什么是EMC?

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作者:丁晗、王思琴 

第一次接触EMC的人往往会感到一头雾水:EMC是什么?能吃吗?那么,今天就简单介绍一下什么是EMC。

1、EMC基本概述

电磁兼容性EMC(Electromagnetic 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:一方面要求传感器在正常运行过程中对所在环境产生电磁干扰不能超过一定限值,即EMI;另一方面要求传感器对所在环境中存在电磁干扰具有一定程度抗扰度,即EMS。

通俗的讲:EMC=EMI+EMS。电子产品本身具备一定的抗干扰能力(EMS),工作时你干扰我,我干扰你(EMI),但是大家还是能和平共处(EMC)。

就好像你有一对双胞胎,一个淘气(EMI),一个文静(EMS),但是每天两个小孩子还是能够一起愉快的玩耍(EMC)。

那么我们为什么要做EMC这个看上去没什么使用价值的东西呢?

官方给了我们这样的回答:指在不损害信号所含信息的条件下,信号和干扰能够共存。研究电磁兼容的目的是为了保证电器组件或装置在电磁环境中能够具有正常工作的能力,以及研究电磁波对社会生产活动和人体健康造成危害的机理和预防措施。

为了让产品成为商品之前提高电子设备正常工作的可靠性,使其与国际接轨,并且保证人身和某些特殊材料的安全,越来越多的的电子公司重视EMC,在开发过程中进行必要的电磁兼容检测可以极大的有利于产品自身性能的稳定和质量的提高,更能节约成本。

简而言之,跟随时代发展,做更好的产品。

2、什么是EMI?

电磁干扰(Electromagnetic Interference 简称EMI),直译是电磁干扰。其实所有的电器设备,都会有电磁干扰。

电磁干扰是合成词,我们应该分别考虑"电磁"和"干扰"。是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象,有传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络,在高速PCB及系统设计中,高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。

打个比方,EMI是个淘气的孩子,喜欢和周围的孩子打打闹闹,有时候皮过头,周围的孩子被欺负哭了,那么我们要的和谐环境(EMC)也就被破坏了。

3、什么是EMS?

电磁波会与电子元件作用,产生被干扰现象,称为EMS(Electromagnetic Susceptibility)。例如,TV荧光屏上常见的“雪花”,便表示接受到的信号被电磁波干扰。

电磁兼容中要求传感器对所在环境中存在电磁干扰具有一定程度抗扰度,即电磁敏感性就是EMS

EMS就像一个文静的孩子。被小石头轻轻磕了一下,就当做什么也没发生;被大石头重重磕了一下,也要开始哭闹,不再安静了。

处理EMS从三招入手就可以手到擒拿

第一,我们要了解干扰源的特点,并抑制干扰源!以surge为了,瞬时的电压,爬上时间,跌落时间,内阻,即干扰源发生器的特性。

第二,我们要知道干扰源的传播路径并切断干扰源的传播干扰路径!我们知道干扰源的特性及路径,同样采纳EMI整改的思路去处理!

第三,我们要提高敏感器件的抗干扰性能, 我们都知道短板理论,处理EMS问题也一样,敏感元器件就是EMS的短板,要首先搞定敏感元器件

综上,在EMS整改中,首先要有一个清晰的思路, 结合电路基础,layout,从原理结合实际综合处理!

4、EMC三大规律

规律一:EMC问题越早考虑、越早解决,费用越小、效果越好(EMC费效比关系规律)

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。

规律二: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。 

减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要任务之一,就是想方设法减小高频电流环路面积S。

规律三:环路电流频率f越高,引起的EMI辐射越严重,电磁辐射场强随电流频率f的平方成正比增大。

减少辐射骚扰或提高射频辐射抗干扰能力的最重要途径之二,就是想方设法减小骚扰源高频电流频率f,即减小骚扰电磁波的频率f。

以上是个人对EMC的一些粗浅看法,欢迎各位技术大牛审核指正,谢谢!

韬略科技EMC

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