各位EMC同仁,，小編長期混跡于SI/PI領(lǐng)域,，初入EMC，請多多指教,！本系列順著小編的EMC成長軌跡,，給大家推薦幾篇入門級文章，涵蓋EMC基礎(chǔ)知識、測試,、設(shè)計(jì)等,，均是業(yè)內(nèi)廣為流傳的嘔心之作，請各位品鑒,！本期主題為研發(fā)流程中EMC設(shè)計(jì)。

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    當(dāng)前,，日益惡化的電磁環(huán)境,，使我們逐漸關(guān)注設(shè)備的工作環(huán)境，日益關(guān)注電磁環(huán)境對電子設(shè)備的影響,，從設(shè)計(jì)開始,，融入電磁兼容設(shè)計(jì)，使電子設(shè)備更可靠的工作,。對于一個新項(xiàng)目的研發(fā)設(shè)計(jì)過程,，電磁兼容設(shè)計(jì)需要貫穿整個過程，在設(shè)計(jì)中考慮到電磁兼容方面的設(shè)計(jì),，才不致于返工,，避免重復(fù)研發(fā)，可以縮短整個產(chǎn)品的上市時間,，提高企業(yè)的效益,。

    一個項(xiàng)目從研發(fā)到投向市場需要經(jīng)過需求分析、項(xiàng)目立項(xiàng),、項(xiàng)目概要設(shè)計(jì),、項(xiàng)目詳細(xì)設(shè)計(jì)、樣品試制,、功能測試,、電磁兼容測試、項(xiàng)目投產(chǎn),、投向市場等幾個階段,。在需求分析階段，要進(jìn)行產(chǎn)品市場分析,、現(xiàn)場調(diào)研,，挖掘?qū)?xiàng)目有用信息，整合項(xiàng)目發(fā)展前景,，詳細(xì)整理項(xiàng)目產(chǎn)品工作環(huán)境,，實(shí)地考察安裝位置，是否對安裝有所限制空間,，工作環(huán)境是否特殊,，是否有腐蝕、潮濕,、高溫等,，周圍設(shè)備的工作情況,，是否有惡劣的電磁環(huán)境，是否受限與其他設(shè)備,，產(chǎn)品的研制成功能否大大提高生產(chǎn)效率,，或者能否給人們的生活或工作環(huán)境帶來很大的方便，操作使用方式能否容易被人們所接受,，這就要求項(xiàng)目產(chǎn)品要滿足現(xiàn)場功能需要,、易于操作等，最后要整理詳細(xì)的需求分析報(bào)告,，以供需求評審,。

    經(jīng)過企業(yè)內(nèi)部相關(guān)負(fù)責(zé)人的評審之后，完善需求分析報(bào)告,，然后是項(xiàng)目立項(xiàng),，項(xiàng)目立項(xiàng)需要組建項(xiàng)目組，把軟件,、硬件,、結(jié)構(gòu)、測試等人員安排到項(xiàng)目組中,，分配各自的職責(zé),。項(xiàng)目開發(fā)的下一階段是項(xiàng)目概要設(shè)計(jì)，將項(xiàng)目分解成多個功能模塊,，運(yùn)用WBS分解結(jié)構(gòu)對項(xiàng)目進(jìn)行功能分解細(xì)化,，根據(jù)工作量安排時間，安排具體人員,。整理項(xiàng)目概要設(shè)計(jì)報(bào)告,，總體對項(xiàng)目進(jìn)行評估，確定使用電源類型,，電源分布情況,，電源隔離濾波方式，系統(tǒng)接地方式,，產(chǎn)品屏蔽,，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)采用屏蔽設(shè)計(jì)，采用屏蔽機(jī)箱機(jī)殼,，分析信號類型,，對雷電、靜電,、群脈沖等干擾采取防護(hù)措施,。

    產(chǎn)品概要設(shè)計(jì)報(bào)告出來后要經(jīng)過相關(guān)人員評審，分析實(shí)現(xiàn)方式是否合理，實(shí)施方案是否可行,，由評審人員給出評審報(bào)告,，項(xiàng)目組結(jié)合評審報(bào)告對概要設(shè)計(jì)進(jìn)行修改后，進(jìn)入產(chǎn)品詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,，這階段的內(nèi)容包括原理圖設(shè)計(jì),、PCB設(shè)計(jì)、PCB采購及焊接,、軟件編寫,、功能調(diào)試等過程，原理圖設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到電磁兼容方面的影響,，對板級電源增加濾波電容，對信號的接口部分增加濾波電路,，根據(jù)信號類型,，選擇合適的濾波電路，若信號為低頻型號,，應(yīng)選擇低通濾波電路,，計(jì)算合適的截至頻率，選擇對應(yīng)的電阻,、電容等,。另對接口部分設(shè)計(jì)大電流泄放回路,，設(shè)置防雷器件,，做到第三級的防雷,。

   以下針對原理圖設(shè)計(jì),、PCB設(shè)計(jì),、元器件選型,、系統(tǒng)布線,、系統(tǒng)接地等環(huán)節(jié)的EMC設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹,。

一,、元器件選型

    常用的電子器件主要包括有源器件和無源器件兩種類型,，有源器件主要指IC和模塊電路等器件，無源器件主要是指電阻,、電容,、電感等元件。下面分別對這兩種類型元件的選型,、在電磁兼容方面要考慮的問題做一些介紹,。

    a.有源器件EMC選型

    工作電壓寬的EMC特性好，工作電壓低的EMC特性好,，在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)延時大（通常所說的速度慢）特性好一些,，靜態(tài)電流小、功耗小的比大的特性好，貼片封裝的器件的EMC性能好于插裝器件,。

    b.無源器件選型

    無源器件在我們的應(yīng)用中通常包括電阻,、電容、電感等,，對于無源器件的選型我們要注意這些元件的頻率特性和分布參數(shù),。無源器件在某些頻率下，會表現(xiàn)出不同特性,，一些電阻在高頻時擁有電感的特性,，如線繞電阻，電解電容的低頻特性好,，高頻特性差,，而薄膜電容和瓷片電容高頻特性較好，但通常容量較小,?？紤]溫度對元器件的影響，根據(jù)設(shè)計(jì)原理,，選用各種溫度特性的器件,。

二、印制板設(shè)計(jì)

    印制板設(shè)計(jì)時,，要考慮到干擾對系統(tǒng)的影響,，將電路的模擬部分和數(shù)字部分的電路嚴(yán)格分開，對核心電路重點(diǎn)防護(hù),，將系統(tǒng)地線環(huán)繞,，并布線盡可能粗，電源增加濾波電路,，采用DC-DC隔離,，信號采用光電隔離，設(shè)計(jì)隔離電源,，分析容易產(chǎn)生干擾的部分（如時鐘電路,、通訊電路等）和容易被干擾的部分（如模擬采樣電路等），對這兩種類型的電路分別采取措施,。對于干擾元件采取抑制措施,，對敏感元件采取隔離和保護(hù)措施，并且將它們在空間和電氣上拉開距離,。在板級設(shè)計(jì)時,，還要注意元器件放置要遠(yuǎn)離印制板邊沿，這對防護(hù)空氣放電是有利的,。

    電路的合理布局可以降低干擾,，提高電磁兼容性能,。按照電路的功能劃分若干個功能模塊，分析每個模塊的干擾源與敏感信號,，以便進(jìn)行特殊處理,。印制板布線時，需要注意以下幾個方面：

1,、保持環(huán)路面積最小,，例如電源與地之間形成的環(huán)路，減小環(huán)路面積,，將減小電磁干擾在此回路上的感應(yīng)電流,，電源線盡可能靠近地線，以減小差模輻射的環(huán)面積,，降低干擾對系統(tǒng)的影響,，提高系統(tǒng)的抗干擾性能。并聯(lián)的導(dǎo)線緊緊放在一起,，使用一條粗導(dǎo)線進(jìn)行連接,，信號線緊挨地平面布線可以降低干擾。電源與地之間增加高頻濾波電容,。

2,、使導(dǎo)線長度盡可能的縮短,，減小了印制板的面積,，降低導(dǎo)線上的干擾。

3,、采用完整的地平面設(shè)計(jì),，采用多層板設(shè)計(jì)，鋪設(shè)地層,，便于干擾信號泄放,。

4、使電子元件遠(yuǎn)離可能會發(fā)生放電的平面如機(jī)箱面板,、把手,、螺釘?shù)龋３謾C(jī)殼與地良好接觸,，為干擾提供良好的泄放通道,。對敏感信號包地處理，降低干擾,。

5,、盡量采用貼片元器件，貼片器件比直插器件的電磁兼容性能要好得多,。

6,、模擬地與數(shù)字地在PCB與外界連接處進(jìn)行一點(diǎn)接地,。

7、高速邏輯電路應(yīng)靠近連接器邊緣,，低速邏輯電路和存儲器則應(yīng)布置在遠(yuǎn)離連接器處,，中速邏輯電路則布置在高速邏輯電路和低速邏輯電路之間。

8,、電路板上的印制線寬度不要突變,，拐角應(yīng)采用圓弧形，不要直角或尖角,。

9,、時鐘線、信號線也盡可能靠近地線,，并且走線不要過長,，以減小回路的環(huán)面積。

三,、系統(tǒng)布線設(shè)計(jì)

    印制板設(shè)計(jì)出來后,，進(jìn)行試制，焊接調(diào)試,，系統(tǒng)裝機(jī),，考慮電磁兼容設(shè)計(jì)因素，機(jī)柜結(jié)構(gòu),、線纜設(shè)計(jì)需要注意以下幾個方面：

1,、機(jī)柜選用電磁屏蔽柜，具有良好的屏蔽性能,，很好地對系統(tǒng)進(jìn)行屏蔽,，降低外界電磁干擾對系統(tǒng)的影響。

2,、總電源進(jìn)線選用屏蔽電源線,，并加磁環(huán)，屏蔽層在進(jìn)入機(jī)柜處360度接地,。

3,、對系統(tǒng)外部信號線選用屏蔽線，屏蔽層機(jī)柜入口處良好接地,。

4,、設(shè)備外殼就近接機(jī)柜，避免交叉,。

5,、系統(tǒng)設(shè)置隔離變壓器和ups，保證系統(tǒng)供應(yīng)純凈電源,。

6,、嚴(yán)格將電源線和信號線分開,，設(shè)備外殼的各個面之間和各個板子面板之間要

良好接觸，接觸電阻要小于0.4歐,，越小越好,，保證設(shè)備外殼良好接大地，這樣在有靜電釋放時,，不會影響到系統(tǒng)的正常工作,。

四、系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)

    接地是最有效的抑制騷擾源的方法,，可解決50%的EMC問題,。系統(tǒng)基準(zhǔn)地與大地相連，可抑制電磁騷擾,。外殼金屬件直接接大地,，還可以提供靜電電荷的泄漏通路，防止靜電積累,。地線分為以下幾種：

1.安全接地包括保護(hù)接地和防雷接地,，是為了當(dāng)出現(xiàn)一些電氣異常時，為大電流和高電壓提供一個泄放的回路,，主要是對電路的一種保護(hù)措施,。

    a.保護(hù)接地為產(chǎn)品的故障電流進(jìn)入大地提供一個低阻抗通道。

    b.防雷接地 提供泄放大電流的通路,。

2.參考接地為產(chǎn)品穩(wěn)定可靠工作提供參考電平,，為電源和信號提供基準(zhǔn)電位。參考地主要是信號地和電源地,，是保證電路實(shí)現(xiàn)功能的基礎(chǔ),。

   常用的接地方式有以下幾種：

1）懸浮接地,。對一個獨(dú)立的與外部沒有接口的系統(tǒng)來說一般也沒有什么問題,，但是如果該系統(tǒng)與其他的系統(tǒng)之間存著接口如通訊口和采樣線，那么懸浮接地很容易受到靜電和雷擊的影響,，所以一般電子產(chǎn)品大多不采用懸浮接地,。

2）單點(diǎn)接地。當(dāng)f大于1MHz時可以選擇單點(diǎn)接地,，可分為并聯(lián)單點(diǎn)接地和多級電路串聯(lián)單點(diǎn)接地兩種,。

    a.并聯(lián)單點(diǎn)接地。每個電路模塊都接到一個單點(diǎn)地上,，每個單元在同一點(diǎn)與參考點(diǎn)相連,。

    b.多級電路的串聯(lián)單點(diǎn)接地：將具有類似特性的電路的地連接在一起，形成一個公共點(diǎn),，然后將每一個公共點(diǎn)連接到單點(diǎn)地,。

3）多點(diǎn)接地,。當(dāng)f小于10MHz時會采用多點(diǎn)接地。 設(shè)備中的電路都就近以接地母線為參考點(diǎn),。

    單點(diǎn)接地各電路接在同一點(diǎn),，提供公共電位參考點(diǎn)，沒有共阻抗耦合和低頻地環(huán)路,，但對高頻信號存在較大的地阻抗,。多點(diǎn)接地為就近接地，每條地線可以很短,，提供較低接地阻抗,。1MHz~10MHz可根據(jù)實(shí)際需要選用哪種接地方法。

4）混合接地是綜合單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地的優(yōu)點(diǎn),，對系統(tǒng)中的低頻部分采用單點(diǎn)接地,，對系統(tǒng)中高頻部分采用多點(diǎn)接地。

5）信號線屏蔽接地 有高頻和低頻之分,，高頻線纜采用多點(diǎn)接地,，低頻電纜采用單點(diǎn)接地。低頻電場屏蔽要求在接收端單點(diǎn)接地,，低頻磁場屏蔽要求在兩端接地,。多點(diǎn)接地，除在兩端接地外,，并以3/20或1/10工作波長的間隔接地,。