转载---实战电子张飞2018-05-17 21:07
如今，电磁干扰问题越来越成为产品关注的焦点，也成为产品进入国外市场的重要瓶颈。由于中国长期忽视这一领域，以及这一领域的测试设备及其昂贵等诸多因素，中国在这一领域的发展相对缓慢。了解这一领域的工程师很少，这已经成为大多数工程师和国内企业研发部门最头疼的问题。当他们解决这些产品问题时，他们中的大多数人都是盲人。在走了很多弯路后，他们几乎没有解决问题。这种经验是不可复制的，在以下产品的开发中仍然会面临各种各样的问题，即使在解决的产品中，留下足够的商品，在批量生产中，更随机。
电磁兼容性真的那么难吗？今天，让我们抛开事物的谜团，掌握事物的本质，彻底理解和掌握电磁兼容性的原因，找到解决办法，让工程师睡个好觉。众所周知，张飞先生提出了三条破解模拟硬件设计定律，
电磁兼容，简称EMC（electromagnetic compatibility)。它包括两个方面，一个是干扰其他电气产品，简称EMI(electromagnetic interference)，即电磁干扰；另一种是被其他电气产品干扰，称为抗干扰，我们使用EMS（electromagnetic susceptibility）表示。
要解决电磁兼容性问题，首先要了解的问题。一般来说，带宽是信号的频率，而信号频率本质上是信号的速度。那么信号速度的本质是什么呢？是信号的上升斜率和下降斜率。信号斜率(包括信号的上升斜率和下降斜率，这里统称)，信号斜率越慢，绝大多数只能通过导线传输，其频率一般为0-30M Hz这就是我们传导测试重点测试的地方。信号斜率越快(一般频率30M Hz-3Z Hz之间，这就是所谓的带宽)可以借助天线辐射到空间，包括电源引入线，包括元件的圆角，包括直角。
EMC测量包括两个方面：第一传导测试和第二辐射测试。传导测试主要测量引出线，辐射测试主要测试空间为4米天线和10米天线。
ESD该试验是关于静电试验的，当静电击中产品时，产品不会出现异常运行现象。
一般来说，我们称输入的无用信号为噪声。起初，由于电源发出一些声音，我们称之为噪音，但事实上，人耳接受频段的能力有限，2Hz-2KHz。事实上，更多的频段信息（无用信号）是听不见的，所以我们称所有对设备本身无用的信号为噪音。简而言之，所有无用的波形都是噪音。
因此，干扰应包括三个要素：骚扰源、传播途径和敏感设备。骚扰源有两种，一种是电场骚扰源，另一种是磁场骚扰源。
干扰示意图
源-源是指骚扰源，包括电场、磁场、电磁场引起的骚扰源。从这个频段来看，30M以下传导扰动及30M上述辐射扰动。回路--那么30M以下传导扰动，其传输路径(回路)是引线，也包括PCB走线；30M其传播路径是由天线发射和接收的空间。阻抗-阻抗是指在回路中对波形衰减的能力称为阻抗。从两个大方向回答，仍然从传导和辐射分析。首先，讨论传导阻抗。在电路中，传导阻抗可以有两个方面，一二是共模干扰。
差模干扰是指两条电源线之间的差模干扰（wire to wire）主要通过选择合适的电容（X电容，又称安全电容)，抑制和衰减与差模线圈。共模干扰是两条电源线对地(简称线对地)，主要通过选择合适的电容（Y电容器，也是安全级别的)，用共模线圈抑制和衰减。我们常用的低通滤波器制共模和差模干扰的功能。
如下图所示，低通滤波器原理图
低通滤波器原理图
如图1所示，3是差模电容，2是共模电感，4是共模电容。
一、二、三共同组成的名称π类型滤波器，由1、3组成的电容器主要是过滤两条线之间的信号差，因此得名。这两个电容器的值一般为0.22 uf-1.5 uf。当干扰超标时，一般的解决方案是增加这两个电容的值，但随着电容值的增加，漏电流会增加，需要注意。
由于是接在L和N线与线之间，那么它实际上与后面的负载并联。由于电容频信号有很强的阻碍作用，对高频信号有很强的导通作用，对低频信号有很强的阻抗作用。当50Hz-60Hz低频交流信号流过电容两端的时候，由于电容的阻抗表现极其大，所以电容不起任何作用，等于没有这个电容。当差模信号通过时（差模信号通常是高频无用信号），电容器表示通路，阻抗小。在高频信号下，电容器相当于短路后负载，因此后负载不会受到高频信号的干扰。因此，图差模电容的工作原理。
差模电容工作原理
2为，由于这两根导线大小相等，反向相反，磁场相互抵消。差模信号通常是高频无用信号由于电感阻碍了电流的变化，此时电感表现为大电阻，负载类似于小电阻，电感承受绝大多数高谐波压降。根据电阻分压原理，后负载分的电压接近零。当50Hz-60Hz当低频交流信号流过电感两端时，由于电感的感抗性极小，电感几乎没有任何障碍，这意味着没有电感。所以我们说这种电感对差分信号起作用。如图所示。共模电感的感量选择一般在几百微亨到几毫亨级别。
共模电感工作原理
4为，这两个电容分别连接到L和N两条线对地(不是电路中的地，而是电路中的地GND，也是浮地，共模电容的地面是大地earth），因此得名为Y型。Y电容器的一端与大地相连，实际上与后载并联。当50Hz-60Hz当低频交流信号流过Y电容器两端时，由于电容器的阻抗性能极大，相当于断路，不导通。当共模信号通过时（共模信号通常是高频无用信号），则电容器为通道，阻抗非常小。如果高频信号通过Y电容器到达地面，则后不会受到高频信号的干扰。共模电容的取值一般在2200pF-6800pF,干扰问题越容易解决，但漏电越大，取值越重。
共模电容工作原理
，当正常信号电流主要受线圈电阻的影响（以及少量泄漏引起的阻尼）；当共模电流通过线圈时，由于共模电流的同向性，线圈内的同向磁场会增加线圈的感应阻力，使线圈具有高阻抗和强阻尼效果，从而衰减共模电流，达到滤波的目的。
一般滤波器不单独使用差模线圈。由于共模电感两侧绕线不一致，电感不会相同，因此可以起到一定的差模电感的作用。如果差模干扰严重，应增加差模线圈