現(xiàn)在,，受到EMC（電磁兼容性）問題困擾的技術人員越來越多,。這是因為隨著產(chǎn)品向多功能化,、高功能化和高速化發(fā)展,，EMC對策的難度也與日俱增,。車載電子產(chǎn)品稱得上是一個典型的代表,。對此,，日本Qualtec可靠性測試中心所長前野剛指出：“只要掌握了訣竅,，就能找到EMC解決方法?！眹@EMC對策當前的課題和對策的重點,，前野所長接受了記者采訪。
——聽說以車載電子產(chǎn)品為代表,，對于最近的電子產(chǎn)品,，很多電路設計人員都在為EMC對策犯愁。首先請您用外行也能理解的語言,，簡單介紹一下EMC對策,。
前野：基本來說，EMC就是指電子產(chǎn)品應當具備的電磁抗干擾性和耐受性,。EMC有EMI（電磁干擾）和EMS（電磁耐受）兩個方面,。EMI是指電子產(chǎn)品工作時發(fā)出的電磁噪聲（以下簡稱噪聲）影響（干擾）周圍其他電子產(chǎn)品工作的現(xiàn)象。EMS是指電子產(chǎn)品受到周圍其他電子產(chǎn)品發(fā)出的噪聲干擾的現(xiàn)象,。
也就是說,，EMC對策既要遏制自身發(fā)出的噪聲，又要防止在周圍噪聲的影響下出現(xiàn)誤操作,。簡單來說,，就是防止電子產(chǎn)品成為噪聲的“加害者”或是“被害者”。
——EMC領域現(xiàn)在正在發(fā)生哪些變化,？
前野：之所以有很多人會受到EMC對策的困擾,，是因為EMC對策的難度增加，出現(xiàn)的問題越來越多,。最常出現(xiàn)的是關于高頻噪聲的問題,。這是因為高頻噪聲轉化成電波后容易發(fā)散，而且,，擁有高頻噪聲對策設計經(jīng)驗的數(shù)字電路設計人員太少,。其實在很多情況下，印刷電路板的銅箔圖案（以下簡稱圖案）也不適合抑制高頻噪聲,。
車載電子產(chǎn)品等許多電子產(chǎn)品的數(shù)字電路正逐年向高速化發(fā)展,。高速化是指時鐘頻率提高，1秒時間里重復的周期縮短,，也就是實現(xiàn)了高頻化,。如此一來，高頻噪聲會隨之增加,。而且必須使用支持高速化的半導體,。但適合高速化的半導體大多對噪聲的耐受性比較差?？偠灾?，數(shù)字電路越向高速化,、高頻化發(fā)展，就越容易產(chǎn)生噪聲,、越容易受到噪聲的干擾,。
過去，我們身邊的高頻電路只有FM廣播,、電視機和收發(fā)器之類,。日本的FM廣播的頻率是76～90MHz。不過,，最近的車載電子產(chǎn)品等內(nèi)嵌的數(shù)字電路的時鐘頻率要高于FM廣播的頻率。
也就是說,，最近的數(shù)字電路開始頻繁使用過去沒有設想到的高頻信號,。但這些變化帶來的問題，也是電路設計人員之前很少遇到的,。因為不熟悉,，所以設計的圖案不合適，從而造成了問題,。
而且,，最近的產(chǎn)品增加了配備的接收器，而接收器對于噪聲比較敏感,，這也加大了EMC對策的難度,。汽車過去只配備AM廣播和FM廣播的接收器，而現(xiàn)在增加了電視接收器,、ETC接收器,、GPS接收器和藍牙接收器等。接收器會對非常微弱的信號作出反應,，因此,，電子產(chǎn)品必須采取精密的噪聲對策，防止接收器受到干擾,。
現(xiàn)在,，面向自動駕駛的車車間通信已經(jīng)在開發(fā)，今后應該會加快進度,。到那時,，汽車配備的無線通信媒體還會更多，EMC對策今后也會變得越來越復雜,。
——不只是車載設備,，數(shù)字產(chǎn)品、家電產(chǎn)品和工業(yè)設備等其他電子產(chǎn)品似乎也存在數(shù)字電路需要采取高頻噪聲對策,、配備的接收器越來越多的情況,。那么,，在車載電子產(chǎn)品特有的EMC對策中，最近有沒有特別引人關注的,？
前野：有,，就是混合動力車（HEV）和純電動汽車（EV）用電子產(chǎn)品的EMC對策。HEV和EV需要向驅動電機通入大電流,，并且通過PWM （脈沖寬度調(diào)制）控制來控制電機,。PWM信號本身是100A級的大電流，而且是脈沖信號,，因此含有大量的諧波,。也就是含有大量的高頻成分，很可能產(chǎn)生低頻到高頻的噪聲,，成為其他電子產(chǎn)品的干擾源,。
而且，HEV的電子產(chǎn)品使用高電壓,。典型的混動系統(tǒng)使用650V電壓,。通常的汽車，也就是“12V車”可以采用“-（負極）”端直接與車體接地的“車身接地”,。這是因為普通車使用的電壓低,，沒有觸電的風險。通過采用這種方式,，比較容易降低電源線上的噪聲,。
但是對于HEV使用的高電壓，就很難再直接采用車身接地的方法,。因為高電壓有可能導致觸電,。噪聲對策的難度也相應提高了。而且,，伴隨多功能化和高功能化的發(fā)展,，大量的電子產(chǎn)品密集地配置在一起，這也增加了EMC對策的難度?，F(xiàn)在的汽車配備50多個電子產(chǎn)品,。內(nèi)置的MCU動輒超過100個。這些電子產(chǎn)品都密密麻麻地擠在狹小的空間里,。
其實,，電路板小型化對于EMC對策是有利的。因為小型化意味著天線變小,，不容易接收到噪聲,。但電路板縮小后，相同的空間會擠進更多的電子產(chǎn)品,。從而導致EMC環(huán)境惡化,。
——有讀者評價您的講座“功率電子等車載電子產(chǎn)品的EMC兼容設計”富有實踐性,。為什么能做到這樣呢？
前野：可能是因為我在講課的時候,，為了方便實際運用,，會注意介紹電子產(chǎn)品產(chǎn)生的具體現(xiàn)象，并且回到基礎理論的層面講解現(xiàn)象,。也就是盡可能將實際產(chǎn)品與理論結合起來,，這應該是我講課的一個特點。
學術性講座大多是以講解基礎理論為主,，雖然能夠寬泛地進行學習,，但運用到設計現(xiàn)場還存在一定難度。而擁有實務經(jīng)驗的講師在講課時會結合大量實例,，雖然通俗易懂,，但不具備普遍性，聽眾很難在實際工作中活學活用,。
而且，大多數(shù)的學術性講座沒有一定基礎很難聽懂,。而擁有實務經(jīng)驗的講師教授大多是“雜學”,，雖然能令聽眾“恍然大悟”、“點頭稱是”,，但不深入講解基礎理論,。無論是哪一種，都很難直接應用于實際工作,。
因此,，我的講座綜合了以實務為基礎的講座和學術性講座。希望能夠為聽眾正在挑戰(zhàn)的EMC對策提供一點參考,。
——這應該是實務經(jīng)驗豐富,，而且取得了博士學位的前野老師獨有的視角。請您通過具體例子,，更詳細地介紹一下,。
前野：例如制作印刷電路板圖案的“底片”。在制作過程中有“不能做的事情”和“必須做的事情”,。不能做的事情之一是“不能在通用接地層上設置狹縫（去掉細長銅箔的部分）”,。這是大多數(shù)電路設計人員都知道的“常識”。
比如說,，有1塊多層印刷電路板上設置了模擬電路,、數(shù)字電路和電源電路。假設第2層是接地層,，通過在圖案上設置狹縫,，使各條電路的接地分離（成3個）,。對于這種情況，一般的講座給出的說明是“狹縫會導致流出噪聲增加,。因此應當去掉狹縫,，減少流出噪聲”。關于狹縫的好壞,，多數(shù)講座只會講到這里,，然后就進入下一個話題。
但在我看來,，正確方式應該是解釋清楚為什么狹縫不好,。的確，按照功能電路分離接地層也有起到良好效果的例子,。但帶來負面影響的情況要多得多,。如果囫圇吞棗，條件反射式地記住“狹縫不好”,，而不理解其中的原理,，在設計現(xiàn)場就會被支持狹縫的上司和客戶駁倒。在實際工作中,，在不能設置狹縫的地方加入狹縫的情況也時有發(fā)生,。
為了讓大家理解原理，我講課時首先會解釋狹縫有哪些類型,，然后講解哪些狹縫好,，哪些不好。然后回到基礎理論的層面說明原因,，讓大家“信服”,。
根據(jù)實踐數(shù)據(jù)實踐性地講解，最后連同電磁能源的傳輸在內(nèi),，對現(xiàn)象進行說明,，讓大家聽懂。
——您現(xiàn)在雖然是EMC對策的專業(yè)人士,，但年輕時也可能經(jīng)歷過失敗,。請問您在電裝的時候，在EMC對策上吃過哪些苦頭,？
前野：進入電裝的第3年,，我作為一名技術人員，職業(yè)生涯才剛剛開始,。我當時奉命設計車用收發(fā)器,。因為是第一次主動參與設計，在設計的過程中,，我很用心地學習,。以前輩設計的取得了良好效果的接收器為基礎,，通過對高頻放大部、頻率轉換部和局部振蕩器進行調(diào)整,，沿用中頻放大器及其后續(xù)部件,，總算是完成了接收器的設計。
我興高采烈地制作出試制品,，馬上安裝到汽車上進行測試,。但沒想到，試制品在單獨工作時接收信號的靈敏度很高,，但發(fā)動機啟動后,，接收靈敏度驟降。
原因說起來有點專業(yè),，是因為我為了防止大帶寬的接收信號失真,，在設計中頻放大級時，采用了錯誤的參差調(diào)諧電路,。因此,，在經(jīng)過調(diào)制后，汽車的點火噪聲超過了途中的放大器接收到的信號,。因為太想在接收靈敏度方面超過競爭對手廠商的產(chǎn)品,，所以我忘了要充分考慮發(fā)動機的點火噪聲的影響，真是很難為情,。
有了這次失敗，我第一次意識到了EMC的重要性,。切身了解到了噪聲有多可怕,、在汽車中配備電子產(chǎn)品有多可怕。
——請介紹一下學習EMC對策時的重點,。
前野：需要具備電磁學的思維模式,。很多人以為EMC的問題可以通過高頻電路技術解決，我過去也是這樣想,。但實際上,，從電磁學角度把握能深化理解，是通往解決的一條近路,。
比如說,，很多人認為電流只在電路的布線（圖案）中流動。但在實際的電子產(chǎn)品中,，電路之間存在“空間耦合”,。這用電磁爐的機制來解釋應該比較容易理解。在電磁感應的作用下,，線圈彼此分離,，但能夠通過空間傳導高頻功率,。
印刷電路板中也是如此。仔細觀察圖案,，就像是極薄的一匝線圈,。這樣的一匝線圈在印刷電路板內(nèi)大量存在，其間就會產(chǎn)生空間耦合,。具體包括電磁感應耦合和電容耦合,。也就是說，電介質(zhì)中有大量的噪聲流通,。理解這個現(xiàn)象需要一定的電磁學知識,。
——哪些人員需要學習EMC對策相關知識？