来自射频电路部分，并且频率越高越容易产生辐射，传导骚扰随频率成正比增加，而辐射骚扰则随频率平方增加。收发模块中的本振源（如晶体振荡器）、混频器、频率合成器（包括PLL的VCXO）、射频放大器特别(tbi)是功率放大器，都是重要的辐射源。2004-04-1069电磁兼容技术(jsh)培训教材（一）共七十三页 (2）逻辑电路 a.高速逻辑器件的上升/下降沿会产生极宽的骚扰频谱，如2ns的上升沿会产生主包络为15