電磁兼容（Electro Magnetic Compatibility,EMC）是指設備或系統在電磁環境中運行時，不會因為其他設備的合理電磁幹擾而影響本機的功能和安全性，也不會對其環境中的任何設備產生不合理的電磁幹擾能力。包含EMI和EMS，即不產生不合理幹擾及抗幹擾。

測試標準的規定工友11項測試內容：4項EMI指標，指輻射發射RE、傳導發射CE、諧波電流Harmonics、閃爍Flicker；7項EMS指標，指輻射抗幹擾度RS、傳導抗度CS、靜電抗擾度ESD、電快速瞬變脈沖群EFT/B、電壓跌落與短時中斷DIP/i、工頻磁場抗擾度PMS、浪湧抗擾度Surge。

電磁兼容的發生機理是“幹擾源、傳播路徑、敏感設備”，解決措施是“處理接地、殼體屏蔽、線路濾波”

1、概述

　　1）電磁幹擾的根源是di/dt、du/dt，即較大的電壓、電流突變產生很大的高頻雜波；

　　2）電阻的高頻等效特性

　　在頻率較高時，會產生容抗和感抗；

　　3）電容的高頻等效特性

　　4）電感高頻等效特性

　　5）磁環磁珠高頻等效特性

磁珠適合於線路板上的電源或信號濾波；磁環則使用與線纜上的高頻濾波；

　　6）導線的高頻等效特性

　　影響其高頻特性的是走線電阻、走線電感、分布電容；

　　7）對於交流電源，電源火線和零線之間的幹擾是差模幹擾；

　　8）對於火線或零線對地的幹擾為共模幹擾；

2、整機外部接口

　　2.1、按鍵面膜

　　　　1）薄膜鍵盤電路與其相對的鄰近電路之間放置一個接地的導電層；
　　　　2）薄膜鍵盤電路層周圍塗上粘合劑或密封劑，堵住引入ESD路徑；
　　　　3）按鍵窗口增減設計防護ESD；

　　2.2、電源接口

　　　　電源輸入接口是EMC測試中的重點，雙向傳到、輻射想過都需要關註；最基礎的措施就是采用電源濾波器和浪湧防護設計。

　　2.3、顯示窗口

　　　　1）LCD、LED是引入空間輻射幹擾和ESD幹擾的串口，系統設計時可考慮屏蔽窗或隔離艙，顯示電路部分與機內電路連接通過濾波器件相連；隔離艙位金屬結構，導電部分與機殼之間形成低阻抗的連續導通連接。

3、接地

　　1）EMC接地泄放的是高頻電流，因此接地的走線電感不能忽視；一般使用寬的銅皮；

　　2）接地分為四類：

　　　　a) 安全接地：將對人體有潛在危害的電流導到大地上；
　　　　b) 工作接地（數字地、模擬地、功率器件地）：信號電流回流的路徑，是信號系統的參考電平；
　　　　c) 防浪湧接地為外來突變的大電流幹擾提供一個泄放路徑，泄放電流量級遠高於信號電流；
　　　　d) 浮地的屏蔽地最常見的手持設備外殼，未單獨接觸大地，但提供一個參考的等電位地；

　　3）接地規範

　　　　a) 地地之間黃綠導線直連：低電阻導通，用於中低頻信號；
　　　　b) 地地之間寬扁電纜直連：高頻下實現地阻抗對地導通；
　　　　c) 地地之間大阻抗連接：防靜電臺
　　　　d) 地地之間電容連接：直流截止，交流導通的場景；
　　　　e) 地地之間磁珠連接：弱信號的地地之間；
　　　　f) 地地之間電感連接：電感具有抑制電路狀態變化的特性，用於有較大電流波動的地地
　　　　g) 地地之間小電阻連接：阻礙電流快速變化的過沖；
　　　　h) 安全地、防雷擊浪湧接地的接法：兩者都單獨接到大地，在真正的大地處單點相接；

4、電路板

　　4.1 電路原理圖設計

　　　　1、面膜電路：
　　　　　　1）面膜燈電路增加限流電阻和防靜電電容，抑制非受控閃爍；
　　　　　　2）面膜按鍵電路增加R-S觸發器作為按鈕和設備電子線路之間配合的緩沖；

　　　　2、復位電路
　　　　　　1）有時間延時，避免上電初期復位；
　　　　　　2）復位信號優選斯密特方式，避免復位-工作-復位重復發生；

　　　　3、片選輸入口和敏感電路
　　　　　　1）輸入口參考面膜電路；
　　　　　　2）緩和電路的接地要分開布局；

　　　　4、電路板接口
　　　　　　1）在控制線和印刷版上的入口處增加RC去耦和浪湧防護器件

　　　　5、總線信號質量控制
　　　　　　1）信號頻率高於5MHz，下降沿時間低於5ns總線，器件引腳末端串接小電阻限流，防止過沖振鈴；
　　　　　　2）空置的IO引腳連接高阻抗；
　　　　　　3）IRQ引腳有預防靜電釋放的額措施；
　　　　　　4）單片機IO口控制電機等噪聲器件時，加隔離如π型濾波電路

　　　　6、去耦電容
　　　　　　1）模擬放大器電源，在最接近電路的連接處到放大器之間加去耦電容；
　　　　　　2）數字集成電路，分組加去耦電容；
　　　　　　3）電機與發電機的電刷，在每個繞組指路上串聯RC濾波電容；在電源入口處增加低通濾波措施；

　　　　7、晶振電路
　　　　　　1）輸出串聯一個低阻值電阻，削弱震蕩信號上升沿、下降沿時的過沖；
　　　　　　2）在滿足要求的情況下，MCU的晶振越低越好；
　　　　　　3）時鐘電路、校準電路和去耦電路接近MCU防止；
　　　　　　4）時鐘輸出布線時禁止向多個部件直接串行連接；

　　　　8、顯示電路的數據線加裝磁環；

　　　　9、供電與驅動電路
　　　　　　1）驅動電路的電源要做去耦設計；
　　　　　　2）單片機電源加濾波電路或穩壓器；
　　　　　　3）每一根電源線進入電子設備的地方串放一個磁珠；
　　　　　　4）每一個電源引腳和緊靠電子設備機箱地之間放一個順流抑制器、金屬氧化壓敏電阻或高頻電容；

　　4.2 布線

　　　　1、PCB 布線

　　　　　　1） 優選多層板設計，根據PIN密度
　　　　　　2） 禁止出現一端浮空、直角轉彎、電阻不連續、寬度不一致等情況；
　　　　　　3） 考慮強弱電流、大小電壓、高低頻、輸入輸出、數字模擬等隔離；
　　　　　　4） 高速通道過孔要少；
　　　　　　5） 推薦地平面柵格布線；
　　　　　　6） 增大走線間距、減少電容耦合串擾；

　　　　2、元器件布局
　　　　　　1） 將具有輻射源特征的電路裝在金屬屏蔽內；
　　　　　　2） 同類型元件X\Y方向一致；
　　　　　　3） 元器件放置便於調試和維修；註意直插元件的間距；

3、安裝固定
4、EMC元器件選型

EMC器件的選型必須按照器件的高頻等效特性來考慮器件的指標，包括電阻、電容、電感、磁珠、導線及布線等；

5、接插件和電纜分類

　　1）接插件上的信號線，優選“信號-地-信號-地”的間隔排布；
　　2）帶金屬的接插件與地相連；
　　3）電纜設計時應考慮諸如直流電源線用屏蔽線、交流電用扭攪線、所有進入屏蔽區的信號線/電源線都經過濾波等；

6、機械機構：

　　1、材料：任何封閉的金屬體，不論厚度，其屏蔽效能SE不低於80db。但在實際產品設計中會低於這個值，主要是因為有縫隙；
　　2、對於非金屬機殼，為實現屏蔽效果，一般采用內部噴塗金屬塗層的工藝；
　　3、金屬機箱上，可泄漏電磁波頻率與開口的最大直徑有關，所以機箱開孔首選圓孔；
　　機箱箱體結合處，用耐高壓矽樹脂或墊圈密閉，防ESD、放水、放塵；

《嵌入式系統可靠性設計技術及案例解析》讀書筆記（七）