EMC

电磁兼容性（EMC - Electro Magnetic Compatibility）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行，并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器件对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。

各种运行的电子设备之间的干扰主要以电磁传导、电磁感应和电磁辐射三种方式彼此关联并相互影响，在一定的条件下会对运行的设备和人员造成干扰、影响和危害。关于具体EMC领域的整改文章其实不少。本文整理了前人做的EMC整改的六步法思路，供同仁们参考学习。

EMC 整改六步法如下：确认辐射源、滤波、吸波、接地、屏蔽和能量分散。具体思路如下图所示：

EMI、EMS和EMC的定义区别：

EMI全称Electromagnetic Interference，即电磁干扰，指电子设备在自身工作过程中产生的电磁波，对外发射并对设备其它部分或外部其它设备造成干扰。

EMS全称Electromagnetic Susceptibility，即电磁敏感度，指电子设备受电磁干扰的敏感程度。

EMC全称Electromagnetic Compatibility，即电磁兼容，要求电源模块等电子设备内部没有严重的干扰源及设备，或电源系统有较好的抗干扰能力。

它们的关系是：有了EMI也就有了EMC，满足EMS要求才能实现EMC，EMC测试是包含EMI和EMS的。

EMI、EMS和EMC的区别：

EMI电磁干扰是合成词，应分别考虑电磁和干扰，干扰是指设备受到干扰后性能降低以及对设备产生干扰的干扰源这俩层意思。第一层意思如雷电使收音机产生杂音、拿起电话后听到无线电声音等。

1、为什么要对产品做电磁兼容设计？

答：满足产品功能要求、减少调试时间，使产品满足电磁兼容标准的要求，使产品不会对系统中的其它设备产生电磁干扰。

2、对产品做电磁兼容设计可以从哪几个方面进行？

答：电路设计（包括器件选择）、软件设计、线路板设计、屏蔽结构设计、信号线/电源线滤波设计、电路接地方式设计。

3、在电磁兼容领域，为什么总是用分贝（dB）的单位描述？10mV是多少dBmV？

答：因为要描述的幅度和频率范围都很宽，在图形上用对数坐标更容易表示，而dB就是用对数表示时的单位，10mV是20dBmV。

4、为什么频谱分析仪不能观测静电放电等瞬态干扰？

答：因为频谱分析仪是一种窄带扫频接收机，它在某一时刻仅接收某个频率范围内的能量。而静电放电等瞬态干扰是一种脉冲干扰，其频谱范围很宽，但时间很短，因而频谱分析仪在瞬态干扰发生时只能观察到其总能量的一小部分，不能反映实际的干扰情况。

在上一篇文章<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100043618.html">“工业4.0：听不到的噪声可能是最大的问题（一）”</a>中，我们介绍了工业4.0中EMC的影响和EMC标准。在本文中，我们将对如何缓解EMC问题进行详细介绍。

缓解EMC问题的设计

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-06/wen_zhang_/100043618-71907-x1.p…; alt=“” width="600"></center><center>图1：物联网工厂是新旧技术的融合地，而对于低功耗无线设备而言，它还是电磁噪声重灾区（图片来源：Texas Instruments）</center>

众所周知，车间是一个非常嘈杂的地方：噪声性听力衰减是常见的职业病之一。但受噪声影响的不光是车间工作人员，传感器和通信系统也会受到电子噪声的影响。随着工业物联网（IIoT，也称工业4.0）时代的来临，这种情况会越来越常见。

钟速度的提升加上高频率总线以及更高的接口数据速率使得PC电路板设计的挑战性显著提高。工程师必须超越板上实际逻辑的设计，还要考虑其它可能影响电路的因素，包括电路板的尺寸、环境噪声、功耗和电磁兼容性（EMC）等。硬件工程师应在PC电路板设计阶段解决EMC问题，确保系统不会受到EMC故障的影响。

良好的接地设计

低电感接地系统是最大限度减少EMC问题的最重要因素。最大限度地增加PC电路板上的接地面积可降低系统接地电感，进而减少电磁辐射和串扰。串扰可存在于电路板上的任何两条布线之间，取决于互电感和互电容，与布线之间的距离、边缘速率和布线阻抗成正比。

在数字系统中，互电感产生的串扰通常大于互电容产生的串扰。通过增加布线之间的间距或减少到接地层的距离可降低互电感。

信号连接到地的方法各种各样。组件随机连接到接地点的电路板设计会生成高接地电感，并引发不可避免的EMC问题。我们建议采用全铺地层，这能在电流返回源极时最大限度地减小阻抗，不过接地层还需要专用的PC电路板层，这对于双层电路板而言或许是不现实的。

开关电源及数字设备由于脉冲电流和电压具有很丰富的高频谐波，因此会产生很强的辐射。电磁干扰包括辐射型（高频）EMI、传导型（低频）EMI，即产生EMC问题主要通过两个途径：一个是空间电磁波干扰的形式；另一个是通过传导的形式。换句话说，产生EMC问题的三个要素是：电磁干扰源、耦合途径、敏感设备。

辐射干扰主要通过壳体和连接线以电磁波形式污染空间电磁环境；传导干扰是通过电源线骚扰公共电网或通过其他端子（如：射频端子，输入端子）影响相连接的设备。

骚扰源------传导、辐射（途径）-----敏感受体

近场耦合IT、AV设备可能的骚扰源

a：FM接收机、TV接收机本机振荡，基波及谐波由高频头、本机振荡电路产生；

b：开关电源的开关脉冲及高次谐波，同步信号方波及高频谐波，行扫描显像电路产生的行、场信号及高频谐波；

c：数字电路工作需要的各种时钟信号及高频谐波、以及它们的组合，各种时钟如CPU芯片工作时钟、MPEG解码器工作时钟、视频同步时钟（27MHz，16.9344MHz，40.5MHz）等；

d：数字信号方波及高频谐波，晶振产生的高次谐波，非线性电路现象（非线性失真、互调、饱和失真、截止失真）等引起的无用信号、杂散信号；

一.原理图

1. RS485接口6KV防雷电路设计方案

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2019-04/wen_zhang_/100042480-67316-rs1…; alt=“图1 RS485接口防雷电路” width="600"></center><center>图1 RS485接口防雷电路</center>

接口电路设计概述：

RS485用于设备与计算机或其它设备之间通讯，在产品应用中其走线多与电源、功率信号等混合在一起，存在ＥＭＣ隐患。

本方案从EMC原理上，进行了相关的抑制干扰和抗敏感度的设计，从设计层次解决EMC问题。