EMI 测试基本知识介绍

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技 术 文 件

技术文件名称： EMI测试基本知识介绍

技术文件编号：

版 本：V1.0

文件质量等级：

共 17 页

(包括封面)

拟 制

审

核

会 签

标准化

批 准

深圳市中兴通讯股份有限公司 内部公开▲

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修改记录

文件编号 版本号 拟制人/

修改人 拟制/修改日期 更改理由 主要更改内容

（写要点即可）

宋昌元 2006.4.5

注：文件第一次拟制时，“更改理由”、“主要更改内容”栏写“无”。

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目 录

1 EMI干扰 ............................................................................................. 5

1.1 EMI分类 ................................................................ 5

1.2 差模和共模干扰 .......................................................... 5

2 测量系统的架构 .................................................................................. 7

2.1 EMI测量系统 ............................................................ 7

2.2 EMS测量系统 ............................................................ 7

3 测试仪器 .............................................................................................. 7

3.1 EMI测试接收机EMI Test Receiver ........................................ 7

3.2 阻抗稳定网络ISN ........................................................ 8

3.3 耦合-去耦网络CDN（Couple and Decouple networks） ................... 9

3.4 干扰分离器的方法原理 ................................................... 10

4 可靠性室EMI测试 .......................................................................... 14

4.1 相关测试设备介绍 ....................................................... 14

4.2 传导骚扰测试框图 ....................................................... 16

4.3 传导抗扰度试验 ......................................................... 17

5 参考文献 ............................................................................................ 17

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4 摘 要：

主要介绍EMI相关的基本概念、测试系统的组成、测试仪器的基本原理、可靠性室相关的测试仪器和测试方法。

关键词：

EMI Electromagnetic Interference

ISN Impedance Stabilization Network

CDN Couple and Decouple networks

AMN Artificial Mains Network

DM Differential mode

CM Common mode

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5 EMI测试基本知识介绍

1 EMI干扰

1.1 EMI分类

根据传导模式的不同EMI主要分为：辐射性骚扰(Radiated Emission）和传导性骚扰（Conducted Emission）。

辐射性EMI通过设备外壳的缝隙、开孔或其他缺口泄漏直接由空间传播，无须任何传输介质；主要为电路通电后，由于电磁感应效应所产生的电磁辐射发射所形成的电磁干扰，集中表现在频率的高端；一般用屏蔽（Shielding）、接地（Grounding）等方式解决。对辐射传导EMI解决方式归纳为以下几种：在干扰源加LC滤波回路；在I/O端加上去耦电容到地；用屏蔽隔离（Shielding）的方式把电磁波围覆在屏蔽罩内；尽量将PCB的地面积扩张；产品内部尽量少使用排线或实体线；产品内部的实体线尽量做成绞线以抑制杂讯幅射，同时在排线的I/O端加上去耦电容；在差模信号线的始端或末端加上共模滤波器（Common Mode Filter）；遵循一定的模拟和数字电路布线原则。

传导性EMI（conducted）是指部分的电磁（射频）能量通过外部缆线（cable）、电源线、I/O互连介面，形成传导波（propagation wave）被传送出去，经过电源线传输干扰的，对共电源的设备产生干扰，导致设备功能异常，集中表现在频率的低端；对于传导性EMI的抑制，首先、需要对电子元件产生的传导性EMI作有效的测量，再依据结果选择适当的元件值设计滤波器来加以防治。

根据EMI干扰的形成可以分为：差模DM（Differential mode）和共模CM（Common

mode）。差模也称作对称模式（symmetric mode）或正常模式（normal mode）；而共模也称作不对称模式（asymmetric mode）或接地泄漏模式（ground leakage mode）。共模骚扰包括共地阻抗的共模干扰（Common-Mode Coupling）和电磁场对导线的共模干扰（Field to cable/trace Common-Mode Coupling），前者是因杂扰产生源与被干扰电路间共用同一接地电阻所产生的共模干扰，解决方法可由实行地的切割来避免共地干扰问题；后者则为高电磁能量所形成的电磁场对设备间之配线所造成的干扰，可由屏蔽隔离（Shielding）的方法来处理场对线的干扰问题。而差模干扰，常见的是导线对导线的差模干扰（Cable to Cable Differential-Mode Coupling），干扰途径为某一导线内的干扰信号感染到其他导线而馈入被干扰电路，属于近场干扰的一种，可通过加宽线与线之间的距离来处理此类干扰问题。

1.2 差模和共模干扰

图1差模和共模干扰

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6 如图1(a)所示，差模干扰是当两条电源供应线路的电流方向互为相反时发生；如图1(b)所示，共模干扰是当所有的电源供应线路的电流方向相同时发生。一般，差模信号通常是有用的，承载有用的数据信息；而共模信号是不要的干扰信号或是差模电路的产生的干扰，这正是EMC的最大难题。从图1中，可以清楚发现，共模干扰的发生大多数是因为杂散电容（stray capacitor）的不当接地所造成的。这也是为何共模也称作接地泄漏模式的原因。

图2 差模和共模干扰电路

如图2所示为常见的差模和共模干扰的等效电路，L是有作用（Live）或相位（Phase）的意思，N是中性（Neutral）的意思，E是安全接地或接地线（Earth wire）的意思；EUT是测试中的设备（Equipment Under Test）之意思。在E下方，有一个接地符号，它是采用国际电工委员会（International Electrotechnical

Commission；IEC）所定义的有保护的接地（Protective Earth）之符号（在接地线的四周有一个圆形），而且有时会以PE来注明。DM干扰源是透过L和N对偶线，来推挽（push and pull）电流IDm。因为有DM干扰源的存在，所以没有电流通过接地线路。干扰的电流方向是根据交流电的周期而变化的。

电源电路所提供的基本的交流工作电流，在本质上也是差模的。因为它流进L或N线路，并通过L或N线路离开。不过，在图2中的差模电流并没有包含这个电流。这是因为工作电流虽然是差模的，但它不是干扰信号。另外，对一个电流源（信号源）而言，若它的基本频率是电源频率（line frequency）的两倍：100或120Hz，实质上它仍是属于直流，而且不是干扰信号；即使它的谐波频率，超过了标准的传导式EMI之限制范围（150 kHz to 30 MHz）。然而，必须注意的是，工作电流仍然保留有直流偏压的能量，此偏压是提供给滤波抗流线圈（filter choke）使用，因此这会严重影响EMI滤波器的效能。这时，当使用外部的电流探针来量测数据时，很可能因此造成测量误差。