EMC分析弄不懂？掌握5个重要属性就够了
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电磁兼容
1. 截止波导管的注意事项与设计步骤有哪些？
注意事项：
1）绝对不能使导体穿过截止波导管，否则会造成严重的电磁泄漏，这是一个常见错误
2）一定要确保波导管相对于要屏蔽的频率处于截止状态，并且截止频率要远高于（5倍以上）
需要屏蔽的频率设计截止波导管的步骤如下所示：
1) 确定需要屏蔽的最高频率Fmax和屏蔽效能SE
2) 确定截止波导管的截止频率Fc，使fc≥5Fmax
3) 根据Fc，利用计算Fc的方程计算波导管的截面尺寸d
4) 根据d和SE，利用波导管吸收损耗公式计算波导管长度t
2. 构成辐射干扰的三要素是什么？
(1)辐射干扰源向外辐射能量的特性
(2)辐射干扰传输通道，即介质对电磁波能量的损耗程度
(3)辐射干扰接收器的敏感度，方向性，计划性，选择性带宽等
3. 低频磁场屏蔽材料选择原则有哪些？
低频（1000KHz以下）磁场的屏蔽常用高磁导的贴磁材料（如铁、硅钢片），其屏蔽原理是利用铁磁材料的高磁导特性对干扰磁场进行分路。
①为获得更好的磁屏蔽效果，需选用高导磁材料，并要使屏蔽体有足够的厚度，有时需要更多层屏蔽
②用铁磁材料做的屏蔽罩，在垂直磁力线方向不应有开口或缝隙③铁磁材料的屏蔽不能用于高频磁场屏蔽
4. 为何辐射强度伤害常定在30～300MHz？
经查国家标准及军方标准辐射场强密度值在30～300MHz频段均定为1mW/cm2，因为人体在此频段对微波有最大吸收量，如30MHz波长为10m，四分之一波长为2.5m。300MHz波长为1m，四分之一波长为0.25m，依据射频共振原理四分之一波长为共振区，人体对次频段有最大吸收能量，故在此频段内微波对人体伤害最大。
5. 比较三种瞬态干扰的特点有何不同？
（1）脉冲上升时间：ESD—极快，<1ns，EFT—很快，约5ns，浪涌—慢，ms数量级
（2）能量：ESD — 低，EFT（单个脉冲）— 中等，浪涌— 高
（3）电压（负载阻抗高）：ESD — 15kV以上，EFT — 10kV以下，浪涌— 10kV
（4）电流（负载阻抗低）：ESD —人体放电为几十A，装置放电可达数百A，
EFT—几十A，浪涌—几千A 至上百千安
6. 波导衰减器的原理是什么？主要应用在什么场合？屏蔽效能主要决定于什么？
由电磁场理论可知，波导对于在其内部传播的电磁波，起着高通滤波器的作用，高于截止频率的电磁波才能通过。
屏蔽效能主要决定于波导管的截面形状，截面尺寸，还有波导管的长度和其截止频率。
7. 对较大型开口或通风口如何做好屏蔽？
（1）覆盖金属丝网
将金属丝网覆盖在大面积的通风孔上，能显著地防止电磁泄漏。金属丝网结构简单成本低，通风量较大，适用于屏蔽要求不太高的场合。
（2）穿孔金属板
一般而言，孔洞尺寸愈大，电磁泄漏也就愈大，屏效愈差，为了提高屏蔽效能，可在满足屏蔽体通风量要求的条件下，以多个小孔代替大孔。
（3）截止波导通风孔
金属丝网和穿孔金属板在频率大于100MHZ时，其屏效将大为降低。尤其是当孔眼尺寸不是远小于波长甚至接近于波长时，其泄漏将更为严重。由电磁场理论可知，波导对于在其内部传播的电磁波，起着高通滤波器的作用，高于截止频率的电磁波才能通过。
8. 计算机电磁泄漏的主要途径有哪些?如何防止？
主要途径：
（1）无信息调制的电磁辐射
（2）并行数据信息的电磁辐射
（3）寄生振荡
（4）计算机终端的视频信号辐射
（5）计算机显示器阴极射线管产生的X射线
如何防止：
（1）信号干扰技术
（2）屏蔽技术
（3）低辐射技术
9. 良好搭接的作用是什么？
（1）减少设备间电位差引起的骚扰
（2）减少接地电阻，从而降低接地公共阻抗骚扰和各种地回路骚扰
（3）实现屏蔽，滤波，接地等技术的设计目的
（4）防止雷电放电的危害，保护设备等的安全
（5）防止设备运行期间的静电电荷积累，避免静电放电骚扰。
10. 哪些方法可用于抑制消除共模阻抗耦合？那些方法可用于切断共模地环路？
切断共模地环路方法：
（1）调整接地点的选择
（2）差分平衡电路
（3）隔离变压器
（4）纵向扼流圈
（5）光电耦合器
11. 为何使用双绞线,其对不同频率噪声控制效果如何?
双绞线作为传输线对于抵抗电磁感应干扰有较好的性能，是现代高速计算机与实时控制系统常用的一种传输线，它波阻抗高、体积小、柔软。其适用频率为几到几百兆HZ。
双绞线能够有效地抑制磁场干扰，这不仅是因为双绞线的两根线之间具有很小的回路面积，而且因为双绞线的每两个相邻的回路上感应出的电流具有相反的方向，因此相互抵销。
12. 计算机电磁兼容性设计的三种方法各指什么？最突出的特点和独到之处是什么？请举例说明
硬件法、软件法、软硬件结合法是计算机电磁兼容性设计的三种方法，其中软件法和软硬件结合法是计算机突出的特点和独到之处。
13. 常见的电阻藕合有哪些?
(1)公共地线阻抗产生的藕合干扰。
(2)公共电源内阻产生的藕合干扰。
(3)公共线路阻抗形成的藕合干扰。
14. 请叙述金属板屏蔽体利用传输线原理表征的屏蔽效能。
利用传输线原理，在屏蔽板是薄的无限大平面和入射波为垂直入射的横电磁波条件下成立时，用一段长度为屏蔽板厚度ｔ，特性阻抗为屏蔽本征阻抗的有损耗传输线代替金属屏蔽板：金属板的屏蔽效能SE(dB)为SE=A1+A2+A3
A1—吸收损耗(dB)；
A2—第一内边界、第二边界的反射功率损耗之和(dB)，A 2=R1+R2；
A3—屏蔽的内表面之间的多次反射的因素(dB)。若A1>15dB时, A3可忽略。
来源：电磁兼容之家
1. 电快速脉冲群
由电路中的感性负载断开时产生。其特点不是单个脉冲，是一连串的脉冲，因此，它对电路影响较大。因为一连串的脉冲可以在电路的输入端产生累计效应，使电平干扰的幅度最终超过电路的噪声门限。
2. 吸收滤波器
吸收滤波器是由有耗元件构成的，它通过吸收不需要频率成分的能量（转化为热能）来达到抑制干扰的目的。
3.（对骚扰的）抗扰性
装备、设备或者系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。
4. 屏蔽原理的传输线理论
将屏蔽壳体比作为传输线，并认为辐射场通过金属时，在外表面被反射一部分，部分在金属内传播：被吸收而受到衰减。
5. 电磁辐射中间区
中间区是指在该环境电磁波强度下长期生活、工作和居住的所有人可能产生潜在性不良反应的区域，该区域内不能建造疗养院、医院、学校和具名住宅，但是可以建造机关和工厂。
6. 瞬态干扰
时间很短，但幅值很大的电磁干扰。
7. 屏蔽原理的涡流效应
电磁波在金属壳体上产生感应涡流，而这些涡流又产生了与原磁场反相的磁场，抵消削弱了原磁场而达到屏蔽作用。
8. 电磁辐射安全区
是指在该环境电磁波强度下长期生活，工作和居住的所行人均不会受到任何有害影响的区域，因此该区域可以建造所有的人的活动场所。
9. SAR——吸收比率
吸收比率或总体能量吸收比吸收率是指单位重量组织中吸收的电磁波功率（w/kg）。
10. SPD
浪涌保护器，是用来限制瞬态过电压和雷电流进行分流的器件，一般至少含有一个非线性元件。
11. 横电电磁波
TEM波：在传播方向上没有电场和磁场分量，称为横电磁波。
12. 公共阻抗耦合
由于两个以上电路有公共阻抗，当两个电路的电流流经一个公共阻抗时，一个电路的电流在该公共阻抗形成的电压就会影响到另一个电路，这就是公共阻抗耦合。
13. 电磁干扰安全余量(EMISM)
敏感度阈值和关键测试点或信号线上的干扰比值。
14. 屏蔽效能
屏蔽体的好坏用屏蔽效能来描述，屏蔽效能表现了屏蔽体对电磁波的衰减程度。屏蔽效能定义为屏蔽前某点的场强与屏蔽后该点的场强之比。用公式表示为：
15. 串模干扰
串模干扰是指干扰电压与有效信号串联叠加后作用到仪表上的。串模干扰通常来自于高压输电线、与信号线平行铺设的电源线及大电流控制线所产生的空间电磁场。
16. 波阻抗
将空间某处的电场和磁场的横向分量的比值称为媒质的波阻抗。
17. 天线效应
任何载有时变电流的导体都能向外辐射电磁场，同样，任何处于电磁场中的导体都能感应出电压。因此，金属导体在某种程度上可起发射天线和接收天线的作用。
18. 共模干扰
相线和地、中线和地之间存在的骚扰信号称为共模骚扰信号。
来源：电磁兼容之家
USB接口具有传输速度快，支持热插拔以及连接多个设备的特点，目前已经在各类计算机、消费类产品中广泛应用。
一、 usb接口面临电磁兼容问题
由于usb接口其运行速率较高，容易通过usb连接线缆对外高频辐射超标，同时由于带电热插拔，容易受到瞬间电压冲击和静电干扰。因此我们在产品接口设计时，需要着重从接口滤波设计，防护设计，PCB设计、结构电缆多个方面考虑电磁兼容设计。
本文电磁兼容解决方案主要结合usb2.0接口电路特点，从产品原理图的接口电路出发，提供符合产品实际设计要求的具体的emc设计方案，从而使产品能够满足电磁兼容标准与规格要求，获得良好的emc品质，提升产品的可靠性。
二、 usb接口标准要求
带有usb接口的典型消费类产品，需要满足相关电磁兼容要求，与usb相关的电磁兼容项目要求如下，其他如应用在军品、汽车电子、铁路电子要求则有所不一样，具体请参考相关电磁兼容标准要求。
三、原理图emc设计：
四、原理图设计要点说明：
4.1滤波设计要点：
L1为共模滤波电感，用于滤除差分信号上的共模干扰；
L2为滤波磁珠，用于滤除为电源上的干扰；
C3、C4为电源滤波电容，滤除电源上的干扰；
C1、C2 为预留设计，注意电容尽量小，如实际影响信号传输，可以不焊接。
4.2防护设计要点：
D1、D2、D3组成usb接口防护电路，能快速泄放静电干扰，避免内部电路遭受静电的干扰。
C5、C6为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，耐压要求达到2KV以上。
4.3 特殊要求：
4.3 R1、R2为限流电阻，差分线之间耦合会影响信号线的外在阻抗，可以用此电阻实现终端最佳匹配，使用时根据实际情况进行调整。
4.4 器件选型要求：
L1为共模电感，共模电感阻抗选择范围为60Ω/100MHz~120Ω/100MHz，典型值选取90Ω/100MHz
L2选用磁珠，磁珠阻抗范围为100Ω/100MHz~1000Ω/100MHz，典型值选取600Ω/100MHz ；磁珠在选取时通流量应符合电路电流的要求，磁珠推荐使用电源用磁珠
C3、C4两个电容在取值时要相差100倍，典型值为1000pF、0.1uF；小电容用滤除电源上的高频干扰，大电容用于滤除电源线上的纹波干扰；
D1、D2、D3选用TVS，TVS反向关断电压为5V。TVS管的结电容对信号传输频率有一定的影响，usb2.0的TVS结电容小于5pF；
C5、C6为接口地和数字地之间的跨接电容，典型取值为1000pF，耐压要求达到2KV以上。
4.5 相关电磁兼容器件选型建议清单
五、PCB设计说明
5.1布局设计要点
元器件布局要按照信号流向进行布局；
防护器件要尽可能的靠近接口放置，确保引线电感最小，以保证防护器件能正常的进行防护动作。
应将芯片放置在离地层最近的信号层，并尽量靠近usb插座，缩短差分线走线距离。
5.2布线设计要点
共模电感下方不能走其它信号线。
如果usb接口芯片需串联端电阻或者D线接上拉电阻时．务必将这些电阻尽可能的靠近芯片放置。
将usb差分信号线布在离地层最近的信号层。
保持usb差分线下端地层完整性，如果分割差分线下端的地层，会造成差分线阻抗的不连续性，并会增加外部噪声对差分线的影响。
在usb差分线的布线过程中，应避免在差分线上放置过孔（via），过孔会造成差分线阻抗失配。
保证差分线的线间距在走线过程中的一致性，如果在走线过程中差分线的间距发生改变，会造成差分线阻抗的不连续性。
在绘制差分线的过程中，使用45°弯角或圆弧弯角来代替90°弯角，并尽量在差分线周围的150 mil范围内不要走其他的信号线，特别是边沿比较陡峭的数字信号线更加要注意其走线不能影响usb差分线。
转自：电磁兼容之家
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