EMC=EMI+EMS

1：理論概念

1.1時域和頻域

建議通過示波器的FFT變換去了解時域和頻域的概念

1.2分貝

電磁兼容測試中常用單位：

? 　　功率：P_db=10lg(p1/p2)??????? P2與P1應采用相同的單位。應該明確dB為兩個量的比值，是無量綱的。
?　　 電壓:? 同上 電壓分貝常用μV為單位
? 　　電流：同上 以μA為單位的電流。

　　? 電場強度與磁場強度：H=E/Z
? 　　功率密度：S=E X H??? 功率密度的基本單位為W/m2(電場強度V／m;磁場強度A/m),
功率密度的物理作用比較難理解 提供一個關系來理解：后面的db數(shù)值和一個叫自由空間波阻抗的概念有關

?1.3電場和磁場

高中概念E/H場正交同時傳播 建議了解下天線模型

?1.4共模和差模

電壓和電流的變化通過通過導線傳輸時有兩中形態(tài)，即“差?！焙汀肮材！?。 這里我們把這兩根線比喻成兩個小人，一個MM，一個GG。來張圖，形象點

這里是兩個人MM和GG，他們倆都會飛，他們手牽手飛到離地面10米的位置，那他們對地的高度即為共模信號，當他們倆一個想飛高點一個想飛低點時，這時候他們牽著飛手就會感受到拉力，這就是差模信號。也就是說這兩個人是對差模信號有響應的，對共模信號沒有響應。理論上講這兩個人只對差模有響應而對共模沒有響應。但你讓這倆人往地底下飛試試，那就苦命鴛鴦，撞死了。地下不行就去遨游太空啊，行，還是苦命鴛鴦，沒空氣憋死了。所以共模信號也有一定的共模范圍的。差模信號也有一定差模范圍。

借助上面的比喻來系統(tǒng)理解下幾個基礎的概念：

2：簡介

2.1：電磁干擾形成的三要素

形成電磁干擾必然具備三個基本要素:
①電磁騷擾源，
②耦合途徑或傳播通道，
③敏感設備。
電磁兼容設計即是從這三個基本要素出發(fā)。

所以我們可以從3個路徑來解決emc問題：1干掉干擾源 2解決傳播途徑問題 3優(yōu)化敏感設備

2.2：電磁騷擾的傳播途徑

電磁騷擾的傳播途徑包括傳導耦合（傳導耦合包括互傳導耦合和導線間的感性與容性耦合）和輻射耦合
（輻射耦合包括近場耦合和遠場耦合）

3：EMC測試類型

由于前幾天做的是輻射測試這里只對EMI的輻射發(fā)射測試做分析介紹

EMI測試項目包括：

1、輻射發(fā)射測試

2、傳導發(fā)射測試

3、騷擾功率測試

4、電流諧波測試

5、電源諧波測量

6、閃爍測試

EMS測試項目包括：

1、靜電放電抗擾度

2、射頻電磁場抗擾度

3、電快速瞬變脈沖群抗擾度

4、沖擊（包括雷擊和浪涌）抗擾度

5、射頻場感應傳導抗擾度

6、工頻磁場抗擾度試驗

7、電壓跌落短時中斷和電壓漸降抗擾度

具體測試方法請看《EMC設計與測試案列分析》

4：輻射發(fā)射測試

4.1輻射發(fā)射測試的目的

　　因為EMC設計及EMC問題的分析是建立在EMC測試的基礎上的，所以有必要對EMC測試做簡單的闡述。測試電子，電氣和機電設備及其部件的輻射發(fā)射，包括來自所有組件、電纜及連接線上的輻射發(fā)射。它用來鑒定其輻射是否符合標準的要求，以致在正常使用過程中影響同一環(huán)境中的其他設備。

4.2 常用的輻射發(fā)射測試設備

根據(jù)常用傳導騷擾測試標準CISPR16及EN55022的要求，輻射發(fā)射測試主要需要以下設備：

（1） EMI自動測試控制系統(tǒng)（電腦及其界面單元）；(2) EMI測試接收機;

（3）各式天線（主動、被動棒狀天線、大小形狀環(huán)路天線、功率雙錐天線、對數(shù)螺旋天線、喇叭天線）及天線控制單元等；

? (4)半電波暗室或開闊場。

EMI測試接收機是EMC測試中較常用的基本測試儀器，基于測試接收機的頻率響應特性要求，按CISPR16標準規(guī)定，測試接收機應有四種基本檢波方式，即準峰值檢波、均方根值檢波、峰值檢波及平均值檢波。然而，大多數(shù)電磁干擾都是脈沖干擾，它們對音頻影響的客觀效果隨著重復頻率的增高而增大，具有特定時間常數(shù)的準峰值檢波器的輸出特性，可以近似反映這種影響。

4.3 輻射發(fā)射的測試方法

下圖是符合CISPR16及EN55022標準要求的輻射發(fā)射測試布置圖。輻射發(fā)射測試時，被測設備（EUT）置于半電波暗室內(nèi)部，并在轉(zhuǎn)臺上旋轉(zhuǎn)，以找到較大的輻射點。輻射信號由接收天線接收后，通過電纜傳到電波暗室外的接收機。

5：整改

常見的電磁兼容整改措施：
?　　對常見的電磁兼容問題，我們通過綜合采用以下幾個方面的整改措施，一般可以解決大部分的問題：
屏蔽問題：
?　　可以在屏蔽體的裝配面處涂導電膠，或者在裝配面處加導電襯墊，甚至采用導電金屬膠帶進行補救。
?　　導電襯墊可以是編織的金屬絲線、硬度較低易于塑型的軟金屬(銅、鉛等)、包裝金屬層的橡膠、導電橡膠或者是梳狀簧片接觸指狀物等。
布局布線問題：
?　　在不影響性能的前提下，適當調(diào)整設備電纜走向和排列，做到不同類型的電纜相互隔離。
電纜問題：
?　　改變普通的小信號或高頻信號電纜為帶屏蔽的電纜，改變普通的大電流信號或數(shù)據(jù)傳輸信號電纜為對稱絞線電纜。

接地問題：
　　加強接地的機械性能，降低接地電阻。同時對于設備整體要有單獨的低阻抗接地。
接口問題：
?　　在設備電源輸入線上加裝或串聯(lián)電源濾波器。
關鍵部位的處理：
?　　在可能的情況下，對重要器件進行屏蔽、隔離處理，如加裝接地良好的金屬隔離板或小的屏蔽罩等。
電路和電源問題：
?　　在各器件電源輸入端并聯(lián)小電容，以旁路電源帶來的高頻干擾。

現(xiàn)在就對我們遇到的問題做分析：電磁騷擾發(fā)射：分為傳導發(fā)射（連續(xù)發(fā)射和斷續(xù)發(fā)射）和輻射發(fā)射（騷擾場強和騷擾功率）

針對電磁騷擾發(fā)射測試常見問題對策及整改措施

1：產(chǎn)品內(nèi)主要電磁騷擾源分析（電源/電機/電路板/高頻器件？）

2：騷擾源定位（這里我們出現(xiàn)了一個錯誤后面介紹）

3：產(chǎn)品連續(xù)傳導發(fā)射超標問題及對策

4：產(chǎn)品斷續(xù)傳導發(fā)射超標問題及對策

5：產(chǎn)品輻射騷擾超標問題及對策

6：騷擾功率干擾的產(chǎn)生和對策

5.1：主要電磁騷擾源

a:設備開關電源的開關回路：騷擾源主頻幾十kHz到百余kHz，高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。
b:設備直流電源的整流回路：工頻線性電源工頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百kHz；開關電源高頻整流噪聲頻率上限可延伸到數(shù)十MHz。
?c:電動設備直流電機的電刷噪聲：噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百MHz。
?d:電動設備交流電機的運行噪聲：高次諧波可延伸到數(shù)十MHz。
?e:變頻調(diào)速電路的騷擾發(fā)射：開關調(diào)速回路騷擾源頻率從幾十kHz到幾十MHz。
?f:設備運行狀態(tài)切換的開關噪聲：由機械或電子開關動作產(chǎn)生的噪聲頻率上限可延伸到數(shù)百MHz。
?g:智能控制設備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾：騷擾源主頻幾十kHz到幾十MHz，高次諧波可延伸到數(shù)百MHz。
?等等.................

5.2：騷擾源定位

根據(jù)測量曲線定位：依據(jù)：超標騷擾頻率范圍、超標騷擾頻域分布、窄帶還是寬帶騷擾等來判斷

根據(jù)被測設備工作方式和內(nèi)部結(jié)構定位：

a:有沒有使用標準不建議使用的半波整流和對稱/非對稱電源調(diào)整電路?
b:內(nèi)部結(jié)構中電路板布局是否合理?
c:內(nèi)部電纜走線是否合理?

d:內(nèi)部濾波器（濾波電路）安裝是否合理?
e:內(nèi)部電路接地和搭接方式是否合理?
f:機箱屏蔽是否滿足對應產(chǎn)品的需求?

根據(jù)功能模塊工作情況進行故障定位
a:若設備的各個模塊可以暫停和恢復工作，可以通過逐個暫停這些模塊的工作來判斷騷擾來源。
b:若模塊不可以獨立暫停和恢復工作，可以通過與該設備其它功能模塊一起組合進行暫停和恢復工作，從而判斷騷擾的大概來源。
c:若模塊不可以獨立暫停和恢復工作，也可以通過用待判斷模塊與其它合格設備的相關功能模塊組合并測量的方式，從而判斷騷擾的大概來源。
d:對懷疑騷擾超標的模塊，可以用與合格模塊置換的方式來進行騷擾判定。
但是需要注意的是不能測試完一個模塊發(fā)現(xiàn)沒有起到作用又將這個模塊恢復到初始狀態(tài) 這個時候應該保持更改不變 繼續(xù)下一個模塊的排查，我們在較初的排查過程中就犯了這個錯誤，導致浪費了測試時間。
下面去個例子說明：

　　假設一個系統(tǒng)在測試時出現(xiàn)了輻射發(fā)射超標，使系統(tǒng)不能滿足EMC標準中對輻射發(fā)射的限值。經(jīng)過初步分析，原因可能有4個，它們分別是：

（1）主機與鍵盤之間的互連電纜（電纜1）上的共模電流產(chǎn)生的輻射；

（2）主機與打印機之間的互連電纜（電纜2）上的共模電流產(chǎn)生的輻射；

（3）機箱面板與機箱基體之間的縫隙（開口1）產(chǎn)生的泄漏；

（4）某顯示窗口（開口2）產(chǎn)生的泄漏。

在診斷時，首先在電纜1上套一個鐵氧體磁環(huán)，以減小共模輻射，結(jié)果發(fā)現(xiàn)頻譜儀屏幕上顯示的信號并沒有明顯減小。于是認為電纜1不是一個主要的泄漏源，將鐵氧體磁環(huán)取下，套在電纜2上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)頻譜儀屏幕上顯示的信號還沒有明顯減小。結(jié)果得出結(jié)論，電纜不是泄漏源。

再對機箱上的泄漏進行檢查。用屏蔽膠帶將開口1堵上，發(fā)現(xiàn)頻譜儀屏幕上顯示的信號沒有明顯減小。認為開口1不是主要泄漏源，將屏蔽膠帶取下，堵到開口2上。結(jié)果頻譜儀上的顯示信號還沒有減小。之所以會發(fā)生這個問題，是因為測試人員忽視了頻譜分析儀上顯示的信號幅度是以dB為單位顯示的。下面看一下為什么會有這種現(xiàn)象。

假設這4個泄漏源所占的成分各占1／4，并且在每個輻射源上采取的措施能夠?qū)⑦@個輻射源完全抑制掉，則采取以上4個措施中的一個時，頻譜儀上顯示信號降低的幅度ΔA為

ΔA=20lg(4/3)=2.5 dB

幅度減小這么少，顯然是微不足道的。但這卻已經(jīng)將泄漏減少了25％。

正確的方法是，在對一個可能的泄漏源采取了抑制措施后，即使沒有明顯的改善，也不要將這個措施去掉，繼續(xù)對可能的泄漏源采取措施。當采取到某個措施時，如果干擾幅度降低很多，并不一定說明這個泄漏源是主要的，而僅說明這個干擾源是較后一個。按照這個步驟對4個泄漏源逐個處理的結(jié)果如圖

在前面的敘述中，假定對某個泄漏源采取措施后，這個泄漏源被100％消除掉，如果這樣，當較后一個泄漏源去掉后，電磁干擾的減小應為無限大。實際這是不可能的。在采取任何一個措施時，都不可能將干擾源100％消除。泄漏源去掉的程度可以是99％，或99.9％，甚至99.99％以上，而絕不可能是100％，所以當較后一個泄漏源去掉后，盡管改善很大，但仍是有限值。

5.3：連續(xù)傳導發(fā)射超標問題及對策

a:開關電源的開關頻率及諧波騷擾
b:電源整流回路的整流噪聲
c:交流電機的運行噪聲

d:直流電機的電刷噪聲

e:智能控制設備的晶振

f:數(shù)字電路電磁騷擾
導致射頻傳導發(fā)射超標的原因如圖所示:

（1）開關電源或DC/DC變換器工作在脈沖狀態(tài)，它們本身會產(chǎn)生很強的干擾，這種干擾既有共模分量，也有差模分量。對于一般開關電源和變換器，在1MHz以下以差模干擾為主，在1MHz以上以共模干擾為主。
（2）數(shù)字電路的工作電流是瞬變的，雖然在每個電路芯片的旁邊和線路板上都安裝了解耦電容，但還是會有一部分瞬變電流反映在電源中，沿著電源線傳導發(fā)射。
（3）機箱內(nèi)的線路板、電纜都是輻射源，這些輻射能量會感應進電源線和電源電路本身，形成傳導發(fā)射。需要注意的是，當機箱內(nèi)各種頻率的信號耦合進電源電路時，由于電源內(nèi)有許多二極管、三極管電路，會使這些不同頻率的信號相互發(fā)生混頻、調(diào)制，甚至對干擾進行放大，從而導致嚴重的干擾。
解決方法：

在電源線入口處安裝電源線濾波器是保證通過射頻傳導發(fā)射試驗的當先方法（濾波器的安裝位置也很重要）。
如果僅做150kHz~30MHz范圍內(nèi)的傳導發(fā)射試驗，一般的電源線濾波器就可以滿足要求，大部分電源線濾波器在100kHz以上都已有較大的插入損耗。由于30MHz以上的高頻性能不良會導致輻射發(fā)射的問題，所以應加以注意。如果需要做30~300MHz頻率范圍內(nèi)的騷擾功率發(fā)射試驗或30~1GHz頻率范圍內(nèi)的輻射騷擾，選擇濾波器時必須注意濾波器的高頻特性。

對電源線的處理：
（1）檢查電源線附近有無信號電纜存在，有無可能是因為信號電纜與電源線之間的耦合使電源線的傳導騷擾發(fā)射超標（這種情況多見于超標頻率的頻段較高的情況下）。如有，或拉大兩者間的距離，或采取屏蔽措施。
（2）加裝電源線濾波器（如果已經(jīng)有濾波器。則換用高性能的濾波器），要特別注意安裝位置（盡可能放在機箱中電源線入口端）和安裝情況，要保證濾波器外殼與機箱搭接良好、接地良好。
（3）雖經(jīng)采取措施，設備傳導騷擾發(fā)射仍未達標。此時可考慮在設備內(nèi)部線路連接接地端子的地方串入一個電感。由于這部分連接屬單點接地，平時無電流流過，因此這個電感可以做得較大，而無需擔心有鐵芯的飽和問題。
采取這一措施的理由是設備傳導騷擾發(fā)射測試實際上是對地電壓測試（電源線對大地的騷擾電壓測試），電源線上有工作電流流過，故濾波器的濾波電感值受制于工作電流，不能做得很大，濾波器的插入損耗也就有限，特別是低頻端損耗更加有限。新方案里的附加電感正好可以彌補這一缺憾，從而取得更好的傳導騷擾抑制能力。
對信號線的處理：
（1）注意信號線周圍有無其他輻射能量（附近的布線及印刷板的布局）被引到信號線上。如有，或拉大兩者的距離，或采取屏蔽措施，或考慮改變設備內(nèi)部布局和印刷板的布局。
（2）在信號線上套鐵氧體磁環(huán)（或鐵氧體磁夾）。
（3）對信號線進行共模濾波，必要時采用濾波連接器（或濾波陣列板）。注意濾波器的參數(shù)，傳導騷擾發(fā)射超標的頻率比輻射騷擾發(fā)射超標的頻率應低些，因此取用的元件參數(shù)應當偏大一些

5.4：斷續(xù)傳導發(fā)射超標問題及對策

a:恒溫控制器具，程序自動的機器和其他電氣控制或操作的器具的開關操作會產(chǎn)生斷續(xù)騷擾。此類操作一般通過繼電器和程控電子/機械開關等實現(xiàn)。此類騷擾一般由繼電器、開關的觸點抖動及非純阻負載通斷所產(chǎn)生的電涌沖擊形成。
解決方法：
從內(nèi)部電路和結(jié)構上考慮，減少其斷續(xù)騷擾，使其滿足測量要求。
從電源電路和電源結(jié)構入手，在電源中采取適當?shù)拇胧?，對?nèi)部電路產(chǎn)生的斷續(xù)騷擾加以抑制，使其滿足測量標準的要求。
a:在開關觸點或開關模塊兩端并聯(lián)高頻電容或RC、DRC吸波網(wǎng)絡，吸收開關抖動脈沖及非阻性負載的浪涌脈沖。 同時應留意這些元器件的耐壓和功率承受能力應滿足設備正常工作的要求。
b:對被供電設備內(nèi)通過程控開關控制的非阻性部件的供電回路上增加限流電路或軟啟動裝置，抑制其啟動浪涌沖擊。
c:對被供電設備內(nèi)通過開關量控制的感性部件應增加反向浪涌吸收元件，以吸收部件斷電時產(chǎn)生的反向感應高壓浪涌沖擊。
d:在被供電設備的電源輸入端增加高頻吸收回路，抑制其高頻騷擾向電源反向注入。

5.5：輻射騷擾超標問題及對策

a:開關電源的開關頻率及諧波騷擾
b:交流電機的運行噪聲、直流電機的電刷噪聲
c:電磁感應設備的電磁騷擾
d:智能控制設備的晶振及數(shù)字電路電磁騷擾等

導致輻射發(fā)射試驗失敗的原因有兩種可能較大：

　　一種是設備外殼的屏蔽性能不完善；
　　另一種是射頻騷擾經(jīng)由電源線和其他線纜的逸出。

解決方法：

當我們通過騷擾定位方式找到輻射騷擾超標點的騷擾源后，即可采用相對應的騷擾源抑制措施。
一般來說：
首先抑制騷擾源，這可以通過優(yōu)化電路設計、電路結(jié)構和排版，加強濾波和正確的接地來達到。
其次是要切斷耦合途徑，這可以通過正確的機殼屏蔽和傳輸線濾波達到。
首先說下機箱問題：

一、金屬機箱屏蔽性能不完善（非金屬機箱還沒碰到不做討論）
對于金屬機箱屏蔽性能不完善引起的輻射騷擾發(fā)射超標，應采取以下措施：
1）機箱的縫隙過大，或機箱配合上存在問題
　處理意見：
（1）清除結(jié)合面上的油漆、氧化層及表面玷污；
（2）增加結(jié)合面上的緊固件數(shù)目及接觸表面的平整度；
（3）采取永久性的接縫（要連續(xù)焊接）；
（4）采用導電襯墊來改善接觸表面的接觸性能。
2）其他功能性開孔過大
處理意見：
（1）通風口采用防塵板，必要時采用波導通風板，但后者成本昂貴；
（2）顯示窗口采用帶有屏蔽作用的透明材料；或采用隔艙，并對信號線采取濾波措施；
（3）對鍵盤等采用隔艙，并對信號線采取濾波措施。
3）機箱內(nèi)部布線不當，電磁騷擾透過縫隙逸出
處理意見：
? 將印刷板及設備內(nèi)部布線等可能產(chǎn)生輻射騷擾的布局，遠離縫隙或功能性開孔的部位，
? 或采取增加屏蔽的補救措施或重新布局。
其次說下線纜問題：
1）對電源線的處理
（1）加裝電源線濾波器（如果己經(jīng)有濾波器，則換用高性能的濾波器），要特別注意安裝位置（盡可能放在機箱中電源線入口端）和安裝情況，要保證濾波器外殼與機箱搭接良好、接地良好；
（2）如果不合格的頻率比較高，可考慮在電源線入口的部分套裝鐵氧體磁環(huán)。
2）對信號線的處理
（1）在信號線上套鐵氧體磁環(huán)（或鐵氧體磁夾）；
（2）對信號線濾波（共模濾波），必要時將連接器改用濾波陣列板或濾波連接器；
（3）換用屏蔽電纜，屏蔽電纜的屏蔽層與機箱盡量采用360°搭接方式，必要時在屏蔽線上再套鐵氧體磁環(huán)

5.6：騷擾功率干擾的產(chǎn)生和對策

a:電源線濾波裝置的高頻插入損耗不足

解決方法：

（1）濾波器電路沒有屏蔽，這種情況經(jīng)常發(fā)生在將濾波電路安裝在線路板上的場合，高頻干擾直接耦合進濾波電路，造成濾波器失效；
（2）濾波器本身高頻性能不良，在100MHz以上插入損耗很小；
（3）使用非屏蔽機箱，導致濾波器的金屬外殼無處端接；
（4）使用非屏蔽機箱，干擾直接耦合到電源線和信號線上，濾波器實際上沒有起作用；
（5）在屏蔽機箱中，濾波器離電源進口過遠、造成干擾直接耦合到電源線和信號線上；
（6）在屏蔽機箱中，濾波器外殼與金屬機箱之間連接阻抗過大（沒有直接搭接，而是通過長導線連接）；
（7）濾波器的輸入線與輸出線靠得很近，發(fā)生耦合，導致濾波器的高頻插人損耗不足。

參考書籍:

看書的時候整理了一下導圖無私分享下：

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