PCB科技 - PCB電路設計的電磁相容性

1、電磁相容的一般概念

考慮電磁相容性的根本原因是電磁干擾的存在. 電磁干擾 (EMI) is the process by which destructive electromagnetic energy is transmitted from one electronic device to another by radiation or conduction. 一般來說, EMI refers specifically to radio frequency signals (RF), 但電磁干擾可以在所有頻率範圍內發生.

電磁相容性（EMC）是指電力和電子系統、設備和裝置在設定的電磁環境中以其設計水准或效能在規定的安全限制內運行，而不會因電磁干擾而造成損壞或效能不可接受的劣化的能力。 這裡的電磁環境是指在給定位置存在的所有電磁現象的總和。 這表明，電磁相容性一方面意味著電子產品應具有抑制外部電磁干擾的能力； 另一方面，電子產品產生的電磁干擾應小於限值，並且不得影響其他電子設備在相同電磁環境中的正常工作。

今天的電子產品已經從類比設計轉向數位設計。 隨著數位邏輯器件的發展，電磁干擾和電磁相容問題已成為產品關注的焦點，引起了設計者和用戶的高度重視。 美國通信委員會（FCC）於20世紀70年代中後期發佈了個人電腦和類似設備的輻射標準，歐洲共同體在其89/336/EEC電磁相容性指令中提出了輻射和干擾的強制性要求。 中國還製定了與電磁相容有關的國家標準和國家軍用標準，如《電磁兼容術語》（GB/T4365-1995）、《電磁幹擾和電磁兼容術語》（GJB72-85）、《無線電幹擾和抗擾度測量設備規範》（GB/T6313-1995）， 《電動工具、家用電器和類似電器無線電幹擾特性的測量方法和允許值》（GB4343-84）。 這些emc規範極大地提高了電子設計技術，提高了電子產品的可靠性和適用性。

2. EMC在 PCB設計

隨著電子設備的靈敏度越來越高，接受微弱訊號的能力越來越强，電子產品的頻帶越來越寬、越來越小，電子設備的抗干擾能力越來越强。 某些電力和電子設備在工作時產生的電磁波容易對周圍的其他電力和電子設備形成電磁干擾，導致故障或影響訊號傳輸。 此外，過多的電磁干擾會形成電磁污染，危害人們的健康，破壞生態環境。

如果系統中的各種電氣設備可以在互不造成效能變化和設備損壞的電磁干擾的情况下工作，則稱系統中的電氣設備是相容的。 但隨著設備變得更通用、更複雜、更强大、更頻繁和更敏感，這種相容性變得更難實現。 為了實現系統的電磁相容性，有必要以系統的電磁環境為基礎，要求每個電氣設備不會產生超過一定限度的電磁發射，同時必須具有一定的抗干擾能力。 只有對每個設備進行這兩個約束和改進，系統才能完全相容。

一般認為電磁干擾傳播有兩種方式：一種是傳導管道； 另一個是輻射。 在實際工程中，兩個設備之間的干擾通常涉及多條路徑的耦合。 由於同時存在多個耦合路徑，重複交叉並一起產生干擾，電磁干擾變得難以控制。