电磁兼容

由于PCB板上的电子器件密度越来越大，走线越来越窄，走线密度也越来越高，信号的频率也越来越高，不可避免地会引入EMC（电磁兼容）和EMI（电磁干扰）的问题，所以对电子产品的电磁兼容分析以及应用就非常重要了。

在高速电路板设计过程中，电磁兼容性设计是一个重点，也是难点。本文从层数设计和层的布局两方面论述了如何减少耦合源传播途径等方面减少传导耦合与辐射耦合所引起的电磁干扰，提高电磁兼容性。

首先，要根据实际情况对产品进行诊断，分析其干扰源所在及其相互干扰的途径和方式。再根据分析结果，有针对性的进行整改。

<strong>辐射发射超标</strong>

设备的辐射骚扰发射超标有两种可能，一种是设备外壳的屏蔽性能不完善；另一种是射频骚扰经由电源线和其他线缆的逸出。判断方法是，拔掉不必要的电线和电源插头，继续做试验，如果没有任何改善迹象，则应当怀疑是设备外壳屏蔽性能不完善；如果有所改善，则有可能是线缆的问题。如果针对以上两种可能，采取了必要措施，仍然没有任何改进，刚有可能是设备上余下线缆的问题。

<strong>传导骚扰发射超标</strong>

设备的传导骚扰发射超标，主要是线缆方面的问题，但超标的频率通常都比较低，处理起来常感麻烦。

(1)对电源线的处理

①检查电源线附近有无信号电缆存在，有无可能是因为信号电缆与电源线之间的耦合使用电源线的传导骚扰发射超标（这种情况多见于超标频率的频段较高的情况下）。如果，或拉大两都间的距离，或采用屏蔽措施；

②加装电源线滤波器（如果已经有滤波器，则换用高性能的滤波器），要特别注意安装位置（尽可能放在机箱中电源线入口端）和安装情况，要保证滤波器外壳与机箱搭接良好。接地良好；

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

<strong>1. 电快速脉冲群</strong>

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。

<strong>2. 吸收滤波器</strong>

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。

<strong>3.（对骚扰的）抗扰性</strong>

装备、设备或者系统面临电磁骚扰不降低运行性能的能力。

<strong>4. 屏蔽原理的传输线理论</strong>

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。

<strong>5. 电磁辐射中间区</strong>

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。

1． 电磁兼容的基本概念？

答：电磁兼容一般指电气及电子设备在共同的电磁环境中能够执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的上述各种设备都能正常工作，且不对该环境中任何其它设备构成不能承担的电磁骚扰的能力。或者说，电磁兼容是指电子线路、设备、系统相互不影响，从电磁角度具有相容性的状态。

2． 电磁屏蔽的基本概念和原理？

答：电磁屏蔽是以某种材料（导电体或导磁体）制成的屏蔽壳体，将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即其内的电磁场不能越出这一区域，而外来的辐射电磁场不能进入这一区域（或者进入该区域的电磁能量将受到很大的衰减）。

3． 高频、低频磁场屏蔽措施的主要区别？

答：
（1）高频磁场屏蔽采用低电阻率的良导体材料，如铜、铝等。其屏蔽原理是利用电磁感应现象在屏蔽体表面所产生的涡流的反磁场来达到屏蔽的目的。
（2）低频磁场屏蔽常用高磁导率的铁磁材料，如铁、硅钢片坡莫合金。其屏蔽原理是利用铁磁材料的高磁导率对干扰磁场进行分路。

4． 接地的基本概念和作用？

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。

<strong>一、 usb接口面临电磁兼容问题</strong>

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。

<strong>二、 usb接口标准要求</strong>

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。

随着高频开关电源技术的不断完善和日趋成熟，其在铁路信号供电系统中的应用也在迅速增加。与此同时，高频开关电源自身存在的电磁骚扰(EMI)问题如果处理不好，不仅容易对电网造成污染，直接影响其他用电设备的正常工作，而且传入空间也易形成电磁污染，由此产生了高频开关电源的电磁兼容(EMC)问题。

本文重点对铁路信号电源屏使用的1200W(24V/50A)高频开关电源模块所存在的电磁骚扰超标问题进行分析，并提出改进措施。高频开关电源产生的电磁骚扰可分为传导骚扰和辐射骚扰两大类。传导骚扰通过交流电源传播，频率低于30MHz;辐射骚扰通过空间传播，频率在30～1000MHz。

<font size="3"><strong>1、高频开关电源的电路结构</strong></font>