EMC设计

电磁干扰的主要方式是传导干扰、辐射干扰、共阻抗耦合和感应耦合。对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策：传导采取滤波，辐射干扰采用屏蔽和接地等措施，就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力，也可以有效的降低对外界的电磁干扰。本文从滤波设计、接地设计、屏蔽设计和PCB布局布线技巧四个角度，介绍EMC的设计技巧。

<strong>1、EMC滤波设计技巧</strong>

EMC设计中的滤波器通常指由L，C构成的低通滤波器。滤波器结构的选择是由"最大不匹配原则"决定的。即在任何滤波器中，电容两端存在高阻抗，电感两端存在低阻抗。图1是利用最大不匹配原则得到的滤波器的结构与ZS和ZL的配合关系，每种情形给出了2种结构及相应的衰减斜率(n表示滤波器中电容元件和电感元件的总数)。

为了更好的明了接地的技巧方法，下文中将不再讲究任何的文字技巧，而是一针见血的道出接地问题的本质来。

接地方式←接地目的←接地的功能，所以采取哪种接地方式，要看地是哪类地，这类地的作用目的是什么，这两个问题解决了，接地方式则可水到渠成。

接地的目的决定了接地方式。同样的电路，不同的目的，可能都要采取不同的接地方式。这个观点一定记住。比如同样的电路，用在便携设备上，静电累积泄放不掉，接地的目的是地电位均衡；用在不可移动的设备上，一般会有安全接地措施，对静电泄放的接地目的是导通阻抗足够低，尤其是对于尖峰脉冲的高频导通阻抗。

以下讲解地的注意事项分成几个独立的观点分别介绍，每一条的内容虽然简单，建议一定反复读上N遍，像面对一杯好茶，让心跳在60bpm以下的状态，细细的品，感觉其中的美感和内涵。然后才可能从简单的词语中悟出深刻的道理来。

<strong>01、从性能分，接地分成四类</strong>

安全接地、工作接地（数字地、模拟地、功率器件地）、防浪涌接地（雷击浪涌、上电浪涌）、防静电接地。

前文书中讲过，“接地的目的决定了接地方式”，目的即指其实现的功能。基本上所有的接地都可以归结到这四类里面来。每个接地前都要先明确该接地属于哪一种。

<strong>整体布局</strong>

1、高速、中速、低速电路要分开；

2、强电流、高电压、强辐射元器件远离弱电流、低电压、敏感元器件；

3、模拟、数字、电源、保护电路要分开；

4、多层板设计，有单独的电源和地平面；

5、对热敏感的元器件（含液态介质电容、晶振）尽量远离大功率元器件、散热器等热源。

<strong>接口与保护</strong>

1、一般电源防雷保护器件的顺序是：压敏电阻、保险丝、抑制二极管、EMI滤波器、电感或者共模电感，如果原理图缺失上面任意器件，要顺延布局；

2、一般对接口信号的保护器件的顺序是：ESD（TVS管）、隔离变压器、共模电感、电容、电阻，如果原理图缺失上面任意器件，要顺延布局；

3、严格按照原理图的顺序（要有判断原理图是否正确的能力）进行“一字型”布局；

4、电平变换芯片（如RS232）是否靠近连接器（如串口）放置；

5、易受ESD干扰的器件，如NMOS、CMOS器件等，是否已尽量远离易受ESD干扰的区域（如单板的边缘区域）。

<strong>时钟</strong>

<strong>规律一</strong>

EMC费效比关系规律：EMC问题越早考虑、越早解决，费用越小、效果越好。

在新产品研发阶段就进行EMC设计，比等到产品EMC测试不合格才进行改进，费用可以大大节省，效率可以大大提高；反之，效率就会大大降低，费用就会大大增加。

经验告诉我们，在功能设计的同时进行EMC设计，到样板、样机完成则通过EMC测试，是最省时间和最有经济效益的。相反，产品研发阶段不考虑EMC，投产以后发现EMC不合格才进行改进，非但技术上带来很大难度、而且返工必然带来费用和时间的大大浪费，甚至由于涉及到结构设计、PCB设计的缺陷，无法实施改进措施，导致产品不能上市。

<strong>规律二</strong>

高频电流环路面积S越大，EMI辐射越严重。

高频信号电流流经电感最小路径。当频率较高时，一般走线电抗大于电阻，连线对高频信号就是电感，串联电感引起辐射。电磁辐射大多是EUT被测设备上的高频电流环路产生的，最恶劣的情况就是开路之天线形式。对应处理方法就是减少、减短连线，减小高频电流回路面积，尽量消除任何非正常工作需要的天线，如不连续的布线或有天线效应之元器件过长的插脚。

EMC是业界的一个难点；文章介绍了EMC三个规律、EMC问题三要素、电磁骚扰的特性、以及五层次EMC设计法；给企业提供了对待EMC的建议；作者认为EMC改进要如诊治疾病一样对症施治；作者倡导坚持EMC规律，趁早考虑和解决EMC 问题-进行EMC设计。

<strong>EMC是产品认证的重要内容</strong>

随着我国加入WTO无论是走向国际大市场的中国产品，还是涌向中国市场的外国产品,几乎都要进行各种各样的产品认证。产品认证，从国际贸易角度看，实质上是技术性贸易壁垒。我们只有不断提高产品质量, 突破技术壁垒,才能开拓海外市场，促进外贸发展。国内新的3C 认证替代了原来的CCIB 和CCEE 认证，“CCC”是我国强制性产品认证标志—— China Compulsory Certification的英文缩写，只有取得3C 认证的产品才能进入国内市场。3C认证对机电、电器产品的安全性能、EMC等方面作了详细规定。

<strong>EMC是多数企业的技术难点</strong>