避坑指南：30個常見的電磁兼容EMC問題

答：滿足產(chǎn)品功能要求、減少調(diào)試時間，使產(chǎn)品滿足電磁兼容標(biāo)準的要求，使產(chǎn)品不會對系統(tǒng)中的其它設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。

2、對產(chǎn)品做電磁兼容設(shè)計可以從哪幾個方面進行？

答：電路設(shè)計（包括器件選擇）、軟件設(shè)計、線路板設(shè)計、屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計、信號線/電源線濾波設(shè)計、電路接地方式設(shè)計。

3、在電磁兼容領(lǐng)域，為什么總是用分貝（dB）的單位描述？10mV是多少dBmV？

答：因為要描述的幅度和頻率范圍都很寬，在圖形上用對數(shù)坐標(biāo)更容易表示，而dB就是用對數(shù)表示時的單位，10mV是20dBmV。

4、為什么頻譜分析儀不能觀測靜電放電等瞬態(tài)干擾

答：因為頻譜分析儀是一種窄帶掃頻接收機，它在某一時刻僅接收某個頻率范圍內(nèi)的能量。而靜電放電等瞬態(tài)干擾是一種脈沖干擾，其頻譜范圍很寬，但時間很短，因而頻譜分析儀在瞬態(tài)干擾發(fā)生時只能觀察到其總能量的一小部分，不能反映實際的干擾情況。

5、在現(xiàn)場診斷電磁干擾問題時，往往需要使用近場探頭和頻譜分析儀，怎樣用同軸電纜制作一個簡易的近場探頭？

答：將同軸電纜的外層（屏蔽層）剝開，使芯線暴露出來，將芯線繞成一個直徑1~2厘米的小環(huán)（1~3匝），焊接在外層上。

6、一臺設(shè)備，原來的電磁輻射發(fā)射強度是300mV/m，加上屏蔽機箱后，輻射發(fā)射降為3mV/m，那么這個機箱的屏蔽效能是多少dB？

答：這個機箱的屏蔽效能應(yīng)為40dB。

7、設(shè)計屏蔽機箱時，應(yīng)根據(jù)哪些因素選擇屏蔽材料？

答：從電磁屏蔽的角度而言，主要考慮所屏蔽的電場波的種類。對于電場波、平面波或頻率較高的磁場波，一般金屬都可以滿足要求。對于低頻磁場波，要使用導(dǎo)磁率較高的材料。

8、機箱的屏蔽效能除了受屏蔽材料影響以外，還受哪些因素影響？

答：受兩個因素影響，一是機箱上的導(dǎo)電不連續(xù)點，例如孔洞、縫隙等；另一個是穿過屏蔽箱的導(dǎo)線，如信號電纜、電源線等。

9、屏蔽磁場輻射源時要注意哪些問題？

答：由于磁場波的波阻抗很低，因此反射損耗很小，主要靠吸收損耗達到屏蔽目的，因而要選擇導(dǎo)磁率較高的屏蔽材料。另外，在做結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要使屏蔽層盡量遠離輻射源（以增加反射損耗），盡量避免使孔洞、縫隙等靠近輻射源。

10、在設(shè)計屏蔽結(jié)構(gòu)時，有一個原則是：盡量使機箱內(nèi)的電纜遠離縫隙和孔洞。這是為什么？

答：由于電纜近旁總是存在磁場，而磁場很容易從孔洞泄漏（與磁場的頻率無關(guān)），因此當(dāng)電纜距離縫隙和孔洞很近時，就會發(fā)生磁場泄漏，降低總體屏蔽效能。

11、測量人體的生物磁信息是一種新的醫(yī)療診斷方法，這種生物磁的測量必須在磁場屏蔽室中進行，這個屏蔽室必須能屏蔽從靜磁場到1GHz的交變電磁場。我應(yīng)該怎樣設(shè)計這個屏蔽室呢？

答：首先要考慮屏蔽材料的選擇問題。由于要屏蔽頻率很低的磁場，因此要使用高導(dǎo)磁率的材料，比如坡莫合金。坡莫合金經(jīng)過加工后，導(dǎo)磁率會降低，必須進行熱處理。因此，屏蔽室要做成拼裝式，由板材拼裝而成。事先將各塊板材按照設(shè)計加工好，然后進行熱處理，運輸?shù)浆F(xiàn)場，小心地安裝。每塊板材的結(jié)合處要重疊起來，以便形成連續(xù)的磁通路。這樣構(gòu)成的屏蔽室對低頻磁場有較好的屏蔽效能，但縫隙會產(chǎn)生高頻泄漏。為了彌補這個不足，需在坡莫合金屏蔽室的外層用鋁板焊接成第二層屏蔽，從而屏蔽高頻電磁場。

12、什么是截止波導(dǎo)板（蜂窩板）？需要在什么樣的場合下使用它？使用時要注意哪些問題？

答：截止波導(dǎo)板是由許多截止波導(dǎo)管組成的陣列板，用于需要較高屏蔽效能和通風(fēng)量的場合，使用時要注意蜂窩板與機箱之間要使用電磁密封襯墊安裝，或焊接起來。

13、有一臺塑料機殼的設(shè)備，電磁輻射超標(biāo)，為了使其滿足電磁兼容標(biāo)準的要求，開發(fā)人員在機殼內(nèi)部用導(dǎo)電漆噴涂，結(jié)果并沒有明顯改善。請分析可能會是什么原因？

答：可能原來的塑料機箱上孔洞過多、過大，產(chǎn)生過于嚴重的泄漏，也可能是縫隙不嚴（可能是接觸不緊，也可能是在結(jié)合處沒有噴導(dǎo)電漆），產(chǎn)生泄漏。另外，原來機箱上的電纜（信號線、電源線）往往沒有良好的濾波措施，這些電纜可能造成機箱電磁泄漏。

14、透明屏蔽窗有哪幾種？使用時要注意什么問題？

答：有兩種，一種是玻璃夾金屬網(wǎng)構(gòu)成的屏蔽窗，另一種是在玻璃上鍍上很薄的金屬膜構(gòu)成的屏蔽窗。在使用時，要注意金屬網(wǎng)或?qū)щ婂兡ひ欢ㄒc屏蔽機箱的基本導(dǎo)電件緊密接觸。

15、在CRT顯示器的屏幕上使用帶金屬網(wǎng)夾層的屏蔽玻璃時，會有令人討厭的條紋，怎樣減輕這種現(xiàn)象？

答：將絲網(wǎng)的方向旋轉(zhuǎn)一下，使緯線與顯像管的掃描線之間形成15~20度夾角。

16、電磁密封襯墊的兩個關(guān)鍵特性是什么？列出盡可能多的電磁密封襯墊種類，并說明各種產(chǎn)品的適用場合。

答：電磁密封襯墊必須具備的兩個特性是彈性和導(dǎo)電性。常用的電磁密封襯墊種類有：指形簧片、金屬網(wǎng)襯墊、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電布包裹發(fā)泡橡膠、螺旋管等。除了有切向滑動接觸的場合外，應(yīng)避免使用指形簧片；有環(huán)境密封要求時，應(yīng)使用導(dǎo)電橡膠；其它場合可使用導(dǎo)電布襯墊，需要屏蔽的頻率不高時，也可用絲網(wǎng)襯墊；能夠確保不會過量壓縮時，可使用螺旋管。

17、使用電磁密封襯墊時要注意什么問題？

答：面板的厚度要適當(dāng)，防止在襯墊的反彈力作用下發(fā)生形變，造成更大的縫隙。面板厚度較薄時，緊固螺釘需采用較小的間隔。設(shè)置限位結(jié)構(gòu)，防止過量壓縮。選擇適當(dāng)?shù)慕饘俨牧?，減小電化學(xué)腐蝕。

18、一個屏蔽機箱上，必須要穿過一根金屬桿，怎樣處理才不會破壞機箱的屏蔽效能？

答：將金屬桿的周圍通過鈹銅簧片與屏蔽基體可靠地搭接起來。

19、電源線濾波器主要起什么作用？選型時主要考慮哪些參數(shù)？使用電源線濾波器時要注意什么問題？

答：電源線濾波器的作用是抑制傳導(dǎo)發(fā)射電流沿著電源線傳播。選型時要考慮插入損耗（共模和差模）、額定電流、電壓、有效的頻率范圍等參數(shù)，使用時要注意安裝方法，必須確保射頻接地良好和輸入輸出隔離，防止濾波過的導(dǎo)線部分再次受到污染。

20、為什么電源線濾波器的高頻濾波特性十分重要？

答：如果高頻濾波特性不好，會導(dǎo)致設(shè)備的輻射發(fā)射超標(biāo)或?qū)γ}沖性干擾敏感。

21、進行結(jié)構(gòu)電磁兼容設(shè)計時，有一個原則是：經(jīng)過濾波的電源線要盡量遠離各種信號電纜。這是為什么？

答：如果電源線與信號電纜靠得很近，信號電纜上的高頻信號會耦合到電源線上（特別是已經(jīng)濾波過的部分），造成電源線上的傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)。

22、為什么選用電源線濾波器時，不能一味追求體積小巧？

答：濾波器的體積主要由濾波器電路中的電感器決定，較小的濾波器內(nèi)必須使用體積較小的電感器，而較小的電感器電感量也可能較小，會導(dǎo)致濾波器的低頻濾波性能較差。另外，濾波器的體積減小，必要讓內(nèi)部器件相互靠得很近，這樣會降低濾波器的高頻性能。

23、什么叫濾波器的插入損耗？用什么方法測量濾波器的插入損耗可以得到最保險的結(jié)果？

答：由于濾波器接入電路而產(chǎn)生的電流、電壓損耗叫做濾波器的插入損耗，干擾濾波器應(yīng)對干擾頻率的信號有盡量大的插入損耗。測量濾波器的插入損耗應(yīng)采用源和負載阻抗的比值為0.1:100（或反過來）的條件來測，這時可以得到最壞條件下的結(jié)果，也就是最保險的結(jié)果。

24、一般而言，交流線濾波器可以用在直流的場合，但是直流線濾波器絕對不能用在交流的場合，這是為什么？

答：直流線濾波器中使用的旁路電容是直流電容，用在交流條件下可能會發(fā)生過熱而損壞，如果直流電容的耐壓較低，還會被擊穿而損壞。即使沒有發(fā)生這兩種情況，由于一般直流濾波器中的共模旁路電容的容量較大，因而用在交流的場合會發(fā)生過大的漏電流，違反安全標(biāo)準的規(guī)定。

25、信號線濾波器主要起什么作用？從安裝方式上講有哪些種類？怎樣確定使用什么安裝方式的信號線濾波器？

答：減小信號線上不必要的高頻成分（主要是共模的），從而減小電纜的電磁輻射，或防止電纜作為天線接收空間電磁干擾，并傳導(dǎo)進機箱。有線路板上安裝和面板上安裝兩種方式，需要濾波的頻率較低時，使用線路板上安裝的結(jié)構(gòu)；需要濾波的頻率較高時，使用面板上安裝的結(jié)構(gòu)。

26、某根信號線上傳輸?shù)男盘栕罡哳l率為30MHz，測量表明，這根導(dǎo)線上有120MHz的共模干擾電流，用共模輻射公式預(yù)測，只要將這個共模電流抑制30dB，就可以滿足電磁兼容標(biāo)準的要求，此時需要幾階的低通濾波電路？

答：按照題意，低通濾波器的截止頻率為30MHz，而在120MHz的插入損耗要大于30dB。由于N階濾波器的插入損耗增加速率為每倍頻程6N（dB），30MHz至120MHz為兩個倍頻程，因此，N階濾波器的截止頻率若在30MHz，則在120MHz時插入損耗為程12N（dB）。若要使程12N > 30，則可取N=3，即低通濾波器的階數(shù)至少為3。

27、三端電容器為什么更適合于干擾濾波？

答：電磁干擾的頻率往往很高，因此干擾濾波器的高頻特性至關(guān)重要，三端電容器巧妙地利用一個電極上的兩根引線電感構(gòu)成了T型低通濾波器，而消除了傳統(tǒng)電容器中引線電感的不良影響，提高了高頻濾波特性，因此三端電容器更適合于干擾濾波。

28、為什么說穿心電容器是干擾濾波的理想器件？

答：穿心電容器是一種三端電容器，但與普通的三端電容器相比，由于它直接安裝在金屬面板上，因此它的接地電感更小，幾乎沒有引線電感的影響。另外，它的輸入輸出端被金屬板隔離，消除了高頻耦合。這兩個特點決定了穿心電容具有接近理想電容的濾波效果。

29、電磁干擾抑制用的磁芯與傳統(tǒng)上用做電感的磁芯有什么不同？如果兩者用錯，會發(fā)生什么現(xiàn)象？

答：傳統(tǒng)上用做電感磁芯的材料具有很小的損耗，用這種磁芯做成的電感損耗很小。而電磁干擾抑制用的磁芯損耗很大，用這種磁芯制作的電感具有很大的損耗，其特性更接近電阻。如果兩者用錯，均達不到預(yù)期的目的。如果將電磁干擾抑制用的磁芯用在普通電感上，電感的Q值會很低，會使諧振電路達不到要求，或?qū)π枰獋鬏數(shù)男盘枔p耗過大。如果將普通制作電感用的磁芯用在電磁干擾抑制的場合，則由于電感與電路中的寄生電容會發(fā)生諧振，可能使某個頻率上的干擾增強。

30、若一個旁路濾波電容的容量為470pf，兩根引線的長度均為2mm，這個電容在什么頻率上濾波效果最好（提示：引線的電感按1nH/mm估算）？

答：當(dāng)電容發(fā)生串聯(lián)諧振時，其阻抗最小，具有最好的濾波效果。這個電容的諧振頻率為

因此，這個電容在116MHz的頻率處濾波效果最好。