电磁兼容工程师的五项修炼

第一篇：电磁兼容工程师的五项修炼

电磁兼容工程师的五项修炼

电磁兼容应用学者：毛洪涛

自从有了电磁兼容标准，欧洲带头，各国都把电磁兼容标准作为贸易技术壁垒使用。为了获得电子产品的市场准入证，担负起攻克技术壁垒任务的电磁兼容工程师就应运而生了。我成为电磁兼容工程师的经历就是这样，为了应对1996年欧洲的CE认证，中山嘉华科研中心在1995自主建立了电磁兼容实验室，我也就从做技术规格测试的工程师，转成了电磁兼容测试的工程师，慢慢介入到电磁兼容设计、出口认证、生产过程中电磁兼容质量保证等全部的电磁兼容技术和管理工作。电磁兼容工程师要面对的问题，就是在规定的时间，以最低的成本攻克这个技术壁垒。这是个攻战性非常强的任务，电磁兼容工程师必须有勇有谋，有胆有识。我总结了多年的工作经验，认为电磁兼容工程师应该长期进行下列五项修炼。

一、知和曰常，知常曰明

电磁兼容工程师知和、知常方可诊断出电磁兼容问题，如中医看病诊脉，以正常人、正常时令做比较一样。电磁兼容工程师就是医电子产品电磁失调问题的医生，是电子产品工程师中的医者！必须常常观察电磁兼容、和谐的产品的工作状态，已经符合电磁兼容标准的产品是什么样子，电磁兼容的三要素是电磁兼容工程师念念不忘的心经，电磁兼容的那三个要素干扰源、传输路径、敏感源的相对位置，脑子里时常印刻着好的，合格的样子，看到不好的就感到不正常、可能会有问题发生似的，这样就能培养出敏锐的感觉。

二、知己知彼，换位思考

熟知自己产品的电磁兼容特性，干扰源是什么？关键的元件是什么？频谱特性？在什么位置？向外传播的路径有哪些？自己的产品最敏感最容易被干扰的部分是什么？关键的元件是什么？阻抗特性？在什么位置？通过哪些路径可以干扰到它？熟知认证机构如何检测我的产品的电磁兼容性能，电磁兼容标准对自己的产品的要求有哪些项目，标准的限值是多少？测试工作状态要求是什么？测试方法，主要设备等。尽自己现有设备所能，模拟认证机构预测一下自己产品的电磁兼容性能，应该明白薄弱环节在什么地方，攻克这个技术壁垒的主要矛盾是什么？就像去医院看病，自己得决定看内科还是外科一样，电磁兼容工程师也得决定先测试那个项目，发现问题及时解决，主要矛盾解决了就势如破竹。

三、知进知退，坚守规则

电磁兼容问题必须在产品的设计之初预先考虑和解决，才能在认证阶段顺利通过，并取得最好的经济效益。电磁兼容工程师必须坚持电磁兼容的设计规则，必须在结构布局时与结构工程师沟通，让他接受电磁兼容布局的要求，因为他主要考虑的是外观要求。必须在电路选择、元器件选择、PCB排版时与产品设计工程师沟通，让他接受电磁兼容对滤波电路、关键元器件、PCB布局的要求，因为他主要考虑的是客户对性能指标的要求和老板对低成本的要求。必须在整改措施实施时与生产工程师沟通，让他接受工艺并不是很好的电磁兼容整改方案，因为他主要考虑的是省工省时。在大家都还没有看到这些措施有什么用处之前据理力争，确实是吃力不讨好，有时为了不影响性能指标或者开发进度也不得不退让一步另辟蹊径，只要老板能明白这一切都是为公司着想，毕竟谁都不愿看到最后因为认证受阻而影响到整个市场计划。只要老板能理解电磁兼容工程师的一片苦心，毕竟攻克这个技术壁垒关键要靠电磁兼容工程师从产品开发一直到市场销售全过程的认真负责。

四、精益求精，百折不饶

影响电磁兼容问题的因素复杂多变，找到一个成功的解决方案往往要经历很多次失败，确定一个整机的电磁兼容设计方案往往也要经过多次的实验，反复考虑整机的性能要求，安全和电磁兼容标准要求，可靠性要求，成本要求等各种因素，精益求精永无止境。而整改的阶段更像是一个试错的过程，因此电磁兼容工程师必须有百折不饶、自强不息的精神，他就是为解决问题而生，他必须不断实验，寻找更好的解决方案。不断地学习，敏锐地发现和使用新技术，提高实现电磁兼容的效率，降低完成电磁兼容目标的成本。

五、上善若水，善解自在

无论做多少预测，最后产品送到检测机构认证检测时，都还有可能出现意想不到的问题，某项目测试不合格需要整改的情况时有发生。自己预检测的结果和检测机构的不一样是很正常的，只要在送检时也准备了相应的整改预案，电路板上留有可操作的空间也可在现场快速完成整改，甚至可以准备几套不同方案的样机，发现不合格的立即更换上另一套样机，准备充分，就能应对自如。已经通过了认证生产销售了的产品，在外地质量抽查或者年检抽查中被发现电磁兼容还有不合格的项目也有可能发生，无论发生了哪种情况，电磁兼容工程师都必须直面解决已经发生的问题。善于理解这些情况发生的原因，才能自在地采取措施，而不致手忙脚乱。如果产品本身发生了一些变化而没有重新验证，则应该自查控制流程的疏漏，立即纠正和整改，如果产品本身没有变化，而测试结果在两地不同，则根据电磁兼容不确定度要求的相应规则，与检测实验室方面展开合理的沟通，希望他们理解轻率地更改设计也会造成不必要的损失！面对复杂的问题，电磁兼容工程师应如水之形柔实坚，灵活机动地应对所发生的问题。结语：

以上所列五项修炼其实也是电磁兼容工程师在所面对的复杂工作中不断提升的职业素质，电磁兼容工程师的队伍在我们国家来说还是比较年轻和弱小，相对于现在经过了十年建设的3C认证体系来说力量很不均衡。我们应该明白要从根本上提高和保障产品的电磁兼容设计和生产质量，必须要依靠电磁兼容工程师从始至终的努力，目前很多企业还没有配置专门的电磁兼容工程师，跟踪产品设计、认证、生产、销售的全过程，因此培养一支成熟强大的电磁兼容工程师队伍就是当下迫切需要完成的任务。

第二篇：电磁兼容认证检测工程师的五项修炼

电磁兼容认证检测工程师的五项修炼

电磁兼容应用学者：毛洪涛

随着中国3C认证的不断深入，电磁兼容标准被列入强制执行的电子产品几乎覆盖了所有的电子消费产品，2008年金融危机却推动了中国电磁兼容实验室建设的高潮，各省级的质量监督检验机构，计量站等纷纷获得政府的投资建起了现代化的电磁兼容实验室，使得中国现在拥有的电磁兼容实验室比世界上其他国家的总和还多，设备只要花钱买来就可以，但是电磁兼容检验工程师可不是短期内能够培养出来的，所有实验室的服务宗旨基本上都是“科学、公正、准确、诚信”，这一切都需要有一只职业素质过硬的检测工程师队伍才能做到，否则就不过是空喊口号自欺欺人！为了准备中国的3C认证，我在2000年调到信息产业部电子第五研究所电磁兼容实验室，专门从事电磁兼容检测和对策研究工作。电磁兼容检测工程师要面对的问题，就是针对被检测的产品按照相应标准规定的实验方法进行实验，获得准确的实验数据，根据实验数据和相应的判定规则，对被检测的产品做出是否合格的结论。这是个严谨细致的科学任务，由于其技术含量比较高，因此电磁兼容在国际贸易中常被用于限制对方进入市场的技术壁垒。电磁兼容检验工程师必须要眼明心细，公正不阿。我总结了多年的工作经验，认为电磁兼容检验工程师应该长期进行下列五项修炼。

一、知和曰常，知常曰明

所有的电子产品都是想办法把公用电源的能量转换成实现其功能的能量，在这个能量转换过程中和者电磁兼容，不和者变成了电磁干扰，危害人类的身体健康和其它电子产品使用的功能。电磁兼容检测工程师在工作中接触到大量同类型的电子产品，经过长期认真的积累，对电子产品为实现其功能的能量转换过程中的和与不和就会有直观的感觉。实验室检测的依据是标准，各类标准随着国际、国内经济形势经常变动，要检测的科学、准确，首先就要保证实验室的检测标准跟随标准化组织协调一致。是电磁兼容标准支撑着这个行业，也是由电磁兼容标准构筑起一道技术壁垒，检测认证工程师就是这个壁垒的守门员。电磁兼容的标准门类繁多，没有哪个人能够精通所有的标准，对于电磁兼容检测工程师，却必须精通他所承担检测任务的产品相应的电磁兼容标准，通过电磁兼容检测设备观察到产品的电磁幅频特性，既可以明确地判断出产品的电磁兼容设计状况，就像高明的医生看到病人的心电图、血压等指标就能判断病人的身体状况一样。

二、知己知彼，换位思考

电磁兼容检测最大的问题就是不确定性，检测机构质量控制的核心就是保证其检测结果不确定性尽可能小，如果不能将不确定性控制在有效的范围内，不能够清楚明白自己检测能力的确定范围，检测机构就没有判定检测产品合格或不合格的权威。知道自己的检测能力，还要熟悉电子产品设计的功能，使用过程中可能产生最大辐射骚扰的状态，检测到产品在正常使用过程中可能出现的电磁兼容问题。换一个角度想，如果我送产品到实验室检测当然希望一次就能通过，没有什么电磁兼容问题，当实验室告诉我什么项目被检测不合格时，首先会对这些我在没有专门设备很难直观感觉到的内容产生怀疑，也想知道产品能够达到的限度，尽早发现产品发布后可能存在的电磁兼容风险。发现一个不合格的项目，既可判定整个产品不合格，优秀的电磁兼容工程师绝不会这样，一定是全部项目评估完毕以后，考虑到系统不确定程度才会慎重地判定不合格，同时还会从产品设计工程师怀疑的角度来反观检测的细节，这也是电磁兼容检测工程师走向更高职业生涯的途径。

三、知进知退，坚守规则

设置这个技术壁垒的作用是为了建立一个公正的产品竞争秩序，保护消费者使用个人无法识别的合格产品的权利，因此检测认证工程师肩负着保护消费者不受非法电磁骚扰的责任，公平地行使竞争性电子产品市场准入的裁判权。电磁兼容检测是基于相关产品电磁兼容标准给定的实验条件下的一次电路实验，其测试的数据只有在标准规定的相同的实验条件下才有与标准限值的可比性和可重复性。如果没有严格的操作规则，实验室产生的实验数据将不符合标准，也就失去了权威性，因此认证实验室每年都有严格的资格审查和整改。电磁兼容检测以小时计算其成本，不断地提高检测的效率也是电磁兼容检测工程师追求的目标，在标准许可的范围内尽量简化EUT的实验布置，如EUT配置了连接线可以按实际使用情况检测，而非坚持国际化标准中操作性不强的标准配置，教条化地执行标准，而忘了执行标准的宗旨。

四、精益求精，一丝不苟

电磁兼容检测核心的问题还是精确性，由于现代电子产品中晶体管非线性工作状态产生的电磁辐射也是量子态的，尤其现在的检测频率扩展到1GHz以上后，根据量子力学的不确定性原理，又称“测不准原理”、“不确定关系”，该原理表明：以共轭量为自变量的概率幅函数（波函数）构成傅立叶变换对；比如位置和速度，时间和能量就是一对共轭量，人们能对一对共轭量之一进行测量，但不能同时测得另一个与之共轭的量，比如对频率进行准确测量的同时，破坏了对幅度进行准确测量的可能性。其中一个量越确定，另一个量的不确定程度就越大。电子产品的电磁兼容性总是在它们与其他体系，特别是电磁兼容检测仪器系统的相互作用中表现出来。电磁兼容检测工程师作为这个检测系统中最关键的一环，必须要有精益求精，一丝不苟的工作态度，否则就不可能保证检测结果的准确可靠。影响电磁兼容检测一致性的因素复杂多变，找到一个成熟的实验室系统配置方案往往要经历很多次筛选，每一个接头、每一根信号电缆、每一根电缆走线的布置，都要经过选择和定置管理，要用目前先进的系统校验方法校准电磁兼容设备。保持这个检测系统稳定运行也要不厌其烦的日常校验，这也有赖于电磁兼容检测工程师长期细致的工作积累。

五、上善若水，善解自在如果你的电磁兼容实验室有两个以上电波暗室，你就会发现要保持自己实验室两个暗室的实验数据偏差在3dB以内都不是很容易，更不要说与其他实验室的实验数据偏差了，经验数据表明，不同的电磁兼容实验室之间数据偏差4～6dB都不是太离谱，但是电子产品生产厂家要为这几个dB的偏差进行整改和重新设计麻烦可就大了，尤其是产品到了境外以后。这可能也是欧洲除了把电磁兼容作为贸易技术壁垒之外，并没有在内部进行强制认证的原因，CE认证80年代末就在准备，到了96年才开始执行如能力实验室出具检测报告，电子产品生产厂家自我宣告的认证模式，电磁兼容检测不确定的风险主要由生产厂家自己承担，十年之内都可以追偿生产厂家的法律责任。理解了这一切，电磁兼容检测工程师应该学习水性之利万物而不争，现在的电磁兼容标准已经要求实验室在检测报告中标明检测的不确定度，电子产品的生产厂家只是选择一个电磁兼容检测系统，来配合它显示其产品的电磁兼容性能，他有充分的理由选择最准确，不确定度最小的实验室进行认证检测，因此电磁兼容检测工程师必须想尽一切办法，做最大的努力保证电磁兼容检测的准确性和一致性。

结语：

以上所列五项修炼其实也是电磁兼容认证检测工程师在所面对复杂严谨的工作中不断提升的职业素质，电磁兼容认证检测工程师的队伍在我们国家来说快速扩张而又比较年轻，相对于现在经过了十年建设的3C认证体系和集中投资的现代化实验设备来说，检测工程师的人员素质是最薄弱的环节，就我所了解的情况，由于目前大量采用电脑自动化测试，检测工程师对仪器操作的步骤就生疏了，同时缺乏系统性分析和解决电磁兼容检测的准确性和一致性的能力。希望通过本文的分享引起年轻的电磁兼容检测工程师们重视，加强内功修炼。

作者：毛洪涛；技术交流信箱：2264130870@qq.com

第三篇：电磁兼容心得体会

电磁兼容大作业三

电磁兼容课学习心得

在本学期的学习中，我对电磁兼容在理论方面的理解程度大大加深，电磁兼容设计实际上就是针对电子产品中产生的电磁干扰进行优化设计，使之能成为符合各国或地区电磁兼容性标准的产品。EMC的定义是：在同一电磁环境中，设备能够不因为其它设备的干扰影响正常工作，同时也不对其它设备产生影响工作的干扰。

1，主要学习内容

1、电磁干扰的危害主要体现在两个方面：一是电气、电子设备之间的相互影响；二是电磁污染对人体的影响。

2、电磁兼容研究的目的是为了消除或降低自然的和人为的电磁干扰，减少其危害，提高设备或系统的抗电磁干扰能力，保证设备或系统的电磁兼容性。

3、电磁兼容学科的主要研究内容：

1、电磁干扰特性及其传播原理

研究电磁干扰特性及其传播耦合理论是电磁兼容学最基本的的任务之一。

2、电磁危害及电磁频谱管理

有效地管理、合理地利用电磁频谱是电磁兼容的一项必要内容。

3、电磁干扰的工程分析方法及控制技术

电磁兼容控制技术始终是电磁兼容学科中最活跃的课题。

4、电磁兼容的设计方法 费效比的综合考虑是电磁兼容性设计中的一项重要内容。

5、电磁兼容性测量和试验技术

电磁兼容性测量和试验是一项非常重要的工作，它是产品电磁兼容性的最终考核手段并且应当贯穿于产品开发、试制的整个过程。

6、电磁兼容标准和工程管理

电磁兼容性标准时电磁兼容件设计和试验的依据。

7、电磁兼容分析和预测

电磁兼容分析和预测是合理的电磁兼容性设计的的基础。

8、电磁脉冲及其防护

电磁脉冲的干扰及其防护已成为近年来电磁兼容学科的一个重要研究内容。

4、电磁兼容设计方法：

1、问题解决法

问题解决法是先研制设备，然后针对调试中出现的电磁干扰问题，采用各种电磁干扰抑制技术加以解决。

2、规范法

规范法是按颁布的电磁兼容性标准和规范进行设备或系统的设计制造。

3、系统法

系统法是利用计算机软件对某一特定系统的设计方案进行电磁兼容性分析和预测。

3，对典型问题的体会

1、对振铃电压的抑制 由于变压器的初级有漏感，当电源开关管V1由饱和导通到截止关断时会产生反电动势，反电动势又会对变压器初级线圈的分布电容进行充放电，从而产生阻尼振荡，即产生振铃，如图4所示。变压器初级漏感产生反电动势的电压幅度一般都很高，其能量也很大，如不采取保护措施，反电动势一般都会把电源开关管击穿，同时反电动势产生的阻尼振荡还会产生很强的电磁辐射，不但对机器本身造成严重干扰，对机器周边环境也会产生严重的电磁干扰。

2、对辐射干扰信号的抑制

电磁辐射干扰也是通过电磁感应的方式，由带电体或电流回路及磁感应回路对外产生电磁辐射的。任何一根导体都可以看成是一根电磁感应天线，任何一个电流回路都可以看成是一个环形天线，电感线圈和变压器漏感也是电磁感应辐射的重要器件。要想完全抑制电磁辐射是不可能的，但通过对电路进行合理设计，或者采取部分屏蔽措施，可以大大减轻电磁干扰的辐射。

例如，尽量缩短电路引线的长度和减小电流回路的面积，是减小电磁辐射的有效方法；正确使用储能滤波电容，把储能滤波电容尽量近地安装在有源器件电源引线的两端，每个有源器件独立供电，或单独用一个储能滤波电容供电(充满电的电容可以看成是一个独立电源)，防止各电路中的有源器件(放大器)通过电源线和地线产生串扰；把电源引线的地和信号源的地严格分开，或对信号引线采取双线并行对中交叉的方法，让干扰信号互相抵消，也是一种减小电磁辐射的有效方法；利用散热片也可以对电磁干扰进行局部屏蔽，对信号引线还可以采取双地线并行屏蔽的方法，让信号线夹在两条平行地线的中间，这相当于双回路，干扰信号也会互相抵消，屏蔽效果非常显著；机器或敏感器件采用金属外壳是最好的屏蔽电磁干扰方法，但非金属外壳也可以喷涂导电材料(如石墨)进行电磁干扰屏蔽。

第四篇：电磁兼容整改

1、整改阶段，此阶段是产品EMC设计的初步阶段,及在产品第一论开始设计时，并没有考虑EMC方面的问题，等到产品功能调试完成，样子出来后进行EMC测试时，才发现EMC问题的存在，于是通过采用各种临时措施使产品通过EMC测试。用这种方法即使使产品最终达到标准规定的EMC要求，常常也会因要进行较大的改动，导致较高的成本。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的方法，往往会导致企业产品不能及时取得认证而上市。它是目前很多走向国际市场公司研发部门所面临的困惑。整改的概念与企业产品开发流程也不符合。

2、技术设计阶段。这个阶段，企业一般已经有了一定EMC的技术，并有时还会有专职的EMC工程师负责EMC工作，与其它开发人员一起在产品功能设计的同时，考虑EMC问题，如产品设计时会考虑滤波，屏蔽，接地等。企业的产品工程师还会通过短期的培训以掌握EMC设计的基本方法，甚至有些企业会将EMC设计与产品开发的流程结合在一起。能从设计流程的早期阶段就导入一定的EMC设计策略,从产品设计源头考虑EMC问题，这于整改阶段使用后期整改的方法来解决产品所有的EMC问题已经有了很大的进步，不但减少许多不必要的人力及研发成本，缩短产品上市周期。但是，处于这个阶段的EMC设计方法，也有很多局限性，具体表现在：

a.参与EMC设计人员掌握了一些EMC设计原理和理论知识，如，他们懂得如何设计滤波器、如何设计屏蔽，如何进行PCB布线布线，如何防止串扰等等，但是他们往往缺乏结合产品系统的特点，从产品系统结构构架上来考虑EMC问题。

b.设计过程中没有引入风险的意思，也没有风险评估手段，因此不能预测后期会产生后果，并有量的把握。

c.设计太理论化，而且各个部分的设计相对分散。如，各个EMC性能非常好的模块组合在一起不一定是一个EMC性能很好的系统。

d.没有方法论的指导，因此，对于一些可以从多方面可以解释的设计，很容易引起争论。其实，这阶段还是属于技术应用的混浊状态，纵然设计人员已经掌握了“技术”，但是还不能将其转化为简单可行的“方法”，因此也很难实现一些仿真。目前大多数企业（而且是国内EMC技术比较领先或投入比较多的企业）都处在这个状态中。

3、方法论阶段，将1，2阶段的整改和设计技术上升为一种方法论，通过此方法论可以很好的，系统的指导产品的设计。可以运用这个方法论输出详细、系统的分析报告，分析有利有节。不但有充分的理论依据还紧密与产品的特点结合在一起。如果说上一阶段的EMC设计是从技术本身出发的，那么这个阶段强调产品的本身，并实现技术与产品紧密结合。本书

所述的“产品EMC设计风险评估法”EMC设计技术发展到这个阶段的产物，它看上去似乎脱离的EMC技术本身，实质上与EMC技术是密不可分的，方法论也是建立在各种“零散”技术的基础上的。

4、仿真阶段。设计人员要很好的运用仿真软件，建立一种符合产品实际情况的模型为产品设计服务，就要用方法论。方法论是仿真的基础和前提条件。它是产品EMC设计技术发展的最高阶段，仿真软件实现了方法论的电脑辅助自动化设计，大大减轻人工的投入，这是EMC设计技术的最高境界。

前言

电磁干扰的观念与防制﹐在国内已逐渐受到重视。虽然目前国内并无严格管制电子产品的电磁干扰（EMI）﹐但由于欧美各国多已实施电磁干扰的要求﹐加上数字产品的普遍使用﹐对电磁干扰的要求已是刻不容缓的事情。笔者由于啊作的关系﹐经常遇到许多产品已完成成品设计﹐因无法通过EMI测试﹐而使设计工程师花费许多时间和精力投入EMI的修改﹐由于属于事后的补救﹐往往投入许多时间与金钱﹐甚而影响了产品上市的时机

2.正确的诊断

要解决产品上的EMI问题﹐若能在产品设计之初便加以考虑﹐则可以节省事后再投入许多时间与金钱。由于目前EMI Design-in的观念并不是十分普遍﹐而且由于事先的规划并不能保证其成品可以完全符合电磁干扰的测试在﹐所以如何正确的诊断EMI问题﹐对于设计工程师及EMI工程师是非常重要的。

事实上﹐我们如果把EMI当做一种疾病﹐当然平时的预防保养是很重要的﹐而一旦有疾病则正确的诊断﹐才能得到快速的痊愈﹐没有正确的诊断﹐找不到病症的源头﹐往往事倍功半而拖延费时。故在EMI的问题上﹐常常看到一个EMI有问题的产品﹐由于未能找到造成EMI问题的关键﹐花了许多时间﹐下了许多对策﹐却始终无法解决﹐其中亦不乏专业的EMI工程师。以往谈到EMI往往强调对策方法﹐甚而视许多对策秘决或绝招﹐然而没有正确的诊断﹐而在产品上加了一大堆EMI抑制组件﹐其结果往往只会使EMI情况更糟。笔者起初接触产品EMI对策修改时﹐会听到资深EMI工程师说把所有EMI对策拿掉﹐就可以通过测试。初听以为是句玩笑话﹐如今回想这是很宝贵的经验谈。而后亦听到许多EMI工程师谈到类似的经验。本文中将举出实际的例子﹐让读者更加了解EMI的对策观念。一般提到如何解决EMI问题﹐大多说是case by case,当然从对策上而言﹐每一个产品的特性及电路板布线（layout)情况不同﹐故无法用几套方法而解决所有EMI的问题﹐但是长久以来﹐我们一直想要把处理EMI问题并做适当的对策﹐另外也提供专业的EMI工程师一种参考方法。在此我们把电磁干扰与对策的一些心得经验整理﹐希望能对读者有些帮助。

3.EMI初步诊断步骤

我们提出一套EMI诊断上的参考骤﹐希望用有系统的方式﹐快速的找出EMI的问题。我们

并不准备探讨一些理论计算或公式推演﹐将从实务上说明。

当一个产品无法通过EMI测试﹐首先就要有一个观念﹐找出无法通过的问题点﹐此时千万不能有主观的念头﹐要在那些地方下对策。常常有许多有经验的EMI工程师﹐由于修改过许多相关产品﹐对于产品可能造成EMI问题的地方也非常了解﹐而习惯直接就下药方﹐当然一般皆可能非常有效﹐但是偶而也会遇到很难修改下来﹐最后发现问题的关键都是起行认为不可能的地方﹐之所以会种疏失﹐就是由于太主观了。因此﹐不论产品特性熟不熟﹐我们都要逐一再确认一次﹐甚而多次确认。这是因为造成EMI的问题往往是错综复杂﹐并非单一点所造成。故反复的做确认及诊断是非常重要的。

我们将初步的诊断步骤详列于下﹐并加以说明其关键点﹐这些步骤看来似乎非常平凡简单﹐不像介绍对策方法各种理论秘籍绝招层出不穷﹐变化奥妙。其实﹐许多资深EMI工程师在其对策处理时﹐大部份的时间都在重复这些步骤与判断。笔者要再次强调﹐只有真正找到造成EMI问题的关键﹐才是解决EMI的最佳途径﹐若仅凭理论推测或经验判断﹐有时反而会花费更多的时间和精力。

■步骤一

将桌子转到待测（EUT）最大发射的位置﹐初步诊断可能的原因﹐并关掉EUT电源加以确认。

（说明）

由于EMI测试上﹐EUT必须转360度而天线由1m到4m变化﹐其目的是要记录辐射最大的情况。同样地﹐当我们发现无法通过测试时﹐首先我们先将天线位置移到噪声接收最大高度﹐然后将桌子转到最差角度﹐此时我们知道在EUT面对天线的这一面辐射最强﹐故可以初步推测可能的原因﹐如此处屏蔽不佳或靠近辐射源或有电线电缆经过等。

另外须注意的是要关掉EUT的电源﹐看噪声是否存在﹐以确定噪声确实是由EUT所产生。曾见测试Monitor一直无法解决某一点的干扰﹐结果其噪声是由PC所造成而非Monitor的问题﹐亦有在OPEN SITE测试Monitor发现某几点无法通过﹐由测试接收仪器的声音判断应是Monitor产生﹐结果关掉电源发现噪声依然存在﹐所以关掉EUT电源的步骤是必须的﹐而且通常容易被忽略。

■步骤二

将连接EUT的周边电缆逐一取下﹐看干扰的噪声是否降低或消失。

（说明）

若取下某一电缆而干扰的频率减小或甚而消失﹐则可知此电缆已成为天线将机板内的噪声辐射出来。事实上﹐仔细分析造成EMI的关键﹐我们可以用一个很简单的模式来表示。任何EMI的Source必须要有天线的存在﹐才能产生辐射的情形﹐若仅单独存在噪声源而没有天线的条件﹐此辐射量是很小的﹐若将其连接到天线则由于天线效应便把能量辐射到空间。所以EMI的对策除了针对噪声源（Source)做处理外﹐最重要的查破坏产生辐射的条

件----天线。以往我们最常看到谈EMI对策离不开屏蔽（Shielding),滤波（Filter),接地（Grounding)﹐对于接地往往一块电路板多已固定﹐而无法再做处理﹐因为这一部份在电路板布线（Layout)时就须仔细考虑﹐若板子已完成则此时可变动的空间就非常小﹐一般方式仅能找出噪声小的接地处用较粗的地线连接﹐减低共模（Common mode)噪声。屏蔽所牵涉的材质与花费亦甚高﹐滤波的方式则是常可见Bead电感等﹐往往用了一大堆亦不甚见效﹐何以如此﹐许多时候是我们没有解决其辐射的天线效应。一般而言﹐噪声的能量并不会因加一些对策组件便消失﹐也就是能量不减﹐ 我们所要做的工作是如何避免噪声辐射到空间（辐射测试）或由电源传出（传导测试）。

在此我们整理了产生辐射常见的几种情形供读者参考。

（1）机器外部连接之电缆成为辐射天线

由于机器本身外部所连接的电缆成为天线效应﹐将噪声辐射到空间﹐此时噪声的大小和电缆的长度有关﹐因电缆的天线效应相对于噪声半波长时共振情形会最大﹐也往往是造成EMI无法通过测试。在解决这个问题前必须要做一些判断﹐否则很容易疏忽而浪费时间。（a）噪声是由机器内部电路板或接地所产生

此情形为将电缆取下﹐或加一Core则噪声减低或消失。此时必须做的一个步骤是将线靠近机器（不须直接连接）看噪声是否会存在﹐若噪声并没有升高﹐则可确实判定由机器内部产生﹐若将电缆靠近而干扰噪声马上升高﹐由此时请参考（b）的说明。

（b）噪声是由机器内部耦合到电缆线上﹐而使电缆成为辐射天线。

这一点是许多测试工程师容易忽略的。此情形如（a）中所提到的﹐只要将一条电缆靠近﹐则可从频谱上看到噪声立刻升高﹐此表示噪声已不单纯是由线上所辐射出﹐而是机器本身的噪声能量相当大﹐一旦有天线靠近则立刻会耦合至天线而辐射出来。在实际测试中﹐我们发现许多通讯产品有这类情形发生﹐此时若单纯用Core或Bead去处理﹐并不能真正的解决问题。

（2）机器内部的引线﹐连接线成为辐射天线

由于许多产品内部常有一些电线彼此连接工作厅﹐当这些线靠近噪声源很容易成为天线﹐将噪声辐射出去。针对此点的判断﹐在200MHz以下之噪声﹐我们可以在线上加一Core来判断噪声是否减低﹐而对于200MHz以上之高频噪声﹐我们可以将线的位置做前后左右的移动﹐看噪声是否会增大或减小。

（3）电路板上的布线成为辐射天线

由于走线太长或靠近噪声源而本身被耦合成为发射天线﹐此种情形当外部电缆都取下﹐而仅剩电路板时﹐在频谱仪上可看见噪声依然存在﹐此时可用探棒测量电路板噪声最强的地方﹐找到辐射的问题加以解决。关于探测的工具及方法﹐将于后详细说明。

（4）电路 板上的组件成为辐射来源

由于所使用的IC或CPU本身在运作时产生很大的辐射﹐使得EMI测试无法通过﹐卵石种

情往往在经过（1）﹑（2）﹑（3）的分析后噪声依然存在﹐通常解决的方法不外换一个类似的组件﹐看EMI特性是否会好一些。另外就是电路板重新布线时﹐将其摆放于影响最小的位置﹐也就是附近没有I/O Port及连接线等经过﹐当然若情况允许﹐将整个组件用金属外壳包覆（Shielding)也是一种快速有效的方法。

由以上的分析介绍我们可以了解﹐造成电磁干扰辐射最关键的地方就是电线的问题﹐当有了适当的天线条件存在很容易就产生干扰﹐另外电源线往往亦是造成天线效应的主因 ﹐这是在许EMI对策中最容易疏忽的。

■ 步骤三

电源线无法移去﹐可在其上夹Core或水平垂直摆动﹐看噪声是否有减小或变化。若产品有电池设备则可取下电源线判断﹐如Notebook PC等。

（说明）

如前所述电源线往往是会成为辐射天线﹐尤其是Desktop PC类产品﹐往往300MHz以上的噪声会由空间耦合到电源线上﹐所以判断产品的电源线是否受到感染是必须的步骤。由于噪声频带的影响﹐对200MHz以下可用加Core的方式（可一次多加数个）判断﹐对于200MHz以上的噪声﹐由于此时Core的作用不大﹐可将电源线水平摆放和垂直摆放﹐看干扰噪声是否有差别﹐若水平和垂直有很明显的差别﹐则可一边摆动电源线一边看频谱仪（Spectrum)上噪声之大小有否变化﹐如此便可知道电源线有否干扰。

至于若发现电源线会产生辐射时如何解决﹐一般皆不好处理﹐通常先想办法使机器内的噪声减小﹐以避免电源线的二次辐射﹐而使用Shielded线一般对辐射的影响并不大﹐故换一条不同长度的电源线﹐有时也会有很好的效果。

由这一点我们可知道﹐除了要使可册产生辐射噪声的组件远离I/O Port外﹐其也须尽量远离电源线及Switching power supply的板子﹐以免耦合到电源线上使得辐射及传导皆无法通过测试。

■步骤四

检查电缆接头端的接地螺丝是否旋紧及外端接地是否良好。

（说明）

依前三项方式大略找了一下问题后﹐我们必须再做一些检查﹐因为透过这些检查﹐也许不须做任何修改﹐便可通过EMI测试。例如检查电缆端的螺丝是否锁紧﹐有时将松掉的螺丝上紧﹐可加强电缆线的屏蔽效果。另外可检查看看机器外接的Connector的接地是否良好﹐若外壳为金属而有喷漆﹐则可考虑将Connector处的喷漆刮掉﹐使其接地效果较佳。另外若使用Shielded的电缆线﹐必须检查接头端处外覆的金属纲是否和其铁盖密合﹐许多不佳的屏蔽线（RS232）多因线接头的外覆屏蔽金属纲未册和连接端的地密合﹐以致无法充份达到屏蔽的效果。

各种接头如Keyboard及Power supply常常由于接头的插头与机器上的插座间的密合度不好

﹐影响了干扰噪声的辐射。检查的方式可将接头拔掉看噪声是否减小﹐减小表示两种册可﹐一为线上本身辐射干扰﹐另一为接头间接触不好﹐此时插上接头﹐用手销微将接头端左右摇动﹐看噪声是否会减小或消失﹐若会减小可将Keyboard或Power supply的连接头﹐用铜箔胶带贴一圈﹐以增加其和机器接头的密合度﹐这一点也是实测上很容易被疏忽﹐而会误判机器的EMI为何每次测时好时坏﹐或花许多时间在其它的对策上面.

第五篇：电磁兼容论文

本学期，我选修了电磁兼容这门课程。通过电磁兼容课程的学习，老师教会了我许多，一方面是有关电磁兼容方面的知识，另一方面是有关生活和人生方面的体会和感悟。由于与电机系统的电磁兼容有关的问题大都涉及一些高年级的知识，作为大二的我还没有学习，所以对于电机系统的电磁兼容问题没有过于深刻的理解和探究。我想通过以下几个方面来阐述我所理解的电磁兼容问题。

一．电磁兼容的概念

在国际电工委员会标准IEC对电磁兼容的定义为：系统或设备在所处的电磁环境中能正常工作，同时不会对其他系统和设备造成干扰。

EMC包括EMI（电磁干扰）及EMS（电磁耐受性）两部分，所谓EMI电磁干扰，乃为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声；而EMS乃指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。

电磁兼容（electromagnetic compatibility）各种电气或电子设备在电磁环境复杂的共同空间中，以规定的安全系数满足设计要求的正常工作能力。也称电磁兼容性。它的含义包括：①电子系统或设备之间在电磁环境中的相互兼顾；②电子系统或设备在自然界电磁环境中能按照设计要求正常工作。若再扩展到电磁场对生态环境的影响，则又可把电磁兼容学科内容称作环境电磁学。

电磁兼容的研究是随着电子技术逐步向高频、高速、高精度、高可靠性、高灵敏度、高密度（小型化、大规模集成化），大功率、小信号运用、复杂化等方面的需要而逐步发展的。特别是在人造地球卫星、导弹、计算机、通信设备和潜艇中大量采用现代电子技术后，使电磁兼容问题更加突出。

二．系统电磁兼容技术发展现状

电磁兼容技术是在研究电磁干扰机理和电磁干扰防护技术的过程中发展起来的。电磁干扰是人们早就发现的电磁现象, 它几乎和电磁效应现象同时被发现, 1881年英国科学家发表“ 论无线电干扰”的文章, 标志着研究干扰问题的开始。1888年德国物理学家赫兹首创了天线, 第一次把电磁波辐射到自由空间, 同时成功地接收到电磁波,用实验证实了电磁波的存在, 从此开始了对电磁干扰问题的实验研究。1889年英国邮电部门研究了通信中的干扰问题, 使干扰问题的研究开始走向工程化和产业化。

按照研究对象的不同,可将电磁兼容问题自上向下划分为如下6 个层次:环境级电磁兼容问题、系统级电磁兼容问题、分系统级电磁兼容问题、设备级电磁兼容问题、电路级电磁兼容问题和器件级电磁兼容问题等。

系统电磁兼容技术在军事装备领域发挥着重要作用,它不仅是武器装备的一种性能,更是武器装备的一种能力。系统电磁兼容问题是大型复杂系统全寿命周期中必须面对的客观问题。如果解决不当,其不仅带来大量研制经费的浪费,同时还将导致系统从根本上丧失使用能力。

系统电磁兼容技术主要包括:系统电磁兼容设计技术和系统电磁兼容试验技术。设计技术包括:电磁兼容仿真、分析、预测、评估、优化、设计规范、设计方法、工程控制等技术和过程;试验技术包括:试验规范制定、标准制定、项目选择、实施方法、场地建设、误差处理等技术和过程。

三．电磁干扰的危害

强的电磁场会对人们的健康带来一定的危害。多年来各国学者对此进行了长期、深入、艰苦的研究工作。研究的结论是，无论工频还是射频电磁场，当超过一定强度时，对人体健康都是有害的。关键是危害的性质、程度与后果对电磁场强之间的关系。

相对较弱的电磁干扰对设备或系统造成的恶性电磁干扰事故是触目惊心的。可举出20 世纪70 年代的两个例子：美国一炼钢厂曾经因为控制天车的电路被干扰而造成整个钢水包的钢水完全倾倒在车间地面上的事故；一个配载假肢的骑摩托车人，当行车至高压电力线下时，由于假肢的控制电路受到干扰而造成车毁人亡的事故。

图 1 示出了残疾人用的电动轮椅在未采取抗干扰措施之前暴露于20V/m 电场强度下，其工作出现的反常现象。测试时轮椅工作在常用状态（30r/min）。由图可见，当加以不同频率的电磁辐射时，其工作失控，转速在 0～100r/min 之间变化，干扰频率从100MHz～700MHz。我们知道，这些频率被电视广播、调频广播以及移动通信所占用。

还有许多情况，电磁干扰造成的事故也可能是恶性的。例如：电磁辐射可能干扰电爆装置，使其误引爆。美国土星火箭上大约使用了150个电爆装置；一架飞机使用的电爆装置也在百个以上；航天飞机上大约有500个电爆装置。可见这一问题的严重性。

我们都知道，在民用飞机座舱内不允许使用移动通信手机或游戏机之类的数字型电器。这是由于这些设备产生的电磁骚扰不仅可以通过机内电缆耦合到机的敏感设备上，更严重的是，电磁辐射骚扰可能通过机舱窗户向机外辐射。而在机身上存在有大量的天线与传感器，可能直接接收电磁骚扰辐射。

四．生活中的电磁兼容

电磁兼容是指器件在工作的过程中即不干扰其它电器，同时也不被其它电器所干扰。有电磁兼容问题意味着有电磁之间的相互干扰问题。机电一体化的大时代背景下，每一个电器元件的核心都是电路板，也就是PCB板。电路板的板间是存在干扰的。在设计板子的过程中应该考虑到这个问题，一般板子不能太大，其频率也不能太高，频率如果过高就不能将电气元件当成理想的集总电气元件使用，要考虑它在高频条件下的性质。比如是电脑一般都是有两个频率的。这些都是与电磁干扰相关联的考虑。

另一个与生活息息相关的东西就是手机。手机实际上是“蜂窝”电话。接收手机信号的是分布在各处的手机机站，手机发出的信号会通过附近的机站被发送出去。当我们在长途行驶的车上打电话时，偶尔会出现掉线的情况。这实际是我们在车辆行驶的过程中离一个正在通信着的机站越来越远，而距离另外一个机站越来越近，这时我们的手机就会选择切换机站。如果我们手机从一个机站脱离，而另一个机站满负荷而无法接入，就会出现掉线的情况。在我们的生活中，我们还会遇到许多相类似的问题。我们通常都习以为常。但其实只要我们仔细的思考，我们就会发现电磁干扰和电磁兼容在我们的生活中处处存在。

五．解决电磁兼容的实施办法

电磁兼容的实施性方法包含了组织措施与技术措施两个方面。

技术上有合适的接地，合理的布线，屏蔽。滤波，电气隔离，限幅，续流，计算机软硬件措施等。组织上有具有一定电磁兼容能力的元器件，标准、规范，频谱管理，空间分离，时间分隔等。

接地

接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个：

（1）接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位，保证电路系统能稳定地干作。

（2）防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放，否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外，对于电路的屏蔽体，若选择合适的接地，也可获得良好的屏蔽效果。

（3）保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时，可避免电子设备的毁坏；当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时，可避免操作人员的触电事故发生。此外，很多医疗设备都与病人的人体直接相连，当机壳带有110V或220V电压时，将发生致命危险。

因此，接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面，是电路或系统的基准电位，但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全，电子设备的机壳和机房的金属构件等，必须与大地相连接，而且接地电阻一般要很小，不能超过规定值。

电路的接地方式基本上有三类，即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地是指在一个线路中，只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上，以使接地引线的长度最短。接地平面，可以是设备的底板，也可以是贯通整个系统的地导线，在比较大的系统中，还可以是设备的结构框架等等。混合接地是将那些只需高频接地点，利用旁路电容和接地平面连接起来。但应尽量防止出现旁路电容和引线电感构成的谐振现象。

屏蔽

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。

因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗）、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

屏蔽体材料选择的原则是：

（1）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。

（2）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。

（3）在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

滤波

滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显着地减小传导干扰的电平，因为干扰频谱成份不网于有用信号的频率，滤波器对于这些与有用信号频率不同的成份有良好的抑制能力，从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以，采用滤波网络无论是抑制干扰源和消除干扰耦合，或是增强接收设备的抗干扰能力，都是有力措施。用阻容和感容去耦网络能把电路与电源隔离开，消除电路之间的耦合，并避免干扰信号进入电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器（高频扼流圈）组成的CLCMπ型滤波器。滤波器的种类很多，选择适当的滤波器能消除不希望的耦合。

正确选用无源元件

实用的无源元件并不是“理想”的，其特性与理想的特性是有差异的。实用的元件本身可能就是一个干扰源，因此正确选用无源元件非常重要。有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。

电路技术

有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求，可以结合屏蔽，采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路，对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目的在于使两根导线所检拾到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号，可在负载上自行消失。另外，还可采用其它一些电路技术，例如接点网络，整形电路，积分电路和选通电路等等。总之，采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施。

六．结语

从电磁兼容领域来看，无论从理论研究、实验室水平、标准化工作等方面与工业发达国家相比，我国当前还处在一个较低的水平。但是无论从国家安全还是保护人身安全与健康，保护环境来看，电磁兼容都起着相当重要的作用；而且它又是一个创新力度较强的学科，所以还需要我们这一代人的努力学习与创造，发展我国乃至世界的电磁兼容水平。