EMC设计的3大规律及要素分析

emc三大规律
1) 规律一、emc费效比关系规律: emc问题越早考虑、越早解决,费用越小、效果越好。
在新产品研发阶段就进行emc设计,比等到产品emc测试不合格才进行改进,费用可以大大节省,效率可以大大提高;反之,效率就会大大降低,费用就会大大增加。
经验告诉我们,在功能设计的同时进行emc 设计,到样板、样机完成则通过emc测试,是最省时间和最有经济效益的。相反,产品研发阶段不考虑emc,投产以后发现emc不合格才进行改进,非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费,甚至由于涉及到结构设计、pcb设计的缺陷,无法实施改进措施,导致产品不能上市。
2) 规律二、高频电流环路面积s越大, emi辐射越严重。
高频信号电流流经电感最小路径。当频率较高时,一般走线电抗大于电阻,连线对高频信号就是电感,串联电感引起辐射。电磁辐射大多是eut被测设备上的高频电流环路产生的,最恶劣的情况就是开路之天线形式。对应处理方法就是减少、减短连线,减小高频电流回路面积,尽量消除任何非正常工作需要的天线,如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。
减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要任务之一,就是想方设法减小高频电流环路面积s。
3) 规律三、环路电流频率f越高,引起的emi辐射越严重,电磁辐射场强随电流频率f的平方成正比增大。
减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要途径之二,就是想方设法减小骚扰源高频电流频率f,即减小骚扰电磁波的频率f。
本文以下内容,就是利用以上三个规律,倡导趁早考虑emc问题,介绍emc 设计和emc问题改进。
改进emc 问题,如同诊治疾病。如果产品没有通过emc 测试,我们从测量结果中,只能知道哪些频率点“超标”了,而这些频率的电磁干扰是从哪里出来的,往往是工程师门最不容易发现、最难解决的问题。产品emc 问题,说难亦难,说易亦易。
改进emc问题,首先,根据emi产生的途径和机理,也就是emc问题产生的要素,针对eut(被测试样品,下同)的电路原理,先作一些判断,比如it类设备和av音视频类设备引起emc问题的原因或者内部骚扰源是什么,先进行推断,再结合测试 项目测试图透过现象看本质,分析超差原因--把骚扰源搞清楚,把骚扰途径摸透彻,以便有的放矢。
分析超差原因,可使用高频示波器或频谱分析仪加上 场探头验证分析结果,从频域到时域,再从频域到时域,分析、寻找产生emc问题的对应电路和器件。
emc问题三要素
开关电源及数字设备由于脉冲电流和电压具有很丰富的高频谐波,因此会产生很强的辐射。电磁干扰包括辐射型(高频)emi、传导型(低频)emi,即产生emc问题主要通过两个途径:一个是空间电磁波干扰的形式;另一个是通过传导的形式,换句话说,产生emc问题的三个要素是:电磁干扰源、耦合 途径、敏感设备。
辐射干扰主要通过壳体和连接线以电磁波形式污染空间电磁环境;传导干扰是通过电源线骚扰公共电网或通过其他端子(如:射频端子,输入端子)影响相连接的设备。
传导、辐射、骚扰源------(途径)----- 敏感受体近场耦合it、av 设备可能的骚扰源
a) fm接收机、tv接收机本机振荡,基波及谐波由高频头、本机振荡电路产生;
b) 开关电源的开关脉冲及高次谐波,同步信号方波及高频谐波,行扫描显像电路产生的行、场信号及高频谐波;
c) 数字电路工作需要的各种时钟信号及高频谐波、以及它们的组合,各种时钟如cpu芯片工作时钟、mpeg解码器工作时钟、视频同步时钟(27mhz,16.9344mhz ,40.5mhz)等;
d) 数字信号方波及高频谐波,晶振产生的高次谐波,非线性电路现象(非线性失真、互调、饱和失真、截止失真)等引起的无用信号、杂散信号;
e) 非正弦波波形,波形毛剌、过冲、振铃,电路设计存在的寄生频率点。
f ) 对于敏感受体通过耦合途径接受的外部骚扰包括浪涌、快速脉冲群、静电、电压跌落、电压变化和各种电磁场。


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