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某综合解算单元板电磁兼容测试案例分析孔今岛主签名“企业在产品EMC设计上投入的每一分血汗钱都是冤枉钱”，岛主如是说。
“我长兄治病，是治病于病情发作之前；我中兄治病，是治病于病情初起之时；而我扁鹊治病，是治病于病情严重之时，因此，我长兄医术最好，中兄次之，我最差。
”——《魏文王问扁鹊》架构EMC设计，如长兄治病，不破费不痛苦；电路EMC设计，如中兄治病，花钱买罪受；EMC测试整改，如扁鹊治病，砸钱且伤身。
1．前言军事装备有一句警语：“质量是设计出来的”。
武器装备的质量，涉及诸多因素，可源头却是设计。
AK47之所以能够成为世界枪王，其原因就是该枪设计非常精巧简便，能够很好地适应各种复杂恶劣的战场环境。
也就是说，设计方案科学合理则事半功倍；设计方案有缺陷或漏洞则遗患无穷。
近期闹得沸沸扬扬的丰田“召回门”事件，也是因为设计存在缺陷所致。
警钟在耳，产品质量一定要把好设计这道关，前期尽可能把设计方案考虑成熟，不留缺陷，这样才能提高产品质量，进而转化为企业的竞争力。
本文是关于某单板PCB布线环路控制的案例，在PCB设计当中，布线换层和平面层分割不可避免，此时稍有不慎，都会给信号完整性和电磁兼容性带来灾难，下面我们不妨来看一个这方面的案例。
2．现象描述某综合解算单元板为六层板，层叠结构为TOP、GND、S、S、POW、BOM，其中第三层既有布线，又有敷铜形成的+2.5V 电源和AGND，第四层同样有布线、又有敷铜形成的+5V 综合解算电源和+5VA 模拟电源以及+1.2V电源，第五层为敷铜形成的+3.3V 电源平面，但平面中间有布线，造成平面层的分割。
根据经验，首先这块板真正意义上的平面层只有第二层GND，其余平面既有布线又有多个分割，因此可以初步判断，本板层设置及平面层分割不合理，布线环路较难控制，因此将导致整板辐射水平较高。
利用EMSCAN对本板进行电磁干扰评估及噪声源诊断，电磁干扰频谱分布和空间分布扫描结果如图1所示：（a）频谱分布（b ）空间分布图1 原始电磁干扰空间扫描结果图中彩色区域为整个综合解算单元板的外型结构，蓝色过渡到红色代表板上电磁干扰的强度逐渐增大。
工业自动化现场典型EMC问题案例解析概述工业自动化领域的EMC（电磁兼容性）问题是工程师们在设计和维护自动化设备时经常面临的挑战之一。
在工业生产现场，各种电磁干扰可能会导致设备故障、系统失效甚至安全隐患。
对于工业自动化现场中典型的EMC问题进行案例分析和解析对于工程师们解决类似问题具有重要的指导意义。
一、案例一：电机频率变化导致PLC系统干扰1.问题描述在一家制造车间的自动化生产线上，PLC系统经常出现通信故障和数据丢失的问题。
经过检查发现，在车间的电动机频率变化较大时，PLC 系统工作不稳定。
2.分析电动机频率变化产生的电磁干扰可能干扰了PLC系统的正常工作。
电动机在启动、停止和加速过程中会产生电磁干扰，这些干扰信号可能通过电源线、信号线等途径传播到PLC系统中，导致系统故障。
3.解决方法（1）确保电动机和PLC系统的电源线分开布置，避免电磁干扰传播；（2）在电动机及其控制设备上安装滤波器，减小电磁干扰的影响；（3）使用屏蔽性能更好的电缆和连接器，减少电磁干扰的传播。
二、案例二：工厂内部无线通信干扰导致传感器数据错误1.问题描述在一个大型工厂中，使用了大量的无线传感器进行生产数据的采集和监控。
最近发现部分传感器的数据出现异常，导致生产过程中出现偏差和错误。
2.分析大型工厂内部存在大量无线设备，如Wi-Fi、蓝牙等，这些设备可能会影响无线传感器的正常工作。
特别是在工厂内部存在金属结构和大型设备时，无线信号会受到反射和衰减，增加了无线通信的干扰风险。
3.解决方法（1）对工厂内部的无线通信设备布局进行优化，避免相互干扰；（2）使用具有抗干扰性能的传感器和通信模块；（3）在传感器安装位置周围增加屏蔽措施，减少外部干扰的影响。
三、案例三：工业设备电磁兼容性测试不合格1.问题描述一家工业设备制造商在进行产品CE认证时，发现其设备未通过电磁兼容性测试。
2.分析可能存在以下原因导致设备未通过电磁兼容性测试：设备内部存在较大的电磁干扰源，或者设备自身对外部电磁干扰的抵抗能力不足。
电磁兼容案例电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）是指在电磁环境中，各种电子设备和系统能够在不相互干扰的情况下正常工作的能力。
下面列举几个电磁兼容案例：1. 医疗设备和无线通信设备的干扰医院使用的医疗设备对电磁干扰非常敏感，而无线通信设备（如手机、无线网络等）产生的电磁辐射会干扰医疗设备的正常工作。
为了保证医疗设备的安全和有效性，需要进行电磁兼容测试和干扰抑制措施。
2. 汽车电子设备的电磁兼容问题汽车内部的各种电子设备（如发动机控制单元、车载娱乐系统、导航系统等）需要在复杂的电磁环境中正常工作。
然而，汽车发动机的高电压放电、无线电台的电磁辐射等都会对汽车电子设备造成干扰。
因此，需要对汽车电子设备进行电磁兼容测试和抗干扰设计。
3. 家用电器的电磁兼容问题家用电器（如电视、空调、冰箱等）在工作过程中会产生电磁辐射，并且容易受到其他电子设备（如手机、电脑等）的干扰。
为了避免电磁干扰对家用电器的影响，需要对其进行电磁兼容测试和干扰抑制设计。
4. 电力设备的电磁兼容问题电力设备（如变压器、电力电容器、高压开关等）在工作过程中会产生强烈的电磁场，如果没有采取相应的电磁屏蔽措施，容易对周围的电子设备产生干扰。
因此，电力设备需要进行电磁兼容测试和电磁屏蔽设计。
5. 航空航天设备的电磁兼容问题航空航天设备（如飞机、卫星、导弹等）在高速运动和复杂电磁环境中工作，其电磁兼容性要求非常高。
因为电磁干扰可能导致设备故障和通信中断，甚至对安全产生严重影响。
因此，航空航天设备需要进行严格的电磁兼容测试和屏蔽设计。
6. 工业自动化设备的电磁兼容问题工业自动化设备（如PLC、传感器、伺服驱动器等）在工业生产环境中工作，受到电磁干扰的可能性较大。
电磁干扰可能导致设备故障、数据传输错误等问题，对工业生产造成严重影响。
因此，工业自动化设备需要进行电磁兼容测试和干扰抑制措施。
7. 电子产品的电磁兼容问题各种电子产品（如手机、电脑、摄像机等）在使用过程中会产生电磁辐射，并且容易受到其他电子设备的干扰。
电磁兼容加固实例分析实例一设备在数字电路密集，功能复杂的现实情况下，电路产生的干扰在所难免，同时数字电路又容易受到外界的干扰。
所以有必要在产品设计时考虑电磁兼容性，以便在设计初期采取相应措施来降低干扰源的能量。
下面就某设备(见图1)在设计中容易出现的实例问题作个介绍。
该雷达某设备机箱在进行GJB-151A RE102初测时的曲线如图2所示。
可以看出设备在30MHz、60MHz—90MHz时大部分频段超标。
为了能尽快找出超标的原因我们可以用频谱分析仪找到他们泄露的位置。
由于设备已经是定型的结构和电路,因此不能更改他的结构和电路。
只能在原有结构和电路的基础上加以改进。
众所周知，通常机箱结构对辐射发射有影响。
机箱内的元器件、集成块、印刷电路板的走线、以及有信号电流经过的地方都可能向周围空间辐射电磁能量，频率越高就越容易产生电磁辐射。
如果采用非屏蔽机箱，则这些电磁能量就会辐射到机箱外部。
如果采用金属机箱，或在非金属机箱内喷涂一层金属作为屏蔽层，则电磁能量就有可能被限制在机箱内图1 雷达某设备在加固前的GJB151A RE102测试曲线图2 某设备的实物照片1. 采取机箱加固措施为判别设备的辐射干扰是否主要由机箱泄漏引起，可将设备电缆、控制连接线拆除，只保留电源线（电源线已滤波处理）让设备正常工作，然后再测量辐射干扰场强。
结果显示仍有部分频点超标，说明机箱泄漏或电源线有明显的泄露。
为了进一步确定是电源线还是机箱泄露还是二者都有。
这时可用近场磁场探头（探头接频谱分析仪）沿孔缝移动，寻找泄漏点，可观察不同频率的泄漏情况。
结果在机箱靠近电源的缝隙发现较大的泄漏场强，临时将该处贴一条金属导电带，该金属带应与机箱的金属面有良好的导电搭接。
发现辐射场强明显减小，说明机箱有泄露。
加固措施是使缝隙尺寸满足要求，可添加导电衬垫。
也可采用波导设计、缩短连接螺丝的间距等等。
在解决好机箱屏蔽的前提下，将电缆、控制线（外连电缆和控制线已经做好屏蔽处理）连接好,继续测试RE102发现有明显改善，如图3所示，但是仍有超标点。
emc研究案例EMC（电磁兼容性）研究案例：1. EMC设计优化案例：某家电公司开发了一款新型家用电器，但在进行EMC测试时发现其辐射干扰严重超标。
经过研究，发现是电路布局不合理导致的，通过优化电路布局和添加滤波器，成功降低了辐射干扰，使产品符合EMC标准。
2. EMC故障排查案例：某铁路信号系统出现频繁的通信故障，经过调查发现是因为信号线路与高压输电线路相近，导致电磁干扰引起的。
通过重新布线、增加屏蔽措施等方法，成功解决了通信故障问题。
3. EMC电容选择案例：某汽车电子系统在高温环境下出现电容失效的问题，经过研究发现是电容选择不当导致的。
通过更换适合高温环境的电容，解决了电容失效的问题，提高了产品的可靠性。
4. EMC电磁兼容设计指导案例：某航空电子设备在实际使用中出现了严重的电磁干扰问题，经过研究发现是设备的电磁屏蔽设计不足导致的。
通过改进屏蔽结构和增加屏蔽材料，成功降低了电磁干扰，保证了设备的正常运行。
5. EMC电源线抗干扰设计案例：某工业控制设备在电源线上遭受到严重的电磁干扰，导致设备无法正常工作。
经过研究发现是电源线抗干扰设计不足导致的。
通过增加滤波器和改进接地措施，成功降低了电磁干扰，保证了设备的正常运行。
6. EMC防护设计案例：某军事通讯设备在电磁环境中遭受到严重的辐射干扰，导致通讯信号质量下降。
经过研究发现是设备的外壳屏蔽不足导致的。
通过增加金属屏蔽罩和优化接地结构，成功提高了设备的抗干扰能力，保证了通讯信号的稳定性。
7. EMC辐射源定位案例：某医疗设备在使用过程中出现了无线电干扰的问题，经过研究发现是附近的无线电发射台产生的辐射干扰。
通过使用EMC测试仪器定位辐射源，并采取屏蔽措施，成功解决了干扰问题，保证了设备的正常工作。
8. EMC标准研究案例：某电子产品公司开发的一款新型消费电子产品需要符合EMC标准，但在进行测试时发现不符合要求。
经过研究发现是产品的辐射和抗干扰能力需要改进。
--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。
