文档介绍：电磁兼容性
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第1页，共56页，编辑于2022年，星期五

电磁兼容
（EMC，ElectroMagnetic Compatibility）一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行磁兼容设计，把电磁兼容的大部分问题解决在设计定型之前，可得到最好的费效比。如果等到生产阶段再去解决，非但在技术上带来很大的难度，而且会造成人力、财力和时间的极大浪费，其费效比如图所示。
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电磁兼容设计方法
系统电磁兼容设计程序如下：
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设备电磁兼容设计流程
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PCB的电磁兼容设计
PCB中的电磁干扰
PCB设计的一般原则
旁路和去耦
PCB的接地方法
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PCB中的电磁干扰
干扰的本质
要设计出满足电磁兼容的PCB板，首先必须深入了解PCB中存在的各种电磁干扰及其产生的原因。
电子线路干扰可以被分为两类：内部干扰和外部干扰。内部干扰主要是因为受邻近电路之间的寄生耦合以及内部组件之间的场耦合的影响，信号沿着传输路径有衰减。详细说来，这些问题可以描述为信号丢失、信号沿路径反射以及与邻近信号线路的串话。
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PCB中的电磁干扰
干扰的本质
外部问题分为辐射问题和敏感度问题。辐射问题主要来源于时钟或其他周期性信号的谐波。补偿的方法是将周期信号局限在一个尽量小的区域内并阻隔与外界寄生耦合的路径。
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PCB中的电磁干扰
干扰的本质
对于EMC的分析主要考虑5点：
频率：问题在频谱的哪部分出现？
振幅：能量级别有多强，它导致有害影响的潜力有多大？
时间：出现的问题是连续的（周期信号），还是只在确定的操作循环内出现？
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PCB中的电磁干扰
干扰的本质
对于EMC的分析主要考虑5点：
阻抗：源和接收机单元的阻抗是什么?二者间传输媒介的阻抗是什么?
尺寸：导致辐射出现的发射设备的物理尺寸是多少?RF电流将产生电磁场，电磁场可以通过地盘的裂缝透出外壳。PCB上线路的长度与RF电流的传输路径有直接关系。
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PCB中的电磁干扰
干扰的本质
理解这5条有助于大大消徐EMI是如何存在于PCB内的神秘性。
要注意一项设计技术在确定的条件和环境中是有效的，但在其他的条件和环境中可能就无效了。例如，零点接地在低频应用时，是极好的，而对于无线电频率，则完全不适用。
大部分的EMI问题存在于这一频率范围，许多工程师盲目地在所有的产品设计中使用单点接地，而没有意识到使用这种接地方法会产生另外的和更加复杂的问题。
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PCB中的电磁干扰
噪声耦合
一个产品设计必须考虑两种性能水平：一是减小泄漏出外壳的RF能量（辐射），另一个是减小进入外壳的RF能量（敏感性或抗扰性）。辐射和抗扰性都要通过辐射的或者传导的途径传播。
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PCB中的电磁干扰
噪声耦合
为了进一步研究耦合途径，必须认识到传播路径包括了多种传播机制。如图所示，它主要包括以下4种：
从源到接收器的直接辐射；
RF能量从源直接辐射到接收器的AC电缆和信号／控制／电缆上；
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PCB中的电磁干扰
通过交流干线、信号电缆或控制电缆，RF能量到达接收器；
通过普通电力线或普通信号／控制电缆的RF能量传播。
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PCB中的电磁干扰
噪声耦合
下图说明了噪声的耦合机制：
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PCB中的电磁干扰
PCB和天线