你知道什么是電磁兼容嗎?有哪些問題呢?本篇文章為你普及一下電磁兼容設(shè)計中常見的小問題，千萬不要錯過咯!

1. 為什么要對產(chǎn)品做電磁兼容設(shè)計?

答：滿足產(chǎn)品功能要求、減少調(diào)試時間，使產(chǎn)品滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求，使產(chǎn)品不會對系統(tǒng)中的其它設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾或影響周邊設(shè)備工作環(huán)境。

2.對產(chǎn)品做電磁兼容設(shè)計可以從哪幾個方面進(jìn)行?

答：電路設(shè)計(包括器件選擇)、軟件設(shè)計、線路板設(shè)計、屏蔽結(jié)構(gòu)、信號線/電源線濾波、電路的接地方式設(shè)計等。

3.在電磁兼容領(lǐng)域，為什么總是用分貝(dB)的單位描述?10mV是多少dBmV?

答：因為要描述的幅度和頻率范圍都很寬，在圖形上用對數(shù)坐標(biāo)更容易表示，而dB就是用對數(shù)表示時的單位，10mV是20dBmV。

4.為什么頻譜分析儀不能觀測靜電放電等瞬態(tài)干擾?

答：因為頻譜分析儀是一種窄帶掃頻接收機(jī)，它在某一時刻僅接收某個頻率范圍內(nèi)的能量。而靜電放電等瞬態(tài)干擾是一種脈沖干擾，其頻譜范圍很寬，但時間很短，這樣頻譜分析儀在瞬態(tài)干擾發(fā)生時觀察到的僅是其總能量的一小部分，不能反映實際的干擾情況。

5.在現(xiàn)場進(jìn)行電磁干擾問題診斷時，往往需要使用近場探頭和頻譜分析儀，怎樣用同軸電纜制作一個簡易的近場探頭?

答：將同軸電纜的外層(屏蔽層)剝開，使芯線暴露出來，將芯線繞成一個直徑1~2厘米小環(huán)(1~3匝)，焊接在外層上。

6.一臺設(shè)備，原來的電磁輻射發(fā)射強(qiáng)度是300mV/m，加上屏蔽箱后，輻射發(fā)射降為3mV/m，這個機(jī)箱的屏蔽效能是多少dB?

答：這個機(jī)箱的屏蔽效能應(yīng)為40dB。

7.設(shè)計屏蔽機(jī)箱時，根據(jù)哪些因素選擇屏蔽材料?

答：從電磁屏蔽的角度考慮，主要要考慮所屏蔽的電場波的種類。對于電場波、平面波或頻率較高的磁場波，一般金屬都可以滿足要求，對于低頻磁場波，要使用導(dǎo)磁率較高的材料。

8.機(jī)箱的屏蔽效能除了受屏蔽材料的影響以外，還受什么因素的影響?

答：受兩個因素的影響，一是機(jī)箱上的導(dǎo)電不連續(xù)點，例如孔洞、縫隙等;另一個是穿過屏蔽箱的導(dǎo)線，如信號電纜、電源線等。

9.屏蔽磁場輻射源時要注意什么問題?

答：由于磁場波的波阻抗很低，因此反射損耗很小，而主要靠吸收損耗達(dá)到屏蔽的目的。因此要選擇導(dǎo)磁率較高的屏蔽材料。另外，在做結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要使屏蔽層盡量遠(yuǎn)離輻射源(以增加反射損耗)，盡量避免孔洞、縫隙等靠近輻射源。

10.在設(shè)計屏蔽結(jié)構(gòu)時，有一個原則是：盡量使機(jī)箱內(nèi)的電纜遠(yuǎn)離縫隙和孔洞，為什么?

答：由于電纜近旁總是存在磁場，而磁場很容易從孔洞泄漏(與磁場的頻率無關(guān))。因此，當(dāng)電纜距離縫隙和孔洞很近時，就會發(fā)生磁場泄漏，降低總體屏蔽效能。

11.測量人體的生物磁信息是一種新的醫(yī)療診斷方法，這種生物磁的測量必須在磁場屏蔽室中進(jìn)行，這個屏蔽室必須能屏蔽從靜磁場到1GHz的交變電磁場，請?zhí)岢鲞@個屏蔽室的設(shè)計方案。

答：首先考慮屏蔽材料的選擇問題，由于要屏蔽頻率很低的磁場，因此要使用高導(dǎo)磁率的材料，比如坡莫合金。由于坡莫合金經(jīng)過加工后，導(dǎo)磁率會降低，必須進(jìn)行熱處理。因此，屏蔽室要作成拼裝式的，由板材拼裝而成。事先將各塊板材按照設(shè)計加工好，然后進(jìn)行熱處理，運輸?shù)浆F(xiàn)場，十分小心的進(jìn)行安裝。每塊板材的結(jié)合處要重疊起來，以便形成連續(xù)的磁通路。這樣構(gòu)成的屏蔽室能夠?qū)Φ皖l磁場有較好的屏蔽效能，但縫隙會產(chǎn)生高頻泄漏。為了彌補(bǔ)這個不足，在坡莫合金屏蔽室的外層用鋁板焊接成第二層屏蔽，對高頻電磁場起到屏蔽作用。

12.什么是截止波導(dǎo)板(蜂窩板)，什么場合使用，使用時要注意什么問題?

答：由許多截止波導(dǎo)管組成的陣列板，需要較高的屏蔽效能和通風(fēng)量時使用，使用時要注意蜂窩板與機(jī)箱之間要使用電磁密封襯墊安裝，或焊接起來。

13.有一臺塑料機(jī)殼的設(shè)備，電磁輻射超標(biāo)，為了使其滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求，開發(fā)人員在機(jī)殼內(nèi)部用導(dǎo)電漆噴涂，結(jié)果沒有明顯改善，請分析可能會是什么原因。

答：原來的塑料機(jī)箱上孔洞過多、過大，產(chǎn)生嚴(yán)重的泄漏，也可能是縫隙不嚴(yán)(可能是接觸不緊，也可能是在結(jié)合處沒有噴導(dǎo)電漆)，產(chǎn)生泄漏。另外，原來機(jī)箱上的電纜(信號線、電源線)一般沒有良好的濾波措施，這些電纜造成機(jī)箱泄漏。

14.透明屏蔽窗有哪幾種，使用時要注意什么問題?

答：有玻璃夾金屬網(wǎng)構(gòu)成的屏蔽窗和在玻璃上鍍上很薄的金屬膜構(gòu)成的屏蔽窗兩種。在使用時，要注意金屬網(wǎng)或?qū)щ婂兡ひ欢ㄒc屏蔽機(jī)箱的基體導(dǎo)電性緊密接觸。

15.在CRT顯示器的屏幕上使用金屬網(wǎng)夾層的屏蔽玻璃時，會有令人討厭的條紋，怎樣減小這種現(xiàn)象?

答：將絲網(wǎng)的方向旋轉(zhuǎn)一下，使緯線與顯象管的掃描線之間形成15~20度夾角。

16.電磁密封襯墊的兩個關(guān)鍵特性是什么?列出盡可能多的電磁密封襯墊種類，并說明各種產(chǎn)品的適用場合。

答：電磁密封襯墊必須具備的兩個特性是彈性和導(dǎo)電性。常用電磁密封襯墊的種類有：指形簧片、金屬網(wǎng)襯墊、導(dǎo)電橡膠、導(dǎo)電布包裹發(fā)泡橡膠、螺旋管等，除了有切向滑動接觸的場合外，避免使用指形簧片，有環(huán)境密封要求時，使用導(dǎo)電橡膠，其它場合可使用導(dǎo)電布襯墊，需要屏蔽的頻率不高時，也可用絲網(wǎng)襯墊，能夠確保不會過量壓縮時，可使用螺旋管。

17.使用電磁密封襯墊時要注意什么問題?

答：面板的厚度適當(dāng)，防止在襯墊的反彈力作用下發(fā)生形變，造成更大的縫隙，面板厚度較薄時，緊固螺釘?shù)拈g隔要較小。設(shè)置限位結(jié)構(gòu)，防止過量壓縮，選擇適當(dāng)?shù)慕饘俨牧?，減小電化學(xué)腐蝕。

18.一個屏蔽機(jī)箱上，必須要穿過一根金屬桿，怎樣處理才不會破壞機(jī)箱的屏蔽效能?

答：將金屬桿的周圍通過鈹銅簧片與屏蔽基體可靠地搭接起來。

19.電源線濾波器主要起什么作用，選型時主要考慮哪些參數(shù)，使用電源線濾波器時要注意什么問題?

答：電源線濾波器的作用是抑制傳導(dǎo)發(fā)射電流沿著電源線傳播。選型時要考慮插入損耗(共模和差模)、額定電流、電壓、有效的頻率范圍等參數(shù)，使用時要注意安裝方法，必須射頻接地良好，輸入輸出隔離、防止濾波過的導(dǎo)線部分再次污染。

20.為什么電源線濾波器的高頻濾波特性十分重要?

答：如果高頻特性不好，會導(dǎo)致設(shè)備的輻射發(fā)射超標(biāo)或?qū)γ}沖性干擾敏感。

21.進(jìn)行結(jié)構(gòu)電磁兼容設(shè)計時，有一個原則是：經(jīng)過濾波的電源線要盡量遠(yuǎn)離各種信號電纜，這是為什么?

答：如果電源線與信號電纜靠得很近，信號電纜上的高頻信號會耦合到電源線上(特別是已經(jīng)濾波過的部分)，造成電源線上的傳導(dǎo)發(fā)射超標(biāo)。

22.為什么選用電源線濾波器時，不能一味追求體積小巧?

答：濾波器的體積主要由濾波器電路中的電感決定，較小的濾波器內(nèi)的電感體積必須較小，這樣電感量可能較小，會導(dǎo)致濾波器的低頻濾波性能較差。另外，濾波器的體積較小，必須要求內(nèi)部器件相互靠得很近，這樣會降低濾波器的高頻性能。

23.什么叫濾波器的插入損耗，用什么方法測量濾波器的插入損耗可以得到最保險的結(jié)果?

答：由于濾波器接入電路產(chǎn)生的電流、電壓損耗叫做濾波器的插入損耗，干擾濾波器應(yīng)對干擾頻率的信號有盡量大的插入損耗。測量濾波器的插入損耗應(yīng)采用源和負(fù)載阻抗的比值為0.1:100(或反過來)的條件來測，這時可以得到最壞條件下的結(jié)果，也就是最保險的結(jié)果。

24.一般而言，交流線濾波器可以用在直流的場合，但是直流線濾波器絕對不能用在交流的場合，這是為什么?

答：直流濾波器中使用的旁路電容是直流電容，用在交流條件下可能會發(fā)生過熱而損壞，如果直流電容的耐壓較低，還會被擊穿而損壞。即使不會發(fā)生這兩種情況，一般直流濾波器中的共模旁路電容的容量較大，用在交流的場合會發(fā)生過大的漏電流，違反安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

25.信號線濾波器主要起什么作用，從安裝方式上講有哪些種類，怎樣確定使用什么安裝方式的信號濾波器?

答：減小信號線上不必要的高頻成分(主要是共模的)，從而減小電纜的電磁輻射，或防止電纜作為天線接收空間電磁干擾，并傳導(dǎo)進(jìn)機(jī)箱。有線路板上安裝和面板上安裝兩種方式，需要濾波的頻率較低時使用線路板上安裝的結(jié)構(gòu)，需要濾波的頻率較高時，使用面板上安裝的結(jié)構(gòu)。

26.某根信號線上傳輸?shù)男盘栕罡哳l率為30MHz，測量表明，這根導(dǎo)線上有120MHz的共模干擾電流，用共模輻射公式預(yù)測，只要將這個共模電流抑制30dB，就可以滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的要求，需要幾階的低通濾波電路?

答：按照題意，低通濾波器的截止頻率為30MHz，而在120MHz的插入損耗要大于30dB。由于N階濾波器的插入損耗增加速率為每倍頻程6N(dB)，30MHz至120MHz為兩個倍頻程，因此，N階濾波器的截止頻率若在30MHz，則在120MHz時插入損耗為程12N(dB)。若要使程12N > 30，則可取N=3，即低通濾波器的階數(shù)至少為3。

27.三端電容器為什么更適合于干擾濾波?

答：電磁干擾的頻率往往很高，因此干擾濾波器的高頻特性至關(guān)重要，三端電容巧妙地利用一個電極上的兩根引線電感構(gòu)成了T型低通濾波器，而消除了傳統(tǒng)電容器中引線電感的不良影響，提高了高頻濾波特性，因此三端電容器更適合于干擾濾波。

28.為什么說穿心電容是干擾濾波的理想器件?

答：穿心電容是一種三端電容，但與普通的三端電容相比，由于它直接安裝在金屬面板上，因此它的接地電感更小，幾乎沒有引線電感的影響，另外，它的輸入輸出端被金屬板隔離，消除了高頻耦合，這兩個特點決定了穿心電容具有接近理想電容的濾波效果。

29.電磁干擾抑制用的磁芯與傳統(tǒng)上用做電感的磁芯有什么不同，當(dāng)將兩者用錯時，會發(fā)生什么現(xiàn)象?

答：傳統(tǒng)上用做電感磁芯的材料具有很小的損耗，用這種磁芯作成的電感損耗很小。而電磁干擾抑制用的磁芯損耗很大，用這種磁芯制作的電感具有很大的損耗，其特性更接近電阻。當(dāng)將兩者用錯時，均達(dá)不到預(yù)期的目的。如果將電磁干擾抑制用的磁芯用在普通電感上，電感的Q值很低，會使諧振電路達(dá)不到要求，或?qū)π枰獋鬏數(shù)男盘枔p耗過大。如果將普通制作電感用的磁芯用在電磁干擾抑制的場合，則由于電感與電路中的寄生電容會發(fā)生諧振，可能使某個頻率上的干擾增強(qiáng)。

30.若一個旁路濾波電容的容量為470pf，兩根引線的長度均為2mm，這個電容在什么頻率上濾波效果好(提示：引線的電感按1nH/mm估算)?

答：當(dāng)電容發(fā)生串聯(lián)諧振時，其阻抗最小，具有好的濾波效果。這個電容的諧振頻率為

f= 1/ [ 2p ( L C ) 1/2 ] = 1/ [ 2 ′ 3.14 ′ ( 4 ′ 10-9 ′ 470 ′ 10-12 ) 1/2 ] = 116MHz

因此，這個電容 在116MHz的頻率處濾波效好。

31.用在外拖電纜上的信號線濾波器額定工作電壓為什么最好大于200V(盡管一般電纜中傳送的信號電壓僅幾V或十幾V)?

答：因為外拖電纜上會受到幅度很高的浪涌、靜電放電等瞬間高壓干擾的沖擊，濾波電容的耐壓要能夠承受這些高壓的沖擊。

32.什么是共模扼流圈，怎樣繞制?

答：僅對共模電流有電感作用的扼流圈稱為共模扼流圈。共模扼流圈的繞法是使兩根導(dǎo)線上的差模電流在磁芯中產(chǎn)生的磁力線方向相反，從而能夠相互抵消。當(dāng)電壓較高時，去線和回線要分開繞，以保證足夠的絕緣電壓。當(dāng)電壓較低時，可以雙線并繞。

33.當(dāng)設(shè)備電磁輻射超標(biāo)時，我們往往在電纜上套一個鐵氧體磁環(huán)。如果一臺設(shè)備的電磁輻射超標(biāo)，我們在設(shè)備的一根電纜上套上一個鐵氧體磁環(huán)后，發(fā)現(xiàn)并沒有什么改善，這說明什么問題，應(yīng)當(dāng)怎樣處理?

答：有兩種可能，一種是原來的共?；芈纷杩馆^高，共模扼流圈加入后所增加的阻抗與原來的回路阻抗相比很小，因此扼流圈的作用實際很小。另一種可能性是系統(tǒng)中還有其它輻射源，這根電纜的輻射減小量以分貝表示時其數(shù)值很小。如果屬于前一種情況，可以在電纜端口上使用旁路電容，減小共?；芈纷杩?，如果屬于第二種原因，則需要檢查其它輻射源。

34.當(dāng)穿過面板的導(dǎo)線很多時，往往使用濾波連接器或濾波陣列板，在安裝濾波連接器或濾波陣列板時要注意什么問題?

答：要在濾波連接器或濾波陣列板與機(jī)箱面板之間安裝電磁密封襯墊或用導(dǎo)電膠帶將縫隙粘起來，防止縫隙處的電磁泄漏。

35.在進(jìn)行電磁干擾問題分析時，往往用什么定義來描述地線?

答：將地線定義為信號的回流線。

36.導(dǎo)致地線干擾問題的根本原因是什么?

答：地線的阻抗是導(dǎo)致地線問題的根本原因，由于地線阻抗的存在，當(dāng)?shù)鼐€上流過電流時，就會產(chǎn)生電壓，形成電位差，而我們在設(shè)計電路時，是假設(shè)地線上各點電位是相同的，地線電位是整個系統(tǒng)工作的參考電位，實際地線電位與假設(shè)條件的不同導(dǎo)致了各種各樣的地線問題。

37.為什么在有些進(jìn)口樣機(jī)中看到有些地線通過電容或電感接地?

答：為了使地線系統(tǒng)對于不同頻率的信號呈現(xiàn)不同的地線結(jié)構(gòu)。

38.列出盡可能多的降低地線射頻阻抗的方法。

答：盡量使用表面積大的導(dǎo)體，以減小高頻電流的電阻;盡量使導(dǎo)體短些，以減小電阻和電感;在導(dǎo)體表面鍍銀，減小表面電阻;多根導(dǎo)體并聯(lián)，減小電感。

39.什么是搭接，舉出幾種搭接的方法。

答：金屬構(gòu)件之間的低阻抗(射頻)連接稱為搭接，搭接的方式有焊接、鉚接、螺釘連接、電磁密封襯墊連接等。

40.怎樣防止搭接點出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象?

答：選擇電化學(xué)電位接近的金屬，或?qū)佑|的局部進(jìn)行環(huán)境密封，隔絕電解液。

41.電路或線路板電磁兼容性設(shè)計時要特別注意關(guān)鍵信號的處理，這里的關(guān)鍵信號指那些信號?

答：從電磁發(fā)射的角度考慮，關(guān)鍵信號線指周期性信號，如本振信號、時鐘信號、地址低位信號等;從敏感度的角度考慮，關(guān)鍵信號指對外界電磁干擾很敏感的信號，如低電平模擬信號。

42.為什么數(shù)字電路的地線和電源線上經(jīng)常會有很大的噪聲電壓?怎樣減小這些噪聲電壓?

答：數(shù)字電路工作時會瞬間吸取很大的電流，這些瞬變電流流過電源線和地線時，由于電源線和地線電感的存在，會產(chǎn)生較大的反沖電壓，這就是觀察到的噪聲電壓。減小這些噪聲電壓的方法一是減小電源線和地線的電感，如使用網(wǎng)格地、地線面、電源線面等，另一個方法是在電源線上使用適當(dāng)?shù)慕怦铍娙?儲能電容)。

43.在實踐中，常見到將多股導(dǎo)線絞起來作為高頻導(dǎo)體，據(jù)說這樣可以減小導(dǎo)線的射頻阻抗，這是為什么?

答：這樣增加了導(dǎo)線的表面積，從而減小了高頻電阻。

44.為什么自動布線軟件完成的線路板往往輻射較強(qiáng)?

答：自動布線軟件一般不能夠保證周期性信號具有較小的回路面積，因此會產(chǎn)生較強(qiáng)的輻射。

45.減小線路板電磁輻射的主要措施是什么?

答：使容易產(chǎn)生輻射的信號(周期性信號)具有最小的回路面積。如果線路板上有外拖電纜，輻射較強(qiáng)的電路遠(yuǎn)離輸入/輸出電路，在輸入輸出電路的位置設(shè)置“干凈地"以減小電纜上的共模電壓。

46.怎樣從選器件方面減小電磁輻射?

答：選擇功耗低、上升/下降沿盡量緩、集成度盡量高的芯片。

47.在使用多層板布線時，為了避免數(shù)字電路地線與模擬電路地線相互干擾，用兩層地線面分別做數(shù)字地和模擬地，可以嗎?為什么?

答：不可以，兩層地線之間的寄生電容較大，會發(fā)生嚴(yán)重的串?dāng)_。

48.為什么在進(jìn)行線路板布局時，要使高頻電路盡量遠(yuǎn)離I/O電纜接口?

答：防止高頻信號耦合到電纜上，形成共模電壓(電流)，產(chǎn)生較強(qiáng)的共模輻射。

49.在數(shù)字電路的線路板上安裝電源解耦電容時要注意什么問題?

答：解耦電容與芯片電源引腳和地線引腳形成的回路面積要盡量小。

50.兩個屏蔽機(jī)箱之間的互聯(lián)電纜是輻射的主要原因，為了減小電纜的輻射，往往使用屏蔽電纜。屏蔽電纜要有效地抑制其電磁輻射必須滿足什么條件?

答：電纜的屏蔽層與屏蔽機(jī)箱之間360°搭接，使其滿足啞鈴模型的要求。

51.鐵氧體磁環(huán)是抑制電纜共模輻射的有效器件，在使用時要注意什么問題?

答：首先要選擇抑制電磁干擾用的鐵氧體材料，其次，磁環(huán)的內(nèi)徑要盡量小，緊緊包住電纜，鐵氧體磁環(huán)的外徑和長度盡量大(在滿足空間要求的條件下)。將電纜在磁環(huán)上繞多匝，可以提高低頻的效果，但高頻的效果會變差。鐵氧體磁環(huán)的安裝位置要靠近電纜的兩端。

52.使用雙絞線提高對磁場的抗擾度時，要注意什么問題?

答：雙絞線兩端所連接的電路不能同時接地，為信號回流提供第二條路徑，最好是平衡電路。

53.如果電感性負(fù)載的通斷是由機(jī)械開關(guān)控制的，那么當(dāng)開關(guān)閉合或斷開時，會在開關(guān)觸點上產(chǎn)生電弧放電和電磁干擾。這種干擾是開關(guān)閉合時嚴(yán)重，還是斷開時嚴(yán)重?

答：斷開時嚴(yán)重。

54.瞬態(tài)干擾抑制器件為什么不能代替濾波器，防止電路工作異常?

答：瞬態(tài)干擾抑制器件只是將幅度很高的脈沖電壓頂部削去，殘留的仍是一個脈沖干擾電壓，只是幅度低些，其中包含了大量的高頻成分，會對電路造成影響，因此不能代替濾波器防止電路工作異常。

55.安裝瞬態(tài)抑制器件時，要注意什么問題?

答：保證流過瞬態(tài)抑制器件的電流路徑具有最小的阻抗，因此這個路徑上的導(dǎo)線要盡量短，旁路電容的安裝原則同樣適合于瞬態(tài)抑制器件的安裝。

56.描述靜電放電對電路造成影響的機(jī)理。

答：雙絞靜電放電對電路造成的影響有兩個機(jī)理，一個是靜電放電電流直接流進(jìn)電路，對電路的工作，乃至損壞電路硬件;另一個是靜電放電路徑附近產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁場，對電路造成影響。

57.為什么當(dāng)機(jī)箱不是連續(xù)導(dǎo)電時，在做靜電放電試驗時往往會出問題?

答：當(dāng)機(jī)箱上有導(dǎo)電不連續(xù)點時，會迫使電流尋找另外的泄放路徑，這條路徑也可能是電路本身，從而使靜電放電電流流進(jìn)電路，產(chǎn)生不良影響;另外，當(dāng)靜電放電電流流過導(dǎo)電不連續(xù)點時，會在這個局部產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射，對電路的正常工作產(chǎn)生影響。

58.為什么一個設(shè)備如果抗射頻干擾能力強(qiáng)，則一般抗靜電放電能力也強(qiáng)?

答：因為靜電放電產(chǎn)生的也是一種高頻電磁場。以上就是電磁兼容的一些常見問題，希望能給大家?guī)椭?/span>