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        電磁兼容EMC整改需要了解的規則

        發布時間:2023-06-08

        一、電磁兼容EMC出現問題的要素

        由于脈沖電流和電壓含有豐富的高頻諧波,開關電源和數字設備會產生很強的輻射。電磁干擾包括輻射型(高頻)EMI和傳導型(低頻)EMI,即引起電磁兼容EMC問題的途徑主要有兩種:一種是空間電磁波干擾的形式;另一種是通過傳導形式。換句話說,引起電磁兼容EMC問題的三個因素是電磁干擾源、耦合路徑和敏感設備。輻射干擾主要通過殼體和連接線以電磁波的形式污染空間電磁環境;傳導干擾是指通過電源線干擾公共電網或通過其他端子(如射頻端子和輸入端子)影響相連接的設備。


        (一)IT、AV設備可能的干擾源

        1、調頻接收機和電視接收機本機振蕩,高頻頭和本機振蕩電路產生基波和諧波;

        2、開關電源的開關脈沖和高次諧波、同步信號的方波和高次諧波、行掃描成像電路產生的行、場信號以及高次諧波;

        3、數字電路工作所需的各種時鐘信號和高頻諧波,以及它們的組合,如CPU芯片工作時鐘、MPEG解碼器工作時鐘、視頻同步時鐘(27MHz、16.9344MHz、40.5MHz)等。

        4、數字信號方波和高頻諧波,晶體振蕩器產生的高次諧波,以及非線性電路現象(非線性失真、互調、飽和失真、截止失真)等引起的無用信號和雜散信號;

        5、非正弦波形、波形毛刺、過沖和振鈴,電路設計中存在的寄生頻率點。


        (二)通過耦合通道對敏感受體的外部干擾包括電涌、快速脈沖群、靜電、電壓下降、電壓變化和各種電磁場。


        (三)電磁干擾的特征

        1、單位脈沖的頻譜最寬;

        2、頻譜中的低頻成分取決于脈沖的面積,高頻成分取決于脈沖的前沿和后沿的陡度;

        3、晶體振蕩電平必須滿足一定的幅度,數字電路才能按照一定的時序工作,使晶振產生的干擾呈現覆蓋帶寬和高干擾電平的特點;

        4、當發射和接收天線的極化和方向特性相同時,EMI輻射和接收很嚴重;發射和接收天線面積越大,EMI危害越大;

        5、騷擾途徑:輻射、傳導、耦合以及輻射、傳導、耦合的結合;

        6、電源線的傳導干擾主要是由共模電流引起的;

        7、輻射騷擾主要是由差模電流形成的環路引起的。


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        二、EMC的三個重要定律

        (一)EMC費效比關系規律:越早考慮和解決EMC問題,成本越低,效果越好。新產品開發階段的電磁兼容EMC設計,相比等到產品電磁兼容EMC測試不合格再進行設計,可以大大節約成本,大大提高效率;反之,效率會大大減小,成本會大大增加。經驗告訴我們,在功能設計的同時進行電磁兼容EMC設計,在樣板和樣機完成時通過電磁兼容EMC測試,是最省時間、最劃算的。相反,在產品研發階段不考慮EMC,生產后發現EMC不合格才進行改進,不僅帶來很大的技術難度,也必然造成返工成本和時間的很大浪費,甚至因為結構設計和PCB設計中涉及的缺陷,改進措施無法實施,造成產品無法投放市場。

        (二)高頻電流環路的面積越大,EMI輻射越嚴重。高頻信號電流流經電感最小的路徑。頻率較高的時候,一般走線的電阻大于電阻,連線對高頻信號就是電感,串聯電感造成輻射。電磁輻射大多由被測EUT設備上的高頻電流環路產生的,最糟糕的情況是開路中的“天線形式”。相應的處理方法是減少和縮短連接線,減少高頻電流回路的面積,盡量去除任何非正常工作所需要的“天線”,如走線不連續或具有天線效應的元器件插腳過長等。

        (三)環路電流頻率越高,造成EMI輻射越嚴重,電磁輻射場強與電流頻率的平方成正比增加。電磁兼容EMC整改減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的第二個最重要的方法,是想辦法減小騷擾源高頻電流的頻率,即減少騷擾電磁波的頻率。對于這個規律,根據經驗很多是屏蔽體和外殼的設計或者做工造成的,因為頻率越高,波長越小,越容易從外殼或者屏蔽體的小縫隙中泄露出來。


        如今,隨著技術的不斷發展,技術含量高的產品層出不窮,對EMC的重視程度也越來越高,電磁兼容EMC整改的作用日益凸顯,只有掌握了EMC規則,才能減小電磁兼容EMC整改的工作難度,讓產品更早進入市場。

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