EMC常见问题及解决方法分享

目前世界各个国家的产品认证法规要求任何电子相关 产品在本国销售必须带有相应标识，以表明产品符合安全和 电磁兼容的标准要求。如中国的 CCC 认证，美国的 FCC 和欧盟的 CE 认证等， 已成为 WTO 规则中的技术贸易壁垒 （TBT ） ， 如图 1和图 2所示。

EMC 的指标是目前在所有法律法规所要求的项目中，在产品设计时最难以达到的。 2006年调查表明，EMC问题是 电子工程师在研发设计是遇到的最大挑战，由于EMC的设计 经验较少，经常在设计完成之后才进行 EMC 的测试，一旦测 试发现问题，会出现产品准备上市销售了，EMC 的问题总是 没有时间来解决，项目总是要不断的延迟，需要再花费大量 的时间去解决，相信这是每位遇到 EMC 问题的研发人员的深刻体会。

所以解决 EMC 的问题应该在产品研发的过程之中予以 解决，而不是在产品研发完成之后再进行修补，在设计中应 遵循一些 EMC 的设计导则，项目团队对电路设计和 PCB 设计 进行评审，并在每个研发阶段应进行相应的 EMC工程测试，以发现潜在的问题。

从 EMC 问题产生的根源上解决问题永远比在表面上解 决（如屏蔽）要好的多，且成本更低，且在整个项目研发流 程中，对 EMC 问题解决的越晚，所产生的成本会更高。

由于各个 EMC 的测试项目不同，问题产生的原因也不 尽相同，相应的解决方法也不同，产品设计中常见的电磁兼容性问题有以下几种。

一、辐射发射无法满足标准要求问题

典型的产品电磁辐射问题如下图 3所示，有一些频率点 上超出标准的要求，由于辐射发射的测试不确定度很大，各 个实验室之间的测试结果差异很大，许多公司都要求辐射发 射的测试结果有 4-6dB 的裕量。

类似辐射发射超标的情况经常发生，要想解决，须弄清 楚辐射产生的根本原因，据笔者分析，可能的辐射问题来源 有 ［1］：

1.印刷线路板中走线问题引起的 ，如图4.

在 PCB 板走线中应该注意一些高速信号的回流路径，我们知道信号即有电压也会存在电流，而信号电流总是要流 回其源头，如果高速信号的回流路径过大，形成环路，很容 易对外辐射能量。

2.连接 PCB 板的电缆引走的问题，如图 5。

而与电路板相连的电缆也是产生辐射问题的原因之一， 因为高速信号电流在电缆中流动由于环路和阻抗不匹配等 原因很易对外产生共模或差模的电磁辐射。

3. 电路中某些器件的快速切换。

高速电路中存在着众多的高速器件，高速器件在快速的 切换时会产生大量的电流的高速变化，从而引起能量的辐 射。

4. 多层印制板的板层设计不合理

图 6 PCB板间的电磁场分布

在多层电路板中，如果叠层设计不合理，叠层之间的电磁场耦合存在天线效应，对外进行能量辐射，如图 6所示。

图 7 信号走线问题仿真分析 ［3］

辐射的能量从哪里出来，如何解决？通常要花费工程 师相当长的时间来进行分析解决。图 7的仿真分析结果则很 清晰表明的产生辐射问题的机理，在高频状态下，电流总是 寻找最短路径回到源端，在存在障碍的情况下（高阻抗、环 流面积大）就会对产生辐射。

屏蔽是解决辐射问题的直接办法，但却不能根除问题 根源，并会带来许多其他问题，设计成本会上升，且在产品 生产中增加工艺的复杂性，生产成本也会增加。所以说屏蔽 是解决辐射问题的最后的办法， 绝大多数的问题都可以用最 简单的办法，也是最低成本的办法于以解决。

分析信号特性，找出问题根源，进行信号设计和 PCB 板的良好设计是解决此类问题的最佳方案， 几乎不用增加任 何成本。