1、 電磁兼容設(shè)計(jì)要點(diǎn)與設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)淺析 摘要：電磁兼容性也被稱作emc，電磁兼容性存在問(wèn)題會(huì)直接影響電子設(shè)備或系統(tǒng)的可靠性使用。在本文當(dāng)中，主要概述電磁兼容的基本概念，并提出電磁兼容設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及注意事項(xiàng)，并結(jié)合屏蔽、濾波、接地等相關(guān)的emc問(wèn)題處理方式，配合電路設(shè)計(jì)，完善產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：電磁兼容；電磁干擾；設(shè)計(jì)要素；注意事項(xiàng)引言：電磁兼容性設(shè)計(jì)不僅可以滿足現(xiàn)代各種電子信息設(shè)備所需的高性能要求，同時(shí)也可以保持設(shè)備在電磁環(huán)境當(dāng)中具有良好的工作狀態(tài)。因此為了規(guī)避由于缺少電磁兼容性設(shè)計(jì)所引發(fā)的干擾問(wèn)題。就需要在電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，著重考慮電磁兼容性設(shè)計(jì)問(wèn)題。一、電磁兼容的基本概念電磁兼容性 emc

2、。電磁兼容性主要指的是在同一個(gè)電磁環(huán)境當(dāng)中，所有的設(shè)備可以共同發(fā)揮自身的功能，從而達(dá)到一種共存的狀態(tài)。在相同的環(huán)境當(dāng)中不會(huì)發(fā)生不允許降級(jí)現(xiàn)象；電磁干擾 emi。電磁干擾是一種由于電磁騷擾所導(dǎo)致的設(shè)備傳輸通道以及系統(tǒng)性能下降的電磁現(xiàn)象。一般抑制電磁干擾，可以從以下三個(gè)基本要素入手：第一是電磁干擾源，二是傳輸通道或耦合途徑，三是敏感設(shè)備；輻射發(fā)射 re。 在空間傳播的作用下所形成的電池容量，既可以是有用的，也可以是不希望有的；傳導(dǎo)發(fā)射 ce 。其電磁發(fā)射需要借助電源或者是信號(hào)線進(jìn)行傳輸；電磁敏感度ems。最主要指的是如果設(shè)備處在比較敏感的電磁環(huán)境當(dāng)中，所出現(xiàn)的響應(yīng)程度所形成的敏感度量；輻射敏感度r

3、s。對(duì)造成設(shè)備性能的降低的輻射騷擾場(chǎng)的度量；傳導(dǎo)敏感度cs。騷擾信號(hào)通過(guò)傳導(dǎo)的方式進(jìn)入低設(shè)備性能所引起的電流電壓度量1。三、電磁兼容設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)（一）地線設(shè)計(jì)在地線設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，當(dāng)電流經(jīng)過(guò)地線時(shí)，會(huì)形成電阻以及電擾，并且在壓降的作用下，地電壓電位會(huì)在地線中此起彼伏。當(dāng)不同的電路之間存在信號(hào)聯(lián)系，并進(jìn)行多點(diǎn)接地時(shí)，負(fù)載端疊加有信號(hào)連線共模電流及有用信號(hào)，便構(gòu)成地環(huán)路干擾電壓。但需要注意的是，每根線上所分布的電流不平衡，環(huán)路干擾電壓會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅８蓴_電壓。因此，為了保證電路的正常使用，可應(yīng)用切斷地環(huán)路方式規(guī)避地環(huán)路干擾問(wèn)題。其切斷方式主要包含以下幾種：第一，在電路處于低頻率狀態(tài)時(shí)，可以運(yùn)用絕

4、緣機(jī)殼及信號(hào)線之間產(chǎn)生的浮地，減弱電路干擾現(xiàn)象。此外，為防止環(huán)路電壓轉(zhuǎn)換，可用平衡電路將共模電流均勻分布于信號(hào)線中；第二，可借助隔離變壓器、光電耦合器等輔助設(shè)備，將其應(yīng)用于不同電路之間，削弱環(huán)路干擾電壓；第三，為規(guī)避由于地環(huán)路干擾所產(chǎn)生的高頻共模電流，一方面可以將鐵氧體磁環(huán)套在電纜外圍，另一方面也可以安裝濾波器連接器于屏蔽機(jī)殼，通過(guò)連接器插孔上所獨(dú)有的低通濾波器，清除高頻共模電流2。此外，地線設(shè)計(jì)的步驟為三步：第一對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部不同電路單元的騷擾特性和抗騷擾能力，例如工作電平、信號(hào)類型等進(jìn)行重點(diǎn)分析；第二，根據(jù)地線種類的不同，進(jìn)行騷擾源地線、機(jī)殼地線等不同種類的劃分；第三，結(jié)合上述一、二步驟的分析

5、及種類，繪制總體布局圖和地線系統(tǒng)圖。（二）印刷電路板的emc設(shè)計(jì)1.電源的emc設(shè)計(jì)(1)電源濾波和濾波電路(器件)的位置其位置的擺放，需注意以下幾點(diǎn)：第一，濾波電路的位置擺放分為兩種情況，一種是整塊單板，其二是器件和單元電路的擺放。前者須擺放在單板入口處，而后者則需按照就近原則，放于器件和電路旁邊；第二，單獨(dú)擺放濾波器件的狀況只存在于敏感電路、干擾源電路中。（2）電源層(或線)的設(shè)計(jì)首先，需將電源線要和地線按照并排的順序排列走線，規(guī)避電源的輸人輸出線、信號(hào)線和電源線就近平行走線所引起的增大環(huán)流面積現(xiàn)象；其次，信號(hào)線采取平面走線的方式，可縮小電源跟對(duì)應(yīng)信號(hào)之間的大環(huán)路，保持單元電路信號(hào)穩(wěn)定；再

6、次，低電感電容可用來(lái)連接不同電源面，一般適合運(yùn)用在擁有多數(shù)電源平面的電源層；關(guān)型電源模塊是干擾印刷電路板的主要因素，對(duì)其進(jìn)行安裝，需注意線路的合理布置。2.印刷電路板布局第一，布局印刷電路板需給予數(shù)字電路與模擬電路、敏感電路、干擾源電路等不同電路各自的布局空間；第二，縮短高速信號(hào)走線、大電流信號(hào)走線等信號(hào)線長(zhǎng)度；第三，不同的電路以及器件需根據(jù)功能的不同，選擇匹配的位置進(jìn)行就近擺放。如電源附近安置高頻率電路、敏感電路，負(fù)載位置及接口位置放置驅(qū)動(dòng)器件及接口器件；第四，與印刷電路板大電流、高速信號(hào)線關(guān)聯(lián)度低的電感及器件位置的擺放，應(yīng)當(dāng)遵循遠(yuǎn)離放置、就近平行放置原則。（三）設(shè)備結(jié)構(gòu)的emc設(shè)計(jì)第一，需

7、合理設(shè)計(jì)設(shè)備公共接地母線；第二，為規(guī)避不同模塊之間的干擾問(wèn)題，需合理分布不同功能模塊位置；第三，設(shè)備電源、對(duì)外接口、內(nèi)部模塊之間的走線、布局、位置等需進(jìn)行妥善的布置。三、電磁兼容性在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的方法（一）屏敝通過(guò)電磁屏蔽技術(shù)，可以防止內(nèi)部輻射外泄，外來(lái)輻射入侵問(wèn)題，切斷電磁波的傳播。1.設(shè)計(jì)要點(diǎn)屏蔽板接地且需鄰近被屏蔽元件，獲取大容量電容，形成良好的屏蔽效果。此外，屏蔽板的材質(zhì)可選用鋁、銅或者鐵原料，設(shè)計(jì)合理的形狀以及厚度，滿足高效能屏蔽要求。2.有關(guān)孔和縫的屏敝設(shè)計(jì)（1）屏敝體上孔的屏敝設(shè)計(jì)第一，金屬絲網(wǎng)成本低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)約，因此將其覆蓋在開(kāi)孔上，匹配最小的網(wǎng)孔，加強(qiáng)密度，選取正確的安裝方式，

8、清除不良導(dǎo)電物質(zhì)，可以產(chǎn)生良好的屏蔽效能以及導(dǎo)電性；第二，通風(fēng)孔可用穿孔金屬板進(jìn)行替換，大孔換小孔，并將孔打在屏蔽體上；第三，金屬絲網(wǎng)和穿孔金屬板的屏敝效能只能在100mhz 的頻段下發(fā)揮良好效用，因此高頻段需安裝截止式通風(fēng)波導(dǎo)，滿足高屏蔽效能需求。2. 屏敝體上縫的屏敝設(shè)計(jì)杜絕縫隙屏蔽，需從以下幾點(diǎn)入手：第一，低于20db1ghz 的場(chǎng)合，為發(fā)揮優(yōu)越屏蔽作用，可運(yùn)用螺釘、鉚釘、點(diǎn)焊等緊固點(diǎn)方式；第二，縫隙安裝屏蔽材料，主要原因包括限制緊固點(diǎn)使用數(shù)量、連接門拉手條等縫隙、緊固點(diǎn)加固的方式無(wú)法滿足高于20db1ghz以上的場(chǎng)所，便需要御用填充的方式，滿足屏蔽。（二）濾波首先，需要注意的是濾波盡管

9、可以降低干擾源、干擾源頻譜分量影響電路元器件，但是還需將其外殼連接于設(shè)備接地點(diǎn)上，在穿心電容、三端電容、鐵氧化體磁環(huán)的幫助下，修繕電路特征3。（三）接地電磁兼容接地技術(shù)包含單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、混合接地系統(tǒng)、懸浮接地系統(tǒng)等。其主要作用在于將回路以及基準(zhǔn)單位提供給電源與信號(hào)。此外，安全接地以及工作接地都屬于接地目的范疇。與此同時(shí)，后者與信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣有著密切關(guān)聯(lián)。前者指的是在保護(hù)人身安全的基礎(chǔ)上，保證設(shè)備金屬外殼與大地連接的安全性，保障設(shè)備不被損壞；而后者在于將參考平面提供給如單板、木板等，同時(shí)也可以作為提供低阻抗給到信號(hào)回流的主要通道。（四）工藝布局合理性布置設(shè)備單元相對(duì)位置、電纜走線等都隸屬于工藝布局布置范疇。在削弱電磁干擾的同時(shí)，促使感受器、輸入輸出遠(yuǎn)離干擾源。此外，高、低頻電纜線以及脈引線不要捆綁在一起，線路外圍不要直接暴露在空氣中，并且需在導(dǎo)線外側(cè)套屏蔽網(wǎng)，以免干擾性強(qiáng)、輻射性大的信號(hào)影響導(dǎo)線信號(hào)4。四、結(jié)論綜上所述，設(shè)計(jì)產(chǎn)品的電磁兼容性需要從印刷電路板、地線、電源等多方面進(jìn)行綜合的考量與設(shè)計(jì)，注意相關(guān)設(shè)計(jì)要點(diǎn)與要素，并采取屏蔽、濾波、接地等舉措，合理布局線路走線，解決電磁兼容性設(shè)計(jì)難題。參考文獻(xiàn)：1邱成悌，趙惇殳，蔣全興.電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理j.南京：東南大學(xué)出版社，2001（

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