电磁兼容(EMC)设计如何融入产品研发流程

第一篇：电磁兼容(EMC)设计如何融入产品研发流程

电磁兼容(EMC)设计如何融入产品研发流程

业界面临挑战

如何使自己的产品满足相应市场中电磁兼容（EMC）标准要求，从而快速低成本的取得相关认证，顺利的进入目标市场？这是每一个向国际化转型公司研发都会面临的问题与困惑，各个企业产品研发部门面临着巨大挑战。

根据我们对业界大多电子企业的了解，目前企业在EMC设计方面的现状是：“三个没有”――产品工程师没有掌握EMC设计方法、企业没有产品EMC设计流程、企业没有具体明确EMC责任人。主要表现在:

由于国内研发工程师大多没有接受系统的全面的EMC培训经历，更没有电磁兼容产品的相关设计经验！遇到产品EMC设计问题不知如何解决？所以我们经常看到有相当一部分产品工程师整天在整改产品，但往往不得其法，没有思路！

企业内部没有一套针对EMC设计流程，EMC性能设计的好坏完全取决于个别产品开发人员的素质和经验，使得公司开发出来的产品电磁兼容性能没有一致性的保证，通常都会在某个环节出现问题，导致产品多数在后期不能顺利的通过测试与认证，影响了产品的上市进度。根据我们初步调查，全国90%以上的电子企业没有一套EMC设计、验证流程。

企业没有一套对EMC性能负责的责任体系，没有专职的EMC设计工程师。因为EMC涉及整个产品的各个环节，整个公司没有明确的责任人，也就没有足够的关注，同时也不能协调整个产品各部分相关共同对产品最终EMC性能负责！目前业界具有EMC设计的工程师很少，而企业里面有专职进行EMC设计岗位的就更少

业界面临问题

一个产品的设计主要经历总体规格方案设计、详细设计、原理图设计、PCB设计、产品结构试装、摸底预测试、认证几个阶段。目前业界很多公司都是在前期设计阶段没有考虑EMC方面问题，往往是在在产品样机出来再进行EMC摸底测试，如果这时测试通过，则是比较幸运的。但很不幸的是，大多数情况下是不能测试通过的，这时出了问题进行整改并需要对产品重新设计，常常会要进行较大改动。

这个阶段产品电磁兼容出现问题原因比较多，如果是因为屏蔽问题往往会涉及结构模具改动，如果因为接口滤波问题就会对产品原理图进行改动，同时导致PCB的重新设计，还有可能会因为系统接地问题，那就会对整个产品系统重新做调整，重新设计。深圳有一家著名的仪器企业某款产品由于电磁兼容问题整改导致产品延迟海外上市一年，同时研发费用增加五十万元人民币！

这种通过研发后期测试发现问题然后再对产品进行的测试修补法业界比较常见，但往往会导致企业产品不能及时取得认证而上市，因此也是目前很多走向国际市场公司研发部门所面临的困惑。出现这种现状的根本原因是：没有把EMC问题在产品设计前期解决！

系统流程法(System Flow Method)产品工程师可以通过短期的培训以及通过积累经验基本掌握EMC设计的方法，但对于一个企业来讲，目前迫切的是建立一套规范的EMC设计流程，把电磁兼容要求融入产品设计中去，这样才能保证企业大多产品经过这样的流程顺利通过测试认证。如果能从设计流程的早期阶段就导入正确EMC设计策略，同时研发工程师掌握正确的EMC设计方法，从产品设计源头解决EMC问题，将可以减少许多不必要的人力及研发成本，缩短产品上市周期。

业界很多专家对于产品EMC设计主要从技术点来讲，如屏蔽、滤波、接地、PCB设计等层面，但对于一个企业来讲，这些都是一些技术知识点，理论描述，关键是如何在我们企业的研发流程中如何实施，同时如何把电磁兼容知识与我们产品设计结合，形成针对企业产品可操做的规范与CHECKLIST(检查控制表)？那么如何把EMC设计融入研发设计流程，我们根据国内外著名公司的EMC设计流程整理总结出一套先进的流程，我们称之为：系统流程法(System Flow Method)系统流程法，即主要在研发流程中融入EMC设计理念，在产品设计的各个阶段进行EMC设计控制，把可能出现的EMC问题在研发前期进行考虑；设计过程中主要从产品的电路（原理图、PCB设计），结构与电缆，电源模块，接地等方面系统考虑EMC问题，针对可能出现EMC问题进行前期充分考虑，从而确保产品样品出来后能够一次性通过测试与认证!

系统流程法简介

系统流程法就是在产品设计的研发阶段，从流程上进行设计控制，确保EMC的设计理念，设计手段在各个阶段得以相应的实施，另外EMC设计从产品的系统角度进行考虑，而不是单纯的某个局部，只有这样才能保证产品最终的EMC性能。

每个公司应该建立一套EMC设计控制流程，同时支撑这个流程的需要相应的EMC设计规范以及EMC设计查检表，确保产品在研发过程各个阶段，都能进行EMC设计控制。

系统流程法具体各个阶段工作内容如下：

产品总体方案设计

在总体方案设计阶段要求对产品的总体规格进行EMC设计考虑，主要涉及产品销售的目标市场，以及需要满足的标准法规要求，同时注意后续潜在目标市场的EMC标准和法规的要求。基于以上对产品的EMC标准法规的要求提出产品的总体EMC设计框图，并详细制定产品EMC设计总体方案，如系统的屏蔽如何设计，系统整个电源拓扑基础上滤波如何设计，产品的接地如何系统考虑等。

如果一款复杂数据通信产品，产品定位了欧洲与日本市场，这样就明确产品进入上述市场就必须通过CE与VCCI认证，就要考虑系统整体的结构屏蔽、电源以及信号接口滤波方案，整个系统的接地三个方面，从产品总体方案考虑来达到上述目标市场认证要求。

这个阶段产品研发人员提出EMC总体方案，品质或专门的EMC工程师依据检查列表进行把关检查。

产品详细方案设计

在产品详细方案设计阶段主要提出对产品总体硬件EMC设计方案，如:电源接口，信号接口，电缆选型，接口结构设计，连接器选型等提出详细的EMC设计与选型要求.确保后续实施过程中能够重点关注注意这些要点。

如果我们设计一款医疗器械产品，就需要注意内部数字电路模块与模拟电路模块的隔离，需要从内部空间考虑数字电路对模拟电路的干扰，同时重点注意内部电缆接口滤波处理。这个阶段产品硬件设计人员根据已有的规范提出EMC详细方案，品质或专门的EMC工程师依据检查列表进行把关检查。

第二篇：电磁兼容(EMC)设计如何融入产品研发流程

七、电磁兼容(EMC)设计如何融入产品研发流程

1、业界面临挑战

如何使自己的产品满足相应市场中电磁兼容（EMC）标准要求，从而快速低成本的取得相关认证，顺利的进入目标市场？这是每一个向国际化转型公司研发都会面临的问题与困惑，各个企业产品研发部门面临着巨大挑战。

根据我们对业界大多电子企业的了解，目前企业在EMC设计方面的现状是：“三个没有”?D?D产品工程师没有掌握EMC设计方法、企业没有产品EMC设计流程、企业没有具体明确EMC

责任人。主要表现在:

由于国内研发工程师大多没有接受系统的全面的EMC培训经历，更没有电磁兼容产品的相关设计经验！遇到产品EMC设计问题不知如何解决？所以我们经常看到有相当一部分产品工

程师整天在整改产品，但往往不得其法，没有思路！

企业内部没有一套针对EMC设计流程，EMC性能设计的好坏完全取决于个别产品开发人员的素质和经验，使得公司开发出来的产品电磁兼容性能没有一致性的保证，通常都会在某个

环节出现问题，导致产品多数在后期不能顺利的通过测试与认证，影响了产品的上市进度。根据我们初步调查，全国90%以上的电子企业没有一套EMC设计、验证流程。

企业没有一套对EMC性能负责的责任体系，没有专职的EMC设计工程师。因为EMC涉及整个产品的各个环节，整个公司没有明确的责任人，也就没有足够的关注，同时也不能协调整个

产品各部分相关共同对产品最终EMC性能负责！目前业界具有EMC设计的工程师很少，而企业里面有专职进行EMC设计岗位的就更少！

2、业界面临问题

一个产品的设计主要经历总体规格方案设计、详细设计、原理图设计、PCB设计、产品结构试装、摸底预测试、认证几个阶段。目前业界很多公司都是在前期设计阶段没有考虑EMC

方面问题，往往是在在产品样机出来再进行EMC摸底测试，如果这时测试通过，则是比较幸运的。但很不幸的是，大多数情况下是不能测试通过的，这时出了问题进行整改并需要对

产品重新设计，常常会要进行较大改动。

这个阶段产品电磁兼容出现问题原因比较多，如果是因为屏蔽问题往往会涉及结构模具改动，如果因为接口滤波问题就会对产品原理图进行改动，同时导致PCB的重新设计，还有可

能会因为系统接地问题，那就会对整个产品系统重新做调整，重新设计。深圳有一家著名的仪器企业某款产品由于电磁兼容问题整改导致产品延迟海外上市一年，同时研发费用增

加五十万元人民币！

这种通过研发后期测试发现问题然后再对产品进行的测试修补法业界比较常见，但往往会导致企业产品不能及时取得认证而上市，因此也是目前很多走向国际市场公司研发部门所

面临的困惑。出现这种现状的根本原因是：没有把EMC问题在产品设计前期解决！

3、系统流程法(System Flow Method)

产品工程师可以通过短期的培训以及通过积累经验基本掌握EMC设计的方法，但对于一个企业来讲，目前迫切的是建立一套规范的EMC设计流程，把电磁兼容要求融入产品设计中去，这样才能保证企业大多产品经过这样的流程顺利通过测试认证。如果能从设计流程的早期阶段就导入正确EMC设计策略，同时研发工程师掌握正确的EMC设计方法，从产品设计源

头解决EMC问题，将可以减少许多不必要的人力及研发成本，缩短产品上市周期。

业界很多专家对于产品EMC设计主要从技术点来讲，如屏蔽、滤波、接地、PCB设计等层面，但对于一个企业来讲，这些都是一些技术知识点，理论描述，关键是如何在我们企业的

研发流程中如何实施，同时如何把电磁兼容知识与我们产品设计结合，形成针对企业产品可操做的规范与CHECKLIST(检查控制表)？那么如何把EMC设计融入研发设计流程，我们根

据国内外著名公司的EMC设计流程整理总结出一套先进的流程，我们称之为：系统流程法(System Flow Method)系统流程法，即主要在研发流程中融入EMC设计理念，在产品设计的

各个阶段进行EMC设计控制，把可能出现的EMC问题在研发前期进行考虑；设计过程中主要从产品的电路（原理图、PCB设计），结构与电缆，电源模块，接地等方面系统考虑EMC问

题，针对可能出现EMC问题进行前期充分考虑，从而确保产品样品出来后能够一次性通过测试与认证！

4、系统流程法简介

系统流程法就是在产品设计的研发阶段，从流程上进行设计控制，确保EMC的设计理念，设计手段在各个阶段得以相应的实施，另外EMC设计从产品的系统角度进行考虑，而不是单

纯的某个局部，只有这样才能保证产品最终的EMC性能。

每个公司应该建立一套EMC设计控制流程，同时支撑这个流程的需要相应的EMC设计规范以及EMC设计查检表，确保产品在研发过程各个阶段，都能进行EMC设计控制。

系统流程法具体各个阶段工作内容如下：

产品总体方案设计

在总体方案设计阶段要求对产品的总体规格进行EMC设计考虑，主要涉及产品销售的目标市场，以及需要满足的标准法规要求，同时注意后续潜在目标市场的EMC标准和法规的要求

。基于以上对产品的EMC标准法规的要求提出产品的总体EMC设计框图，并详细制定产品EMC设计总体方案，如系统的屏蔽如何设计，系统整个电源拓扑基础上滤波如何设计，产品的 接地如何系统考虑等。

如果一款复杂数据通信产品，产品定位了欧洲与日本市场，这样就明确产品进入上述市场就必须通过CE与VCCI认证，就要考虑系统整体的结构屏蔽、电源以及信号接口滤波方案，整个系统的接地三个方面，从产品总体方案考虑来达到上述目标市场认证要求。

这个阶段产品研发人员提出EMC总体方案，品质或专门的EMC工程师依据检查列表进行把关检查。

产品详细方案设计

在产品详细方案设计阶段主要提出对产品总体硬件EMC设计方案，如:电源接口，信号接口，电缆选型，接口结构设计，连接器选型等提出详细的EMC设计与选型要求.确保后续实施

过程中能够重点关注注意这些要点。

如果我们设计一款医疗器械产品，就需要注意内部数字电路模块与模拟电路模块的隔离，需要从内部空间考虑数字电路对模拟电路的干扰，同时重点注意内部电缆接口滤波处理。

这个阶段产品硬件设计人员根据已有的规范提出EMC详细方案，品质或专门的EMC工程师依据检查列表进行把关检查。

产品原理图设计

在产品原理图设计阶段主要对产品内部的主芯片的滤波电路设计，晶振电源管脚的滤波电路，时钟驱动芯片的滤波电路设计，电源输入插座的滤波电路设计，对外信号接口的滤波

电路设计，以及滤波和防护元器件选型，单板功能地和保护地属性的划分，单板螺丝孔的属性定义等提出详细的方案，确保滤波、接地的EMC手段在此阶段进行实施。

我们通常设计以太网接口产品都会用到25MHZ或125MHZ时钟，那么对时钟电路的滤波处理就是原理图设计阶段的重点，需要考虑时钟电路的电源以及走线如何滤波，磁珠、电阻如何

选择。

这个阶段产品硬件原理图设计人员根据详细方案要求进行EMC原理图详细方案设计，品质或专门的EMC工程师依据检查列表进行把关检查。

产品PCB设计

在产品PCB设计阶段，主要考虑对EMC影响巨大的层叠结构设计、关键元器件的布局考虑以及高速数字信号布线。层叠结构设计主要考虑高速信号与电源平面的回流。布局阶段特别

要考虑PCB上面的关键芯片器件摆放，如晶振位置，数字模拟电路设置，接口防护滤波电路的摆放，高频滤波电容等摆放，PCB的接地螺钉个数和位置设置，连接器的接地管脚设置，地平面和电源平面的详细分割等。在布线阶段将重点考虑高速不跨分割，关键敏感信号的走线保护，减小串绕等。

曾经有一款产品由于晶振布局位置不当，靠近接口电缆导致电磁兼容辐射发射项目测试超标，就是因为在PCB布局阶段没有考虑好晶振这样关键器件的布局！

这个阶段产品PCB设计人员根据公司相关设计规范要求进行PCB单板的设计，品质或专门的EMC工程师依据检查列表进行把关检查。产品结构设计方案

在产品结构方案设计阶段，主要针对产品需要满足EMC法规标准，对产品采用什么屏蔽设计方案、选择什么屏蔽材料，以及材料的厚度提出设计方案，另外对屏蔽体之间的搭接设计，缝隙设计考虑，同时重点考虑接口连接器与结构件的配合。

如果我们设计一款ADSL上网的终端产品，进行结构设计就有金属架构或塑料机构选择，这对与EMC屏蔽会导致有完全不同的结果！另外对于金属屏蔽结构产品，需要考虑接口如232、以太网口、USB接口连接器与结构搭接，保证搭接阻抗足够小，否则会导致系统EMI测试超标！

这个阶段产品结构设计人员根据公司相关设计规范要求进行产品的结构设计，品质或专门的EMC工程师依据检查列表进行把关检查。

产品初样试装

在产品初样试装阶段，主要是对产品设计前期总体设计方案，详细设计方案，PCB布局设计以及结构模型等各个环节的EMC设计控制措施的检验，看看前期提出设计方案的执行程度

；另外主要检查检查电路单板与结构之间的配合，是否还存在EMC隐患，提前发现问题，便于后续做产品正样的时候一起完善。

通常我们会在这个阶段发现一些结构加工工艺问题以及设备内部电缆走线错误，需要更正。

这个阶段主要是产品整机相关设计人员共同对产品样品进行检视评估，检查出加工问题以及产品的EMC隐患，以便后续摸底测试与改进版本时完善。

产品EMC摸底验证

在产品试装完成后，如果没有什么特别配合上面的问题，就可以对样机按照总体设计方案预设的目标市场的法规标准进行EMC摸底测试，看看产品是否能够满足预设标准要求.前期

设计方案能否满足标准要求都需要在这个阶段验证出来，如果还存在什么问题就需要把存在的问题定位出来，便于产品在下次PCB改板和结构正样的时候一起优化更改。

这个阶段主要是EMC工程师共同按照产品销售市场进行相应的EMC摸底测试，如果有小问题就进行修改，没有问题就可以根据市场开拓情况决定是否启动认证。

产品认证

如果在产品按照预先设计的方案和方法EMC测试能够通过，那么我们可以进行产品的认证，如CE、FCC、VCCI等认证。

5、系统流程法实施效果

系统流程法确实能够真正帮助企业从产品设计源头把EMC问题解决，为企业节省大量的人力物力！目前国内外大公司的EMC设计都采取系统流程法，都取得很好的实施效果，通过流

程建设都基本可以达到这样一个宗旨：EMC设计同步产品设计，一次性把事情做好！

第三篇：常用EMC电磁兼容专业术语

1.电磁环境 electromagnetic environment 存在于给定场所的所有电磁现象的总和。

2.电磁噪声 electromagnetic noise 一种明显不传送信息的时变电磁现象，它可能与有用信号叠加或组合。

3.无用信号 unwanted signal, undesired signal 可能损害有用信号接收的信号。

4.干扰信号 interfering signal 损害有用信号接收的信号。

5.电磁骚扰 electromagnetic disturbance 任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。注：电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。

6.电磁干扰 electromagnetic interference(EMI)电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。

7.电磁兼容性 electromagnetic compatibility(EMC)设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。8.(电磁)发射(electromagnetic)emission 从源向外发出电磁能的现象。

9.(无线电通信中的)发射 emission(in radio communication)由无线电发射台产生并向外发出无线电波或信号的现象。

10.(电磁)辐射(electromagnetic)radiation 能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。能量以电磁波形式在空间传播。

注：“电磁辐射”一词的含义有时也可引申，将电磁

感应现象也包括在内。

11.无线电环境 radio environment 无线电频率范围内的电磁环境

在给定场所内所有处于工作状态的无线电发射机产生的电磁场总和。

12.无线电（频率）噪声 radio(frequency)noise 具有无线电频率分量的电磁噪声。

13.无线电（频率）骚扰 radio(frequency)disturbance 具有无线电频率分量的电磁骚扰。

14.无线电频率干扰 radio frequency interference(RFI)

由无线电骚扰引起的有用信号接收性能的下降。

15.系统间干扰 inter-system interference

由其它系统产生的电磁骚扰对一个系统造成的电磁干扰。

16.系统内干扰 intra-system interference

系统中出现的由本系统内部电磁骚扰引起的电磁干扰。

17.自然噪声 natural noise

来源于自然现象而非人工装置产生的电磁噪声。

18.人为噪声 man-made noise 来源于人工装置的电磁噪声。

19.（性能）降低 degradation(of performance)装置、设备或系统的工作性能与正常性能的非期望偏离。

20.(对骚扰的)抗扰性 immunity(to a disturbance)装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。

21.(电磁)敏感性（electromagnetic）susceptibility 在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统不能

避免性能降低的能力。

注：敏感性高，抗扰性低。

22.静电放电 electrostatic discharge(ESD)

具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。

23.(时变量的)电平level(of time varying quantity)用规定方式在规定时间间隔内求得的诸如功率或场参数等时变量的平均值或加权值。

24.骚扰限值 limit of disturbance

对应于规定测量方法的最大电磁骚扰允许电平。

25.干扰限值 limit of interference

电磁骚扰使装置、设备或系统最大允许的性能降低。26.（电磁）兼容电平（electromagnetic）compatibility level

预期加在工作于指定条件的装置、设备或系统上规定的最大电磁骚扰电平。

27.（骚扰源的）发射电平emission level(of a disturbance source)

用规定的方法测得的由特定装置、设备或系统发射的某给定电磁骚扰电平。

28.(来自骚扰源的)发射限值 emission limit(from a disturb source)

规定电磁骚扰源的最大发射电平。

29.抗扰度电平immunity level

将某给定的电磁骚扰施加于某一装置、设备或系统而其仍能正常工作并保持所需性能等级时的最大骚扰电平。

30.抗扰度限值 immunity limit 规定的最小抗扰度电平。

31.抗扰度裕量 immunity margin 装置、设备或系统的抗扰度限值与电磁兼容电平之间的差值。

32.(电磁)兼容裕量（electromagnetic）compatibility margin 装置、设备或系统的抗扰度限值与骚扰源的发射限值之间的差值。

33.骚扰抑制 disturbance suppression 削弱或消除骚扰的措施。

34.干扰抑制 interference suppression 削弱或消除干扰的措施。

35.发射裕量 emission margin 装置、设备或系统的电磁兼容电平与发射限值之间的差值。

36.瞬态（的）transient(adjective and noun)在两相邻稳定状态之间变化的物理量与物理现象，其变化时间小于所关注的时间尺度。

37.脉冲 pulse 在短时间内突变，随后又迅速返回其初始值的物理量。

38.冲激脉冲 impulse 针对某给定用途，近似于一单位脉冲或狄拉克函数的脉冲。

39.尖峰脉冲 spike

持续时间较短的单向脉冲。

40.（脉冲的）上升时间 rise time(of a pulse)脉冲瞬时值首次从给定下限值上升到给定上限值所经历的时间。

41.上升率 rate of rise 一个量在规定数值范围内，即从峰值的10％～

90％，随时间变化的平均速率。

42.猝发（脉冲或振荡）burst(of pulses or oscillations)

一串数量有限的清晰脉冲或一个持续时间有限的振荡。

43.脉冲噪声 impulsive noise 在特定设备上出现的、表现为一连串清晰脉冲或瞬态的噪声。

44.脉冲骚扰 impulsive disturbance 在某一特定装置或设备上出现的、表现为一连串清晰脉冲或瞬态的电磁骚扰。

45.连续噪声 continuous noise

在一个特定设备的效应不能分解为一串清晰可辨的效应的噪声。

46.连续骚扰 continuous disturbance

在一个特定设备的效应不能分解为一串清晰可辨的脉冲的电磁骚扰。

47.电源骚扰 mains-borne disturbance

经由供电电源线传输到装置上的电磁骚扰。

48.电源抗扰度 mains immunity 对电源骚扰的抗扰度。

49.电源去耦系数 mains decoupling factor

施加在电源某一规定位置上的电压与施加在装置规定输入端且对装置产生同样骚扰效应的电压值之比。

50.机壳辐射 cabinet radiation 由设备外壳产生的辐射，不包括所接天线或电缆产生的辐射。

51.内部抗扰度 internal immunity 装置、设备或系统在其常规输入端或天线存在电磁骚扰时能正常工作而无性能降低的能力。

52.耦合系数 coupling factor

给定电路中，电磁量（通常是电压或电流）从一个规定位置耦合到另一个规定位置，目标位置与源位置相应电磁量之比即为耦合系数。

53.耦合路径 coupling path

部分或全部电磁能量从规定传输到另一电路或装置所经由的路径。

54.屏蔽 screen

用来减少场向指定区域穿透的措施。

55.电磁屏蔽 electromagnetic screen

用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。

56.参考阻抗 reference impedance

用来计算或测量设备所产生的电磁骚扰的、具有规定量值的阻抗。

57.工科医（经认可的）设备ISM（qualified equipment）

按工业、科学、医疗、家用或类似用途的要求而设计，用以产生并在局部使用无线电频率能量的设备或装置。不包括用于通信领域的设备。

1基本概念

1．1电磁环境 electromagnetic environment

存在于给定场所的所有电磁现象的总和。1．2电磁噪声 electromagnetic noise

一种明显不传送信息的时变电磁现象，它可能与有用信号叠加或组合。

1．3无用信号 unwanted signal，undesired signal

可能损害有用信号接收的信号。1．4干扰信号 interfering signal

损害有用信号接收的信号。

1．5电磁骚扰 electromagnetic disturbance

任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对有生命或无生命物质产生损害作用的电磁现象。

注：电磁骚扰可能是电磁噪声、无用信号或传播媒介自身的变化。

1．6电磁干扰 electromagnetic interference（EMI）

电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。

1．7电磁兼容性 electromagnetic compatibility（EMC）

设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。

1．8（电磁）发射（electromagnet1c）em1ss1on

从源向外发出电磁能的现象。

1．9（无线电通信中的）发射 emission（in radiocommunication）

由无线电发射台产生并向外发出无线电波或信号的现象。

1．10（电磁）辐射（electromagnetic）radiation

a．能量以电磁波形式由源发射到空间的现象。b．能量以电磁波形式在空间传播。

注：“电磁辐射”一词的含义有时也可引申，将电磁感应现象也包括在内。

1．11无线电环境 radio environment

国家技术监督局 19 9 5－ 0 8－ 2 5批准 19 9 6－ 0 3－ 01实施

a．无线电频率范围内的电磁环境。

b．在给定场所内所有处于工作状态的无线电发射机产生的电磁场总和。

1．12无线电（频率）噪声 radio(frequency)noise

具有无线电频率分量的电磁噪声。

1．13无线电（频率）骚扰 radio（frequency）disturbance

具有无线电频率分量的电磁骚扰。

1．14无线电频率干扰 radio frequency interference（RFI）

由无线电骚扰引起的有用信号接收性能的下降。

1．15系统间干扰 inter－system interference

由其它系统产生的电磁骚扰对一个系统造成的电磁干扰。

1．16系统内干扰 intra－system interference

系统中出现的由本系统内部电磁骚扰引起的电磁干扰。

1．17 自然噪声 natural noise

来源于自然现象而非人工装置产生的电磁噪声。

1．18 人为噪声 man－made noise

来源于人工装置的电磁噪声。

1．19（性能）降低 degradation(of performance）

装置、设备或系统的工作性能与正常性能的非期望偏离。

1．20（对骚扰的）抗扰性 immunity（to a disturbance）

装置、设备或系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。1．21（电磁）敏感性（electromagnetic)susceptibility

在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统

不能避免性能降低的能力。

注：敏感性高，抗扰性低。

1．22静电放电 electrostatic discharge（ESD）

具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。2骚扰波形

2．1瞬态（的）transient（adjective and noun）

在两相邻稳定状态之间变化的物理量或物理现象，其变化时间小于所关注的时间尺度。2．2脉冲Pulse

在短时间内突变，随后又迅速返回其初始值的物理量。

2．3冲激脉冲 impulse

针对某给定用途，近似于一单位脉冲或狄拉克函数的脉冲。

2．4尖峰脉冲 spike

持续时间较短的单向脉冲。

2.5（脉冲的）上升时间 rise time（of a pluse）

脉冲瞬时值首次从给定下限值匕升到给定上限值所经历的时间。

注：除特别指明外，下限值及上限值分别定为脉冲幅值的10％和90％。2．6上升率 rate of rise

一个量在规定数值范围内，即从峰值的10％到90％，随时间变化的平均速率。

2．7 猝发（脉冲或振荡）burst（of pluses or oscillations）

一串数量有限的清晰脉冲或一个持续时间有限的振荡。2.8脉冲噪声 impulsive noise

在特定设备上出现的、表现为一连串清晰脉冲或瞬态的噪声

2.19谐波次数 harmonic number

谐波频率与基波频率的整数比。

注：谐波次数又称谐波阶数（harmonic order）。

注：电平可用对数来表示，例如相对于某一参考值的分贝数。

3．2电源骚扰 mains－borne disturbance 2.9脉冲骚扰 impulsive disturbance

在某一特定装置或设备上出现的、表现为一连串清晰脉冲或瞬态的电磁骚扰。2.10连续噪声 continuous noise

对一个特定设备的效应不能分解为一串能清晰可辨的效应的噪声。

2.11连续骚扰 continuous disturbance

对一个特定设备的效应不能分解为一串能清晰可辨的效应的电磁骚扰。

2.12准脉冲噪声 quasi－impulsive noise

等效于脉冲噪声与连续噪声的叠加的噪声。2.13非连续干扰discontinuous Interference

出现于被无干扰间歇隔开的一定时间间隔内的电磁干扰。

2.14随机噪声 radom noise

给定瞬间值不可预测的噪声。2.15喀呖声 Click

用规定方法测量时，其持续时间不超过某一规定值的电磁骚扰。

2.16喀呖声率 click rate

单位时间（通常为每分钟）超过某一规定电平的喀呖声数。

2.17基波（分量）fundamental（component）

一个周期量的博里叶级数的一次分量。2.18谐波（分量）harmonic（component）

一个周期量的傅里叶级数中次数高于1的分量。2.20第n次谐波比 nth harmonic ratio

第n次谐波均方根值与基波均方根值之比。2.21谐波含量 harmonic content

从一交变量中减去其基波分量后所得到的量。2.22基波系数 fundamental factor

基波分量与其所属交变量之间的均方很值之比。

2.23（总）谐波系数（total）harmonic factor

谐波含量与其所属交变量之间的均方根值之比。

2.24脉动 pulsating

用来表述具有非零平均值的周期量。2.25交流分量 alternating component

从脉动量中去掉直流分量后所得到的量。

注：交流分量有时又称纹波含量（ripple content）。

2.26纹波峰值系数 peak－ripple factor

脉动量纹波峰谷间差值与直流分量绝对值之比。

2.27纹波均方根系数 r． m． s－ripple factor

脉动量纹波含量的均方很值与直流分量的绝对值之比。3干扰控制

3.1（时变量的）电平level（of a time varying quantity）

用规定方式在规定时间间隔内求得的诸如功率或场参数等时变量的平均值或加权值。

经由供电电源线传输到装置上的电磁骚扰。3.3电源抗扰性 mains immunity

对电源骚扰的抗扰性。

3.4电源去耦系数 mains decoupling factor

施加在电源某一规定位置上的电压与施加在装置规定输入端且对装置产生同样骚扰效应的电压值之比。

3.5机壳辐射 cabinet radiation

由设备外壳产生的辐射，不包括所接天线或电缆产生的辐射。

3.6内部抗扰性 internal immunity

装置、设备或系统在其常规输入端或天线处存在电磁骚扰时能正常工作而无性能降低的能力。3.7外部抗扰性 external immunity

装置、设备或系统在电磁骚扰经由除常规输入端或天线以外的途径侵入的情况下，能正常工作而无性能降低的能力。

3.8骚扰限值（允许值）limit of disturbance

对应于规定测量方法的最大电磁骚扰允许电平。

3.9干扰限值（允许值）limit of interference

电磁骚扰使装置、设备或系统最大允许的性能降低。

3.10（电磁）兼容电平（electromagnetic）compatibility level

预期加在工作于指定条件的装置、设备或系统上的规定的最大电磁骚扰电平。

注：实际上电磁兼容电平并非绝对最大值，而可能以小概率超出。

3.11（骚扰源的）发射电平emission level（of a

部分或全部电磁能量从规定源传输到另一电路或装置所经由的路径。

3.20地耦合干扰 earth－coupled interference，disturbance source）

用规定方法测得的由特定装置、设备或系统发射的某给定充磁骚扰电平。

3.12（来自骚扰源的）发射限值 emission limit（from a disturbing source）

规定的电磁骚扰源的最大发射电平。3.13发射裕量 emission margin

装置、设备或系统的电磁兼容电平与发射限值之间的差值。

3.14抗扰性电平immunity level

将某给定电磁骚扰施加于某一装置、设备或系统而其仍能正常工作并保持所需性能等级时的最大骚扰电平。

3.15抗扰性限值 immunity limit

规定的最小抗扰性电平。3.16抗扰性裕量 immunity margin

装置、设备或系统的抗扰性限值与电磁兼容电平之间的差值。

3.17（电磁）兼容裕量（electromagnetic）compatibility margin

装置、设备或系统的抗扰性电平与骚扰源的发射限值之间的差值。

3.18耦合系数 coupling factor

给定电路中，电磁量（通常是电压或电流）从一个规定位置耦合到另一规定位置，目标位置与源位置相应电磁量之比即为耦合系数。3.19 耦合路径 Coupling path

ground－coupled interference

电磁骚扰从一电路通过公共地或地口路耦合到另一电路从而引起的电磁干扰。

3.21接地电感器 earthing inductor，grounding inductor

与设备的接地导体串联的电感器。3.22骚扰抑制 disturbance suppression

削弱或消除电磁骚扰的措施。3.23干扰抑制 interference suppression

削弱或消除电磁干扰的措施。

3.24抑制器 suppressor，suppression component

专门设计用来抑制骚扰的器件。3.25屏蔽 screen

用来减少场向指定区域穿透的措施。3.26电磁屏蔽 electromagnetic screen

用导电材料减少交变电磁场向指定区域穿透的屏蔽。

第四篇：电磁兼容(EMC)试验问题总结

EMC 试验 问题总结

电气、电子产品种类繁多，结构原理也不尽相同，对产品进行电磁兼容抗扰度试验时尽管试验方法有基础标准、产品标准可遵循，但是试验前对一些具体问题没有事先考虑到，试验时就可能因为受试产品本身的原因而导致试验设备损坏。

一、受试产品电源端口浪涌抗扰度试验时出现的问题

图1是用EMCPro抗扰度试验系统对受试产品电源端口进行试验的示意图。受试产品电源电路的最前端是电源变压器。在N-PE之间施加4kV浪涌试验电压时，如果变压器承受不了此高压冲击，变压器初级线圈与屏蔽层、变压器铁心对金属机壳就会发生瞬间击穿。在击穿的瞬间变压器对地绝缘电阻很小，此时相当于EMCPro抗扰度试验系统前面板EUT电源输出插座220V交流电压L端直接对PE端短路，造成插座的L、PE插孔内打火，严重时会烧坏抗扰度试验系统的电源输出插座和受试产品电源线插头，回路电流见图1中带虚线的箭头所示。为了避免打火现象发生，可从以下两个方面考虑：一是如果受试产品标准中规定有非工作状态条件下绝缘性能脉冲电压试验项目，应先作脉冲电压试验（如GB17215-2002中规定脉冲电压试验为6kV，电压波形1.2/50μs），脉冲电压试验合格后再作工作状态下的浪涌（冲击）抗扰度试验。对于产品标准中没有规定非工作状态下作脉冲电压试验项目的产品，生产厂家应对产品增设抗浪涌（冲击）功能。例如，可在电源变压器初级线圈两线之间、两线分别对金属机壳之间焊接合适的压敏电阻。采取了抗浪涌（冲击）保护措施后即可进行浪涌（冲击）抗扰度试验。

二、受试产品信号线端口浪涌抗扰度试验时出现的问题

图2是信号线浪涌试验系统示意图，由CM-I/OCD信号线耦合/去耦网络、EMCPro抗扰度试验系统中的浪涌波发生器、试验辅助设备（调压器）和直流电压源组成。受试产品需要的交流输入信号由调压器输出端提供。浪涌试验信号由EMCPro前面板上的浪涌输出插孔HI、LO提供。直流电压源输出接到“－、COM、＋”端为保护电路提供保护偏压。如果此偏压接触不良，当受试产品的交流输入信号正半周由调压器输出端接至信号线耦合/去耦网络的D1、D8插孔时，电流就通过D1端经正向二极管－＞U形连接器－＞1500μF电容－＞GND端－＞受试产品金属外壳－＞保护接地端PE到地，见图中带虚线的箭头所示。由于调压器滑动接触点的电压基本上对地短路，回路电流很大，这时不仅调压器提供的交流信号加不到受试产品的输入端，还会烧坏调压器和信号线耦合/去耦网络。所以“－、COM、＋”端必须可靠的接上直流保护偏压（此偏压的大小应根据辅助设备输出电压大小而定）。为了防止直流保护电压接触不良起不到保护作用，最好在调压器后接一个隔离变压器，它的次级线圈输出的电压再接到D1、D8插孔作为受试产品的交流输入信号。这样，即使保护偏压接触不上，由于隔离变压具有隔离作用，电流通过地无法形成回路，因此可避免调压器和信号线耦合/去耦网络的损坏。

三、受试产品无电源开关时出现的问题

有些受试产品是没有电源开关的，当它的电源线插头插入（或拔出）正在供电的EMCPro抗扰度试验系统电源输出插座时，由于输出的220V交流电压直接接通受试产品电源变压器初级线圈（参考图1），就会造成插座孔内打火。所以对没有电源开关的产品使用软件操作试验时，应使计算机屏幕上的受试产品电源开关按钮处于“断开”位置，在EMCPro抗扰度试验系统电源输出插座插上受试产品电源线插头后，再使电源开关按钮处于“接通”位置（用鼠标单击计算机屏幕上的“EUTPOWER”按钮实现受试产品电源OFF-ON转换），然后进行试验，试验完毕，先断开电源再拔出受试产品电源线插头。如果手动操作试验，试验前应在受试产品电源进线中附加电源开关，并且电源开关打在“断开”位置，EMCPro抗扰度试验系统电源输出插座插上受试产品电源线插头后，再把附加电源开关打在“接通”位置为受试产品送电，试验完毕，先把附加电源开关打在“断开”位置，然后拔出受试产品的电源线插头（为了保护EMCPro抗扰度试验系统上的电源开关，不能用EMCPro前面板上“OUTPUTEUTPOWER”开关按钮代替附加电源开关）。

四、受试产品电源端口脉冲群抗扰度试验时出现的问题

如果EMCPro电源输出插座孔内曾经发生过打火现象，应及时用酒精清擦插座孔内烟灰、碳粒。否则，对受试产品进行脉冲群抗扰度试验时，由于高压脉冲群的作用会导致插座孔内打火甚至燃起火苗。如果插座孔内烟灰、碳粒不能清擦干净，最好更换一个新插座。

五、受试产品静电放电抗扰度试验时出现的问题

在对产品进行静电放电抗扰度试验时，静电模拟器放电回路电缆接触不良，放电电流就会通过操作者进行放电，可能导致手中的静电模拟器落地摔坏。所以，要经常注意检查静电模拟器与放电回路电缆连接的固定螺丝、放电回路电缆与接地参考平面连接的固定螺丝是否拧紧，确保连接可靠。

以上是我们从EMC抗扰度试验多次教训中总结出来的几条经验，作为一个合格的产品检验人员，不仅要严格执行产品检验标准，正确操作受试产品，更要保证试验设备的安全。摘 要：讨论电子式电能表的绝缘性能对EMC抗扰度试验的影响及改进措施。通过增大间隙或爬电距离能使电能表的绝缘性能符合要求，从而能够通过EMC抗扰度试验，而增加的成本最低。优化后的试验流程为优先通过6kV的脉冲电压试验，然后进行各项EMC抗扰度试验，可以达到事半功倍的效果。

关键词：电子式电能表；绝缘性能；EMC(电磁兼容)；爬电距离；间隙 1 引 言

电子式电能表(或称静止式电能表，以下简称电能表)绝缘性能和电磁兼容性能的好环，直接关系到人民生命财产的安全以及电能计量的准确性，因此，在国家标准中列为必须进行的试验项目。我们在电能表性能试验中发现，有相当数量的试验样品当其绝缘性能不符合要求时，对其进行EMC电磁兼容性能试验时会产生相当大的影响。本文就此现象进行分析并提出为消除这种影响而采取的措施，同时提出一个优先选择的试验顺序。2 技术要求

GB／T 17215—20020级和2级静止式交流有功电能表》对绝缘性能的基本要求是：电子式电能表属于Ⅱ类防护绝缘包封仪表，采用绝缘材料表壳，无保护接地措施。其额定输人电压≤300V时，试验脉冲电压为6kV。电路结构最小间隙允许3．Omm；最小爬电距离6．3mm(室内仪表)和lOmm(室外仪表)[1]。3 绝缘性能对EMC抗扰度试验的影响 3．1 对电快速瞬变脉冲群试验影响

电能表性能试验中，我们发现凡绝缘性能不能通过6kV冲击电压试验的样品，绝大多数通不过4kV脉冲群试验。通过分析和对比试验，我们认为这种通不过，并不是由于电能表本身的原理设计问题，而是源于一个简单的、被忽视的事实— — 带电元器件空间间隙或印制电路板布线爬电距离不够造成的，是电路设计缺陷和制造工艺问题。从而造成试验时脉冲群试验设备保险丝烧坏，试验无法进行。3．2 对浪涌试验的影响

其现象和产生原因同脉冲群试验。但由于电浪涌比群脉冲波具有更高的冲击能量，因此在对脉冲群试验不产生影响的场合，也可能对浪涌试验产生影响。3．3 对静电放电试验的影响

在电能计量器具的性能试验中，曾发现过因绝缘问题而导致静电放电试验[2]通不过的例子(见表1)。

3．4 对电压跌落试验的影响

在我们的试验中，尚未发现由于绝缘问题而导致电压跌落试验不能进行或通不过的例子，但理论分析表明：存在绝缘问题的电能表，有可能改变跌落波波形，这直接导致了实际跌落试验波形不符合要求，从而带来试验的复现性和一致性问题。4 原理性分析

(1)6kV冲击电压试验是为了确定电能表经受短时高压冲击而不损坏的能力。试验目的一方面是基本保证变压器(含电压互感器、电流互感器)的初、次级间，及其绕组匝间或层间的绝缘质量，另一方面是基本保证在正常工作中连接到电网不同相位导线的仪表的不同线路间的绝缘，这些线路是可能发生过电压的。6kV冲击电压试验是直接施加在电压线圈两端的，以此检验电能表电压线圈绝缘是否合格；同时脉冲电压也会耦合到变压器次级，形成对电能表低压电路的瞬态干扰。冲击电压试验过程中要求仪器不应产生飞弧、击穿放电现象。其试验波形：按GB／T 16927．1《高压试验技术》规定为1．2／5Otis脉冲；试验电压等级为6kV[3]。

(2)电浪涌现象通常是指开关操作(包括设备和系统对地短路、飞弧故障)或雷击(含避雷器动作)会在电网或通信线上产生瞬态过电压或过电流。试验时通过耦合／去耦网络施加到电能表的被测端口。GB／T 17626．5规定了浪涌的试验波形参数按GB／T16927．1规定的1．2／5Oμs开路电压波和8／20μs短路电流波[4]。

比较上述两项试验，可见：二者试验目的不同，试验电压施加方式不同，试验电压等级前者为6kV，后者为4kV；浪涌试验还对短路电流波形有要求。其共同点是试验电压波形是一样的。而且直接施加在电能表电压线圈两端的6kV瞬态冲击电压也会耦合到变压器次级，形成浪涌试验的部分效果。

(3)电快速瞬变脉冲群试验是模拟电感性负载快速接通和断开，或触点弹跳时产生的暂态骚扰，这种暂态骚扰以脉冲群形式出现。GB／T 17626．4规定

了试验波形和试验等级l5]。由于电能表电压和电流线路要承受幅度为4kV，持续时间60s的脉冲群试验，因此可以预见，绝缘强度不合格的电能表引起的内部放电、飞弧，击穿会造成该项试验不合格。5 改进措施和试验结果 5．1 问题产生原因

由于市场对电子式电能表的功能要求不断增加，因此新技术、新型电子元器件更新速度很快，电路板设计不断更新，不少厂家对其性能尚未完全掌握。在电子式电能表新产品试制过程中，绝缘问题是普遍存在的；主要表现形式有以下几种：(a)线路板布线爬电距离不够(多见于光耦输入／输出部分及周围电路)；(b)连线间绝缘不符合要求，焊接点质量不高，焊锡堆积，形成尖峰放电。(c)带电元器件空间距离不够，形成尖端放电；(d)变压器自身绝缘不符合要求；(e)脉冲输出电路过于复杂且不符合要求。以上以(a)情况较为多见。就绝缘性能而言，上述5种情况都可归结为间隙或爬电距离不够。5．2 改进措施

(1)对于(a)情形，改进印制板布线；相关区域增大间距，增大爬电距离。(2)对于(b)情形，加强连线绝缘强度或增大间距，提高焊接点焊接质量。(3)对于(c)情形，增大元器件间的空间距离。(4)对于(d)情形，选用质量好的变压器。

(5)对于(e)情形，简化脉冲输出电路，去掉多余部分电路(含元件)。5．3 试验结果

部分典型实例和试验结果列于表1。结束语

我们对国内众多电能表生产厂家的试验样品进行的成功整改说明，大多数情况下，国产电子式电能表在通过了试验成本相对较低的脉冲电压试验后，许多即可达到国家标准要求的电磁兼容性能指标。

因此，电子式电能表及其类似产品进行定型鉴定、样机性能试验时，试验程序可以优化为：首先通过6kV脉冲电压试验，再进行各项电磁兼容性能试验，可以节约时间、人工、仪器设备消耗等试验成本，取得事半功倍的效果。参考文献

[1] GB／T 17215．2002，1级和2级静止式交流有功电度表[M]．北京：中国标准出版社，2003．

[2] GB／T 17626．2-1998，静电放电抗扰度试验[s]．北京：中国标准出版社，1999． [3] GB／T 16927．1997，高压试验技术[S]．北京：中国标准出版社，1999． [4] GB／T 17626．5．1999，浪涌(冲击)抗扰度试验[S]．北京：中国标准出版社，1999．

[5] GB／T 17626．4-1998，电快速瞬变脉冲群抗扰度试验[s]．北京：中国标准出版社，1999．

[6] 全国无线电干扰标准化委员会，等．电磁兼容标准实施指南[M]．北京：中国标准出版社，1999．

第五篇：EMC电磁兼容诊断和整改的思路

电磁兼容诊断和整改的思路

诊断

一、检测的方法有：插拔电源线或电缆线法、电流钳法、磁场探头法、电场探头法、电场扫描仪

二、用电流钳区别电流形式：可用50欧姆，9KHz—30MHz的电流钳，连接到示波器可观测骚扰波形，连接到频谱仪可观测频谱。

三、传导发射不合格的诊断：电流判断法、电压判断法

电流判断法：例如用电流钳套在单根电压线上，观测电源的电流波形

电压判断法：例如用示波器的探头接在电源的高、低电位端，观测电源的电压波形。如

电源电压较高，可用高压探头。

四、抗扰度不合格的诊断

查找：问题出现点到骚扰施加点的骚扰传输途径。注意：

1、有时问题出现点不一定是故障发生点，而是故障发生后出现的衍生问题。

2、骚扰传输途径不等同于工作信号的途径。

使用：模拟源、电压探头、电流探头、电场探头、磁场探头、电流钳、匹配网络、示波器、频谱仪。

五、测试中常见测试频谱超标的定位

1、确定频谱上的超标频率是属于哪种信号和由电路哪一部分发出的？

2、测量骚扰波形，与工作电路的波形比较。

3、超标频率很可能不是工作信号的主频率，而是工作信号的谐波，或是其他的杂波。

4、超标频率包含的能量不一定比其他频率强，但更满足发射条件，更容易发射。

5、采取措施后原有的超标频率压下了，但背的频率可能冒出来超标了。

整改

一、辐射发射或抗扰度不合格的整改

磁场天线——改善迹象屏蔽；非金属机箱则改善PCB板和电路的设计。尽量减小环路

面积。尽量减小有用信号（模拟、数字）的高次谐波成分，去除电磁噪声。

电场电线——电缆上加铁氧体磁环；端口加滤波和去耦电路；采用屏蔽屏蔽电缆和连接

器；改进产品内部结构的设计与布置。采用地环路干扰抑制方法。

二、采用地环路干扰的抑制方法：

1、采用平衡电路

2、隔离变压器

3、共模扼流圈

4、光电耦合器

5、光纤传输

三、抑制静电放电干扰的方法：

1、防止静电的产生

2、介质绝缘隔离层

3、金属屏蔽层

4、I/O电路的传导ESD防护。包括：在I/O端口串联电阻，减小ESD放电电流。采用

瞬态电压抑制器TVS管。采用低通滤波器和共模滤波器。