原创 分析EMC问题必须掌握的几个基本概念

本文转自卫轩博文

EMC是什么?

EMC即电磁兼容,是产品在使用过程中与其他相容的一种能力.包含EMS和EMI.EMS是产品感应电磁的能力,即电磁敏感度,产品的敏感度越低,表示产品的抗干扰能力弱.用敏感电压或敏感电流来描述.比如;ESD 2级标准规定接触电压为4KV;EMI即产品对其他周边产品的干扰能力.俗话称"骚扰".比如:RE(辐射干扰); EMS与EMI关系密切吗?一般情况下,产品的EMS能力强,那么其EMI能力会弱.解决EMS问题同时也很大程度会减少EMI问题.

EMC问题的机理是什么?

          当我们碰到问题时,总不由自主想到问题的实质是什么?其根本原因是什么? EMC问题究其根源来无外乎:共模耦合、差模耦合。也许大家会感到惊讶！！请听以下解释。

共模、差模是什么？

         也许大家对共模电感、差模电感熟悉（不熟悉者可上网搜索相关文章）。对，道理就是这样，共模产生于信号线与大地形成回路之间。差模是信号线与信号地或信号线与信号线形成的回路之间。由此衍生出很多名词，如共模干扰、差模干扰；共模辐射、差模辐射；共模电压/电流、差模电压/电流等等。同时，共模和差模是可以互换的。博客首页$t'e$k{Zv

为什么EMC与共模/差模相关呢？

        举个例子，如ESD测试时，静电枪一端必须接大地的，ESD信号通过接触或非接触空气放电加在产品的接口、面板的上。ESD信号的实质就是共模干扰输入。（即信号与大地之间的回路）还有EFT/B群脉冲干扰测试，脉冲群干扰信号通过耦合夹（该耦合夹一端必须与大地相连）加在产品的电源线或信号线上。其实质也是共模干扰。

与EMC相关的几个基本概念

先举几个个例子：

1. 一个产品带LED显示，在考虑EMC设计（主要是ESD）时，我们常常会在LED上并连一个102贴片陶瓷电容。为什么？

2. 在高速电路设计中，我们常常尽量减少印制线长度或尽量少走过孔（比如数据线上不允许超过4个）；为什么？

3. 在IC的供电电路上，我们常常会通过串一个电感再并上一个小电容才给IC供电，为什么？

4、在PCB布线高速信号时，我们常常被告戒信号线与信号线间距要宽，信号线要粗而短，有著名的3W原则，为什么？

以上问题实际上关联了：

1、共模/差模概念

上面粗略地做了说明

2、阻抗概念（电阻、电容、电感）

阻抗是电阻和电抗之和。电阻：是阻碍直流电的能力。电抗是阻碍交流电的能力。（这是个人理解的）

电阻：R=U/I；此公式仅在低频时有效。但在高频时，因电阻制造工艺和结构原因，存在分布电容、分布电感。

电容容抗：XC=1/（2ЛfC）；实际电容在高频时，是电阻、电容、电感的集合体。

电感感抗：XL=2ЛfL；实际电感在高频十，是电阻、电容、电感的集合体。

天线概念

在高频信号时，印制线或线缆的长度大于1/4λ时，就会产生天线效应。

印制线或线缆就成了接收和发射信号的天线。