电磁兼容的技巧和方法

单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术单片机硬件设计中的电磁兼容性（EMC）与干扰抑制技术引言在现代电子设备中，单片机（Microcontroller Unit，MCU）起到了至关重要的作用。

单片机的硬件设计必须考虑电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）和抑制干扰的技术。

本文将介绍单片机硬件设计中的EMC兼容性和干扰抑制技术，包括电磁干扰的来源、EMC设计要求、常用的干扰抑制技术以及正确的布线和接地技巧。

一、电磁干扰的来源电磁干扰可以由各种外部和内部因素引起。

以下是一些常见的电磁干扰来源：1. 射频辐射：包括无线通信、雷达或其他射频电源等设备产生的电磁波。

2. 电源线干扰：来自交流电源线的噪声，如谐波和干扰信号。

3. 开关电源：开关电源高频噪声会通过电源线和地线传播到其他电子设备中。

4. 过电压和静电放电：电气设备的开关、电磁阀等在操作时可能产生过电压和静电放电。

5. 瞬态电压：包括闪电击中电力线、开关电源的瞬态电压等。

二、EMC设计要求为了满足EMC设计要求，单片机硬件设计应考虑以下方面：1. 辐射和传导：抑制电磁辐射和传导干扰，以确保设备不会对其他设备产生干扰。

2. 抗干扰：增强设备的抗干扰能力，使其能够正常工作并受到外部干扰的影响较小。

3. 地址线、数据线和控制线的布局：合理的布局可以减少交叉耦合和串扰，降低电磁干扰。

4. 接地：良好的接地设计可以降低共模噪声和差模噪声，提高设备的抗干扰能力。

5. 输入输出端口的保护：通过使用适当的保护电路来保护单片机的输入输出端口，防止它们受到外部电磁干扰的损坏。

三、干扰抑制技术1. 滤波器：采用适当的滤波器可以抑制进入单片机的高频噪声。

常见的滤波器包括RC滤波器和LC滤波器。

2. 屏蔽：通过在关键部件周围添加屏蔽罩或屏蔽层，可以有效地防止电磁波的干扰。

3. 地线设计：良好的接地设计可以减少回路的回流电流，降低共模噪声，并提高设备的抗干扰能力。

十项电磁兼容测试方法电磁兼容测试是确保电子设备在各种电磁环境中能正常工作的重要环节。

以下是十项常见的电磁兼容测试方法：辐射发射测试：测量设备通过空间传播的电磁能量。

这通常涉及将设备放置在一个屏蔽室内，然后使用天线和接收机测量其辐射的电磁场强度。

传导发射测试：测量设备通过电源线或信号线传输的电磁能量。

这通常通过连接设备的电源线或信号线到接收机进行测量。

静电放电测试：模拟人体在接触设备时产生的静电放电。

测试时，使用静电枪对设备进行放电，并观察设备的性能是否受到影响。

辐射抗扰度测试：测量设备在受到外部辐射干扰时的性能。

通过将设备暴露在已知的电磁场中，并观察其性能是否下降来进行测试。

传导抗扰度测试：测量设备在受到通过电源线或信号线传输的干扰时的性能。

这通常通过注入干扰信号到设备的电源线或信号线，并观察其性能是否受到影响。

低频磁场抗扰度测试：使用低频磁场线圈产生固定频率固定能量的磁场，对产品各个面进行扫描，观察产品功能是否正常。

电压变化、电压波动和闪烁测试：测量设备在电源电压变化、波动或闪烁时的性能。

这可以模拟实际电网中的不稳定情况。

电快速瞬变脉冲群抗扰度测试：模拟电网上快速瞬变的脉冲群对设备的干扰，观察设备性能是否受到影响。

浪涌/雷击测试：模拟设备在遭受浪涌或雷击时的性能。

这通常通过注入高电压或高电流的浪涌信号到设备来进行测试。

磁场暴露测试：测量设备在强磁场环境中的性能。

这可以模拟设备在如MRI（磁共振成像）设备等强磁场源附近的工作情况。

这些测试方法对于确保设备的电磁兼容性至关重要，可以帮助制造商识别并解决潜在的电磁干扰问题，从而提高设备的可靠性和性能。

电磁兼容EMC设计及测试技巧转载自：单片机工具之家当前，日益恶化的电磁环境，使我们逐渐关注设备的工作环境，日益关注电磁环境对电子设备的影响，从设计开始，融入电磁兼容设计，使电子设备更可靠的工作。

电磁兼容设计主要包含浪涌（冲击）抗扰度、振铃波浪涌抗扰度、电快速瞬变脉冲群抗扰度、电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度、工频电源谐波抗扰度、静电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度、工频磁场抗扰度、脉冲磁场抗扰度、传导骚扰、辐射骚扰、射频场感应的传导抗扰度等相关设计。

电磁干扰的主要形式电磁干扰主要是通过传导和辐射方式进入系统，影响系统工作，其他的方式还有共阻抗耦合和感应耦合。

传导：传导耦合即通过导电媒质将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上,属频率较低的部分(低于30MHz)。

在我们的产品中传导耦合的途径通常包括电源线、信号线、互连线、接地导体等。

辐射：通过空间将一个电网络上的骚扰耦合到另一个电网络上，属频率较高的部分(高于30MHz)。

辐射的途径通过空间传递，在我们电路中引入和产生的辐射干扰主要是各种导线形成的天线效应。

共阻抗耦合：当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗时出现的相互干扰。

在电源线和接地导体上传导的骚扰电流，多以这种方式引入到敏感电路。

感应耦合：通过互感原理，将在一条回路里传输的电信号，感应到另一条回路对其造成干扰。

分为电感应和磁感应两种。

对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策：传导采取滤波（如我们设计中每个IC的片头电容就是起滤波作用），辐射干扰采用减少天线效应（如信号贴近地线走）、屏蔽和接地等措施，就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力，也可以有效的降低对外界的电磁干扰。

电磁兼容设计对于一个新工程的研发设计过程，电磁兼容设计需要贯穿整个过程，在设计中考虑到电磁兼容方面的设计，才不致于返工，避免重复研发，可以缩短整个产品的上市时间，提高企业的效益。

一个工程从研发到投向市场需要经过需求分析、工程立项、工程概要设计、工程详细设计、样品试制、功能测试、电磁兼容测试、工程投产、投向市场等几个阶段。

电磁兼容心得体会在电子产品的开发与应用过程中，电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是一个重要的考虑因素。

电磁兼容性是指电子设备在同一环境下的电磁干扰及其相互影响的能力。

作为电子工程师，我在工作中遇到了不少与电磁兼容相关的问题，以下是我对电磁兼容性的一些心得体会。

首先，电磁兼容性设计应从产品规划的早期阶段开始考虑。

EMC问题往往在产品设计的后期才会显现出来，这时候修改设计会非常困难和昂贵。

因此，在产品规划阶段就要考虑到EMC的要求和标准，合理规划产品的硬件电路结构和布局，以及相关的电磁屏蔽措施。

只有这样，才能从根本上避免EMC问题的后期出现，提高产品的整体性能和可靠性。

其次，合理的电磁屏蔽设计是保证电磁兼容性的重要手段之一。

在电子设备中，各种电路之间、各个单元之间都有可能相互干扰。

合理的电磁屏蔽设计可以有效地减小电磁辐射和接收到的外部干扰信号，提高设备的抗干扰能力。

在电磁屏蔽设计中，我学到了一些重要的原则，比如使用良好的接地设计、采用合适的屏蔽材料和结构等。

另外，合适的电源设计也是保证电磁兼容性的重要因素。

电源电压的波动和噪声会对设备的正常工作产生干扰。

合适的电源设计可以保证电源电压的稳定和纹波水平的控制，从而减小电磁干扰的产生。

在电源设计中，我学到了一些重要的技巧，比如采用滤波技术、使用稳压器等。

此外，合适的接地设计对于电磁兼容性也有着重要的影响。

良好的接地设计可以保证电子设备正常的工作和抗干扰能力。

在接地设计中，我学到了一些关键的原则，比如采用低阻抗的接地系统、合理规划接地线路的走向、保持接地电势的一致性等。

最后，EMC测试和验证是电磁兼容性工作的重要环节。

通过针对产品的EMC测试和验证，可以检测产品是否符合相关的EMC标准和要求，及时发现和解决潜在的EMC问题。

经过多次的EMC测试与验证，我更加深入地了解了EMC的测试方法和标准要求，并提升了对EMC问题的识别和解决能力。

电磁兼容原理实验教案一、实验目的1. 理解电磁兼容的基本概念。

2. 掌握电磁兼容的基本设计原则。

3. 学习电磁兼容的实验方法和技巧。

4. 培养实验操作能力和团队协作能力。

二、实验原理1. 电磁兼容的基本概念：电磁兼容是指电子设备或系统在同一电磁环境中能正常工作，并不干扰其他设备正常工作的能力。

2. 电磁兼容的基本设计原则：a) 屏蔽：采用金属屏蔽或导电涂层等方法减少电磁干扰。

b) 滤波：利用滤波器去除电源线和信号线上的干扰信号。

c) 接地：合理设置接地，降低设备之间的干扰。

d) 布线：按照电磁兼容原则进行合理布线，减少信号间的相互干扰。

三、实验器材与设备1. 实验桌椅2. 计算机3. 示波器4. 信号发生器5. 功率放大器6. 接收器7. 屏蔽盒8. 滤波器9. 接地线10. 导线四、实验内容与步骤1. 实验一：电磁干扰的产生与检测a) 连接信号发生器、功率放大器和接收器。

b) 设置信号发生器产生一定频率的信号。

c) 通过功率放大器放大信号，观察接收器接收到的干扰信号。

d) 分析干扰产生的原因和特点。

2. 实验二：屏蔽对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，加入屏蔽盒。

b) 将信号发生器、功率放大器和接收器放入屏蔽盒内。

c) 重复实验一的操作，观察屏蔽对电磁干扰的影响。

d) 分析屏蔽的作用和效果。

3. 实验三：滤波对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，加入滤波器。

b) 将滤波器串联在信号发生器和功率放大器之间。

c) 重复实验一的操作，观察滤波对电磁干扰的影响。

d) 分析滤波的作用和效果。

4. 实验四：接地对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，合理设置接地。

b) 将信号发生器、功率放大器和接收器分别接地。

c) 重复实验一的操作，观察接地对电磁干扰的影响。

d) 分析接地的作用和效果。

5. 实验五：布线对电磁干扰的影响a) 在实验一的基础上，按照电磁兼容原则进行布线。

b) 重复实验一的操作，观察布线对电磁干扰的影响。

电磁兼容设计方法电磁兼容设计是指在不影响电子设备性能的前提下，使设备之间不会发生电磁干扰或电磁辐射，也不会被其他设备的电磁干扰所影响。

下面是10条关于电磁兼容设计方法：1设计稳定的电源电路电源电路的稳定性对于电磁兼容非常重要，因为不稳定的电源电路会产生一些电磁噪声和其他干扰信号。

在进行电源电路设计时，应该使用合适的滤波器和稳压器来保证电路的稳定性，从而减少电磁干扰。

2.选择合适的布线和接地方案布线和接地方案是电磁兼容设计中非常重要的一环，因为它们会直接影响设备之间相互干扰的程度。

在选择布线和接地方案时，应该避免使用长而不必要的导线，以及过于复杂的接地方案。

相反，应采用简单的布线和接地方案，以减少可能的电磁干扰。

3.使用合适的屏蔽材料在一些需要避免电磁辐射或电磁干扰的设备中，应该使用合适的屏蔽材料来保护电路。

对于一些高频电路，应该使用铜箔、金属网、电磁波屏蔽笔、常数介质等材料来进行屏蔽。

4.合理地利用电感和电容在电磁兼容设计中，电感和电容是非常重要的元器件。

可以通过合理地设计电感和电容来减少电磁辐射和电磁干扰。

在设计PCB时，可以使用不同的电容器和电感器，以便在不对电路的性能造成负面影响的减少电磁干扰。

5.使用合适的PCB板布局PCB板布局对于电磁兼容设计非常重要，因为它会直接影响PCB的电磁特性。

在设计PCB板时，应该避免产生回流环和长度不必要的线路，并尽量缩短信号线与电源和地线的距离，以减少电磁辐射和电磁干扰。

6.使用合适的滤波器滤波器可以在保持电路性能的削弱高频电磁干扰信号和抑制电磁辐射。

在电磁兼容设计中，应该根据需要选择合适的滤波器，例如低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。

7.合理地设计接口电路接口电路通常是电磁干扰和电磁辐射的主要来源。

在设计接口电路时，应该采取一些合理的措施，例如添加滤波器、减少电流激励等，以减少电磁干扰和电磁辐射。

8.进行电磁兼容测试进行电磁兼容测试可以帮助检测电路是否满足电磁兼容的要求。

--为什么产品要通过EMC，EMC到底包含哪些测试项目和性能指标？---为什么产品辐射、传导、静电、EFT问题总是解决不了，而自己又没有好的解决思路？---为什么我的产品也增加了磁珠、电容、电感，但还是没有改善，这些器件到底该怎么应用？为什么产品问题总是后期出现，在现有基础上到底有哪些方法和措施整改我的产品？---为什么我的产品在设计时EMC也考虑了，但是还不能解决所有问题？---为什么一些理论在实际应用中总是不能真正解决问题？对于企业领导和研发工程师而言，诸如此类的问题可谓太多，明白EMC测试项目和测试原理，掌握一些EMC测试整改和设计技能，这些都成了我们迫切需要研究和解决的重大课题。

目前很多企业工程师在这块缺乏实践经验，很多相关知识都是网络和书籍上面了解，但是，一方面在解决实际问题时光靠这些零散的理论是不足的，另一方面，这些“知识”也有可能对EMC的实质理解造成一些误解电磁兼容设计与整改对策及经典案例分析---系统性：课程着重系统地讲述产品EMC测试原理，产品出现各种EMC问题详细的整改思路与方法，课程以大量的案例来阐述产品EMC设计的思路与方法,以及不同产品出现的各种问题EMC工作重点、工作方法、解决问题的技巧.---针对性：主要针对产品各种EMC测试项目，及各种典型产品，在测试过程中出现的不同问题的时候解决的思路与方法，如何使产品经过合理的构架设计、电缆设计、滤波设计、PCB设计顺利通过EMC测试。

---实战性：在整个培训课程中涉到多个案例，全面讲授产品问题整改和定位，设计的技巧。

大纲（结合多个经典案例进行实战讲解）1．电磁兼容基础1.1 电磁兼容概述（30min）（9:00-9:30）1.1.1 电磁兼容的定义1.1.2 电磁兼容的研究领域1.1.3 实施电磁兼容的目的1.2 电磁兼容理论基础（45min）（9:30-10:15）1.2.1 基本名词术语1.2.2 电磁兼容测试中常用单位1.2.3 电磁干扰形成的三要素1.3 电磁兼容测量（30min）（10:15-10:45）1.3.1 几个重要的电磁兼容标准对照表1.3.2 常用电磁兼容测量项目2．电磁兼容设计2.1 关键元器件的选择（75min）（10:45-12:00）2.1.1 无源器件的选用2.1.2 模拟与逻辑有源器件的选用2.1.3 磁性元件的选用2.1.4 开关元件的选用2.1.5 连接器件的选用2.1.6 元器件选择一般规则2.2 电路的选择和设计（60min）（1:30-2:30）2.2.1 单元电路设计2.2.2 模拟电路设计2.2.3 逻辑电路设计2.2.4 微控制器电路设计2.2.5 电子线路设计一般规则2.3 印制电路板的设计（90min）（2:30-4:00）2.3.1 PCB布局2.3.2 PCB布线2.3.3 PCB板的地线设计2.3.4 模拟-数字混合线路板的设计2.3.5 印制电路设计一般规则2.4 接地和搭接设计（90min）（4:00-5:30）2.4.1 接地的基本概念2.4.2 接地的基本方法2.4.3 信号接地方式及其比较2.4.4 接地点的选择2.4.5 地线环路干扰及其抑制2.4.6 公共阻抗干扰及其抑制2.4.7 设备接大地2.4.8 搭接2.4.9 搭接及接地设计一般规则2.5 屏蔽技术应用（60min）（9:00-10:00）2.5.1 屏蔽的基本概念2.5.2 屏蔽效能的设计2.5.3 屏蔽原理2.5.4 屏蔽机箱的设计2.5.5 设备孔、缝的屏蔽设计2.5.6 电磁屏蔽材料的选用2.5.7 屏蔽设计一般规则2.6 滤波技术应用（60min）（10:00-11:00）2.6.1 滤波器的分类2.6.2 滤波器的衰减特性2.6.3 滤波电路的设计2.6.4 滤波器的选择2.6.5 滤波器的安装2.6.6 滤波器的使用场合2.7 时钟电路的设计（20min）（11:00-11:20）2.7.1 扩展频谱法2.7.2 扩展频谱法实际应用2.7.3 减少时钟脉冲干扰的其它措施2.8 产品或设备内部布置（20min）（11:20-11:40）2.8.1 产品或设备内部布局2.8.2 产品或设备内部布线2.9 导线的分类和敷设（20min）（11:40-12:00）2.9.1 屏蔽电缆的连接2.9.2 导线和电缆的布线设计3．电磁兼容对策3.1 概述（30min）（1:30-2:00）3.1.1 什么时候需要电磁兼容整改及对策3.1.2 常见的电磁兼容整改措施3.2 电磁骚扰发射问题对策（75min）（2:00-3:15）3.2.1 电子、电气产品内的主要电磁骚扰源3.2.2 骚扰源定位3.2.3 电子、电气产品连续传导发射超标问题及对策3.2.4 电子、电气产品断续传导发射超标问题及对策3.2.5 电子、电气产品辐射骚扰超标问题及对策3.2.6 骚扰功率干扰的产生和对策3.3 谐波电流问题对策（30min）（3:15-3:45）3.3.1 测量标准介绍3.3.2 谐波电流发射的基本对策3.3.3 低频谐波电流抑制滤波解决方案3.3.4 主动PFC解决方案3.3.5 谐波问题的其它对策3.4 瞬态抗扰度问题对策（75min）（3:45-5:00）3.4.1 综述3.4.2 静电放电抗扰度测试常见问题对策及整改措施3.4.3 脉冲冲群抗扰度测试常见问题对策及整改措施3.4.4 浪涌冲击抗扰度测试常见问题对策及整改措施4．咨询与答疑（30min）（5:00-5:30）本课纲适用于：公开课，企业内训资料来源：《电磁兼容设计与整改对策及经典案例分析》(朱文立)朱文立先生中国电磁兼容EMC实战知名专家朱文立先生：中国电磁兼容EMC实战知名专家，中华创世纪企业培训网首席EMC培训师，1989年毕业于华中理工大学，高级工程师，工业和信息化部质量安全检测中心副主任，全国电磁兼容标准化技术委员会（SAC/TC264）委员、全国无线电干扰标准化委员会A分会（SAC/TC79/SC1）委员、全国无线电干扰标准化委员会I分会（SAC/TC79/SC7）委员、中国制造工艺协会电子分会电磁兼容制造专业委员会副主任委员、全国质量监管重点产品检验方法标委会IT一组（SAC/TC374/WG37）委员、中国认证认可监督管理委员会电磁兼容专家组（CNCA-TC10）委员、IECEE中国国家认证机构电磁兼容专家工作组（CQC-ETF10）组长、中国质量认证中心（CQC）技术委员会检测技术分委会委员、广东省保密技术专家委员会委员、CQC工厂审查员、CRBA质量体系注册审核员。

EMC电磁兼容培训(含多场合)EMC电磁兼容培训：理论与实践相结合，助力电子产品质量提升一、引言随着科技的飞速发展，电子产品在人们日常生活中的应用越来越广泛。

然而，电子设备在工作过程中产生的电磁干扰（EMI）和电磁敏感性（EMS）问题，不仅会影响设备的正常运行，还可能对其他设备产生干扰。

因此，电磁兼容（EMC）成为电子产品设计和制造中必须考虑的关键因素。

为了提高我国电子产品在国际市场的竞争力，加强EMC电磁兼容培训显得尤为重要。

二、EMC电磁兼容培训的重要性1.提高电子产品质量电磁兼容培训可以帮助电子工程师掌握EMC的基本知识和设计方法，从而在产品研发阶段就充分考虑电磁兼容问题，避免或减少产品在后期测试和整改过程中出现的问题，提高产品的质量和可靠性。

2.满足国内外法规要求各国政府对电子产品的EMC要求越来越严格，不合规的产品无法进入市场。

电磁兼容培训可以帮助企业了解相关法规和标准，确保产品在设计、生产和测试过程中符合要求，顺利进入国内外市场。

3.提升企业竞争力掌握EMC技术的企业可以在产品研发和生产过程中降低成本、缩短周期，提高市场竞争力。

电磁兼容培训有助于培养企业内部的技术人才，提升整体研发实力。

三、EMC电磁兼容培训内容1.理论知识培训（1）电磁兼容基本概念：介绍电磁兼容的定义、分类、产生原因等。

（2）电磁兼容相关法规和标准：解读我国及国际上的电磁兼容法规和标准，如欧盟CE、美国FCC等。

（3）电磁兼容测试方法：介绍传导干扰、辐射干扰、静电放电、电快速瞬变脉冲群等测试项目和方法。

（4）电磁兼容设计原理：讲解电磁兼容设计的基本原则和常用技术，如屏蔽、滤波、接地等。

2.实践操作培训（1）电磁兼容测试设备操作：学习使用电磁兼容测试设备，如信号发生器、频谱分析仪、天线等。

（2）电磁兼容测试案例分析：分析典型的电磁兼容问题，并提出解决方案。

（3）电磁兼容设计实例：结合实际产品，进行电磁兼容设计和整改。