你知道如何單片機(jī)EMC的檢測(cè)?如何定義EMC?簡(jiǎn)單概括,，就是設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力,。EMC 測(cè)試包括兩大方面內(nèi)容：對(duì)其向外界發(fā)送的電磁騷擾強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，以便確認(rèn)是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限制值要求;對(duì)其在規(guī)定電磁騷擾強(qiáng)度的電磁環(huán)境條件下進(jìn)行敏感度測(cè)試,，以便確認(rèn)是否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗擾度要求,。

    對(duì)于從事單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工程技術(shù)人員來說，掌握一定的 EMC 測(cè)試技術(shù)是十分必要的,。EMC 是電磁兼容(Electro-MagneTIc CompaTIbility)的縮寫,，它包括電磁干擾(EMI)和電磁敏感性(EMS)兩部分。由于電器產(chǎn)品在使用時(shí)對(duì)其它電器有電磁干擾,，或受到其它電器的電磁干擾,，它不僅關(guān)系到產(chǎn)品工作的可靠性和安全性，還可能影響其它電器的正常工作,，甚至導(dǎo)致安全危險(xiǎn),。

    單片機(jī)系統(tǒng) EMC 測(cè)試

    (1)測(cè)試環(huán)境

    為了保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確和可靠性，電磁兼容性測(cè)量對(duì)測(cè)試環(huán)境有較高的要求,，測(cè)量場(chǎng)地有室外開闊場(chǎng)地,、屏蔽室或電波暗室等。

    (2)測(cè)試設(shè)備

    電磁兼容測(cè)量設(shè)備分為兩類：一類是電磁干擾測(cè)量設(shè)備,，設(shè)備接上適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，就可以進(jìn)行電磁干擾的測(cè)量;另一類是在電磁敏感度測(cè)量，設(shè)備模擬不同干擾源,，通過適當(dāng)?shù)鸟詈?/ 去耦網(wǎng)絡(luò),、傳感器或天線，施加于各類被測(cè)設(shè)備,，用作敏感度或干擾度測(cè)量。

    (3)測(cè)量方法

    電磁兼容性測(cè)試依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的不同,，有許多種測(cè)量方法,，但歸納起來可分為 4 類;傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試、輻射發(fā)射測(cè)試,、傳導(dǎo)敏感度(抗擾度)測(cè)試和輻射敏感度(抗擾度)測(cè)試,。

    (4)測(cè)試診斷步驟

    圖 1 給出了一個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的電磁干擾發(fā)射與故障分析步驟。按照這個(gè)步驟進(jìn)行,，可以提高測(cè)試診斷的效率,。

    (5)測(cè)試準(zhǔn)備

    ①試驗(yàn)場(chǎng)地條件：EMC 測(cè)試實(shí)驗(yàn)室為電波半暗室和屏蔽室。前者用于輻射發(fā)射和輻射敏感測(cè)試,，后者用于傳導(dǎo)發(fā)射和傳導(dǎo)敏感度測(cè)試,。

    ②環(huán)境電平要求：傳導(dǎo)和輻射的電磁環(huán)境電平最好遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的極限值，一般使環(huán)境電平至少低于極限值 6dB,。

    ③試驗(yàn)桌,。

    ④測(cè)量設(shè)備和被測(cè)設(shè)備的隔離,。

    ⑤敏感性判別準(zhǔn)則：一般由被測(cè)方提供，并實(shí)話監(jiān)視和判別,，以測(cè)量和觀察的方式確定性能降低的程度,。

    ⑥被測(cè)設(shè)備的放置：為保證實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性，對(duì)被測(cè)設(shè)備的放置方式通常有具體的規(guī)定,。

    (6)測(cè)試種類

    傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試,、輻射發(fā)送測(cè)試、傳導(dǎo)抗擾度測(cè)試,、輻射抗擾度測(cè)試,。

    (7)常用測(cè)量儀

    電磁干擾(EMI)和電磁敏感度(EMS)測(cè)試，需要用到許多電子儀器,，如頻譜分析儀,、電磁場(chǎng)干擾測(cè)量儀、信號(hào)源,、功能放大器,、示波器等。由于 EMC 測(cè)試頻率很寬(20Hz～40GHz),、幅度很大(μV 級(jí)至 kW 級(jí)),、模式很多(FM、AM 等),、姿態(tài)很多(平放,、斜放等)，因此正確地使用電子儀器非常重要,。測(cè)量電磁干擾的合適儀器是頻譜分析儀,。頻譜分析儀是一種將電壓幅度隨頻率變化的規(guī)律顯示出來的儀器，它顯示的波形稱為頻譜,。頻譜分析儀克服了示波器在測(cè)量電磁干擾中的缺點(diǎn),，能夠精確測(cè)量各個(gè)頻率上的干擾強(qiáng)度，用頻譜分析儀可以直接顯示出信號(hào)的各個(gè)頻譜分量,。

    在解決電磁干擾問題時(shí),，最重要的一個(gè)問題是判斷干擾的來源。只有準(zhǔn)確將干擾源定位后,，才能夠提出解決干擾的措施,。根據(jù)信號(hào)的頻率來確定干擾源泉是最簡(jiǎn)單的方法，因?yàn)樵谛盘?hào)的所有特征中,，頻率特征是最穩(wěn)定的,，并且電路設(shè)計(jì)人員往往對(duì)電路中各個(gè)部位的信號(hào)頻率都十分清楚。因此,，只要知道了干擾信號(hào)的頻率,，就能夠推測(cè)出干擾是哪個(gè)部位產(chǎn)生的,。對(duì)于電磁干擾信號(hào)，由于其幅度往往遠(yuǎn)小于正常工作信號(hào),，用頻譜分析儀做這種測(cè)量是十分簡(jiǎn)單的,。由于頻譜分析儀的中頻帶寬較窄，因此能夠?qū)⑴c干擾信號(hào)頻率不同的信號(hào)濾除掉,，精確地測(cè)量出干擾信號(hào)頻率,，從而判斷產(chǎn)生干擾信號(hào)的電路。

    電磁兼容故障排除技術(shù)

    (1)傳導(dǎo)型問題的解決

    ①通過串聯(lián)一個(gè)高阻抗來減少 EMI 電流,。

    ②通過并聯(lián)一個(gè)低阻抗將 EMI 電流短路到地或引到其它回路導(dǎo)體,。

    ③通過電流隔離裝置切斷 EMI 電流。

    ④通過其自身作用來抑制 EMI 電流,。

    (2)電磁兼容的容性解決方案

    一種常見的現(xiàn)象是不把濾波電容的一側(cè)看成直接與一個(gè)分離的阻抗相連,，而看成與傳輸線相連。典型的情況是,，當(dāng)一條輸入輸出線的長度達(dá)到或超過 1/4 波長時(shí),，該傳輸線變“長”。實(shí)際可以用下式近似表示這種變化：

    l≥55/f

    式中：l 單元為 m,，f 單位為 MHz,。這個(gè)公式考慮了平均傳播速度，它是自由空間理論的 0.75 倍,。

    a. 電介質(zhì)材料及容差

    電磁干擾濾波使用的大部分電容是無極性電容,。

    b. 差模(線到線)濾波電容性電容。

    c. 共模(線到地 / 機(jī)殼)濾波電容

    共模(CM)去耦通常使用小電容(10～100nF),。小電容可以將不期望的高頻電流在其進(jìn)入敏感電路之前或在其離噪聲電路較遠(yuǎn)時(shí)就將其短路到機(jī)殼上去,。為了得到良好的高頻衰減電路，減小或消除寄生電感是關(guān)鍵之所在,。因此有必要使用超短導(dǎo)線,，尤其希望使用無引線元器件。

    (3)感性,、串聯(lián)損耗電磁兼容解決方案

    就電容而言，Zs 和 Z1 如果不是純電阻的話,，在計(jì)算頻率時(shí),，要使用它們的實(shí)際值。電容器串聯(lián)在電源或信號(hào)電路時(shí),，必須滿足：

    ①流過的工作電流不應(yīng)該引起電感過熱或過大的有過之而無不及降;

    ②流過的電流不能引起電感磁飽和,，尤其是對(duì)高導(dǎo)磁材料是毫無疑問的。

    解決方案有以下幾種：

    *磁芯材料;

    *鐵氧體和加載鐵氧體的電纜;

    *電感,、差模和共模;

    *接地扼流圈;

    *組合式電感電容元件,。

    (4)輻射型問題的解決

    在很多情況下,，輻射電磁干擾問題可能在傳導(dǎo)階段產(chǎn)生并被排除，還有些解決方案是可以抑制干擾裝置在輻射傳輸通道上,，就像場(chǎng)屏蔽那樣工作,。根據(jù)屏蔽理論，這種屏蔽的效果主要取決于電磁干擾源的頻率,、與屏蔽裝置之間的距離以及電磁干擾場(chǎng)的特性——電場(chǎng),、磁場(chǎng)或者平面波。

    ①導(dǎo)體帶,。

    使用銅或鋁帶要吧簡(jiǎn)單快速地建立一種直接的屏蔽和低阻連連接或總線,。它們對(duì)于臨時(shí)的解決方案和相對(duì)永久的解決方案來說是很方便的。厚度在 0.035～0.1mm 之間,，并且背面帶有導(dǎo)電黏合劑以便安裝,。如果使用銅導(dǎo)電帶，其通過電阻約 20mΩ/cm2,。應(yīng)用場(chǎng)合：電氣屏蔽罩;發(fā)生故障時(shí)泄露點(diǎn)定位;作為一個(gè)應(yīng)急的解決方案,，將塑料連接器變成金屬的、屏蔽普通的扁平電纜等,。

    ②網(wǎng)狀屏蔽帶和拉鏈?zhǔn)酵馓住?/p>

    涂錫的鋼網(wǎng)帶：主要用來安裝在一個(gè)已經(jīng)裝配好的電費(fèi)護(hù)套上作為一種易安裝的繃帶型的屏蔽罩,。為了降低電費(fèi)的磁場(chǎng)輻射或敏感問題，鋼網(wǎng)帶是一種有效的解決方案,。拉鏈?zhǔn)狡帘瓮馓祝寒?dāng)有明顯跡象表明電費(fèi)是主要的引起 EMI 耦合的原因時(shí)使用,。

    ③EMI 密封墊。

    應(yīng)用場(chǎng)合：當(dāng)下述條件存在,，并且需要真正的 SE 時(shí),，EMI 密封墊是最常用的解決輻射問題、敏感問題,、ESD,、電磁脈沖和 TEMPEST 問題的方法。

    *已經(jīng)把機(jī)箱泄漏確認(rèn)為主要的輻射路徑,。

    *嚙合面不夠光滑,、平整或不夠硬、本身無法提供良好的連接接觸,。

    ④窗口和通風(fēng)板的 EMI 屏蔽：

    適合對(duì)孔徑的屏蔽,。

    平面波的大概模型是：

    SE≈104(-20-lgl)-20lgf

    式中，SE 單位為 dB;l 為網(wǎng)格或網(wǎng)孔的尺寸,，單位為 mm;f 單位為 MHz,。當(dāng)然，隨著頻率的下降,，網(wǎng)孔的屏蔽效率 SE 的上限受限于金屬本身,。在近區(qū)場(chǎng),，對(duì) H 場(chǎng)的屏蔽，其屏蔽功率 SHE 不受頻率的影響,，可由下式近似得出：

    SEH≈10lg(πr/l)

    其中,，r 為源到屏蔽罩之間的距離，l 為網(wǎng)孔尺寸,，兩者單位均為 mm,。

    ⑤導(dǎo)電涂料：應(yīng)用于在系統(tǒng)的塑料外殼建立 EMI 屏蔽罩、發(fā)送現(xiàn)有普通的或惡化的導(dǎo)電表面的屏蔽效能 SE,、防止 ESD 或靜電積累現(xiàn)象,、增大結(jié)合面或密封墊片的接觸面積。

    ⑥導(dǎo)電箔：鋁是一種良導(dǎo)體,，在 10MHz 以下沒有吸收損耗,，但它對(duì)于電場(chǎng)的任何頻率都有較好的反射損耗。應(yīng)用場(chǎng)合請(qǐng)參閱有關(guān)資料,。

    ⑦導(dǎo)電布：可應(yīng)用于任何 100kHz 到 GHz 級(jí)頻率范圍需要達(dá)到 30～30dB 衰減的立體屏蔽場(chǎng)合中

    結(jié)語

    在實(shí)際 EMC 測(cè)試應(yīng)用中,，除了通過標(biāo)準(zhǔn)資格實(shí)驗(yàn)室的鑒定測(cè)試以外，還有兩種可行的方法也是被業(yè)界所認(rèn)可的：TCF(Technical ConstrucTIon File)和 Self CeriTIfication(自檢證明),?？垢蓴_能力測(cè)試是十分實(shí)用的測(cè)試項(xiàng)目。實(shí)現(xiàn)電磁兼容的最好辦法是,，將所有的數(shù)字及模擬電路均視為對(duì)高頻信號(hào)響應(yīng)的電路,，用高頻設(shè)計(jì)方法來處理電費(fèi)屏蔽、PCB 布線和共模濾波,。

    采用整塊地平面和電源面也很重要,，對(duì)模擬電路也該如此，這樣做有利于限制高頻共模環(huán)環(huán),。大多數(shù)瞬態(tài)干擾均屬高頻,，并產(chǎn)生很強(qiáng)的輻射能量。以上就是單片機(jī)EMC的檢測(cè)的相關(guān)解析,，希望能給大家?guī)椭?/p>