2006电磁兼容性设计

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1、电磁兼容性（EMC）设计需要考虑的问题0、引言在前几年前，大多数设计者根本没必要担心电磁兼容性问题。而今天，每位要把产品推向全球市场的设计者都必须考虑这个问题。这主要有以下两个原因：l电磁环境越来越差。l电子电路越来越敏感。在设计者看来，电磁兼容性（EMC）现象必须从两个不同方面进行考虑：l环境可能如何影响设计（免疫性）。l设计可能如何影响环境（发射）。传统上，政府仅有的规定都是关于发射方面的：一台电子设备不能发出超过一定数量的无线电频率能量，以避免干扰其它电子设备的无线电通讯或工作。全世界大多数国家在这个问题上都有自己的规定。1、处理电磁兼容

2、性（EMC）现象对于大部分工程师来说，电磁兼容设计还是一个比较崭新的课题。在欧洲引进电磁兼容性（EMC）指令以前，某个公司可能制造、销售自己的产品，而不用对电磁兼容性（EMC）问题过分关注。只要该产品与预想的要求一样起作用，而且不影响广播电台，那么一切基本上都很好。从1992年这个指令生效开始到1995年其成为必要条件，这3年转变期间，这方面没有多大改变。许多公司是直到别无选择时，才有了实质性的工作。在那时候，唯一的选择就是艰难而昂贵的方法：拿某个现存的产品为例，它的设计也许根本就没有考虑电磁兼容性（EMC）；我们试图给它添加必要的过滤器、保护

3、器、屏蔽或其它手段，使它符合电磁兼容性（EMC），这可能是最糟糕的方法，因为费用高且结果通常也很差。设计新产品时，从最开始就考虑电磁兼容性（EMC）是非常重要的。在那时候，所有的低花费解决方案都可以使用。好的印刷电路板（PCB）布局比差的布局在生产上并不会花费更多，但是要修理差的布局，费用可能会很高。设计者可能犯的最高代价错误是：相信可以在其它的一切事情完成后，再对电磁兼容性（EMC）进行处理。使用何种方法，始终决定于预计系统费用和生产数量。对于生产数量少的系统，最好的解决方法可能是使用昂贵的部件和系统解决减少设计时间。对于大生产量、低费用的应

4、用，则可能最好在设计上花费更多时间和资源，来降低最终产品的总体费用。2、设计规则2.1确定噪音源很重要的一条通用规则为，所有类型的噪音都尽可能靠近源而又尽可能远离电路敏感部分处进行解决。这当然意味着确定这些噪音源是非常重要的。2.2发射的噪音在许多微控制器系统中，微控制器是唯一的快速数字电路。在这样的系统中，最重要的内部噪音源是微控制顺本身，用于阻止产生和发射RF（发射）的资源最好靠近微控制器。这样将减少到达I/0电缆和系统其它可能作为发射天线的部分的RF能量。2.3接收的噪音接收的噪音的来源通常在系统外面，因此系统设计者对此力所不能及。环境客

5、观存在，系统设计者对付噪音的第一可能性在于系统输入和电源线。对于自带专用电缆的系统，甚至可能从电缆本身开始。这方面很好的一个例子就是计算机的监视器，在监视器上你经常可以看到在连接到计算机的视频图形阵列（VGA）插头附近放置了一个过滤器。对于其它系统，第一可能性在于I/O接头。对于手持的、电池供电的没有任何电缆的应用，这就不适用，但这个问题同样也更小。如果能够根本阻止外部噪音进入系统，将不会存在免疫问题。2.4接的路线避免噪音问题的最好方法是首先不产生噪音，但这通常并不可行。大多数类型的噪音是系统的其它部分预期行为的副作用，因此不能避免。所有电流

6、，不管是交流还是直流、高功率还是低功率、信号还是噪音，总是试图找到最容易接地的路线。在许多电磁兼容性（EMC）设计技术背后的基本思想是控制所有信号接地的路线，并保证这条路线远离可能受到干扰的信号和电路。对于发射的噪音，这意味着保证在噪音离开系统以前，将找到接地路线。对于接收的噪音这意味着保证在噪音到达系统的敏感部分以前，将找到接地路线。2.5系统区一次处理所有EMC问题是一项非常复杂的任务。因此把系统分成更小的分系统或区，分别进行处理，这是一个好主意。在某些情况中，区可以仅仅是印刷电路板（PCB）的不同区域。重要的是控制某个区内发生的事情，以及

7、这些区如何相互影响。对于每个区，设计者应该知道这个区可能发出什么样的噪音。进出一个区的所有线可能需要某种过滤器。知道噪音可能如何从一个区辐射到另一个区也很重要。对于发出很大噪音的和（或）非常敏感电路的本地屏蔽可能是必要的。切分系统可以以下面两种方法或联合使用它们来进行：•这些区可以彼此远离来放置，把产生噪音的电路与敏感的电路分开。•这些区可以放在彼此的内部。进出最内部区的噪音必须通过若干层的过滤器和（或）屏蔽。总的噪音降低将比用一层所接收的更有效。2.6RF抗扰性长的I/O和电源电缆通常可以充当很好的天线，把外部世界的噪音收集起来，传入系统。对

8、于没有屏蔽的系统，长的印刷电路板（PCB）电路路径也可以充当天线。一旦进入系统内，这个噪音就可以耦合到其它更敏感的信号线中。因此允许进入系统的RF能量