从EMC问题出发设计MCU(一)

从企业产品需要进行设计、整改认证的过程看，EMC工程师必须具备以下八大技能：1、EMC的基本测试项目以及测试过程掌握；2、产品对应EMC的标准掌握；3、产品的EMC整改定位思路掌握；4、产品的各种认证流程掌握；5、产品的硬件硬件知识，对电路（主控、接口）了解；6、EMC设计整改元器件（电容、磁珠、滤波器、电感、瞬态抑制器件等）使用掌握；7、产品结构屏蔽设计技能掌握；8、对EMC设计如何介入产品各个研发阶段流程掌握。

二、EMC常用元件介绍共模电感共模电感是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。

原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加，从而具有相当大的电感量，对共模电流起到抑制作用，而当两线圈流过差模电流时，磁环中的磁通相互抵消，几乎没有电感量，所以差模电流可以无衰减地通过。

因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号，而对线路正常传输的差模信号无影响。

共模电感在制作时应满足以下要求：1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。

2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。

3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。

4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的而授能力。

通常情况下，同时注意选择所需滤波的频段，共模阻抗越大越好，因此我们在选择共模电感时需要看器件资料，主要根据阻抗频率曲线选择。

另外选择时注意考虑差模阻抗对信号的影响，主要关注差模阻抗，特别注意高速端口。

磁珠铁氧体材料是铁镁合金或铁镍合金，这种材料具有很高的导磁率，他可以是电感的线圈绕组之间在高频高阻的情况下产生的电容最小。

铁氧体材料通常在高频情况下应用，因为在低频时他们主要程电感特性，使得线上的损耗很小。

背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题分析背光驱动控制系统是现代电子产品中不可或缺的一个部分。

在设计和实施背光驱动控制系统时，我们需要重视与电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）相关的问题。

本文将对背光驱动控制系统设计中的EMC与EMI问题进行分析，并提出相应的解决方案。

一、背景介绍背光驱动控制系统广泛应用于各种显示设备，例如LCD液晶显示屏、LED显示屏等。

这些显示设备在工作过程中会产生电磁辐射，并且容易受到外部电磁干扰影响。

因此，为了确保背光驱动控制系统的正常运行和稳定性，我们必须解决与EMC与EMI问题相关的挑战。

二、EMC问题分析1. 电磁辐射（EMR）电磁辐射是背光驱动控制系统中的一个主要EMC问题。

当驱动电路工作时，会产生高频信号和尖峰信号，这些信号会通过导线、印刷电路板（PCB）和外壳等传导出去，引发电磁辐射。

这种辐射会对周围的电子设备产生干扰，影响其正常工作。

2. 电磁感应（EMI）电磁感应是EMC问题的另一个重要方面。

当背光驱动控制系统接收外部电磁信号时，可能会产生电磁感应，导致系统内部的电子元件受到干扰。

这种干扰可能导致系统的性能下降，甚至引起系统故障。

三、EMI问题分析1. 干扰源在背光驱动控制系统中，可能存在多种干扰源，包括电源线、数据线、时钟信号等。

这些干扰源会产生电磁能量，通过导线和其他电子元件传递，从而干扰系统的正常工作。

2. 抑制技术为了解决EMI问题，我们可以采取一些抑制技术。

例如，使用屏蔽材料来包覆电子元件和电线，降低电磁辐射的强度；设计合理的接地系统，确保电磁干扰能够有效地释放到地面；使用抑制器件，如滤波器等，来消除电磁噪声。

四、EMC与EMI问题的解决方案1. 布局设计在背光驱动控制系统的布局设计中，我们应该合理安排电路板上的元件和导线，减少传导和辐射路径。

通过优化布局设计，可以降低电磁辐射和敏感元件的电磁干扰。

2. 地线设计地线设计是EMC与EMI问题解决中的重要环节。

电子电路设计中的EMC问题与解决方案一、引言电磁兼容性(EMC)是电子电路设计中需要考虑的重要问题之一。

EMC问题包括电磁辐射与电磁感应两个方面，对电路性能产生不良影响甚至可能导致电路崩溃。

因此，在电子电路设计中，必须重视EMC问题，并采取相应的解决方案。

二、电磁辐射问题1.问题描述电磁辐射是指电子电路所产生的电磁能量以无线电波的形式传播到周围空间。

如果电路辐射的电磁能量干扰到其他电子设备，就会引发通信中断、数据丢失等问题。

2.解决方案(1)合理布局：将互相干扰的元器件尽量远离彼此，减少电磁辐射的干扰。

(2)金属屏蔽：在对电磁干扰敏感的元器件或模块周围设置金属屏蔽体，阻挡电磁辐射的传播。

(3)地线设计：合理设计地线的走向和连接方式，减少电磁辐射的产生。

(4)滤波器：在电源输入端或信号输入端添加滤波器，过滤掉高频噪声，减少电磁辐射。

三、电磁感应问题1.问题描述电磁感应是指电子电路受到外部电磁场的影响，导致电路中的信号发生失真、干扰或遭受损坏。

2.解决方案(1)地线布线：采用星形或网状布线方式，最大限度地减少环路面积，避免电磁感应。

(2)信号层分离：将模拟信号层和数字信号层分离布线，减少彼此之间的电磁干扰。

(3)差模传输：使用差分模式传输数据，通过相位抵消降低电磁干扰的影响。

(4)平面屏蔽：在布局设计中，将模拟与数字信号的地面层分开，并在模拟信号部分添加屏蔽层，减少电磁感应。

四、工作频率选择1.问题描述工作频率对电磁兼容性有重要影响。

过低的工作频率容易受到电源杂散和信号干扰的影响，而过高的工作频率容易引发射频干扰问题。

2.解决方案(1)频率规划：根据实际需求，合理规划工作频率，避免频率范围重叠导致互相干扰。

(2)滤波器设计：根据工作频率选择合适的滤波器，对输入信号进行滤波，减少杂散和干扰。

(3)频率选择器：在设计中加入可调节频率的器件，使得电路在不同工作频率下能够进行优化和调整。

五、辐射与抗辐射设计1.问题描述电子电路会通过导线和天线发射电磁波，也会被周围的电磁波诱导或辐射。

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。

电力电子系统的EMC问题与解决方案电力电子系统的电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）问题是指在电磁环境下，电力电子系统正常工作所需的电磁环境条件，以及电力电子系统对外界电磁环境的产生的电磁干扰的抵抗能力。

在电力电子系统的设计和应用过程中，EMC问题是一个不可避免的挑战。

本文将介绍电力电子系统的EMC问题，并探讨一些解决方案。

一、电力电子系统的EMC问题电力电子系统在运行过程中会产生电磁波，这些电磁波会辐射到周围环境中，对其他设备和系统产生干扰。

同时，电力电子系统也会受到来自外部电磁波的干扰，影响其正常工作。

这些问题都属于电力电子系统的EMC问题。

1. 电磁辐射问题电力电子系统在工作时会产生高频电磁波，如开关电源、变频器和整流器等，这些高频电磁波会通过导线、辐射、波导等途径传播到周围环境中，对其他设备和系统造成干扰。

特别是在无线通信系统和医疗设备等对电磁波敏感的环境中，电磁辐射问题尤为重要。

2. 电磁感受问题电力电子系统对外界电磁波的感受性也是一个重要问题。

当电力电子系统暴露在高强度电磁场的环境中时，会受到来自电磁波的干扰，从而影响其正常工作。

例如，在雷电或强磁场环境下，电力电子系统可能会出现故障或损坏。

二、解决电力电子系统的EMC问题的方案为了解决电力电子系统的EMC问题，需要采取一系列的技术手段和措施。

以下是一些常见的解决方案：1. 地线设计地线是电力电子系统中的重要部分，它能够消除电磁干扰并提高系统的EMC性能。

在地线设计中，需要合理布置和连接地线，建立良好的接地系统，使系统的电磁能量得到合理的分配和消耗，从而减少电磁辐射和提高抗干扰能力。

2. 滤波器设计在电力电子系统中安装滤波器可以有效地减少电磁辐射和抑制电磁干扰。

滤波器能够在电源和负载之间形成一个衰减效应，阻止高频电磁波的传播，从而减少对其他设备的干扰。

3. 接地设计良好的接地设计能够有效地降低电磁辐射和提高系统的抗干扰能力。

EMC设计攻略（1）——电源电路电源电路电源电路设计中，功能性设计主要考虑温升和纹波大小。

温升大小由结构散热和效率决定；输出纹波除了采用输出滤波外，输出滤波电容的选取也很关键：大电容一般采用低ESR电容，小电容采用0.1UF和1000pF共用。

电源电路设计中，电磁兼容设计是关键设计。

主要涉及的电磁兼容设计有：传导发射和浪涌。

传导发射设计一般采用输入滤波器方式。

外部采购的滤波器内部电路一般采用下列电路：Cx1和Cx2为X电容，防止差模干扰。

差模干扰大时，可增加其值进行抑制；Cy1和Cy2为Y电容，防止共模干扰。

共模干扰大时，可增加其值进行抑制。

需要注意的是，如自行设计滤波电路，Y电容不可设计在输入端，也不可双端都加Y电容。

浪涌设计一般采用压敏电阻。

差模可根据电源输入耐压选取；共模需要电源输入耐压和产品耐压测试综合考虑。

当浪涌能量大时，也可考虑压敏电阻（或TVS）与放电管组合设计。

1电源输入部分的EMC设计应遵循①先防护后滤波；②CLASS B规格要求的电源输入端推荐两级滤波电路，且尽量靠近输入端；③在电源输入端滤波电路前和滤波电路中无采样电路和其它分叉电路；如果一定有采样电路，采样电路应额外增加了足够的滤波电路。

原因说明：①先防护后滤波：第一级防护器件应在滤波器件之前，防止滤波器件在浪涌、防雷测试中损坏，或导致滤波参数偏离，第二级保护器件可以放在滤波器件的后面；选择防护器件时，还应考虑个头不要太大，防止滤波器件在PCB布局时距离接口太远，起不到滤波效果。

②CLASS B规格要求的电源输入端推荐两级滤波电路，且尽量靠近输入端：CLASSB要求比CLASS A要求小10dB，即小3倍，所以应有两级滤波电路；CLASSA规格要求至少一级滤波电路；所谓一级滤波电路指包含一级共模电感的滤波电路。

③在电源输入端滤波电路前和滤波电路中无采样电路和其它分叉电路；如果一定有采样电路，采样电路应额外增加了足够的滤波电路：电源采样电路应从滤波电路后取；如果采用电路精度很高，必须从电源输入口进行采样时，必须增加额外滤波电路。

家电类电控板EMC设计参考 VER1.1一．范围：电子控制板的EMC（电磁兼容性）涉及的范围很广，包括硬件线路、软件编程、PCB设计、电控板所处的磁场环境等，其应用特点又分为高频、低频，单双面板、多层板等，数字、模拟、数字模拟混合等。

目前我们要求通过的EMC测试类型有：EMS 电磁敏感度测试、EMI电磁骚扰测试、ESD防静电测试,其中EMS出现的问题最多。

由于收集并分析了过去出现EMC问题，因此在这里试图总结出解决EMC问题的方法。

希望能为开发工程师在解决/预防EMC时提供一点参考。

二．主要参考资料来源： 安谱电磁兼容专业网 中国电磁兼容认证中心中国电磁兼容网中国静电信息网 电子质量杂志社中国PCB技术网 拓世电磁兼容元件/材料供应商《电磁兼容性原理及应用》国防工业出版社《电子控制设备抗干扰技术及其应用》机械工业出版社《电磁兼容认证及设计指南》电子质量杂志社《SCHAFFNER NSG2025 EMC HIGH FREQUENCY BURST TEST SYSTEM USER’S MANUAL》《MOTOROLA Electro-Magnetic Compatibility (EMC)》三．定义：1．EMC（Electro Magnetic Compatibility）：直译是“电磁兼容性”。

意指设备所产生的电磁能量既不对其它设备产生干扰，也不受其他设备的电磁能量干扰的能力。

EMC的内容包括EMI与EMS以及ESD等。

2．EMI（Electromagnetic Interference）：中意称为“电磁骚扰”或“电磁干扰”。

即设备所产生的电磁能量对其他设备的干扰程度。

干扰途径包括传导干扰和辐射干扰两种：传导干扰：是指通过导电介质把一个电网络上的信号耦合（干扰）到另一个电网络。

辐射干扰：是指干扰源通过空间把其信号耦合（干扰）到另一个电网络。

3．EMS（ElectroMagnetic Susceptibility）：直译是“电磁敏感度”。

解决单片机EMC问题的8个方法本文中所提到的对电磁干扰的设计我们主要从硬件和软件方面进行设计处理，下面就是从单片机的PCB设计到软件处理方面来介绍对电磁兼容性的处理。

一、影响EMC的因数1、电压：电源电压越高，意味着电压振幅越大，发射就更多，而低电源电压影响敏感度。

2、频率：高频产生更多的发射，周期性信号产生更多的发射。

在高频单片机系统中，当器件开关时产生电流尖峰信号;在模拟系统中，当负载电流变化时产生电流尖峰信号。

3、接地：在所有EMC题目中，主要题目是不适当的接地引起的。

有三种信号接地方法：单点、多点和混合。

在频率低于1MHz时，可采用单点接地方法，但不适宜高频;在高频应用中，最好采用多点接地。

混合接地是低频用单点接地，而高频用多点接地的方法。

地线布局是关键，高频数字电路和低电平模拟电路的接地电路尽不能混合。

4、PCB设计：适当的印刷电路板（PCB）布线对防止EMI是至关重要的。

5、电源往耦：当器件开关时，在电源线上会产生瞬态电流，必须衰减和滤掉这些瞬态电流。

来自高di/dt源的瞬态电流导致地和线迹发射电压，高di/dt产生大范围的高频电流，激励部件和线缆辐射。

流经导线的电流变化和电感会导致压降，减小电感或电流随时间的变化可使该压降最小。

二、对干扰措施的硬件处理方法1、印刷线路板（PCB）的电磁兼容性设计PCB是单片机系统中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接。

随着电子技术的飞速发展，PCB的密度越来越高。

PCB设计的好坏对单片机系统的电磁兼容性影响很大，实践证实，即使电路原理图设计正确，印刷电路板设计不当，也会对单片机系统的可靠性产生不利影响。

例如，假如印刷电路板的两条细平行线靠的很近，会形成信号波形的延迟，在传输线的终端形成反射噪声。

因此，在设计印刷电路板的时候，应留意采用正确的方法，遵守PCB设计的一般原则，并应符合抗干扰的设计要求。

要使电。

单片机系统中的EMC电磁兼容性设计EMC电磁兼容性包括EMI(interference)和EMS(susceptibility),也就是电磁干扰和电磁抗干扰。

随着智能化技术的发展，单片机的应用也日益广泛。

虽然单片机本身有一定的抗干扰能力，但是用单片机为核心组成的控制系统在应用中，仍存在着电磁干扰的问题。

为防止外界对系统的EMI，并确保单片机控制系统安全可靠地运行，必须采取相应的EMS措施。

1 EMI的产生原因分析在单片机系统的工作环境中，往往有许多强电设备，特别是电机启动和继电器的吸合将对单片机产生强烈的干扰，使用示波器的话可以看到电源电压波形上有明显的毛刺干扰。

此外受到条件限制有时单片机控制系统的各部分之间要有较远的距离，数据和控制线使用较长的导线且没有良好的屏蔽措施，这会使得电磁干扰就更容易混入系统之中。

总之对单片机系统的EMI总是以辐射、电源回路等方式进入的，其途径主要有三种，第一是输入途径，它使得模拟信号出现失真，数字信号产生错误，系统如根据有问题的信号进行运算处理结果将必然是错误的。

第二是输出途径，干扰会和各输出信号叠加，造成输出信号混乱，不能将系统真实的处理结果进行表达。

第三是单片机内部总线干扰，干扰使得控制、地址、数据总线上的内部数字信号错乱，使MCU出错，程序跑飞，甚至当机。

2 EMS技术的主要研究方向针对单片机系统中干扰产生的原因和途径，EMS技术主要研究方向集中于硬件的屏蔽、隔离、滤波、接地以及软件编程等方面。

屏蔽主要适用于切断通过静电耦合、感应耦合或交变电磁场耦合形成的电磁噪声传播途径。

分别对应于此三种耦合可以采取静电屏蔽、磁场屏蔽与电磁屏蔽。

屏蔽技术的研究方向主要是如金属、磁性、复合材料等各种材料的屏蔽效能，如多层、单层、孔隙等各种结构的屏蔽效能，各种形状的屏蔽体的屏蔽效能以及屏蔽体的设计以及屏蔽与接地的关系等。

隔离是用于切断传导形式的电磁噪声的传播途径。

隔离技术的研究方向主要采用直交流继电器、隔离变压器或光电隔离器件等进行隔离。