电磁兼容（Electro Magnetic Compatibility,EMC）是指设备或系统在电磁环境中运行时，不会因为其他设备的合理电磁干扰而影响本机的功能和安全性，也不会对其环境中的任何设备产生不合理的电磁干扰能力。包含EMI和EMS，即不产生不合理干扰及抗干扰。

测试标准的规定工友11项测试内容：4项EMI指标，指辐射发射RE、传导发射CE、谐波电流Harmonics、闪烁Flicker；7项EMS指标，指辐射抗干扰度RS、传导抗度CS、静电抗扰度ESD、电快速瞬变脉冲群EFT/B、电压跌落与短时中断DIP/i、工频磁场抗扰度PMS、浪涌抗扰度Surge。

电磁兼容的发生机理是“干扰源、传播路径、敏感设备”，解决措施是“处理接地、壳体屏蔽、线路滤波”

1、概述

　　1）电磁干扰的根源是di/dt、du/dt，即较大的电压、电流突变产生很大的高频杂波；

　　2）电阻的高频等效特性

　　在频率较高时，会产生容抗和感抗；

　　3）电容的高频等效特性

　　4）电感高频等效特性

　　5）磁环磁珠高频等效特性

磁珠适合于线路板上的电源或信号滤波；磁环则使用与线缆上的高频滤波；

　　6）导线的高频等效特性

　　影响其高频特性的是走线电阻、走线电感、分布电容；

　　7）对于交流电源，电源火线和零线之间的干扰是差模干扰；

　　8）对于火线或零线对地的干扰为共模干扰；

2、整机外部接口

　　2.1、按键面膜

　　　　1）薄膜键盘电路与其相对的邻近电路之间放置一个接地的导电层；
　　　　2）薄膜键盘电路层周围涂上粘合剂或密封剂，堵住引入ESD路径；
　　　　3）按键窗口增减设计防护ESD；

　　2.2、电源接口

　　　　电源输入接口是EMC测试中的重点，双向传到、辐射想过都需要关注；最基础的措施就是采用电源滤波器和浪涌防护设计。

　　2.3、显示窗口

　　　　1）LCD、LED是引入空间辐射干扰和ESD干扰的串口，系统设计时可考虑屏蔽窗或隔离舱，显示电路部分与机内电路连接通过滤波器件相连；隔离舱位金属结构，导电部分与机壳之间形成低阻抗的连续导通连接。

3、接地

　　1）EMC接地泄放的是高频电流，因此接地的走线电感不能忽视；一般使用宽的铜皮；

　　2）接地分为四类：

　　　　a) 安全接地：将对人体有潜在危害的电流导到大地上；
　　　　b) 工作接地（数字地、模拟地、功率器件地）：信号电流回流的路径，是信号系统的参考电平；
　　　　c) 防浪涌接地为外来突变的大电流干扰提供一个泄放路径，泄放电流量级远高于信号电流；
　　　　d) 浮地的屏蔽地最常见的手持设备外壳，未单独接触大地，但提供一个参考的等电位地；

　　3）接地规范

　　　　a) 地地之间黄绿导线直连：低电阻导通，用于中低频信号；
　　　　b) 地地之间宽扁电缆直连：高频下实现地阻抗对地导通；
　　　　c) 地地之间大阻抗连接：防静电台
　　　　d) 地地之间电容连接：直流截止，交流导通的场景；
　　　　e) 地地之间磁珠连接：弱信号的地地之间；
　　　　f) 地地之间电感连接：电感具有抑制电路状态变化的特性，用于有较大电流波动的地地
　　　　g) 地地之间小电阻连接：阻碍电流快速变化的过冲；
　　　　h) 安全地、防雷击浪涌接地的接法：两者都单独接到大地，在真正的大地处单点相接；

4、电路板

　　4.1 电路原理图设计

　　　　1、面膜电路：
　　　　　　1）面膜灯电路增加限流电阻和防静电电容，抑制非受控闪烁；
　　　　　　2）面膜按键电路增加R-S触发器作为按钮和设备电子线路之间配合的缓冲；

　　　　2、复位电路
　　　　　　1）有时间延时，避免上电初期复位；
　　　　　　2）复位信号优选斯密特方式，避免复位-工作-复位重复发生；

　　　　3、片选输入口和敏感电路
　　　　　　1）输入口参考面膜电路；
　　　　　　2）缓和电路的接地要分开布局；

　　　　4、电路板接口
　　　　　　1）在控制线和印刷版上的入口处增加RC去耦和浪涌防护器件

　　　　5、总线信号质量控制
　　　　　　1）信号频率高于5MHz，下降沿时间低于5ns总线，器件引脚末端串接小电阻限流，防止过冲振铃；
　　　　　　2）空置的IO引脚连接高阻抗；
　　　　　　3）IRQ引脚有预防静电释放的额措施；
　　　　　　4）单片机IO口控制电机等噪声器件时，加隔离如π型滤波电路

　　　　6、去耦电容
　　　　　　1）模拟放大器电源，在最接近电路的连接处到放大器之间加去耦电容；
　　　　　　2）数字集成电路，分组加去耦电容；
　　　　　　3）电机与发电机的电刷，在每个绕组指路上串联RC滤波电容；在电源入口处增加低通滤波措施；

　　　　7、晶振电路
　　　　　　1）输出串联一个低阻值电阻，削弱震荡信号上升沿、下降沿时的过冲；
　　　　　　2）在满足要求的情况下，MCU的晶振越低越好；
　　　　　　3）时钟电路、校准电路和去耦电路接近MCU防止；
　　　　　　4）时钟输出布线时禁止向多个部件直接串行连接；

　　　　8、显示电路的数据线加装磁环；

　　　　9、供电与驱动电路
　　　　　　1）驱动电路的电源要做去耦设计；
　　　　　　2）单片机电源加滤波电路或稳压器；
　　　　　　3）每一根电源线进入电子设备的地方串放一个磁珠；
　　　　　　4）每一个电源引脚和紧靠电子设备机箱地之间放一个顺流抑制器、金属氧化压敏电阻或高频电容；

　　4.2 布线

　　　　1、PCB 布线

　　　　　　1） 优选多层板设计，根据PIN密度
　　　　　　2） 禁止出现一端浮空、直角转弯、电阻不连续、宽度不一致等情况；
　　　　　　3） 考虑强弱电流、大小电压、高低频、输入输出、数字模拟等隔离；
　　　　　　4） 高速通道过孔要少；
　　　　　　5） 推荐地平面栅格布线；
　　　　　　6） 增大走线间距、减少电容耦合串扰；

　　　　2、元器件布局
　　　　　　1） 将具有辐射源特征的电路装在金属屏蔽内；
　　　　　　2） 同类型元件X\Y方向一致；
　　　　　　3） 元器件放置便于调试和维修；注意直插元件的间距；

3、安装固定
4、EMC元器件选型

EMC器件的选型必须按照器件的高频等效特性来考虑器件的指标，包括电阻、电容、电感、磁珠、导线及布线等；

5、接插件和电缆分类

　　1）接插件上的信号线，优选“信号-地-信号-地”的间隔排布；
　　2）带金属的接插件与地相连；
　　3）电缆设计时应考虑诸如直流电源线用屏蔽线、交流电用扭搅线、所有进入屏蔽区的信号线/电源线都经过滤波等；

6、机械机构：

　　1、材料：任何封闭的金属体，不论厚度，其屏蔽效能SE不低于80db。但在实际产品设计中会低于这个值，主要是因为有缝隙；
　　2、对于非金属机壳，为实现屏蔽效果，一般采用内部喷涂金属涂层的工艺；
　　3、金属机箱上，可泄漏电磁波频率与开口的最大直径有关，所以机箱开孔首选圆孔；
　　机箱箱体结合处，用耐高压硅树脂或垫圈密闭，防ESD、放水、放尘；

《嵌入式系统可靠性设计技术及案例解析》读书笔记（七）