一、EMC工程師必須具備的八大技能

EMC工程師需要具備那些技能？從企業(yè)產(chǎn)品需要進(jìn)行設(shè)計(jì)、整改認(rèn)證的過(guò)程看，EMC工程師必須具備以下八大技能：

1、EMC的基本測(cè)試項(xiàng)目以及測(cè)試過(guò)程掌握；

2、產(chǎn)品對(duì)應(yīng)EMC的標(biāo)準(zhǔn)掌握；

3、產(chǎn)品的EMC整改定位思路掌握；

4、產(chǎn)品的各種認(rèn)證流程掌握；

5、產(chǎn)品的硬件硬件知識(shí)，對(duì)電路（主控、接口）了解；

6、EMC設(shè)計(jì)整改元器件（電容、磁珠、濾波器、電感、瞬態(tài)抑制器件等）使用掌握；

7、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)屏蔽設(shè)計(jì)技能掌握；

8、對(duì)EMC設(shè)計(jì)如何介入產(chǎn)品各個(gè)研發(fā)階段流程掌握。

二、EMC常用元件介紹

共模電感

由于EMC所面臨解決問(wèn)題大多是共模干擾，因此共模電感也是我們常用的有力元件之一！這里就給大家簡(jiǎn)單介紹一下共模電感的原理以及使用情況。

共模電感是一個(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個(gè)尺寸相同，匝數(shù)相同的線圈對(duì)稱(chēng)地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個(gè)四端器件，要對(duì)于共模信號(hào)呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用，而對(duì)于差模信號(hào)呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。原理是流過(guò)共模電流時(shí)磁環(huán)中的磁通相互疊加，從而具有相當(dāng)大的電感量，對(duì)共模電流起到抑制作用，而當(dāng)兩線圈流過(guò)差模電流時(shí)，磁環(huán)中的磁通相互抵消，幾乎沒(méi)有電感量，所以差模電流可以無(wú)衰減地通過(guò)。因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(hào)，而對(duì)線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘?hào)無(wú)影響。

共模電感在制作時(shí)應(yīng)滿足以下要求：

1）繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣，以保證在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。

2）當(dāng)線圈流過(guò)瞬時(shí)大電流時(shí)，磁芯不要出現(xiàn)飽和。

3）線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣，以防止在瞬時(shí)過(guò)電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿。

4）線圈應(yīng)盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強(qiáng)線圈對(duì)瞬時(shí)過(guò)電壓的而授能力。

通常情況下，同時(shí)注意選擇所需濾波的頻段，共模阻抗越大越好，因此我們?cè)谶x擇共模電感時(shí)需要看器件資料，主要根據(jù)阻抗頻率曲線選擇。另外選擇時(shí)注意考慮差模阻抗對(duì)信號(hào)的影響，主要關(guān)注差模阻抗，特別注意高速端口。

磁珠在產(chǎn)品數(shù)字電路EMC設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們常常會(huì)使用到磁珠，那么磁珠濾波地原理以及如何使用呢？

鐵氧體材料是鐵鎂合金或鐵鎳合金，這種材料具有很高的導(dǎo)磁率，他可以是電感的線圈繞組之間在高頻高阻的情況下產(chǎn)生的電容最小。鐵氧體材料通常在高頻情況下應(yīng)用，因?yàn)樵诘皖l時(shí)他們主要程電感特性，使得線上的損耗很小。在高頻情況下，他們主要呈電抗特性比并且隨頻率改變。實(shí)際應(yīng)用中，鐵氧體材料是作為射頻電路的高頻衰減器使用的。實(shí)際上，鐵氧體較好的等效于電阻以及電感的并聯(lián)，低頻下電阻被電感短路，高頻下電感阻抗變得相當(dāng)高，以至于電流全部通過(guò)電阻。鐵氧體是一個(gè)消耗裝置，高頻能量在上面轉(zhuǎn)化為熱能，這是由他的電阻特性決定的。

鐵氧體磁珠與普通的電感相比具有更好的高頻濾波特性。鐵氧體在高頻時(shí)呈現(xiàn)電阻性，相當(dāng)于品質(zhì)因數(shù)很低的電感器，所以能在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)保持較高的阻抗，從而提高高頻濾波效能。在低頻段，阻抗由電感的感抗構(gòu)成，低頻時(shí)R很小，磁芯的磁導(dǎo)率較高，因此電感量較大，L起主要作用，電磁干擾被反射而受到抑制；并且這時(shí)磁芯的損耗較小，整個(gè)器件是一個(gè)低損耗、高Q特性的電感，這種電感容易造成諧振因此在低頻段，有時(shí)可能出現(xiàn)使用鐵氧體磁珠后干擾增強(qiáng)的現(xiàn)象。在高頻段，阻抗由電阻成分構(gòu)成，隨著頻率升高，磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感的電感量減小，感抗成分減小。但是，這時(shí)磁芯的損耗增加，電阻成分增加，導(dǎo)致總的阻抗增加，當(dāng)高頻信號(hào)通過(guò)鐵氧體時(shí)，電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)換成熱能的形式耗散掉。

鐵氧體抑制元件廣泛應(yīng)用于印制電路板、電源線和數(shù)據(jù)線上。如在印制板的電源線入口端加上鐵氧體抑制元件，就可以濾除高頻干擾。鐵氧體磁環(huán)或磁珠專(zhuān)用于抑制信號(hào)線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。

使用片式磁珠還是片式電感主要還在于實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合。在諧振電路中需要使用片式電感。而需要消除不需要的EMI噪聲時(shí)，使用片式磁珠是最佳的選擇。片式磁珠和片式電感的應(yīng)用場(chǎng)合：片式電感：射頻（RF）和無(wú)線通訊，信息技術(shù)設(shè)備，雷達(dá)檢波器，汽車(chē)電子，蜂窩電話，尋呼機(jī)，音頻設(shè)備，PDAs（個(gè)人數(shù)字助理），無(wú)線遙控系統(tǒng)以及低壓供電模塊等。片式磁珠：時(shí)鐘發(fā)生電路，模擬電路和數(shù)字電路之間的濾波，I/O輸入/輸出內(nèi)部連接器（比如串口，并口，鍵盤(pán)，鼠標(biāo)，長(zhǎng)途電信，本地局域網(wǎng)），射頻（RF）電路和易受干擾的邏輯設(shè)備之間，供電電路中濾除高頻傳導(dǎo)干擾，計(jì)算機(jī)，打印機(jī)，錄像機(jī)（VCRS），電視系統(tǒng)和手提電話中的EMI噪聲抑止。

磁珠的單位是歐姆，因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗來(lái)標(biāo)稱(chēng)的，阻抗的單位也是歐姆。磁珠的DATASHEET上一般會(huì)提供頻率和阻抗的特性曲線圖，一般以100MHz為標(biāo)準(zhǔn)，比如是在100MHz頻率的時(shí)候磁珠的阻抗相當(dāng)于1000歐姆。針對(duì)我們所要濾波的頻段需要選取磁珠阻抗越大越好，通常情況下選取600歐姆阻抗以上的。

另外選擇磁珠時(shí)需要注意磁珠的通流量，一般需要降額80％處理，用在電源電路時(shí)要考慮直流阻抗對(duì)壓降影響。 

濾波電容器

盡管從濾除高頻噪聲的角度看，電容的諧振是不希望的，但是電容的諧振并不是總是有害的。當(dāng)要濾除的噪聲頻率確定時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整電容的容量，使諧振點(diǎn)剛好落在騷擾頻率上。

在實(shí)際工程中，要濾除的電磁噪聲頻率往往高達(dá)數(shù)百M(fèi)Hz，甚至超過(guò)1GHz。對(duì)這樣高頻的電磁噪聲必須使用穿心電容才能有效地濾除。普通電容之所以不能有效地濾除高頻噪聲，是因?yàn)閮蓚€(gè)原因，一個(gè)原因是電容引線電感造成電容諧振，對(duì)高頻信號(hào)呈現(xiàn)較大的阻抗，削弱了對(duì)高頻信號(hào)的旁路作用；另一個(gè)原因是導(dǎo)線之間的寄生電容使高頻信號(hào)發(fā)生耦合，降低了濾波效果。

穿心電容之所以能有效地濾除高頻噪聲，是因?yàn)榇┬碾娙莶粌H沒(méi)有引線電感造成電容諧振頻率過(guò)低的問(wèn)題，而且穿心電容可以直接安裝在金屬面板上，利用金屬面板起到高頻隔離的作用。但是在使用穿心電容時(shí)，要注意的問(wèn)題是安裝問(wèn)題。穿心電容最大的弱點(diǎn)是怕高溫和溫度沖擊，這在將穿心電容往金屬面板上焊接時(shí)造成很大困難。許多電容在焊接過(guò)程中發(fā)生損壞。特別是當(dāng)需要將大量的穿心電容安裝在面板上時(shí)，只要有一個(gè)損壞，就很難修復(fù)，因?yàn)樵趯p壞的電容拆下時(shí)，會(huì)造成鄰近其它電容的損壞。

隨著電子設(shè)備復(fù)雜程度的提高，設(shè)備內(nèi)部強(qiáng)弱電混合安裝、數(shù)字邏輯電路混合安裝的情況越來(lái)越多，電路模塊之間的相互騷擾成為嚴(yán)重的問(wèn)題。解決這種電路模塊相互騷擾的方法之一是用金屬隔離艙將不同性質(zhì)的電路隔離開(kāi)。但是所有穿過(guò)隔離艙的導(dǎo)線要通過(guò)穿心電容，否則會(huì)造成隔離失效。當(dāng)不同電路模塊之間有大量的聯(lián)線時(shí)，在隔離艙上安裝大量的穿心電容是十分困難的事情。為了解決這個(gè)問(wèn)題，國(guó)外許多廠商開(kāi)發(fā)了“濾波陣列板”，這是用特殊工藝事先將穿心電容焊接在一塊金屬板構(gòu)成的器件，使用濾波陣列板能夠輕而易舉地解決大量導(dǎo)線穿過(guò)金屬面板的問(wèn)題。但是這種濾波陣列板的價(jià)格往往較高，每針的價(jià)格約30元。

三、EMI/EMC設(shè)計(jì)經(jīng)典85問(wèn)

1、為什么要對(duì)產(chǎn)品做電磁兼容設(shè)計(jì)？

答：滿足產(chǎn)品功能要求、減少調(diào)試時(shí)間，使產(chǎn)品滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求，使產(chǎn)品不會(huì)對(duì)系統(tǒng)中的其它設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。

2、對(duì)產(chǎn)品做電磁兼容設(shè)計(jì)可以從哪幾個(gè)方面進(jìn)行？

答：電路設(shè)計(jì)（包括器件選擇）、軟件設(shè)計(jì)、線路板設(shè)計(jì)、屏蔽結(jié)構(gòu)、信號(hào)線/電源線濾波、電路的接地方式設(shè)計(jì)。

3、在電磁兼容領(lǐng)域，為什么總是用分貝（dB）的單位描述？

答：因?yàn)橐枋龅姆群皖l率范圍都很寬，在圖形上用對(duì)數(shù)坐標(biāo)更容易表示，而dB 就是用對(duì)數(shù)表示時(shí)的單位。

4、關(guān)于EMC，我了解的不多，但是現(xiàn)在電路設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾试絹?lái)越快，我在制做PCB板的時(shí)候，也遇到了一些PCB的EMC問(wèn)題，但是覺(jué)得太潛。我想好好在這方面學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)，并不是隨大流，大家學(xué)什么我就學(xué)什么，是自己真的覺(jué)得EMC在今后的電路設(shè)計(jì)中的重要性越來(lái)越大，就像我在前面說(shuō)的，自己了解不深，不知道怎么入手，想問(wèn)問(wèn)，要在EMC方面做的比較出色，需要有哪些基礎(chǔ)知識(shí)，應(yīng)該學(xué)習(xí)哪些基礎(chǔ)課程。如何學(xué)習(xí)才是一條比較好的道路，我知道任何一門(mén)學(xué)問(wèn)學(xué)好都不容易，也不曾想過(guò)短期內(nèi)把他搞通，只是希望給點(diǎn)建議，盡量少走一些彎路。

答：關(guān)于EMC需要首先了解一下EMC方面的標(biāo)準(zhǔn)，如EN344(GB/T 6026-1985)，EN344，以及簡(jiǎn)單測(cè)試原理，另外需要了解EMI元器件的使用，如電容，磁珠，差模電感，共模電感等，在PCB層面需要了解PCB的布局、層疊結(jié)構(gòu)、高速布線對(duì)EMC的影響以及一些規(guī)則。還有一點(diǎn)就是對(duì)出現(xiàn)EMC問(wèn)題需要掌握一些分析與解決思路。這些今后是作為一個(gè)硬件人員必須掌握的基本知識(shí)！

5、我是一個(gè)剛涉足PCB設(shè)計(jì)的新手，我想向您請(qǐng)教一下，要想做好PCB設(shè)計(jì)我應(yīng)該多多掌握哪方面的知識(shí)?另外，在PCB設(shè)計(jì)中遇到的關(guān)于安規(guī)方面的知識(shí)一般在哪里能找到?盼望您的指點(diǎn)，不勝感激!

答：對(duì)于PCB設(shè)計(jì)應(yīng)該掌握：

1、熟悉與掌握相關(guān)PCB設(shè)計(jì)軟件，如POWERPCB/CANDENCE等；

2、了解熟悉所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的具體架構(gòu)，同時(shí)熟悉原理圖電路知識(shí)，包含數(shù)字與模擬知識(shí)；

3、掌握PCB加工流程、工藝、可維護(hù)加工要求；

4、掌握PCB板高速信號(hào)完整性、電磁兼容(emi與ems）、SI、PI仿真設(shè)計(jì)等相關(guān)的知識(shí)；

5、 如果相關(guān)工作涉及射頻，還需掌握射頻知識(shí)；

6、對(duì)于PCB設(shè)計(jì)地的按規(guī)知識(shí)主要看GB/T 6026-19853或UL60950，一般的絕緣間距要求通過(guò)查表可以得到！