EMC基础知识

Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司基础知识目录•为什么要学习EMC•EMC定义•研究EMC的必要性•常见EMC缩略语与标准分类•EMC测试项目简介•各EMC测试介绍Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司设计33%29%低噪声电路设计38%31%信号处理29%24%电源管理24%17%热设计13%10%EMI/EMC设计42%36%PCB设计14%11%逻辑设计8%7%测试和测量18%13%可制造性设计19%13%可测试性设计18%12%FPGA/CPLD应用13%-*2004年中国电子工程师在设计产品过程中面临这各种各样的挑战(2513位电子工程师)Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司的定义•EMC：Electromagneticcompatibility，电磁兼容性•EMC定义：在同一电磁环境中，设备能够不因为其他设备的干扰影响正常工作，同时也不对其他设备产生影响工作的干扰。•EMC三要素，缺少任何一个都构不成EMC问题。干扰源敏感设备耦合途径Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司的必要性（一）•市场准入的需要全球各地区基本都设置了相应的市场准入认证用以保护本地区的电磁环境和本土产品的竞争优势，北美的FCC、NEBS认证、欧盟的CE认证、日本的VCCI认证、澳洲的C-tick认证、台湾的BSMI认证、中国的3C认证等都是进入这些市场的“通行证”。Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司的必要性（二）•产品间稳定工作的需要如何保证设备不被静电、雷击、快速瞬态脉冲群、辐射电磁场等各种形式的外来干扰影响其正常工作，如何保证设备不会对同一电磁环境中的其他设备产生干扰都是产品设计上的技术壁垒，同时又是客户眼中的“产品质量”优良与否的体现；Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司的必要性（三）•产品内部兼容性的需要产品内部各单板间是否能够和谐的工作、电源电路是否会对音视频信号产生干扰、PCB设计时时钟电路是否会干扰控制电路等等都是产品设计时需要重点考虑的问题，也是产品基本功能实现的保证问题。Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司缩略语与标准分类•EMC(ElectromagneticCompatibility)：电磁兼容性•EMI(ElectromagneticInterference)：电磁干扰•EMS(ElectromagneticSusceptibility)：电磁抗扰度•OATS(OpenAreaTestSite)：开阔场•CISPR：国际无线电干扰特别委员会•IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)：国际电工委员会•EUT(EquipmentUnderTest)：受试设备•FCC（FederalCommunicationCommission）：联邦通信委员会•CE：字母CE是法文句子ConformitéEuropéene的缩写，意指欧盟。Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司基础标准基础标准通用标准产品类标准产品标准某种产品的专用标准。例如：GB9813-88:微型数字电子计算机通用技术条件某一类产品的标准，例如：GB9254(CISPR22)：信息技术设备的发射要求规定了一系列试验方法与限值要求，并且给出了这些方法要求适用于什么环境，例如：EN50082-2：工业区环境抗扰度通用标准是制定其它EMC标准的基础，通常不涉及具体产品类别。例如：IEC61000-4-X系列标准Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：电磁兼容性EMI：电磁干扰EMS：电磁敏感RECEHarmonicsFlicker辐射发射传导发射谐波电流闪烁RSCSESDEFT/BDIP/iPMS辐射抗扰度传导抗扰度静电抗扰度电快速瞬变脉冲群电压跌落/短时中断工频磁场抗扰度surge浪涌抗扰度Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：Electrostaticdischarge•ESD：静电放电，考察设备在接收外界静电源（如带电人体、带电设备等）所产生的直接放电或静电场干扰时的抵抗能力。•测试标准：IEC61000-4-2。•静电波形及参数Tr约为0.7至1ns，因上升时间非常短，根据傅利叶变换，其产生干扰的频率可以延伸至500MHz。Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：试验介绍静电放电试验包含两个部分：直接放电和间接放电•直接放电：又包含接触放电和空气放电接触放电主要针对设备表面的金属裸露部分进行。空气放电主要针对设备表面覆盖有绝缘物质的地方进行，入喷有绝缘漆等。直接放电主要模拟人体或其他带电源直接对设备放电的现象。•间接放电：只包含接触放电对水平耦合板和垂直耦合板进行放电，耦合板距离设备一定距离，耦合板通过两个470k欧姆的电阻接地，所以当对耦合板放电时，耦合板上的静电不会马上泄放到地，而以耦合板为静电源形成一静电场，对设备进行干扰。模拟设备抗静电场干扰的能力Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：静电枪内部电路因静电的上升沿非常短、且静电枪上的高压开关非常昂贵，所以静电抢的价格不菲，目前市场上比较常见的静电抢主要都为进口货。Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：静电枪实物（ESDsimulator）Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：Electricalfasttransientburst•EFT/B：电快速瞬变脉冲群模拟设备附近或设备所在的电网中发生切断感性负载时导致的脉冲干扰。•测试标准：IEC61000-4-4。•EFT/B波形及主要参数双指数脉冲15ms脉冲串(5kHz)脉冲串间隔是300ms上升沿：5ns脉宽：50ns干扰覆盖频率：60至100MHzLearningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：试验介绍EFT/B试验包含两个部分•电源端试验使用耦合去耦网络（CDN）进行注入。•信号端试验使用容性耦合夹进行干扰耦合，具体试验做法为使信号线从容性耦合夹中穿过因为容性耦合夹和信号线之间存在分布电容（33至200pF），从而使得干扰被注入至信号线内部。Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：试验介绍•DIP/interruptions：该试验主要是模拟交流电网中接入大功率设备引起的电网电压下降甚至短时中断的现象，考察设备在处于这种工作状态中的性能稳定性。•交流测试标准：IEC61000-4-11。•直流测试标准：IEC61000-4-29。跌落深度持续时间性能判据70％500msC40%200msC010msB05sC试验组合Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：试验介绍•试验仪器控制试验的跌落深度、持续时间以及跌落相位。•其中相位为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°、360°。受试设备（EUT）试验仪器电源电源Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：浪涌试验浪涌试验用来模拟自然雷击或者电网中接入大容性负载时所产生的脉冲对设备的影响。包含电源端和信号端测试。测试标准：IEC61000-4-5。•电源端测试包括L和N线间、L对保护地、N线对保护地、L&N对保护地，其中第一种属于差模干扰，后三种为共模干扰。•信号端测试如果是屏蔽线，干扰加在屏蔽层上，如果是非屏蔽线，干扰加在信号线上，例如对用户线，直接加在AB线上。Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：浪涌波形•浪涌波形有：1.2/50(8/20)组合波，10/700电压波，其中1.2/50、1.2/50(8/20)波形用在电源端和室内信号端的试验上，而10/700电压波用在室外信号端的浪涌试验上。•上述波形中的1.2、8和10都是指波形的波前时间，单位为us，50、20和700指得是波形的脉宽，单位也为us，可见浪涌波形的能量远大于EFT/B和静电，但是干扰频宽却要窄得多。Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司：Power-frequencymagneticsusceptibility•PMS：工频磁场试验主要模拟50Hz工频电力线所构成的磁场（如大型变压设备附近的磁场等）对设备的影响，对此项试验较敏感的主要是带线圈的设备如CRT等。•测试标准：IEC61000-4-8。•试验示意试验仪器EUT线圈50Hz电流Learningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司电力线感应：Powerlinesinduction•电力线感应试验主要针对户外走线、线长大于500m且为非屏蔽的平衡线进行，如用户口，该项试验主要模拟该类室外走线线缆因走线距离长且有可能和供电电力线长距离平行走线，从而受到电力线的感应干扰。•测试标准：ITU-TK系列。•试验的组网为：试验仪器EUTABLearningistheenterpriseoflifetime版权所有翻版必究深圳市新格林耐特通信技术有限公司电力线碰触：Powerlinescontact•电力线碰触是一项故障试验，针对的接口为户外走线、线长