EMC专题学习（1）--EMC理论基础

1. EMC相关的基本单位

2. 共模与差模

干扰电压和电流分为差模和共模：

• 差模是两根导线分别作为往返线路传输；

• 共模是两根导线做去路，地线做返回路径传输。

如图所示，对于差模电压为（U1-U2）/2，2根导线是平衡的。但共模电压为（U1+U2）/2，两根导线上相同。

当两种模式同时存在时，可通过下列方法求出两种模式的成分：

注意：在实际的电路中，共模干扰与差模干扰是不断相互转换的，两根导线终端与地线之间存在着阻抗。这两根导线的阻抗一旦不平衡，在终端就会出现模式的相互转换。

3. 时域与频域

任何信号可以通过傅里叶变换建立其时域与频域的关系。

梯形脉冲函数的频谱如下图所示，由主瓣与无数个副瓣组成，每个副瓣虽然也有最大值，但是总趋势是随着频率的增高而下降，上升时间为tr，宽度为d。梯形脉冲频谱峰值包含有两个转折点，1/πd 和 1/πtr ，以-20dB/10倍频程的速度下降，经第二转折点后以一40dB/10倍频程的速度下降。

电路设计时在保证逻辑正常功能的情况下，尽可能增加上升时间和下降时间，有助于减小高频噪声。

周期信号每个取样段的频谱都是一样的，它的频谱成离散形，但是强度大，通常成为窄带噪声。

非周期信号每个取样段的频谱不一样，频谱很宽，而且强度较弱，通常被称为宽带噪声。

在一般系统中，时钟信号为周期信号，而数据线和地址线通常为非周期信号。造成系统辐射发射超标的原因通常是时钟信号。

4. 分贝dB的概念

EMC 通常用分贝dB来表示。

dB 定义为两个功率的比；

dbm表示功率的单位，dbm即是功率相对于1mw的值；

5. 正确理解分贝真正的含义

当设备的电磁骚扰不能满足有关EMC标准规定的限值时，就要对设备产生超标发射的原因进行分析，然后进行排除。

当设备完全符合有关的规定后，如果为了降低产品成本，减少不必要的器件，可以将采取的措施逐个去掉。首先应考虑去掉的是成本较高的器件/材料，或在正式产品上难于实现的措施。如果去掉后，产品的辐射发射并没有超标，就可以去掉这个措施。

分贝的真正意义是使产品通过EMC测试，产品成本降到最低的措施。

6. 电场与磁场

电场产生于两个具有不同电位的导体之间，单位为m/V；

磁场产生于载流导体的周围，单位为m/A，磁场正比于电流，反比于离开导体的距离。

当交变电压通过导体产生交变电流时，电场和磁场互为正交同时传播，如图所示。

如果天线模型是单极天线或偶极子天线，驱动源是电压源，那么辐射的近场区是电场为主；

如果天线模型是环形天线，驱动源是电流源，那么辐射的近场区是磁场为主。

近场、远场、波阻抗

数字电路周围的大多数近场能量则处于磁场状态，并非电场状态，因此高速数字系统中的交叉干扰，接地耦合和干扰问题涉及电流，磁场和电感的循环。

7. 几个重要的影响EMC的元件

电容

电容是通过电场联系而建立起来的一个集 合，是构成滤波、去耦和容性串扰电路模型的基本元件。

电容电流计算：

电感

电感是指导体在磁场中由于电流变化而产生感应电动势的物理量。

其大小等于单位时间内磁通量与电流的比值，即 L=φ/I 。

电感电压计算：

互感

互感是通过磁场联系相互约束的若干电感元件的集 合，是构成耦合电感线圈和感性串扰电路模型的基本元件。