十年资深硬件工程师总结：EMC整改通用流程及一些整改建议
一、前言EMC主要是通过测试产品在电磁方面的干扰大小和抗干扰能力的综合评定，是产品在质量安全认证重要的指标之一。很多产品在做产品安全认证时都会遇到产品测试不合格的情况，尤其是在电磁兼容测试（即EMC测试）出错频率更是普遍。当产品一旦测试不合格，那么随之而来的肯定是EMC整改通知书。在EMC整改过程中，很多管理人和技术人员并不太明白该从何处入手。今天，我们就来分析EMC整改常遇到的问题和一些整改建议。首先我们来从EMC测试项目构成说起，EMC主要包含两大项：EMI（干扰）和EMS（抗干扰和敏感度）。这两大项中又包括许多小项目，如下图：通过这些测试项目，我们不难看出，EMC测试主要围绕产品的电磁干扰和敏感度两部分，如果一旦产品不符合安全认证标准需要EMC整改的时候我们可以通过根据其材料和零部件进行整改。二、EMC整改意见(1)、在拿到整改意见书以后，需要提前定位好EMC整改计划。没有定位好计划就去盲目的整改产品就像无头的苍蝇一样到处乱动，这样只会增加整改的成本。首先需要内部及和测试方沟通相关信息，如验收的标准、摸底的报告、PCB图等信息；为什么要确定这么多信息呢？举例标准方面在车载行业，如五等级跟二等级那差距就大了去了。在掌握相关资料和沟通后，给出初步的整改建议，定位好EMC整改计划。(2)、定位手段，对于这里觉得主要可以分为两点。第一：经验判断，需要完全根据工程师的经验结合数据及测试情况来进行判断；第二：比较测试，根据再次测试仪器所提供的数据来进行分析问题。三、EMC整改流程(1)、RE超标整改流程：(2)、电源电缆导致辐射超标定位流程：(3)、信号电缆导致辐射超标定位流程：(4)、屏蔽体泄漏整改流程：四、EMC整改的一些小建议(1)、电容的滤波作用即频率f越大，电容的阻抗Z越小。当低频时，电容C由于阻抗Z比较大，有用信号可以顺利通过；当高频时，电容C由于阻抗Z已经很小了，相当于把高频噪声短路到GND上去了。(2)、电容滤波在何时会失效整改中常常会使用电容这种元器件进行滤波，往往有“大电容滤低频，小电容滤高频”的说法。以常见的表贴式MLCC陶瓷电容为例，进行等效模型如下：容值10nF，封装0603的X7R陶瓷的模型参数如下：由于等效模型中既有电容C，也有电感L，组成了二阶系统，就存在不稳定性。对电路回路来说，就是会发生谐振，谐振点在如下频率处：下图是谐振曲线的示例，即常说的在谐振点前是电容，谐振点之后就不再是电容了。(3)、LC滤波何时使用如果串联电感L，再并联组成C，就形成了LC滤波：单独一个电容C是一阶系统，单独一个电感L也是一阶系统，在幅值衰减斜率是-20dB。但LC组成的二阶系统，幅值衰减斜率是-40dB，更靠近理想的“立陡”的截止频率的效果，即滤波效果更好。(4)、PWM频率到底是多少往往提到PWM，比如会说用20kHz PWM驱动电机等。但实际上，这个20kHz仅代表PWM的脉冲周期是50us对于阶跃信号来说，由于上升时间tr无穷小，则频率f无穷大。当频率高了之后，寄生参数则不能忽略，会引发很多谐振的问题。从信号上来看，就是很陡峭的阶跃信号会有过冲和振荡的问题。简单来说就是频率f越大，则噪声所占的频率就会越宽泛，即EMC特性就会越差。(5)、如何将原理图和PCB对应起来由于细分工种的问题，原理图和PCB被割裂开来，由两组人进行分工作业：例如在原理图上有如下的电路：其隐含一个问题就是在PCB上其实V1的负极和C1的负极是有一条线（PCB layout工具软件中用的词比较准确，Trace，踪迹/轨迹）。往往在设计阶段A->B->C是都会关注的。如果EMC出现问题，除了要在原理图上查找电路参数的问题，还需要特别关注C->D，即回流路径。如果回流路径不顺畅，会造成信号的畸变。 比如在EMC试验时，MCU的ADC采集到的信号被 干扰到了，则除了在原理图上分析外，在PCB上将该信号高亮出来，然后再耐心寻找该信号的回流路径是否有不顺畅的地方：对着信号线头脑中想象回流路径，有点意识流的感觉。 五、总结序号描述详细描述1电容滤波整改时最常见的元器件就是电容了。当然如果干扰来自差模信号，那电容就化身成差模电容；如果干扰来自共模信号，那么电容就化身成共模电容。2电容会谐振整改时需要注意电容的引线尽量短，避免谐振，且需要注意电容的另外一端的回流路径。3LC滤波当遇到CE的问题，在电源端增加铝电解电容已经没效果时，可考虑加入LC进行滤波。4PWM在有PWM信号的系统里，需要关注PWM信号波形的上升沿，是否有过冲，过冲是否振荡过多才回到稳态等。比如H桥驱动直流有刷电机，可在MOSFET的栅极串联电阻，用于阻尼的作用，减缓PWM上升沿。5回流路径两层板以上的PCB，一般有专门的GND层，即GND层是比较完整的一层，回流路径是比较清晰的。现实往往是骨感的，没有完整的GND层，需要在复杂的走线中想象回流路径是如何的，这是个需要想象力的工作。来源：电磁兼容之家
