EMC 是產(chǎn)品認證的重要內容隨著(zhù)我國加入 WTO 無(wú)論是走向國際大市場(chǎng)的中國產(chǎn)品，還是涌向中國市場(chǎng)的外國產(chǎn)品,幾乎都要進(jìn)行各種各樣的產(chǎn)品認證。產(chǎn)品認證，從國際貿易角度看，實(shí)質(zhì)上是技術(shù)性貿易壁壘。

我們只有不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量, 突破技術(shù)壁壘,才能開(kāi)拓海外市場(chǎng)，促進(jìn)外貿發(fā)展。國內新的 3C 認證替代了原來(lái)的 CCIB 和 CCEE 認證，“CCC”是我國強制性產(chǎn)品認證標志—— China Compulsory Certification 的英文縮寫(xiě)，只有取得 3C 認證的產(chǎn)品才能進(jìn)入國內市場(chǎng)。

3C 認證對機電、電器產(chǎn)品的安全性能、EMC 等方面作了詳細規定。

EMC 是多數企業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)大力發(fā)展電子、信息產(chǎn)業(yè)為主體的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是我們的既定方針。當今是一個(gè)連科技也在追趕潮流的時(shí)代，機電產(chǎn)品日新月異，“輕薄短小和多功能化”成為時(shí)尚，數碼產(chǎn)品、機電一體化產(chǎn)品、信息家電、多媒體設備等技術(shù)含量較高的產(chǎn)品層出不窮,更新?lián)Q代速度日益加快，芯片集成度和產(chǎn)品工作速度不斷提高，伴隨的電磁騷擾問(wèn)題日益復雜。

目前,我國整體 EMC 研究起步較晚，許多企業(yè)對 EMC 認知度不夠，缺乏 EMC 方面的經(jīng)驗和測試設備,在產(chǎn)品設計、生產(chǎn)工藝和元器件的選擇上都有不同程度的困惑，產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)后往往 EMC 不能符合標準要求。

EMC 問(wèn)題是當前多數企業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)！從事機電產(chǎn)品制造的廣大企業(yè)皆有同感，解決 EMC 問(wèn)題，比之解決產(chǎn)品的安全問(wèn)題要困難得多。這就更 加加劇了有些企業(yè)面對品牌競爭和價(jià)格競爭，偏向于降低成本、犧牲 EMC 要求的現象。

機電產(chǎn)品 3C 認證的指標涉及產(chǎn)品的安全、EMC 兩個(gè)方面。從認證檢測來(lái)看，產(chǎn)品達不到“3C”認證要求的主要原因是 EMC 方面過(guò)不了關(guān)。事實(shí)上，無(wú)論 日常檢驗還是各種產(chǎn)品認證中，EMC 測試通不過(guò)的情況比較普遍。隨著(zhù) 3C 認證順利開(kāi)展，部分企業(yè)在 EMC 問(wèn)題上愁眉不展，幫助企業(yè)是我們光榮職責。此稿沒(méi)有復雜的理論分析和推導，只是扼要地介紹 EMC 三個(gè)規律、

EMC 問(wèn)題三要素、電磁騷擾的特性、以及五層次 EMC 設計法；一方面力求實(shí)用，另一方面意圖拋磚引玉。認識和利用 EMC 領(lǐng)域三個(gè)重要規律作者認為：EMC 不是光靠理論就能完全解決的，EMC 是一項實(shí)踐工程。從事 EMC 行業(yè)，如能深刻領(lǐng)會(huì )以下三個(gè) EMC 領(lǐng)域重要規律，實(shí)踐中堅持運用，必然收到事半功倍的效果。

1、 規律一：EMC 費效比關(guān)系規律：
EMC 問(wèn)題越早考慮、越早解決，費用越小、效果越好。在新產(chǎn)品研發(fā)階段就進(jìn)行 EMC 設計，比等到產(chǎn)品 EMC 測試不合格才進(jìn)行改進(jìn)，費用可以大大節省，效率可以大大提高；反之，效率就會(huì )大大降低，費用就會(huì )大大增加。

經(jīng)驗告訴我們，在功能設計的同時(shí)進(jìn)行 EMC 設計，到樣板、樣機完成則通過(guò) EMC 測試，是最省時(shí)間和最有經(jīng)濟效益的。

相反，產(chǎn)品研發(fā)階段不考慮 EMC，投產(chǎn)以后發(fā)現 EMC 不合格才進(jìn)行改進(jìn)，非但技術(shù)上帶來(lái)很大難度、而且返工必然帶來(lái)費用和時(shí)間的大大浪費，甚至由于涉及到結構設計、PCB 設計的缺陷，無(wú)法實(shí)施改進(jìn)措施，導致產(chǎn)品不能上市。

2、 規律二：高頻電流環(huán)路面積 S 越大, EMI輻射越嚴重。

高頻信號電流流經(jīng)電感最小路徑。當頻率較高時(shí)，一般走線(xiàn)電抗大于電阻，連線(xiàn)對高頻信號就是電感，串聯(lián)電感引起輻射。

電磁輻射大多是 EUT 被測設備上的高頻電流環(huán)路產(chǎn)生的，最?lèi)毫拥那闆r就是開(kāi)路之天線(xiàn)形式。

對應處理方法就是減少、減短連線(xiàn)，減小高頻電流回路面積，盡量消除任何非正常工作需要的天線(xiàn)，如不連續的布線(xiàn)或有天線(xiàn)效應之元器件過(guò)長(cháng)的插腳。

減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要任務(wù)之一，就是想方設法減小高頻電流環(huán)路面積 S。

3、規律三：環(huán)路電流頻率 f 越高，引起的 EMI 輻射越嚴重，電磁輻射場(chǎng)強隨電流頻率 f 的平方成正比增大。

減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力的最重要途徑之二，就是想方設法減小騷擾源高頻電流頻率 f，即減小騷擾電磁波的頻率 f。本文以下內容，就是利用以上三個(gè)規律，倡導趁早考慮 EMC 問(wèn)題，介紹 EMC 設計和 EMC 問(wèn)題改進(jìn)。

改進(jìn) EMC 問(wèn)題，如同診治疾病。如果產(chǎn)品沒(méi)有通過(guò) EMC 測試，我們從測量結果中，只能知道哪些頻率點(diǎn)“超標”了，而這些頻率的電磁騷擾是從哪里出來(lái)的，往往是工程師門(mén)最不容易發(fā)現、最難解決的問(wèn)題。

產(chǎn)品 EMC 問(wèn)題，說(shuō)難亦難，說(shuō)易亦易。就如給病人治病一樣，關(guān)鍵是看你這個(gè)病是可治愈的還是不治之癥，對可治之癥能否辨證施治。中醫看病，講究望聞切診問(wèn)；現代醫學(xué)多講究量血壓、BT、CT、化驗等，目的都是為了查清病灶、病因，做到因病施治。

同樣，改進(jìn) EMC 問(wèn)題，看成為診治疾病，就是科學(xué)性與趣味性的結合。

首先，根據 EMI 產(chǎn)生的途徑和機理，也就是 EMC 問(wèn)題產(chǎn)生的要素，針對 EUT（被測試樣品,下同）的電路原理，先作一些判斷，比如 IT 類(lèi)設備和 AV 音視頻類(lèi)設備引起 EMC 問(wèn)題的原因或者內部騷擾源是什么，先進(jìn)行推斷，再結合測試 項目測試圖透過(guò)現象看本質(zhì)，分析超差原因 -- 把騷擾源搞清楚，把騷擾途徑摸透徹，以便有的放矢。

分析超差原因，可使用高頻示波器或頻譜分析儀加上 場(chǎng)探頭驗證分析結果，從頻域到時(shí)域，再從頻域到時(shí)域，分析、尋找產(chǎn)生 EMC 問(wèn)題的對應電路和器件。

EMC 問(wèn)題三要素開(kāi)關(guān)電源及數字設備由于脈沖電流和電壓具有很豐富的高頻諧波，因此會(huì )產(chǎn)生很強的輻射。

電磁干擾包括輻射型(高頻)EMI、傳導型(低頻)EMI，即產(chǎn)生 EMC 問(wèn)題主要通過(guò)兩個(gè)途徑:一個(gè)是空間電磁波干擾的形式;另一個(gè)是通過(guò)傳導的形式，換句話(huà)說(shuō)，產(chǎn)生 EMC 問(wèn)題的三個(gè)要素是：電磁干擾源、耦合 途徑、敏感設備。

輻射干擾主要通過(guò)殼體和連接線(xiàn)以電磁波形式污染空間電磁環(huán)境；傳導干擾是通過(guò)電源線(xiàn)騷擾公共電網(wǎng)或通過(guò)其他端子（如：射頻端子，輸入端子）影響相連接的設備。

動(dòng)態(tài)黑色音符

4、傳導、輻射、騷擾源（途徑）、敏感受體近場(chǎng)耦合 IT、AV 設備可能的騷擾源：

1） FM 接收機、TV 接收機本機振蕩，基波及諧波由高頻頭、本機振蕩電路產(chǎn)生；

2） 開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)脈沖及高次諧波，同步信號方波及高頻諧波，行掃描顯像電路產(chǎn)生的行、場(chǎng)信號及高頻諧波；

3） 數字電路工作需要的各種時(shí)鐘信號及高頻諧波、以及它們的組合，各種時(shí)鐘如 CPU 芯片工作時(shí)鐘、MPEG 解碼器工作時(shí)鐘、視頻同步時(shí)鐘（27MHz，16.9344MHz ，40.5MHz）等；

4） 數字信號方波及高頻諧波，晶振產(chǎn)生的高次諧波，非線(xiàn)性電路現象（非線(xiàn)性失真、互調、飽和失真、截止失真）等引起的無(wú)用信號、雜散信號；

5） 非正弦波波形，波形毛剌、過(guò)沖、振鈴，電路設計存在的寄生頻率點(diǎn)。

6） 對于敏感受體通過(guò)耦合途徑接受的外部騷擾包括浪涌、快速脈沖群、靜電、電壓跌落、電壓變化和各種電磁場(chǎng)。

5、電磁騷擾的特性：

1）單位脈沖的頻譜最寬；

2） 頻譜中低頻含量取決于脈沖的面積，高頻分量取決于脈沖前后沿的陡度；

3） 晶體振蕩電平必須滿(mǎn)足一定幅度, 數字電路才能按一定的時(shí)序工作，使晶振產(chǎn)生的騷擾呈現覆蓋帶寬、騷擾電平高的特點(diǎn)；

4） 收發(fā)天線(xiàn)極化、方向特性相同時(shí)，EMI 輻射和接受最嚴重；收發(fā)天線(xiàn)面積越大, EMI 危害逾大；

5） 騷擾途徑：輻射，傳導，耦合和輻射、傳導、耦合的組合。

6） 電源線(xiàn)傳導騷擾主要由共模電流產(chǎn)生；

7）輻射騷擾主要由差模電流形成的環(huán)路產(chǎn)生。EMC 設計前面已經(jīng)提過(guò)，EMC 的根本問(wèn)題，解決 EMC 問(wèn)題的根本辦法，無(wú)論從市場(chǎng)經(jīng)濟的原則出發(fā)，還是從其它方面考慮，都是趁早進(jìn)行 EMC 設計。從設計立項的一開(kāi)始，就把 EMC 要求納入設計任務(wù)書(shū)，作為設計的輸入之一。

EMC 設計，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是仔細預測可能發(fā)生的各種 EMC 問(wèn)題，進(jìn)行方案和電路的優(yōu)化選型，尋找一種優(yōu)化電路、機械結構和 PCB 的設計解決方案，提高產(chǎn)品的設計質(zhì)量，確保達到功能和性能指標的情況下，兼顧成本效益，避免 EMC 問(wèn)題。

為抑制和消除騷擾源，減小高頻信號頻率、減小高頻電流回路面積、減小共阻抗耦合或感應耦合，選用低速、低輻射器件，選用屏蔽機箱、屏蔽電纜和 I/O 濾波器都是常用的措施。

6、一般來(lái)說(shuō)，EMC 設計可分五個(gè)層次。以下為五個(gè)層次 EMC 設計要點(diǎn)：

1）方案選擇、主要部件、集成電路的選型、電路和機械結構設計；對于產(chǎn)品的成功與否，第一層次設計是最基本、最重要的，任何錯誤都意味著(zhù)該產(chǎn)品項目徹底失敗。這一層主要 EMC 考慮體現在：

a）方案選擇、主要部件、集成電路的選型主要考慮減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力，盡量選用本身發(fā)射小的芯片，如翻轉時(shí)間長(cháng)、工作速率低的器件，多地線(xiàn)腳的芯片（芯片實(shí)質(zhì)就是集成度較高的電路模塊，封裝時(shí)多裝地線(xiàn)腳，可以減小高速差模電流環(huán)面積 S，相應地減小芯片的發(fā)射）；避免使用大功率、高損耗器件，它們往往是大的輻射源；

b）保證所選器件不工作在非線(xiàn)性區，以免產(chǎn)生諧波分量成為干擾源；

c）電路和機械結構設計除考慮減少輻射騷擾或提高射頻輻射抗干擾能力外，主要考慮電源電路防外部騷擾包括浪涌、快速脈沖群、靜電、電壓跌落、電壓變化等；

d）電路設計或方案應不使數字信號波形產(chǎn)生過(guò)沖，應使無(wú)用的諧波振蕩幅度最小，使無(wú)用的高次諧波成分最少，避免引發(fā)強烈的電磁騷擾；

e）對集總參數電路，增加阻尼、減小 Q 值，防止振蕩。

2）PCB 的 EMC 設計：

對于產(chǎn)品的成功與否， PCB 的 EMC 設計是重要的一環(huán)。PCB 設計不合理，會(huì )產(chǎn)生無(wú)法補救的后果；

PCB 良好的 EMC 設計，有事半功倍的效果。PCB 的 EMC 設計應遵循以下內容：

a） 盡量減小所有的高速信號及時(shí)鐘信號線(xiàn)構成的環(huán)路面積，連接線(xiàn)要盡可能短，并使信號線(xiàn)緊鄰地回路；

b） 使用小型化器件和多層線(xiàn)路板，多層印制板可緊縮布線(xiàn)空間，高頻特性好，容易實(shí)現 EMC；

c） 印制板層數選擇考慮關(guān)鍵信號的屏蔽和隔離要求，先確定所需信號層數，然后考慮成本的前提下，增加地平面和電源層是 PCB EMC 設計最好的措施之一；

d） 印制板分層原理與布置印刷電路、布置排線(xiàn)的原理一樣，元件面下面為地平面，關(guān)鍵電源平面與其對應的地平面相鄰，相鄰層的關(guān)鍵信號不跨區，所有的信號層特別是高速信號、時(shí)鐘信號與地平面相鄰，盡量避免兩信號層相鄰；

e） 個(gè)別電源層、地層不能作為一個(gè)連續的平面時(shí)，采用多網(wǎng)孔連接形成地格蜂窩網(wǎng)，有效減小電流環(huán)路面積，減小公共阻抗 R，加大信號與地層分布電容；

f）  線(xiàn)路板布線(xiàn)設計時(shí)順序考慮：電源和地 / 時(shí)鐘線(xiàn) / 信號線(xiàn)，布線(xiàn)應該短、直、粗、勻，不要直角和突變， 應有“之”字形，用圓角代替尖銳走線(xiàn)，盡可能加寬電源和地的布線(xiàn)，電源和地層的分割，盡量符合微帶線(xiàn)和帶狀線(xiàn)要求；

g） 走線(xiàn)盡可能遠離騷擾源，布線(xiàn)考慮鐵氧體材料的使用，預留磁珠和貼片濾波器的位置，以備按需加減。

3）電與接地、高速信號線(xiàn)路及內部線(xiàn)纜的 EMC 設計；PCB 的 EMC 設計中也提到供電與接地、高速信號線(xiàn)路的 EMC 設計，此外，還應遵循以下內容：

a）芯片間使用低阻抗地連接（地平面），不同芯片供電腳間阻抗盡量小，芯片供電腳（意思是離芯片供電 腳很近的供電線(xiàn)上）與地間接高頻旁路電容，供電布線(xiàn)預留磁珠和貼片濾波器的位置，以備按需加減；

b) 布線(xiàn)、I/O 排線(xiàn)的核心原則就是減小電流環(huán)面積 S,布置排線(xiàn)的原理與印制板分層原理一樣，關(guān)鍵電源線(xiàn)與其對應的地線(xiàn)相鄰，所有的信號層特別是高速信號、時(shí)鐘信號線(xiàn)與地線(xiàn)相鄰，盡量避免兩信號線(xiàn)相鄰；

c) 為避免接地線(xiàn)長(cháng)度過(guò)長(cháng)（接近λ/4），可采用多點(diǎn)就近接地，接地線(xiàn)高頻阻抗要��；

d) 減小電纜的天線(xiàn)效應及減小偶極子天線(xiàn)效應，跨線(xiàn)、I/O 排線(xiàn)采用屏蔽性能好的線(xiàn)纜，內導線(xiàn)采用多股雙絞線(xiàn)，使空間場(chǎng)互抵，屏蔽層可作為回線(xiàn)；

e) 機內采用屏蔽線(xiàn)防止感應噪聲；

f) 波器的輸入輸出線(xiàn)應拉開(kāi)距離，忌并行走線(xiàn)，以免影響濾波效果;

h) I/O 接口注意高速電路阻抗匹配，減小、消除反射。

4）屏蔽設計；屏蔽好的要求有三：完整的電連續體；濾波措施；良好的接地：

對于信息技術(shù) IT 類(lèi)設備,當主板及配置選定的情況下, 提高整機的屏蔽效果和各個(gè)部分的隔離效果非常重要，尤其個(gè)人計算機和液晶顯示器。這里只說(shuō)屏蔽設計:

a) 計算機機殼內騷擾場(chǎng)強較大，機殼塑料部分未涂導 電材料或所涂導電材料不佳，機箱有孔洞、縫隙，不是一個(gè)完整電連續體，進(jìn)出線(xiàn)濾波不好，最終都可導致輻射騷擾超出限值。機箱為了更好屏蔽電磁輻射，既能照顧到機箱的散熱需求，又能有效地防止 磁波的衍射，開(kāi)孔尺寸一般不超過(guò) 4mm；

b) 根據產(chǎn)品實(shí)際進(jìn)行屏蔽設計，端口、通風(fēng)孔、孔洞、連接縫隙的屏蔽性都是值得考慮的因素;

c) 液晶顯示器為了更好屏蔽電磁輻射可以采用噴涂導電材料的外殼（接縫處要噴涂導電材料）；

d) 為了將輻射減到最小，盡量使用通過(guò)了 CQC（EMC 方面）自愿認證的機箱；

e) 為保證機箱的密封性，要使用精密模具沖壓成型，設計適當的彈點(diǎn)和卷邊；

f) 變壓器加靜電屏蔽及接地等。

5）輸入 / 輸出的濾波設計電源線(xiàn)濾波和信號線(xiàn)濾波的重要性并不亞于機箱屏蔽，濾波關(guān)鍵是針對 EMC 要求，兼顧達標和經(jīng)濟的原則。在 I/O 接口部位，一般采用高頻濾波效果好、安裝簡(jiǎn)單的濾波連接器。在電纜上纏繞或套用鐵氧體磁環(huán)也能起到一定的濾波吸波作用。設計或使用信號線(xiàn)濾波器時(shí)，濾波器的截止頻率須高于電纜上要傳輸的信號頻率：

a） 傳導騷擾問(wèn)題處理的方法主要是低通濾波。在１ＭＨｚ以上時(shí)，傳導發(fā)射問(wèn)題通常是由輻射發(fā)射的耦合而引起的，須綜合運用抑制傳導發(fā)射和輻射發(fā)射的技術(shù)措施，如屏蔽、去耦和濾波；

b） 濾波電路的衰減性能與源和負載的阻抗關(guān)系很大，失配越大，濾波器衰減電磁騷擾的效果越好。大多數情況下，電源線(xiàn)表現為低阻抗，則濾波器的輸入端應為高阻抗。另一方面，設備既可能為高阻抗，也可能為低阻抗。對于線(xiàn)性電源高阻抗，為獲得阻抗失配，負載端應設計為低阻抗。對于開(kāi)關(guān)電源和同步電機這樣的低阻抗設備，負載端設計為高阻抗；

c） 減共模和差模電容，加減共模和差模線(xiàn)圈，調整電容參數和線(xiàn)圈匝數，共模和差模插入損耗對頻率的曲線(xiàn)都可改變。濾波器的泄漏電流是指相線(xiàn)和中線(xiàn)與外殼地之間流過(guò)的電流。它主要取決于連接在相線(xiàn)與地和中線(xiàn)與地間的共模電容。共模電容的容量越大，共模阻抗越小，共模騷擾抑制效果越好，但安全標準規定泄漏電流不能過(guò)大；

d） 電源濾波器安裝位置應靠近電源線(xiàn)入口處，如能 做成與接口一體化更好。對于金屬屏蔽機箱，選用獨立電源屏蔽濾波器，安裝在電源線(xiàn)入口處，并確保濾波器外殼與設備機箱（地）良好電接觸，這樣的效果是最好的。濾波器接地通常固定在電纜出口處的公共地金屬構件上。

7、給企業(yè)的建議：

1）了解 EMC 問(wèn)題三要素、電磁騷擾的特性、電磁騷擾源和傳播途徑，掌握五個(gè)層次 EMC 設計法則，堅持利用 EMC 規律，趁早考慮和解決 EMC 問(wèn)題。

遇到 PCB 必須重新設計或結構必須重新設計時(shí)，大家只有后悔 EMC 考慮得遲了。治病不如防病，治病必須對癥下手，宜早不宜遲，解決 EMC 問(wèn)題是一樣的道理。

2）當產(chǎn)品的 EMC 不符合要求需要整改時(shí)，首先要如同治病一樣，診斷出電磁騷擾源、耦合途徑，然后利用 EMC 設計要點(diǎn)中提到的方法，對癥下手，綜合運用屏蔽、濾波吸波、接地等措施實(shí)施改進(jìn)。

改進(jìn)中，測試再不通過(guò)，先檢討問(wèn)題判斷是否正確？對策是否失誤？使用器件參數是否需要調整？不要一下子就改變初衷，應不慌不忙。

整改時(shí)要特別注意，正確診斷出電磁騷擾源、耦合途徑后，采用 EMC 抑制器件時(shí)，不但要選擇合適，而且所用器件要貨真價(jià)實(shí)，才不會(huì )久治不愈。

3）工廠(chǎng)應對關(guān)鍵生產(chǎn)工序進(jìn)行識別，關(guān)鍵工序操作人員應加以培訓，制定相應的工藝作業(yè)指導書(shū)或標準樣件（可以采取拍照給出圖片的方式），使生產(chǎn)過(guò)程受控。

取最簡(jiǎn)化而且 EMC 又有一定裕量的樣機作為標準件，核對生產(chǎn)、裝配工藝，檢驗時(shí)，著(zhù)重進(jìn)行 EMC 關(guān)鍵元器件和材料的檢驗 / 驗證，以及裝配工藝一致性檢查。

4）為驗證產(chǎn)品持續符合標準要求，工廠(chǎng)應在適當階段對產(chǎn)品進(jìn)行確認檢驗（本身不具備檢測條件時(shí)，抽樣送有能力的機構進(jìn)行檢驗），以確保產(chǎn)品持續符合 EMC 要求，萬(wàn)一變化亦能及時(shí)發(fā)現。

5）當產(chǎn)品 EMC 關(guān)鍵件要改變、調整時(shí)，應用新的器件替換原器件重新制造幾臺樣機進(jìn)行測試，確認 EMC 關(guān)鍵件改變和調整對整機 EMC 的影響。

8 小結：

了解 EMC 問(wèn)題三要素、電磁騷擾的特性、電磁騷擾源和傳播途徑，掌握五個(gè)層次 EMC 設計法，EMC 會(huì )變得有規可循的，堅持 EMC 規律，趁早考慮和解決 EMC 問(wèn)題，即可省時(shí)省力，事半功倍。

在 EMC 工作方面，比照老中醫看病方式，據癥施治，有意識帶點(diǎn)人性化，能提高解決問(wèn)題的興趣。

EMC 90%是設計出來(lái)的，整改出來(lái)的極少、極少。治病不如防病，治病必須對癥下手，宜早不宜遲。道理簡(jiǎn)單，更需重視。